Indonesi an  Journa of  El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 3 ,  No.   3 Ma rch   201 9 , p p.   1 03 9 ~ 1 047   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 3 .pp 1 03 9 - 1047          1039       Journ al h om e page http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Develop ment of  real tim intern et of thi ng s ( I o T )   b ased ai qu ality monito rin g syste m       Huz ei n Fa hmi  Ha w ari,  Aide ed Ahma d Z aina l,  M ohamm ad   R ad z i Ah mad   Depa rtment  o E le c tri c al a nd  Ele ct roni Eng ineer ing,   Univ ersit i   T eknol ogi   PETR ON AS ,   Malay si       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Sep   1,   2018   Re vised Dec   1 0,   2018   Accepte d Dec   25, 201 8       The   at m ospheric  ai r   pol lut ion   is   m aj or   con ce rn   in  m oder ci t ie s,   espe ci a l l y   in  d eve lop ing  c ountri es   li k M al a y si a.  In   thi s   pape r,  we   h ave  rep orte d   an   eff ective  impl e m ent at ion   for   In te rne of   Th ings  used  for   m onit or ing  th le v el   of  ai r   pol lut ion   base on   Malays ia   Air   Pollut ion   Inde x   (AP I).   T he  low - cos t   and   r eal  ti m e   s y stem  would  b e   a ble  to   m onit or   r egul ar   ai r   qua li t y   pol lut an ts   inc ludi ng  Pa rtic ula t Matter  (PM of  PM 2. 5,   PM 10  and  Carbo Monoxide  (CO)  gas  as   wel as   the  t empera t ure and   hum idit y   of   the  surrou ndings.   Th e   s y stem  has  ca pa bil ity   to  d etec t   Good,  Modera t e ,   Unhea lt h y ,   Ver y   Unh ea l t h y   and Haz ard ous  AP I s ta tus. Bas e on  w ee ks  of   expe riment al  AP I m onit oring  result   on   spec ifi e te st   locat ion,  th s y s te m   was  ab l to   demons tra t prom ising  result in  prov iding  a   r el i abl e   r ea l   ti m e   m onit oring   of   the  ai r   qu a li t cond it io n .   Ke yw or d s :   Air  poll ution i nd e x     Air q ualit m on it or i ng   Gas  se nsor   In te r net  of thin gs     Partic ulate  m atter   Copyright   ©   201 9   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Hu zei Fa hm Haw a ri   Dep a rtm ent o f El ect rical  an Ele ct ro nic  Eng ineerin g,   Un i ver sit i Te knol og PETR O NAS    31750 Tr onoh,  Per a k, Ma la ysi a.   Em a il : hu zei nfahm i.haw ari@ utp .e du.m y       1.   INTROD U CTION     Ma la ysi is  one  of  the  c ountr ie that  ha ve  be en  se ver el af fected  by  haze   for  the   past  10  ye ars T he   nu m ber  of  ac ut res pirat or di sease  cases   is   s pik in ap pro xi m at ely  60%  be cause   of  haze   [ 1] S ocial   a wareness   towa rd s   the   sur rou nd i ng  ai qual it has  inc re ased  t he  dem a nd  f or  real  ti m ai qu al it in form ation .   Acc ordin to  T he  Sta on  Septem ber   16 th 2015,   Ma la ysi ans  com plaint  on  ve ry  s hort  noti ce  of  s c hool  cl osi ng  due  t unhealt hy  AP I   le vel  w hich  m ai nly  caused  by  haze  [1] Current  AP s yst e m   st il us i ng   t he  sam a the  on e   est ablished  i 1993.  Ba se on  Ma la ysi Dep artm ent  of   E nvir on m ent,  the   data  proces se bas ed  on  ave rag i ng  tim of   24  ho urs  [ 2] . H ence t he  c urren m eth od  is no acc urat to  re prese nts  the  act ual  e nv i ronm ent  situ at ion.  r eal   tim m on it or i ng  nece ss aril require i order  car ryi ng  ou im m ediate  act ion s   in  ca s of  unhealt hy  AP le vel  reac he d.  Ther e f or e,   th r ough  t his  rese arch,  a ai r   qu al it m on it or in syst em   has   been  dev el ope us i ng   Ardu i no  Y un   Mi ni  and   T hingS peak   as  t he  In te r net  of  T hin gs   (IoT platf or m   in  order   t create   m edium   of  sh ari ng  inf or m at ion   for  po ll ution   m on it ori ng;  w her e   the  data  m anag em ent  and   c on t ro ca be   done  conv e niently  thro ugh  t he  inte rn et   with sec ur ed  e nv i ronm ent.    In ad diti on, c urren t st at io nar AP I  m on it or in syst em  sit uat ed on ly  at ce rtai area  g i ves  le ss r el ia bl e   resu lt s   f or  the   pe op le   w ho   li ve  distantl [ 3] A   po rtable  c once pt  of  AP I   m on it or i ng  will   surel help   t overc om this  pro blem Ma la ysi AP m on it or ing  sys tem   is  incapab l of  m easur P M2.5  a nd  ex pe ct ed  to   be   im pl e m ented   in  the   syst em   on   2020  wh il ne ighbor  c ount r ie li ke  Sin ga pore   al rea dy  ca pab le   [ 3] ,   [ 4] Th us PM2 .5  s ens or   integrate in  th is  syst e m   has  an  ad va ntage  on   giv in reli able  functi onal it on   com m on   poll utants  detect ion .   A   low - cost  c on c ept  i m ple m ented  in  this  syst e m   m akes  it   a fforda ble  towa rd wide  ra nge  of   pe op le As  pe r     Table  1,  us uall y,  the  sta ti on a r ty pe of  Air  Q ualit Mon it or i ng   syst em   con sist ing   of  An al y ti cal   In strum en ts  is   ver y e xpensi ve   [ 5] ,   [ 6]     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   3 Ma rc h   201 9   :   1 03 9     10 47   1040   Table  1 .   C om par iso n betwee analy ti cal  instru m ents and  poll utants se nso rs  [ 6] ,   [7]     Ch arac teristics   An aly tical  ins tru m en ts   Air  q u ality  sen so rs   Co st   Ver y  hig h   Fair   Size   Bu lk y   Co m p act   Res o lu tio n   Excellen t   Reliab le   Mob ility   Dif f icu lt   Easy       lo w - c os ai r   qu al it m on it or in syst em   has  bee dev el oped  wh ic only   fo c us e on   dus po ll uta nts  m on it or ing   by  us in S harp  GP2Y1 010AU 0F   se ns or  [ 8] .   sim il ar  appro ac do ne  wi th  ad diti on   of   Global   Syst e m   fo M ob il Com m un ic at ion ( G S M)  m od e m   integrated  i th syst e m   [9] Howe ver,  the  syste m   m on it or ing   wa lim i te to  P M10   poll utant only I the  oth e ha nd,  CO  Gas   Detec tor  was  desig ne base   on   ATME GA853 m ic ro co ntr oller,  T GS   2600  sen sor  a nd   Glob al  Sys te for  Mo bil ( GS M)  m od ule  [10] Anothe pro j ec wh ic h f oc us e on   m on it ori ng  the  C O c onc entrati on  le vel  with  m ai n aim  o in du st rial   pur pose  dev el op e [11] The  syst e m   us e PI C 18F4550  m ic ro con t ro ll er  a nd   i ntegr at e with  M Q - CO  se nso r.   T he   syst e m   con sist of   3 pa rts  of  ci rcu it w hich  are  powe r s upp ly   un it , si gn al   conditi on i ng  unit , a la rm , display   and  m ic ro co ntro ll e r un it   An  in door  ai r   qual it m on it or i ng  syst em   dev el op e with  diff e re nt  ap proac wh ic cl assifi ed  th e   po ll uta nts  a Vo la ti le   Organi Com po ne nts   ( V OC)   [ 12 ] .   The   syst em   us ing  m bed   L PC 1768  m ic ro co nt ro ll er   base on  32 - bit   ARM  cor te M3  proces sor  integ rated  with  the  TGS   2602.  The  poll uta nts  m on it or ed  wh i ch  has   been  cl assifi e as  VO C   are   Hydro ge n,   Amm on ia Etha nol,  Hy drog e S ulfid e   an T olu ene A no t her  sens or  cal le Sens A ir  S8   us ed  i th syst e m   m ai nl to  m easur es  Ca rbon   Dioxid e.  Furthe r,   D H T2 us e to  m on it or   the tem per at ure an d hu m idit co nd it io ns .     In s pire by   the   I nter net  of  Th ing s   t re nd,   a   de vice  cal le ‘Poll uino’   was   de velo ped  t m on it or   the   ai r   qu al it [ 13 ] It  is  en han ce w it cl oud - base   m anag em ent  fo i ncr ea se  the   eff ic ie nc y.   Ne glect ing   t he  lo w - c ost   aspect,  it   is  e qu i pp e with   12  diff e re nt  ty pes  of  gas   sens ors  a nd  e nv i ronm ental   sens or s Ardu i no  m ic ro co ntro ll e pr e ferred   to   be   use with   it ope s our ce  flexi bili ty   and  inte gr at e with   W i - Fi  m od ule,   ESP82 66, as  it s n et work co m m un ic at ion  m e diu m   AirS e ns e,  a A ir  Q ualit Moni toring  De vice  (AQMD w hic f oc us   on   l ow   powe an lo w - cost  syst em   i m ple m entat io de velo pe [1 4 ] T he   syst em   use Bl uet oo t HC - 05  m odule  to   tra ns m it  data   to   sm art  phon e   dev ic a nd  s ha re  the  data  th rough  t he  cl oud.  By   us ing  the  MQ - 135  gas  s ens or t he  ai m on it or ed  a nd  the  data   up l oad e to   th cl oud  t hroug Thi ngSp ea web  se rv ic e.   S ti ll the  c onnec ti vity   betwee the  sm art  ph one  a nd   the AQMD  w il l be lim i te up  to a ce rtai n ran ge  as  it  u sin t he  Bl uet oo t c omm un i cat ion   m edium   In  this  pro j ect ,   com bin at ion  of  MQ - C s ens or ,   D HT 22   tem per at ure/ hum idity  sensor PM1 an PM2  se nsor   will   be  int reg at e in  orde to   pro vid e   m or deta il   env ir onm ental   par am et er  c om par ed  t pr e vious  researc h.  G SM  m od ule   is  al so   i ntergrate i t he  syst em   to  carry  out   the   real   tim m on it or ing  f un ct ion   of  distant  noti ficat ion by  Sho rt  Me ssage  Ser vi ces  ( SMS) Whenev e t he  m easur e val ues  e xc eed  t he  li m i ts,  SMS   will  b e se nt to   the s pecific  phon e  num ber  to   al ert the  us er  of the  possi ble e nv i ron m ental  h eal th ef f ect       2.   RESEA R CH MET HO D     The  syst em   design e to  be  a ble  to  m easur e   sever al   c omm on   ai qual it ind e a nd  sta ndar dized  t he  resu lt s   with   the   Ma la ysi Air  Po ll utant   I nde t in dicat th se ver it y of  th ai r   qual it y. H ence,   the   sel ect ion  of   the   hard war e   t be   us ed   i t he   syst em   has  be en   do ne  t m a ke  sure   that   the   ha r dw a re   us e is  a ble   to   gi ve   resu lt wh ic can   be   sta nd a r dized   wit t he   A PI .   T he   ai qu al it m onit or in syst e m   com pacted  with  se nsors   inte gr at e into it an d ea ch  h as  their  own   functi onal it y t m easur e CO  poll utant, tem per at ur e , hum idit y, PM 10   an P M 2.5   To  e nsure  t he  reli abili ty   of   the  syst em each  of   t he  se ns or ens ur e t be   cal ibrated H ow e ve r,   th e   on ly  se nsor req uire to  be  cal i br at e be f or f ully  integr at e d i nto  the  syst em  is CO   se nsor wh il e the  o t hers h as   been   rea dily   cal ibrated  by  the  m anu fact ur e r.   To  m ake  the  ai flo nearby  the  se ns ors  regu la te d,   DC  bru sh le ss   fan   i ns ta ll ed  in   the  dev ic e.   T hi to  m ake  su r that  the  res ults  ob ta i ned   t be  m or vali d.   Detai ls  of  the  bloc syst e m  d ia gr a m  o API m on it or in is i ll us t r at ed  in  Fig ur e   1.   str uctu re  of   process  flo ha bee desig ne a nd  f ollow e durin the   im plem entat ion   of  the  syst e m The pr ocess  f l ow p la nn e t hor oughly  to  e nsure  the  resea r ch  c ov e rin t he  who le   obj ect i ve of  the  pro j e ct     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Develo pm e nt  of  rea l t ime i nternet  of thin gs  ( I o T )  based  air  qualit y mon it ori ng    ( Huzei F ahmi  H awari )   1041       Figure  1. Detai le syst em  b lock diag ram  o t he API m on it ori ng       2.1.      Se nsor S el ection   The  m odules  use in   the  syst em   sel ec te bas ed  on  it f un ct i on al it to  ca rr y   out  the  ta s ne eded  f or  the   syst e m Mi cro con t ro ll er  A rduin Uno  Re v.  ATm ega3 28 is  en ough  t con t ro t he  sys tem GS Mo dem   of  SI M9 00 se ries  us e a nd  with t he d ual net w ork ba nd, i t ca c arr out i ts f un ct ion  t c omm un ic at with  g e ner al   m ob il e p hones   wh il e LC D of  16x2  disp la use d for  nearby  ou t pu vis ualiz at ion   As  in   Ta ble  2,   the  se nsors   in te gr at ed   in  t he   syst e m   are  sel ect ed  ba sed   on   it m easur ing   capab il it wh ic is  able   to  detect   the   po ll utants  c oncent rati on   ba sed  on   t he  M al ay sia   AP s cal e.  The  higher  t he   con ce ntrati ons  range  of   detect ion t he  m or e xp e ns i ve  th se ns or.  Th us ,   wis sel ect ion   of   s ens or   in   this  proj ec t   to  m ake  sure  th at   the  se nsor  is   able  to   co ver  th API  scal e   an sti ll   aff or dab le   in  pr ic e.   Figa r T GS  26 00  se ns or   us e to  detect   the  CO  co nce nt rati on in  t he  su r rou nd i ngs  a rea.  It  has  capa bili ty   of   d et ect ing   se ver al   gas eous  su c as  Me tha ne,   Iso - bu ta ne,  et hanol,  hydro gen   a nd  CO It   has  high  sen sit ivit towar ds  low  c oncent rati on   of   CO  [ 16 ] This   s ens or   is  m etal - oxide  sem ico nd ucto ba se se ns or.  The  ci rcu it   buil giv es  si gn al   wh i c corres ponds to wards t he  c hange  of poll utant s that c hange t he  c onduct ivit y of sens or.       Table  2 .   Senso rs  detect ion   ra ng e   an d   API  poll utants c once ntrati on r a nge  [2]   [4]   [14]   Sen so rs   Ty p e of  Pollu tan ts   Detectio n  Ran g e   API  Po llu tan ts Co n cent ration  Ran g   Fig aro TGS  26 0 0     Carb o n  M o n o x id e     1 0 0  Par t Per   M illio n  ( p p m )       5 7 .5 p p m   SHARP  D N7 C3 CA0 0 6     PM2.5   25    500   µ g / m       5 0 0  µg / m 3     SHARP  GP2 Y1 0 1 0 AU0 F     PM10     5 0 0  µg / m 3       6 0 0  µg / m 3     DHT22     Te m p e rature  &   Hu m id ity   Hu m id ity : 0 - 100%   Te m p e rature:  - 40 - 8 0  ̊  C     n /a       The  sig nal  re cei ves  by  the   sens or   is  th en  com pu te by  us in f unc ti on obta ine from   the  char act e risti cs  curve  i t he  da ta sh eet T he   ra ti bet ween  Se ns or   Re sist anc Ra ti o,   R S   a nd  Senso Re sis ta nce   in F resh Ai r,  R O   com pu te as   fo ll ows ;     α = {[(V CC   × R L )/V OUTPUT ] - R L }/ R   (1)     wh e re  α  is the  rati bet ween  Sensor  Re sist a nce,  R S   a nd   Se ns or Resi sta nc e in F re sh   Air,  R O   and  R L   is t he  Lo a Re sist ance  [ 16] .   DH T 22  se nsor   has  t he  ca pab il i ti es  to  detect   bo th  te m per at ur and  hum idit of   the   ai r.  Th c om pu ta ti on   of   the  se nsor  done  i the  se nsor ’s  li br a ry  pro vid e d.   No   der i vation  of   e quat ion   need e to  obta in  the  re su lt s.  This   sens or  us e the   colle ct ive - dig i ta l - sign a ty pe   m et ho an hu m idit reco gnit ion   a nd  is  cal i br at e r eadil [17] Fo r   PM 2.5  det ect ion ,   S HA R D N 7C3 C A006  se ns or  will   be   sel ect ed.  SHARP  D N7C3CA 006  is   the  t hir rev isi on   of   P sens or  pro duct   by  the   S H ARP  C om pany T he  se nsor   us es   O ptica dust  se ns i ng  m e chan ism     [18] It  has   bui lt - in  fa f or  th ai r   flo w   re gu la ti on   th r ough  the  se ns in ch a m ber .   W it it abili ty   of  m easur i ng   on ly   dust  with  2.5  m ic ro m et er   of   diam e te an bel ow,  the  se ver it in  the  ha ze  env i ronm ent  can  be  kn own   m or e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   3 Ma rc h   201 9   :   1 03 9     10 47   1 042   detai le as  P M2.5   has  gr ea te eff ect   to wa rd hum an  healt [20] T he  r esults  com pu te us i ng   t he  eq uati on   pro vid e d by th e m anu factu rer i the  d at as he et   SHARP  GP2Y101 0AU 0F   is  a   PM1 0 se ns or  and  the  first  ed it io n o f t he  PM   sens or   from   SH ARP . T he   m easur em ent  of  the   se ns or  is   base on  the   P w hich  has   di a m et er  of   10  m ic ro m e te an belo w.  This   ver si on  of   se nsor  al s us in the  op ti c al   sensing  m ec han ism   bu do esn’ hav t he  ai flo re gu la tor.   Howe ver,  the  ai r   flo wi ll   be  r egu la ti ng  by  t he  in sta ll ed  D brus hless  ai fl ow  re gula tor   fa n.   A e qu at ion   der i ved  f ro m   the  char act e risti c curve  of the  PM 10 se ns or t c om pu te  the r es ul ts of   detect io n as;     PM10 =  (0. 17  × [VO UT  ×  VC C/ 10 24]     0.1)    (2)     By   hav in both  PM 2.5  a nd  P M10 ,   we   can   r el at ively   kn ow   the  c om po sit ion  of  the   dust  base on  it s   diam e te r.  H e nc e, the se ve rity  o f  the  dust co nt ai ned  in  the  air ca n be in dicat ed  cl early     2.2.       Se nsor C alibra tion   Of   al the  sen s or sel ect e d,   th CO  sens or,  TGS   2600  is  the  only   sens or  that  need t be  cal ibrate for  c onsist ent  a nd  reli able  res ults. T he  se nso r has  b ee n ca li br at e d by  ref e r rin a   gu i ded e xp e rim ental  r esearch   Er ror!  Re fere nce  s ou rce   n ot  f ou n d. .   R O   is  t he  c onsta nt wh ic need  to  b e recog nized   by cali br at ion pro cess.   Using a  close d space  of 25 m 3 , 24  ci gar et te sm ok ed  a nd R S   m easur ed  a fter  3 hour s  as  f ollow s:      R S = [(V CC   × R L )/V OU TPUT ] - R   ( 3 )     Ba sed  on  the   r e fer e nce  pa per,  69.8  pp m   of  C resu lt e wh e 24  ci ga rett es  sm ok ed  a nd  c onta ined   f or  hours  withou losses.   By   kn ow i ng  the   CO  con ce ntrati on,   R O   value  obta ined   via   eq uation  ( 5)  an ( 1)  wh ic is 2 8336. 27       Table  3.   Perce ntage  e rro r between  m easur ed results a nd r e fer e nce  data  E rror!  R e feren ce so urce n ot foun d.   No Of  Cig arettes   Ref erence CO PP M   Measu red CO  PP M   Percentag Er ror  ( %)   4   1 2 .21   1 3 .06   6 .96   8   2 5 .65   2 4 .90   2 .92   16   4 7 .63   4 6 .10   3 .21   24   6 9 .80   6 7 .73   2 .97       To  e ns ure  the  R value  ob ta i ned   is  acce pta ble,  num ber   of   ci gar et te s m ok ed  by  se quence  fro m   4,8,16  a nd  24.   For  ea ch   sess ion ,   the   CO   c on ce ntrati on  m easur ed   afte r   ho ur s   of  ci gar et te sm ok e d.   Th e   m easur ed   res ults  com par e w it the   r efe ren c data   in   Fi gur 2.   The   e rror  cal culat ed  t a naly ze  the   dev i at io of m easur es r e su lt s w it h re fere nce  data.            Figure  2. CO  c on ce ntrati on  vs. no.  of ci gar et t es       Ba sed  on  th c om par ison   bet ween   t he  m eas ur e CO  c once ntrati on  an refe ren ce  value s,  t he  de viati on  per ce ntage  is  r ang e betwee 2.92%  -   6.9 6% It  is  exp ect e com es  fr om   the   po ssi ble  gas  l osse occ urred   duri ng  the cal ibrati on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Develo pm e nt  of  rea l t ime i nternet  of thin gs  ( I o T )  based  air  qualit y mon it ori ng    ( Huzei F ahmi  H awari )   1043   2. 3     Net w ork C ommu nica tion   GS SI M 900A  M od em   us e t est a blish   co nnect ion  be tween   A r du i no  U no  a nd  Mo bile  P hone   Dev ic e.  AT  C omm and   use to  com m un ic at with  the  m od em   in  or de to  gi ves  or der   t pe rfo rm   inten de act ion i.e se nds  a nd  receive m essages.  G ener al   dual   ba nd  use w hich   ena ble  the   m od em   to  co nn ec with   m ob il phone  dev ic es   of  900/ 1800 M Hz   f re qu e ncy   ba nds.   The   A PI  m on it or i ng  dev ic e   w il then   se nd  a   sh ort   m essaging   ser vice  (S MS to   the  us e r’ m ob il phone  de vices  if  the  A PI   reac hes  ei t her   U nh eal thy,   Ver y   Unhealt hy a nd  Hazar dous l ev el     2. 4     I oT Im plem ent at i on   on API  Moni to ri ng   De vice   W it the   rise   of  t he  I oT   tren d,  the   po s sibil it i es  f or  t he   API   m on it or ing  de vice  t be   I oT   dev ic e   have   been  e xp l or e d.  By   tran sf or m i ng  the   A PI  de vi ce  to  a   rem ote  sen sin API  de vice,  it   is   co nnect ed   to   the  W i - F i   via  Y un  S hield  W i - Fi  a nd   E ther net  Mo du l e.  Thi ngSp ea cl oud  web   ser ver   us e f or  th data  sto rag e   of   t he   sens o rs ’  data.  ThingS pea w ebsite   pro j ect in the   data   recei ved  by  t he  dev i ce  in  the   f orm   of  pl otted  gr a phs  for   each  ty pe  o f   th poll utants . Hence,   pe ople  wi ll   able  to   acce ss  the   m on it or i ng r esults   an d analy ze  the   tre nd s  o f   the m easur ed p ollutants       3.   RESU LT S   A ND  A N ALYSIS   The   integ rated   de vice   te ste to   m easur t he  surr oundin gs  ai r   qual it with  real   tim e   m on it or i ng .     The device l oc at ed  at  Unive rs it i Teknolo gi P ETRO NA S , S e ri I s kanda r,  T r onoh, Pera k,   Ma la ysi a. Please ref e r   to Figu re  3.             Figure  3. A PI   m on it or ing  de vi ce locat ion       3.1.      CO C once nt r at io Monitorin g   Figure  s hows   an  e xam ple  of   day  of  CO  c oncent rati on  m on it or i ng   t hro ugh  the  Thi ngSp e ak  web sit e .   The  overall   re s ults  sho decrem ent  from   0100  ho ur  unti 0600  hour  a nd  s ta rt  to  inc rease   unti the  peak  hou r.  This  tre nd   s usp ect ed  due  to  th peak   w orkin hours.  T he  pe a ho ur for  CO   con ce ntrati on  m easur ed  high est   at   1000  hour.   T he   res ult  from   1100   to   15 00  hour  s hows   sig ni ficant  dec rem e nt.  O ne  of  t he  po s sible  reas on  is   the   CO  c on ta i i the  ai r   re duced   as  t he  hum an  work i ng  act ivi ti es  decr ea sin g.  T her e   was  a   sign ific a nt  in cr ease   from   15 00  unti 18 00  a nd  f luctuat io ns   observ e from   18 00  unti 0000  hour.  T he  di screp a ncies  of  CO   con ce ntrati on   le vels  obser ve infl ue nced  by  the  weathe c onditi ons,   hu m an  act ivit ie s,   wi nd  directi ons  a nd  it so urces .   This  1 - day  m on it or i ng  res ult  ob ta ine f ro m   ThingS pea w ebsite   ha ve   not   m uch   dif fere nc of  tre nd  to   the  we eks   m on it or i ng  res ults It  is  sho wn  th at   for  al of   fig ur es the re  a re  si m il arities  of   t rends  w hich  i ndic at es  the  sta b il it ie and  co ns ist e ncy  of  sen sor  perf orm ance.  Ba sed   on  the   Fig ur e   5,  the   data  t rend  sh ow quit sim il ar   to the 5 - wee k m on it or ing.                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   3 Ma rc h   201 9   :   1 03 9     10 47   1044           Figure  4. Exa m ple o co  m on it or i ng d at from   thingspea k we bs it e   Figure  5. Five   weeks CO  m on it or i ng       3.2.    Te mper ature  M on it oring   Figure  s ho ws  the  sin gle   day  m on it or ing   res ult  ob ta ined  f r om   Thin gSpea f or   tem per at ur e   m on it or ing.  G ener al ly from   0100   ho ur ,   a   dec rem ent  observ e unti 0800  hour.   T he   te m per at ur s ta rts  to   increase  from   0900  ho ur   unti it peak   ho ur  wh e re  the   hi ghest   tem per at ur e   recor ded   e ve r yday   wh ic is  at   1600   hour.  T his  highest  te m per at ure  re co rd e at   1600  hour  bec ause  direct  s unli gh t   to wards   the  API  m on i toring  dev ic ha ppens  at that  ho ur. Sub s eq ue ntly , decrem ent o bs e r ved f ro m  1 70 0 un ti l 0 000 h ou r.           Figure  6. Exa m ple o te m per at ur res ult fro m   thing s pea k web sit e       In  Fig ur e   7,  weeks  of   te m per at ur e   m on it ori ng  hav e   bee m on it or ed.  Ba s ed  on  the  res ult,  the  highest   peak   hours  of   tem per at ur m on it ore ar ound  16 00 - ho ur.  The  res ults  pl ot te has  sam t rend  as  the  da ys  of  tem per at ur e  m on it ori ng.           Figure  7. Five   weeks t em per at ur e m on it ori ng   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Develo pm e nt  of  rea l t ime i nternet  of thin gs  ( I o T )  based  air  qualit y mon it ori ng    ( Huzei F ahmi  H awari )   1045   3. 3     H umidi t y Moni t oring   Figure   s hows   the   of  hu m idit m on it or in from   ThingS pe ak   We bs it e.  Fr om   01 00  hour  unti 0800   hour,  inc rem ent  on   hu m idit ob ser ve an th peak   hour  r ec orde at   0800.  Ther is  si gn i ficant  dec rem ent   from   0900  hour   to   1600   ho ur  a nd  t he  l ow e st  hu m idit recor ded  is  at   1600  e ve r day.   S ubseq uen tl y,  t he   hu m idity   chan ges  w it h i ncr em ent f r om 1 700 u ntil  0 00 0 hou r.             Figure  8. Exa m ple  of  hum idit m on it or in g data f ro m  thin gs pe ak  w e bs it e       Ba sed  on  the   F igure  9,  the  l owest   peak  hours  of  hum idit m on it or ed  a r ound  1600 - ho ur.  T he  res ults  plo tt ed has  sa m e trend as t he  1   days  of hum idit m on it or in g from  Th ingS peak  W e bs it e.           Figure  9. Five   weeks  hu m idity  m on it or i ng       Gen e rall y,  the  hu m idit re su lt are  s om eho c orrelat ed  w it the  te m per at ur resu lt obta ined T he   hu m idit and  t e m per at ure  ha ve  i nv e rse   rela ti on s hip  with   e ach  oth e r.  T his   cl early   ca be   see w her e   th pea hour  of  hum idi ty   cor res ponds  to  the  lo west  te m per at ur rec orde w hich  is  a 0800   hour.  O the  ot her   ha nd,  the   lowest  hum idity  reco r de co r respo nd t th peak   hour  of   tem per at ur wh ic at   1600   hour.  Sim i la to  the  tem per at ur e  r e su lt s, hu m idit res ults are a ff e ct ed  by t he  c ha ng e of   weathe r.     3. 4     P M 2.5  and   P M 10 Mo nito ri n g   Ba sed  o Fi gur 10,   the PM1 res ult  sho ws  t hat  the re  is n PM  val ue  bein m easur e be cause o f   the   locat ion   facto wh e re  the   m on it or in locat io does  no ha ve  m any  industria act ivit ie s.  Fu r therm or e,  the   s ens or  al so  has l ess se ns it ivit y and re qu i red a sig nifi cant  cha nge  of   env i ronm ent to en s ur e  it s d et e ct ion . As a  r es ult,  a   PM2. 5 was i ntr oduce as  p a rt  of sen s ors t he a ir m on it or in g qu al it y sy ste m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   3 Ma rc h   201 9   :   1 03 9     10 47   1046       Figure  10. E xa m ple o PM1 m on it or ing dat a from  thing s pe ak web sit e       In   Fig ur e   11,  t he  tre nd  of  t he   PM  val ue  was   now  able  t be   m on it or ed It   was  obser ve that  the  peak  hours fo PM 2.5 m easur ed  h i ghest  fr om  1 000 h our  t o 13h our.             Figure  11. E xa m ple o PM2 .5  m on it or in g da ta  f r om  thing s pe ak web sit e         The  tr en ds   of  t he  d ay PM 2.5  ha ve  bee e xport ed  i nto   e xc el   an a naly zed  by  the   m ean  value as   in  Figure  12.  T he   sensiti vity   of   PM2. ca det ect   the  pa rtic le   cha ng es   with  bette se ns it ivit com par ed  to   PM1 0.  This  sho ws  t ha PM2 .5  is  i m po rtant  c ompone nt  a nd  ne ed  t be   ad de a s   par t   of   th ai r   qual it m on it or ing  syst e m .           Figure  12. Fi ve   days  of PM2 .5  m on it or in g da ta       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Develo pm e nt  of  rea l t ime i nternet  of thin gs  ( I o T )  based  air  qualit y mon it ori ng    ( Huzei F ahmi  H awari )   1047   4.   CONCL US I O N   In   bri ef,  t he  f oc us   of   his  pro je ct   is  to  de vel op  an   af ford a bl and  de pe nd a ble  I OT  protot ype  f or  real   tim ai qual it m on it or in g.  T he  necessit of  knowin t he  le vel  or  c onditi on  of  t he  qual it of  t he   ai we   breat he   in  our   s urrou ndin gs   is  ver c ru ci al   in   or de to  kee our  go od  healt co nd it ion T he  pro pose syst em   will   be   able  to  s olve   Ma la ysi ans  co ncern  on  the  de la announce m ent  and  m ea su ri ng  the  PM2. haze  in   Ma la ysi consi der i ng   t he   Ma la ysi new   API  syst em   will   be  only   avail able  in  20 20.  T he  PM2 .5   m easur e m ents  is  ver essenti al   to  give   cl earer  dust  poll utants  c ondi ti on   to   ens ure  healt hy  li fe  e nvir on m ent.  Th prototy pe de velo pe was  a ble to  su c cessf ully   m on it or the  Air   Pollut ion  Inde x   at   UT P for 5  w ee ks.       ACKN OWLE DGE MENTS     The   aut hors   would  li ke   to   ack nowle dge   U niv e rsiti   Te knologi   PETR ONAS (UTP) Ma la ysi for   sp ons or i ng this  r esea rch w ork.        REFERE NCE S   [1]   Maba hwi  N.  A . ,   Le O.   L .   H.   an Om ar  D. ,   " Urb an  Air  Qua li t y   a nd  Hum an  Hea lth  Eff e ct in   Sel a ngor, "   Mal a y si a.  Proce dia     So ci al  and  Be ha vi or al  Sc ie nc e ,   vol .   170(1),   pp .   282 - 291 2015 .   [2]   La st  Minu te  Notic e   to   Clo se  Schools  Ir ks  Malay sians .   Ret r ie v ed  on   Septe m ber   3 0 th ,   2016 ,   fro htt p://ww w.t hest ar. com.m y /ne ws /na ti on /2015/ 09/ 16/l astminute - no ti c e - to - c lose - sch ools - irks - m al a y s ia ns   [3]   Depa rtment  of  E nvironment  Mal a y si a,   " Guide   to  Air  Pollut ant  Inde (AP I)  in  Malay s ia   4 th   Edition , "   Mala ysia:   ASMA   Sdn .   Bhd ,   2000 .   [4]   Air  Pollut ion   In dex  of  M al a y si a. Re tr ie ved   on  Se pte m ber   24 th ,   20 16,   from   ht tp: / /apim s.doe . gov. m y /v2   [5]   Singapore   Na ti o nal   Envi ronm ent Agency .   Re triev ed  on  Janu ar y   31 st ,   2017 ,   from   h ttp:// ww w.ha z e. g ov. sg/    [6]   Li J.  H.  et   al. ,   " An  Air  Quali t y   Monitori ng  S y st em  for  Urban  Area Based  on  the  Te chno log y   of  W ire le ss   Sensor   Network , "   Int ernati onal Journal   on  Smar S ensin and  Int el l ige n t   Syste ms vol.  5( 1),   pp .   191 - 214 ,   2012.   [7]   N.  Kular at n a   an B.   H.  Sudanth a,   " An  Envi ron m ent al   Air  Poll uti on  Monitori n S y stem  Based   on  the   IE EE   14 51   Standa rd  for   Lo w Cost  Requi r e m ent , "   IE EE Se n sor   Journal vol .   8(4) pp.   415 - 42 2 2008 .   [8]   AEA  Te chnol og y   Pl c ,   " Guide  for  Local   Autho rit ie Purch asing   Air  Quali t y   Mo nit oring  Equi pm ent   2 nd   Ed it ion , "   Unite K ingdom:  AEA  Te chnol o gy  P lc 2006 .   [9]   Ruslan  N .,   " Air P oll uti on  Ind ex Rea l   Ti m e   Moni tori ng  S y s te m , "   Malay sia:  Uni ver siti   Tun Hus sei Onn ,   2015 .   [10]   Shariff   S.   S . ,   " Rea l   T ime   Air  Qu al ity   Repor ti ng   S y stem , "   Mala ys ia:  Univ ersiti   Tu Hus sein  Onn ,   2015.   [11]   Su y uti  A.  et  al. ,   " Microc ontroller   ATMEGA 8535  base d esign  of   Carbon  Monoxi de  Gas  De te c tor , "   Int ernati ona l   Journals  of Engi nee ring a nd   Sc ience ,   vol 12( 4) ,   pp.   71 - 80 2012 .   [12]   Edwa rd  O .   O . ,   " Microc ont ro ll er   Based   Da ta  Acquisi ti on   S y stem  for  In dustr ia l   Air   Pollut io Conc ent ra ti on  Mea surem ent   in   Niger ia , "   Journ al  of  Mul ti disc ip li nary  Eng ine eri ng  Sci en ce   and   Technol ogy vol .   1(3),   pp.   19 - 24 2014.   [13]   W it te   T.   F. , " De vel opm ent   of   An  Indoor  Air  Q ual ity   Mon it orin S y stem  base d   on  Mi cro con trol ler , "   F inl and :   Helsink i   Me trop oli Uni ve rs it y   o App li ed   Sc ie nc es ,   2014 .   [14]   J.  Dutta,  F.  Gaz i,  S.  Ro y   and  C.   C howdhur y ,   "A irS ense Opportunis ti Crowd - Sensi ng  Based  Air  Qu al ity   Moni tori ng   S y st em for  Sm ar Cit y ,"   2016   IE EE   S ENSORS ,   Orlan do,   FL,   pp.   1 - 3 ,   2016 .   [15]   G.  B.   Fioc col a ,   R.   Som m ese ,   I.   Tufa no,   R .   Canoni co   and   G.  Ventr e,  "P oll uino:  An  Eff icient  Cloud - Base d   Mana gement  of   Iot  Dev ic es  fo r   Air  Qual ity   M onit oring ," 2016  IEE E   2nd  Int ernati onal  Forum   on  R ese arch  a nd  Technol ogi es  for   Society and  I nd ustry  Leve raging   be tter t omor row ( RTSI) ,   Bologna ,   pp . 1 - 6 ,   201 6.   [16]   Revi sed  AQ Br ea kpoin ts.  Re trieve on  De ce m ber   4 th ,   2016,   fr om   htt p:/ / aqi cn . org/fa q/2013 - 09 - 09/re vised - pm 2 5 - aqi - bre akpoi nts/     [17]   FIG ARO   USA  INC,  " TGS  2600   for   Det ection   of   Air   Cont aminan ts , "   TG 2600   D atashee t ,   Jan   20 05.   [R evi sed   on   Dec   2016] .     [18]   Adafrui t   Industr ie LL C ,   " Digital   Relat ive  Hu m idi t y   &   Te m p era tur e   Sensor  AM 2302/DHT2 2 , "   [R evi sed   on     Feb  2017] .     [19]   SH AR P Corpora ti on,   " PM 2. Se nsor Module , "   D N7C3CA 006  Data shee t ,   Septe m b er  2014.   [Rev ise on  De 2016] .     [20]   SH AR Corpora ti on ,   " Com pact  Optical  Dus t   Sensor , "   GP2Y 1010AU0F  Da tashee t ,   Dec   2 006.   [Revi s ed  on     Dec   2016] .     [21]   Xing  Y.F,   Xu  Y. - H.,   Shi   M. - H. ,   a nd   Lian   Y. - X. , " The  Im pac t   of   Pm 2. On   th Hu m an  Respirator y , "   system   Journa l   of  Thor aci c   Dise ase ,   vol .   8 (1 ) pp .   E69 E74 ,   2016 .   [22]   Ho e gg  U.   R. ,   " Ci gar et te   Sm ok in   Cl os e S paces , "   Envir onme nta He alth  Per sp ect iv es ,   vol.  2 ,   pp.   117 - 128 ,  19 72.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.