Informatii generale
Descriere
H2Know este o aplicație mobilă inovatoare, creată pentru a ajuta utilizatorii să afle rapid dacă apa pe care vor să o consume este sigură sau contaminată, oferind în același timp un set complet de instrumente pentru monitorizarea sănătății și gestionarea situațiilor de urgență.
Sistemul funcționează în strânsă legătură cu un dispozitiv inteligent dotat cu senzori, care măsoară automat parametri esențiali ai apei: pH-ul, claritatea (turbiditatea), temperatura și nivelul total de substanțe dizolvate (TDS). Toate datele colectate de senzori sunt transmise instantaneu în cloud, de unde aplicația mobilă le preia și le traduce într-o interfață grafică prietenoasă. Astfel, utilizatorul nu vede doar niște cifre abstracte, ci primește un verdict clar: dacă apa este potabilă sau dacă prezintă riscuri pentru sănătate.
Pe lângă componenta de testare, H2Know vine în sprijinul utilizatorilor cu funcționalități complexe pentru stilul de viață și siguranță:
Tracker de Hidratare: Ajută utilizatorul să își monitorizeze consumul zilnic, săptămânal si lunar de apă pentru a rămâne optim hidratat pe parcursul zilei.
Calculator de Apă: Un algoritm personalizat care calculează necesarul ideal de apă în funcție de parametri individuali dinamici (vârstă, greutate, nivel de activitate fizică și temperatura de afară).
Aqualoo (Asistentul AI Chatbot): Un ghid interactiv integrat direct în aplicație, gata să răspundă la întrebări despre calitatea apei, hidratare corectă și măsuri de siguranță.
Harta Interactivă: Permite vizualizarea zonelor sigure, a surselor raportate ca fiind contaminate, precum și a regiunilor cu risc de inundație.
Butonul de Urgență (SOS): O funcție de alertă rapidă, care permite utilizatorilor să raporteze instantaneu nouă și autorităților o sursă de apă periculoasă sau o anomalie majoră de mediu detectată în teren.
Tehnologii
Proiectul H2Know este un ecosistem complet de tip IoT, structurat pe trei niveluri interconectate:
Hardware: Un microcontroler Arduino UNO R4 WiFi colectează date analogice și digitale de la un set de senzori electrochimici și fizici (senzor de pH, senzor TDS, senzor optic de turbiditate, senzor de temperatură DS18B20 și un senzor de nivel al apei). Placa Arduino prelucrează semnalele și le transmite securizat prin Wi-Fi.
Backend & Cloud: Datele transmise de dispozitiv sunt stocate și sincronizate în timp real într-o bază de date NoSQL Firebase Realtime Database, folosind o structură optimizată de tip JSON.
Software: Aplicația mobilă este dezvoltată în FlutterFlow (folosind limbajul Dart). Aceasta preia datele din Database prin cereri REST API de tip GET pentru a actualiza interfața utilizatorului instantaneul.Harta interactivă și asistentul virtual, Aqualoo, sunt integrate ca module web externe, dezvoltate cu Lovable AI și găzduite securizat pe platforma Netlify, fiind puse în aplicație prin containere de tip WebView.
Cerinte sistem
- Specificații și Cerințe Hardware (Edge Computing)
Nivelul fizic (dispozitivul de măsurare din teren) este conceput în jurul unei arhitecture de procesare pe 32 de biți, optimizată pentru calibrarea și filtrarea semnalelor analogice provenite de la senzori.
Unitate Centrală de Procesare: Placă de dezvoltare Arduino UNO R4 WiFi, dotată cu un microcontroler pe 32 de biți Renesas RA4M1 (Arm Cortex-M4 la 48 MHz)i.
Senzori de Telemetrie:
Senzor de pH Analogic: Interval de măsurare 0−14 pH, cu modul de condiționare a semnalului și potențiometru pentru calibrare fizică în soluție de clorura de potasiu.
Senzor TDS (Total Dissolved Solids): Sondă de conductivitate analogică, operând în intervalul 0−1000 PPM, calibrată la o temperatură de referință de 25 C.
Senzor de Turbiditate Optică: Senzor analogic bazat pe transmisia luminii prin fotodiodă (măsurare în unități NTU - Nephelometric Turbidity Units).
Senzor de Temperatură: Protocol de comunicație 1-Wire, capsulă impermeabilă din oțel inoxidabil, rezoluție configurabilă (9−12 biți), necesitând o rezistență de pull-up de 4.7 kΩ pe linia de date.
Cerințe de Alimentare: Sistemul este proiectat pentru a fi complet autonom și portabil, fiind alimentat direct de la un acumulator extern (Power Bank) prin portul USB-C al plăcii Arduino. Necesită o tensiune de alimentare stabilizată de 5V (DC) și un curent de minimum 1A pentru a susține fără probleme consumul din momentele de vârf (în timpul transmisiilor de date prin modulul Wi-Fi).
Conectivitate Locală: Infrastructură Wi-Fi bazată pe standardul 802.11 b/g/n în banda de 2.4 GHz, cu securitate WPA2, capabilă de a stabili conexiuni persistente TCP/IP. - Cerințe Cloud & Backend (Data Pipeline & Storage)
Arhitectura cloud asigură stocarea și sincronizarea instantanee a metricilor transmise de dispozitiv și consumate de aplicație.
Sistem de Gestiune a Bazelor de Date: Instanță NoSQL de tip Firebase Realtime Database, aleasă pentru flexibilitatea structurii de date de tip JSON și viteza sa de răspuns.
Protocoale de Sincronizare:
Din Hardware in Cloud: Comunicație bazată pe cereri securizate de tip PUT / PATCH prin conexiuni securizate SSL/TLS executate direct de placa Arduino.
Din Cloud in Mobile: Soluție hibridă ce integrează conexiuni active WebSockets pentru sincronizarea în timp real și solicitări bazate pe REST API din aplicația FlutterFlow.
Securitate la Nivel de Server (NoSQL Security Rules): Reguli de acces declarative care validează structura JSON la scriere pentru a preveni alterarea bazei de date de către entități externe sau neautorizate. - Specificații Software Mobil & Web (Client Interface)
Aplicația pentru utilizatorul final este dezvoltată într-un mediu cross-platform, fiind optimizată pentru rularea fluidă pe dispozitive mobile moderne.
Mediu de Dezvoltare și Framework: FlutterFlow (generând cod nativ Dart / Flutter).
Cerințe Hardware Client: Memorie RAM minimă de 2 GB și procesor quad-core pentru randarea fluidă a graficelor vectoriale, a hărții și a interfeței.
Baza de Date: Aplicația preia în timp real informațiile din Firebase prin cereri REST API de tip GET, asigurând actualizarea instantanee a interfeței grafice fără a îngreuna procesorul dispozitivului mobil.
Module Web și Securitate (CORS):
Serviciile complementare (hărțile interactive de monitorizare geografică și asistentul AI chatbot Aqualoo) sunt construite modular cu Lovable AI și găzduite pe platforma de livrare web Netlify.
Cerință de Securitate: Integrarea corectă în WebView necesită configurarea fișierelor netlify.toml și _headers pentru a asigura permisiunile CORS specifice și a permite plasarea securizată în interiorul aplicației FlutterFlow.
Realizatori
Erica Paula Mateeș
- Scoala: Colegiul National ,Ferdinand I"
- Clasa: 9
- Judet: Bacău
- Oras: Bacău
Alexandra Cucu
- Scoala: Colegiul Național “Ferdinand I” Bacău
- Clasa: 9
- Judet: Bacău
- Oras: Bacău
Screenshots
