一個結合 IoT 裝置、Android 應用程式與後端服務的智慧空氣品質監測系統
AirPocket（空氣口袋）是一個創新的空氣品質監測平台，透過自製的 IoT 感測器裝置、Android 行動應用程式，以及整合 EPA 和 LASS 開放資料，為使用者提供即時、準確的空氣品質資訊。系統不僅能監測空氣品質，還能推薦適合的旅遊景點，並提供社交功能讓使用者分享資訊。
- 創新整合：結合 IoT 硬體、行動應用與開放資料
- 智慧推薦：基於空氣品質的景點推薦系統
- 視覺化設計：直觀的小樹狀態指示器
- 社交功能：好友系統與資料分享機制
- 🏆 獲獎認證：資訊工程學系畢業專題競賽佳作 + 廠商獎
- 即時空氣品質監測：整合 EPA 官方測站與 LASS 社群資料
- IoT 裝置連接：支援藍牙連接自製空氣品質感測器
- 智慧地圖顯示：Google Maps 整合，視覺化顯示空氣品質數據
- 景點推薦系統：基於空氣品質推薦適合的旅遊景點
- 社交功能：好友系統與資料分享
- 個人化設定：空汙警報閾值設定
- 前端：Android 原生應用程式 (Java)
- 後端：Python Flask 伺服器
- 資料庫：MySQL
- IoT 裝置：ESP32 + 空氣品質感測器
- 通訊協定：Bluetooth、MQTT、HTTP API
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│ IoT 裝置 │ │ Android App │ │ 後端伺服器 │
│ │ │ │ │ │
│ • ESP32 │◄──►│ • 地圖顯示 │◄──►│ • Flask API │
│ • 空氣感測器 │ │ • 裝置連接 │ │ • 資料處理 │
│ • 藍牙通訊 │ │ • 景點推薦 │ │ • 資料庫管理 │
│ • MQTT 傳輸 │ │ • 社交功能 │ │ • 外部 API │
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│ 外部資料源 │
│ │
│ • EPA 測站資料 │
│ • LASS 社群資料 │
│ • Google Places │
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AirPocket 系統架構圖 - 展示各模組間的關係
IoT 感測器 → 藍牙傳輸 → Android App → HTTP API → 後端伺服器
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即時數據 裝置連接 地圖顯示 資料處理
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MQTT 傳輸 景點推薦 社交功能 資料庫儲存
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雲端同步 Google Maps 好友分享 外部 API
- 即時空氣品質地圖：顯示 EPA 和 LASS 測站資料
- 資料來源切換：支援 EPA 官方資料與 LASS 社群資料
- 空氣品質指標：PM2.5、AQI 等指標的視覺化顯示
- 測站資訊：點擊測站查看詳細資料
- 藍牙連接：連接自製空氣品質感測器
- 即時數據：顯示溫度、濕度、PM2.5 等數據
- 小樹狀態：根據空氣品質顯示不同顏色的小樹
- 空汙警報：超過設定閾值時自動提醒
- 智慧推薦：基於空氣品質推薦適合的旅遊景點
- 景點收藏：收藏喜愛的景點
- 距離計算：顯示景點距離與空氣品質
- Google Maps 整合：一鍵導航到推薦景點
- 好友系統：添加好友並分享資料
- 資料分享：與好友分享空氣品質資訊
- 個人設定：自訂空汙警報閾值
- 開發語言：Java
- 最低版本：Android API 21+
- 主要功能模組：
MapsActivity：地圖顯示與測站資料Device：裝置連接與數據顯示Tourism：景點推薦與收藏Friend：社交功能UserSet：個人設定
- 框架：Python Flask
- 資料庫：MySQL
- API 端點：
/lass：LASS 社群資料/epa：EPA 官方資料/weather/<location>：特定位置天氣資料/google/<location>：景點推薦
- 微控制器：ESP32
- 感測器：DHT22 (溫濕度)、PMS5003 (PM2.5)
- 通訊方式：Bluetooth、WiFi、MQTT
- 資料格式：JSON
// 空氣品質感測器讀取
if (pms.read(data)) {
pmat1 = data.PM_AE_UG_1_0; // PM1.0
pmat25 = data.PM_AE_UG_2_5; // PM2.5
pmat100 = data.PM_AE_UG_10_0; // PM10
}
// 溫濕度感測器讀取
h = dht.readHumidity();
t = dht.readTemperature();// 藍牙資料傳輸
String msgStr = "[{";
msgStr += "\"boxID\":\"" + boxID + "\"";
msgStr += ",\"data\":{";
msgStr += "\"temperature\":\"" + String(t) + "\"";
msgStr += ",\"humidity\":\"" + String(h) + "\"";
msgStr += ",\"pm25\":\"" + String(pmat25) + "\"";
msgStr += "}}]";
BT.println(msgStr);- data：感測器資料記錄
- user：使用者資訊
- friend：好友關係
- mycollection：景點收藏
- decoration：裝飾品資訊
- task：任務系統
- Android 5.0+ 裝置
- Python 3.7+
- MySQL 5.7+
- ESP32 開發板
- 空氣品質感測器
-
後端服務設定
# 安裝 Python 依賴 pip install flask pymysql requests # 設定資料庫 mysql -u root -p < airbox.sql # 啟動伺服器 python myServer1204.py
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Android 應用程式
# 使用 Android Studio 開啟專案 # 修改伺服器 IP 位址 # 編譯並安裝到裝置
-
IoT 裝置設定
// 修改 WiFi 設定 const char* ssid = "YOUR_WIFI_SSID"; const char* password = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // 上傳程式碼到 ESP32
即時空氣品質地圖 - 顯示 EPA 和 LASS 測站資料
地圖縮放功能 - 查看不同區域的空氣品質
資料來源切換選單 - 支援 EPA 和 LASS 資料
裝置連接頁面 - 顯示即時感測器數據
小樹狀態指示 - 根據空氣品質變化顏色
空汙警報提醒 - 超過設定閾值時自動提醒
景點推薦頁面 - 基於空氣品質推薦適合景點
景點篩選功能 - 根據空氣品質篩選景點
景點收藏管理 - 管理喜愛的景點
好友功能頁面 - 社交互動與資料分享
好友添加 - 透過條碼添加好友
好友狀態顯示 - 尚未添加好友的狀態
裝置添加頁面 - 連接 IoT 空氣品質感測器
裝置連接成功 - 成功連接感測器裝置
根據空氣品質的不同，小樹會呈現不同的顏色：
良好空氣品質 - 綠色小樹
普通空氣品質 - 黃色小樹
不良空氣品質 - 紅色小樹
危險空氣品質 - 紫色小樹
- 機器學習預測：基於歷史資料預測空氣品質
- 更多感測器支援：擴展感測器種類
- Web 版本：開發網頁版介面
- API 開放：提供第三方開發者 API
- 效能優化：提升應用程式效能
- 安全性增強：加強資料傳輸安全
- 使用者體驗：改善介面設計與操作流程
- 資訊工程學系畢業專題競賽 - 佳作
- 廠商獎 - 獲得業界認可
- 創新性：結合 IoT 硬體與行動應用的創新整合
- 實用性：解決實際空氣品質監測需求
- 技術深度：展現完整的全端開發能力
- 使用者體驗：直觀的視覺化介面設計
- 專案負責人：陳松林
- 開發時間：2021年
- 技術領域：IoT、Android 開發、後端服務
- 學術成就：資訊工程學系畢業專題競賽佳作
本專案為學術研究用途，請遵守相關使用條款。
歡迎提交 Issue 和 Pull Request 來改進這個專案。
AirPocket - 讓空氣品質監測變得簡單而有趣！ 🌱✨