Development and testing of a portable system for air quality, user location and activity monitoring

Air pollution occurs when any harmful gases, dust, smoke enters in the atmosphere and makes it difficult for plants, animals and humans to survive as the air becomes dirty. Air pollution results from a complex mixture of thousands of pollutants. The main sources of air pollution include: burning of fossil fuels, agricultural activities, exhaust from factories and industries and mining operations. The main effects caused by air pollution are: respiratory and heart problems, global warming, acid rain, eutrophication, effects on wildlife and depletion of Ozone layer. Exposure to air pollution concerns both indoor and outdoor environments. Ambient air pollution is a well-established cause of morbidity and mortality; it is a ubiquitous involuntary environmental exposure. The health effects of outdoor air pollution are the result of a mixture of gaseous and particulate pollutants. Main pollutants include: carbon dioxide, particulate matter, sulphur dioxide, nitrogen dioxide, carbon monoxide and volatile organic compounds. The respiratory tract is the portal of entry of air pollutants, and thus the lung is the first organ affected. The acute and chronic effects of outdoor air pollution are distinct from each other. Studies on short-term mortality show that in general the air pollution-related relative risk is higher for respiratory outcomes than for cardiovascular ones. Patients with asthma suffer more on days with higher pollution levels. Long-term or lifetime exposure to ambient pollutants may also have pathological effects that eventually result in chronic ailments. The incidence of chronic respiratory diseases in children is high because their lungs and immune systems are not fully developed. Children living in more polluted areas suffer more from cough and acute bronchitis; they also report lower lung volumes and higher possibility to develop asthma in childhood. Chronic respiratory diseases in adults associated with long-term exposure to air pollution include chronic cough, phlegm, wheeze and chronic obstructive pulmonary disease (COPD); furthermore, increase in exposure to pollutants enhances age-related decline in lung function. Fine particulate particles, particularly those from diesel engines, are associated with lung cancer mortality. Athletes are at special risk of inhaling pollutants because, during exercise, they increase ventilation and more air is inhaled through the mouth. Athletic performance may be reduced by high exposure to pollutants; however, mild air pollution poses no clear negative consequences for healthy adults during exercise. Indoor environments contribute significantly to total human exposure to air pollutants, as people spend most of their time indoors. Indoor air quality is particularly important for vulnerable subpopulations, such as children, elderly people and subjects with cardiac and respiratory diseases. Indoor pollutants may have an important biological impact even at low concentrations over prolonged exposure periods. Most indoor pollutants derive from human activity. Carbon dioxide is a product of human respiration. Allergens are mainly related to the presence of dust, damp, pets or insects. In indoor environments frequented by smokers, tobacco smoke is the major source of particulate matter. The use biomass fuels have a dramatically high production of particulate matter and carbon monoxide. Indoor air pollution is the eighth most important risk factor for disease and increases the risk of several respiratory and allergic symptoms or diseases. The main respiratory health effects associated to indoor pollutants include acute lower respiratory infections, COPD, asthma, cough wheezing, chronic bronchitis and reduced lung function. Incidence of lung cancer is higher in smokers. Since children spend a lot of time at school, indoor air quality in schools has received particular attention. The internal air of schools is often of poor quality. Poor quality of air affects the respiratory health of schoolchildren, causing dry cough at night and rhinitis. Health effects such as asthma, cardio-pulmonary morbidity, cancer, and all-cause mortality are directly related to personal exposure of air pollutants. Low-cost, portable, and autonomous sensors are needed to monitor air quality locally and on real-time and to assess the personal exposure to various air pollutant. It has been chosen to measure data relative to carbon monoxide (CO) concentration and particulate matter (PM) density in the air. CO is a colourless and odourless gas. It is produced from the partial oxidation of carbon-containing compounds. Carbon monoxide poisoning (COP) occurs from breathing in too much carbon monoxide. COP is the second leading cause of unintentional poisoning deaths. The most common symptoms are headache, dizziness, nausea, vomiting, confusion, fatigue, chest pain, shortness of breath, and loss of consciousness. Particulate matter is a mixture of microscopic solid and liquid matter suspended in Earth's atmosphere. It can be classified according to the size of the particles in: coarse particles (PM10) and fine particles (PM2.5). The sources may be natural, such as volcanoes, dust storms and forest fires, or the result of human activities, such as the burning of fossil fuels and various industrial processes. The major components of PM include metals, organic compounds and inorganic carbonaceous material. PM2.5 causes high plaque deposits in arteries, asthma, respiratory inflammation, jeopardizes lung functions and even promotes cancers. The goal of this thesis consists of the development of a portable system and an Android application: the portable system must measure the concentration of CO and PM2.5 in the air, the temperature and humidity using dedicated sensors; the Android application must measure the geographic coordinates of the current position through smartphone’s GPS antenna, the number of steps with the smartphone’s step counter sensor, the walking, running or cycling speed using Activity Recognition API and smartphone’s GPS sensor, the heart rate and the respiratory rate of the user with the smartphone’s camera and the acceleration of the smartphone through smartphone’s accelerometer. The portable device and the Android application communicates via Bluetooth. The portable device is made by one small printed circuit board (PCB) that implements: an Arduino Nano, a Power Boost with a rechargeable LiPo battery connected, a Bluetooth Low Energy (BLE) module to communicate with a smartphone, a temperature and humidity sensor, a carbon monoxide sensor and a dust sensor. Arduino Nano is a small, complete, and breadboard-friendly board based on a microcontroller; it is the control unit of the portable device. The Adafruit Power Boost 1000C provides power supply; it can be powered by a LiPo rechargeable battery or by a micro-B USB jack that takes power supply from the network. The micro-B USB jack also recharges the battery connected to the Power Boost. A switch is mounted between the battery and the Power Boost to turn on or off the device when it is not powered from the micro USB jack. The SH-HC-08 BLE module allows wireless communication between the portable device and the smartphone; compared to Classic Bluetooth, Bluetooth Low Energy is intended to provide considerably reduced power consumption while maintaining a similar communication range. The DHT11 digital temperature and humidity sensor includes an NTC thermistor, to measure the temperature, and a humidity sensing resistive component. The MQ-7 sensor detects the concentrations of CO in the air. It uses a small heater inside with an electro-chemical sensor; the electro-chemical sensor is a surface resistance. The Sharp GP2Y1010AU0F sensor detects the concentration of PM2.5 in the air. It is an optical dust sensor that is designed to sense dust particles; an infrared emitting diode and a phototransistor are diagonally arranged into this device, to allow it to detect the reflected light of dust in air. The PCB mechanically supports and electrically connects electronic components. The PCB manufacturing is made with an additive process where the metal is electroplated onto a bare substrate. The pins of the components are welded on the PCB through tin soldering. The PCB of this device is single-sided (one metal layer); it is designed following two steps: schematic capture, where the electronic diagram of the designed circuit is created; board layout, where the PCB of the designed circuit is drawn. A 3-D printed box has been designed to contain and protect the device and to make it easier to carry. The Arduino code is uploaded on the Arduino Nano. It is composed by three main sections: initialization, “connected” while cycle, “acquisition“ while cycle. Initialization is called once when the code starts; it is used to configure the pins connected to the components as input or output, according to their functions. The code enters in the “connected” while cycle when the Bluetooth module is connected to the smartphone; it controls and transmits to the smartphone the battery level, through Bluetooth, that is proportional to the voltage of the battery. The code enters in the “acquisition” while cycle when data acquisition is started by the smartphone; in this cycle the code reads and processes the data coming from the sensors, controls the battery level and transmits them to the smartphone, through Bluetooth. Data read from sensors are transmitted to the smartphone every fifteen seconds. PM2.5 density has a proportional dependence to the voltage output of the dust sensor. CO concentration has a logarithmic dependence to the surface resistance of MQ-7 sensor that can be obtained by the voltage output of the sensor; a correction factor for temperature and humidity is necessary to calculate the exact concentration of CO. The name of the Android application is “Air Quality Sensor”. The major features of the app are: to measure number of steps, acceleration, walking, running or cycling speed; to get the global position; to collect data from the device; to measure the heart rate and respiratory rate; to save the data of each acquisition on a text file and on map through markers. There are three main activities in the app: MainActivity, MapsActivity, PhysicalActivity. MainActivity is the core of the application; it is the first activity opened when the app is launched. From this activity the user can connect and disconnect the app from the Bluetooth module of the portable device, start and stop data acquisition, decide to save or not each acquisition, open MapsActivity and PhysicalActivity and close the app. All the data measured by the smartphone’s built-in sensors and by the portable device are visualized in the Graphical User Interface (GUI) of this activity together with buttons and items used to perform the functionalities mentioned above. MapsActivity implements a map where the concentration of CO and PM2.5, saved after each acquisition, are shown on markers in the position of data acquisition, with the date and hour of the measurement. The GUI of this activity has dedicated buttons and items to search places, to change the map type, to move the map to the current position and to close the activity and return to MainActivity. PhysicalActivity monitors the physical activity measuring heart rate and respiratory rate from the camera of the smartphone; a measurement lasts thirty seconds. The GUI of this activity displays the instructions to make a measurement, the progress of the measurement, the camera preview, the values of heart rate and respiratory rate and an item to close the activity and return to MainActivity. The portable device was used to evaluate air quality in different environments and in different conditions for both indoor and outdoor environments. Indoor air quality was assessed in three zones of a house: living room, kitchen and bedroom. The effects of cigarette smoke on an indoor environment were estimated by measuring air quality before, during and after smoking. Outdoor air quality was assessed in the same place under different weather conditions (sun and after rain). Outdoor air quality was also assessed in different places with the same ambient conditions: acquisitions were executed walking along the streets and in parks of two cities (a big city and a small town); moreover, an assessment of the differences between air quality in a big city and in a small town was made. A comparison between air quality in indoor and outdoor environments was executed: for the indoor, the three measurements executed in the house had been taken into consideration; for the outdoor, a measurement was made on the house’s terrace. According to the results obtained with these measurements and assessments, the following consideration can be made: in a house, air quality seems to be better in living room than in kitchen and bedroom while in kitchen and bedroom air quality seems to be similar; cigarette smoke in an indoor environment may increase pollution levels to values that could potentially affect human health; air quality seems to be worse when it does not rain for some days and few days of rain may reduce pollution levels; air pollution seems to be lower in a small town than in a big city; air quality seems to be better in green areas, such as parks, than along the streets for both big city and small town; air quality seems to be similar in house and on house’s terrace. For the measurements made walking along the streets, the user position, speed, acceleration and number of steps were also evaluated over time during the acquisitions. The tracks taken by user during the two acquisitions were recorded. In conclusion, this is a portable system that can be used to measure air quality, to assess personal exposure to various air pollutant, to determine current position of the user and to estimate physical activity of the user.

L'inquinamento atmosferico si verifica quando gas nocivi, polvere, fumo entrano nell'atmosfera e rendono difficile la sopravvivenza di piante, animali e esseri dato che l'aria diventa sporca. L'inquinamento atmosferico risulta da una complessa miscela di migliaia di inquinanti. Le principali fonti di inquinamento atmosferico includono: combustibili fossili, attività agricole, emissioni di fabbriche e industrie e operazioni minerarie. I principali effetti causati da esso sono: problemi respiratori e cardiaci, riscaldamento globale, piogge acide, eutrofizzazione, effetti sulla fauna selvatica e riduzione dello strato di ozono. L'esposizione all'inquinamento atmosferico riguarda sia gli ambienti interni che quelli esterni. L'inquinamento atmosferico ambientale è una causa consolidata di morbilità e mortalità; l'esposizione ambientale ad esso è involontaria e onnipresente. Gli effetti sulla salute dell'inquinamento dell'aria esterna sono il risultato di una miscela di inquinanti gassosi e particolati. I principali inquinanti comprendono: anidride carbonica, particolato, biossido di zolfo, biossido di azoto, monossido di carbonio e composti organici volatili. Il tratto respiratorio è il portale di ingresso degli inquinanti atmosferici, e quindi i polmoni sono i primi organi interessati. Gli effetti acuti e cronici causati dall'inquinamento atmosferico all'aperto sono distinti l'uno dall'altro. Gli studi sulla mortalità a breve termine mostrano che, in generale, il rischio relativo all’inquinamento atmosferico è più alto per problemi respiratori che per quelli cardiovascolari. I pazienti con asma soffrono di più nei giorni con livelli di inquinamento più elevati. L'esposizione a lungo termine o per tutta la vita agli inquinanti ambientali può anche avere effetti patologici che alla fine si traducono in disturbi cronici. L'incidenza delle malattie respiratorie croniche nei bambini è alta perché i loro polmoni e il loro sistema immunitario non sono completamente sviluppati. I bambini che vivono in aree più inquinate soffrono maggiormente di tosse e bronchite acuta; essi mostrano anche minori volumi polmonari e maggiore possibilità di sviluppare asma nell'infanzia. Le malattie respiratorie croniche negli adulti associate all'esposizione a lungo termine all'inquinamento atmosferico comprendono tosse cronica, catarro, respiro sibilante e broncopneumopatia cronica ostruttiva; inoltre, l'aumento dell'esposizione agli inquinanti aumenta il declino delle funzioni polmonari legato all'età. Il particolato fine, in particolare quelle dei motori diesel, è associato alla mortalità per cancro al polmone. Gli atleti sono particolarmente a rischio di inalazione di inquinanti perché durante l'esercizio aumentano la ventilazione e più aria viene inspirata attraverso la bocca. La prestazione atletica può essere ridotta da un’elevata esposizione agli inquinanti; tuttavia, livelli blandi di inquinamento non comportano conseguenze negative evidenti per adulti sani durante l'esercizio. Gli ambienti interni contribuiscono in modo significativo alla totale esposizione umana agli inquinanti atmosferici, in quanto le persone passano la maggior parte del loro tempo al chiuso. La qualità dell'aria interna è particolarmente importante per persone vulnerabili, come bambini, anziani e soggetti con malattie cardiache e respiratorie. Gli inquinanti presenti in ambienti interni possono avere un impatto biologico importante anche a basse concentrazioni per periodi di esposizione prolungati. La maggior parte di questi inquinanti deriva dall'attività umana. L'anidride carbonica è prodotta dalla respirazione. Gli allergeni sono principalmente legati alla presenza di polvere, animali domestici o insetti. Negli ambienti interni frequentati dai fumatori, il fumo di sigaretta è la principale fonte di particolato. L'uso di combustibili a biomassa provoca una produzione molto elevata di particolato e monossido di carbonio. L'inquinamento dell'aria interna è l'ottavo fattore di rischio più importante per le malattie e aumenta il rischio di numerosi sintomi o malattie respiratorie e allergiche. I principali effetti sulla salute associati all’inquinamento interno includono infezioni acute delle vie respiratorie inferiori, broncopneumopatia cronica ostruttiva, asma, tosse, bronchite cronica e ridotta funzionalità polmonare. L'incidenza di cancro al polmone è più alta nei fumatori. Poiché i bambini trascorrono molto tempo a scuola, la qualità dell'aria interna nelle scuole ha ricevuto un'attenzione particolare. L'aria interna delle scuole è spesso di scarsa qualità. La scarsa qualità dell'aria influisce sul sistema respiratorio degli scolari, causando tosse secca durante la notte e rinite. Gli effetti sulla salute come asma, patologie cardio-polmonari, cancro e tutte le cause di mortalità sono direttamente correlati all'esposizione personale agli inquinanti atmosferici. Sono necessari sensori economici, portatili e autonomi per monitorare la qualità dell'aria localmente e in tempo reale e per valutare l'esposizione personale ai vari inquinanti. È stato scelto di misurare dati relativi alla concentrazione di monossido di carbonio (CO) e di particolato (PM) nell’aria. Il CO è un gas incolore e inodore. È prodotto dalla parziale ossidazione di composti contenenti carbonio. L'avvelenamento da monossido di carbonio (COP) si verifica quando si respira troppo monossido di carbonio. Questa è la seconda causa di morte per avvelenamento non intenzionale. I sintomi più comuni sono mal di testa, vertigini, nausea, vomito, confusione, affaticamento, dolore al torace, respiri corti e perdita di coscienza. Il particolato è una miscela di sostanze microscopiche solide e liquide sospese nell'atmosfera terrestre. Può essere classificato in base alla dimensione delle particelle in: particelle grossolane (PM10) e particelle fini (PM2.5). Le fonti possono essere naturali, come vulcani, tempeste di polvere e incendi di foreste, o il risultato di attività umane, come i combustibili fossili e vari processi industriali. I componenti principali del particolato includono metalli, composti organici e materiale carbonioso inorganico. Il PM2.5 provoca alti depositi di placche nelle arterie, asma, infiammazione respiratoria, compromette le funzioni polmonari e promuove anche la formazione di tumori. L'obiettivo di questa tesi consiste nello sviluppo di un sistema portatile e un'applicazione Android: il sistema portatile deve misurare la concentrazione di CO e PM2.5 nell'aria, la temperatura e l'umidità utilizzando sensori dedicati; l'applicazione Android deve misurare le coordinate geografiche della posizione tramite l'antenna GPS dello smartphone, il numero di passi con il contapassi integrato nello smartphone, la velocità di cammino, corsa o in bicicletta utilizzando Activity Recognition API e il sensore GPS dello smartphone, la frequenza cardiaca e respiratoria dell'utente con la fotocamera dello smartphone e l'accelerazione dello smartphone tramite l'accelerometro integrato nello smartphone. Il dispositivo portatile e l'applicazione Android comunicano tramite Bluetooth. Il dispositivo portatile è costituito da un piccolo circuito stampato (PCB) che implementa: un Arduino Nano, un Power Boost con batteria LiPo ricaricabile collegata, un modulo Bluetooth Low Energy (BLE) per comunicare con lo smartphone, un sensore di temperatura e umidità, un sensore di monossido di carbonio e un sensore di polvere. Arduino Nano è una scheda piccola e completa basata su un microcontrollore; è l'unità di controllo del dispositivo portatile. Adafruit Power Boost 1000C fornisce alimentazione elettrica; può essere alimentato da una batteria ricaricabile LiPo o da un jack micro-B USB che riceve l'alimentazione dalla rete. Il jack micro-B USB ricarica anche la batteria collegata al Power Boost. Un interruttore è montato tra la batteria e il Power Boost per accendere o spegnere il dispositivo quando non è alimentato dalla presa micro-USB. Il modulo SH-HC-08 BLE consente la comunicazione wireless tra il dispositivo portatile e lo smartphone; rispetto al Bluetooth classico, Bluetooth Low Energy ha lo scopo di fornire un consumo energetico notevolmente ridotto pur mantenendo un intervallo di comunicazione simile. Il sensore digitale di temperatura e umidità DHT11 include un termistore NTC, per misurare la temperatura e un componente resistivo di rilevamento dell'umidità. Il sensore MQ-7 rileva la concentrazione di CO nell'aria. Utilizza un piccolo riscaldatore all'interno con un sensore elettrochimico di tipo resistivo. Il sensore Sharp GP2Y1010AU0F rileva la concentrazione di PM2.5 nell'aria. È un sensore ottico di polvere progettato per rilevare le particelle di polvere; un diodo ad emissione infrarossa e un fotodiodo sono disposti diagonalmente in questo dispositivo, per consentirgli di rilevare la luce riflessa dalla polvere nell'aria. Il PCB supporta meccanicamente e collega elettricamente i componenti elettronici. La produzione di PCB è realizzata con un processo additivo in cui il metallo è depositato su un substrato. I piedini dei componenti sono saldati sul PCB tramite saldatura a stagno. Il PCB di questo dispositivo è a singolo lato (uno strato di metallo); è progettato in due fasi: schematic capture, in cui viene creato lo schema elettronico del circuito progettato; board layout, dove viene disegnato il circuito stampato del circuito progettato. Una scatola stampata in 3-D è stata progettata per contenere e proteggere il dispositivo e renderlo più facile da trasportare. Il codice Arduino è caricato sull’Arduino Nano. È composto da tre sezioni principali: inizializzazione, ciclo while “connected”, ciclo while “acquisition”. L'inizializzazione è chiamata una volta all'avvio del codice; è usata per configurare i pin dei componenti come input o output, in base alle loro funzioni. Il codice entra nel ciclo while “connected” quando il modulo Bluetooth è connesso allo smartphone; controlla e trasmette allo smartphone il livello della batteria, tramite Bluetooth, che è proporzionale alla tensione della batteria. Il codice entra nel ciclo while “acquisition” quando l'acquisizione dei dati viene avviata dallo smartphone; in questo ciclo il codice legge ed elabora i dati provenienti dai sensori, controlla il livello della batteria e li trasmette allo smartphone tramite Bluetooth. I dati dei sensori vengono inviati allo smartphone ogni quindici secondi. La densità di PM2.5 ha una dipendenza proporzionale all'uscita di tensione del sensore di polvere. La concentrazione di CO ha una dipendenza logaritmica rispetto alla resistenza del sensore MQ-7 che può essere ottenuta dall'uscita di tensione del sensore; per calcolare la concentrazione esatta di CO è necessario un fattore di correzione per temperatura ambiente e umidità. Il nome dell’applicazione Android è “Air Quality Sensor”. Le principali caratteristiche dell'app sono: misurare il numero di passi, l’accelerazione, la velocità di cammino, corsa o in bicicletta; ottenere la posizione globale; raccogliere dati dal dispositivo; misurare la frequenza cardiaca e la frequenza respiratoria; salvare i dati di ogni acquisizione su un file di testo e sulla mappa attraverso i marcatori. Esistono tre attività principali nell'app: MainActivity, MapsActivity, PhysicalActivity. MainActivity è il cuore dell'applicazione; è la prima attività aperta all'avvio dell'app. Da questa attività l'utente può connettere e disconnettere l'app dal modulo Bluetooth del dispositivo portatile, avviare e interrompere l'acquisizione dei dati, decidere se salvare o meno ogni acquisizione, aprire MapsActivity e PhysicalActivity e chiudere l'app. Tutti i dati misurati dai sensori integrati dello smartphone e dal dispositivo portatile sono visualizzati nell'interfaccia grafica utente (GUI) di questa attività insieme ai pulsanti e agli elementi utilizzati per eseguire le funzionalità sopra menzionate. MapsActivity implementa una mappa in cui la concentrazione di CO e PM2.5, salvate dopo ogni acquisizione, sono mostrate su marker posti nella posizione di acquisizione dei dati, con la data e l'ora della misurazione. La GUI di questa attività ha pulsanti ed elementi dedicati per cercare luoghi, per cambiare il tipo di mappa, per spostare la mappa nella posizione corrente e per chiudere l'attività e tornare a MainActivity. PhysicalActivity monitora l'attività fisica misurando la frequenza cardiaca e la frequenza respiratoria dalla fotocamera dello smartphone; una misurazione dura trenta secondi. La GUI di questa attività visualizza le istruzioni per effettuare una misurazione, il progresso della misurazione, l'anteprima della fotocamera, i valori della frequenza cardiaca e della frequenza respiratoria e un elemento per chiudere l'attività e tornare a MainActivity. Il dispositivo portatile è stato utilizzato per valutare la qualità dell'aria in diversi ambienti e in condizioni diverse sia per ambienti interni che per quelli esterni. La qualità dell'aria all’interno è stata valutata in tre zone di una casa: soggiorno, cucina e camera da letto. Gli effetti del fumo di sigaretta in un ambiente interno sono stati stimati misurando la qualità dell'aria prima, durante e dopo il fumo. La qualità dell'aria esterna è stata valutata nello stesso luogo in condizioni climatiche diverse (sole e dopo la pioggia). La qualità dell'aria esterna è stata valutata anche in luoghi diversi con le stesse condizioni ambientali: le acquisizioni sono state eseguite camminando lungo le strade e nei parchi di due città (una grande città e un piccolo paese); inoltre, è stata fatta una valutazione delle differenze tra la qualità dell'aria in una grande città e in un piccolo paese. È stato eseguito un confronto tra la qualità dell'aria negli ambienti interni ed esterni: per l'interno, sono state prese in considerazione le tre misurazioni eseguite in casa; per l'esterno, una misurazione è stata fatta sulla terrazza della casa. In base ai risultati ottenuti da queste misurazioni e valutazioni, si possono fare le seguenti considerazioni: in una casa, la qualità dell'aria sembra migliore nel soggiorno che in cucina e in camera da letto mentre in cucina e camera da letto la qualità dell'aria sembra essere simile; il fumo di sigaretta in un ambiente interno potrebbe aumentare i livelli di inquinamento fino a valori potenzialmente dannosi per la salute umana; la qualità dell'aria sembra peggiore quando non piove per alcuni giorni e pochi giorni di pioggia potrebbero ridurre i livelli di inquinamento; l'inquinamento atmosferico sembra essere più basso in un piccolo paese che in una grande città; la qualità dell'aria sembra migliore nelle aree verdi, come i parchi, che lungo le strade sia per la grande città che per il piccolo paese; la qualità dell’aria sembra essere simile in casa e sulla propria terrazza. Per le misurazioni effettuate camminando lungo le strade, la posizione, la velocità, l'accelerazione e il numero di passi dell'utente sono stati valutati nel tempo durante le acquisizioni. I percorsi compiuti dall’utente durante le due acquisizioni sono stati registrati. In conclusione, questo sistema portatile può essere utilizzato per misurare la qualità dell'aria, valutare l'esposizione personale a vari inquinanti atmosferici, determinare la posizione corrente dell'utente e stimare l'attività fisica dell'utente.