KUB

ein intelligentes CO2-Warnsystem, das sich auf dich und deine Räumlichkeiten perfekt anpasst.

Die Idee entstand in unserem einwöchigen Präsenzkurs an der HfG, wo wir während Corona fast dauerhaft das Fenster offen hatten. Da man keine Vorstellung hatte wie lange es dauern würde, bis genug frische Luft im Raum ist, dachten wir uns, dass es von Vorteil wäre hierzu Informationen zu erhalten.
Wir recherchierten also und haben mehrere Studien gelesen zum Verhalten von Viren und CO2-Partikeln im Raum, wie sich diese verhalten, wie präventiv vorgegangen werden kann. Hier ist das Ergebnis unserer Recherche, kreativen Findungsphase und viel Herzblut: KUB.

DIE KUB-APP -EIN VOLLFUNKTIONSFÄHIGER PROTOTYP

VERBESSERTE LERNBEDINGUNGEN


Lernende sowie Lernende benötigen während ihrer Arbeit die besten Bedingungen um ihr Potenzial maximal zu entfalten. Hierbei unterstützt sie der KUB mit den optimalen Luftbedingungen und warnt vor zu schlechter Luft oder erhöhter Virus-Ansteckungsgefahr.

SECURE BY DESIGN


Um nur authorisierten Personen einen dauerhaften Zugang zur KUB-Messstation zu bieten, erscheint nur bei ausgewählten Usern der Raum als angelegte Kachel in der Raumübersicht. So schützen wir Lernende, Lehrende und die Institution vor potenziellen Angreifern.

FORM FOLLOWS FUNCTION

Der KUB zeichnet sich durch sein schlichtes aber robustes Design aus. Anhand der großzügig gestalteten Leuchtfläche lässt sich die aktuelle Luftqualität sofort von jeder anwesenden Person ablesen. Außerdem passt sich dein KUB an deine individuellen Räumlichkeiten an.

DER KUB

NUTZUNGSMODELLE

Um maximale Sicherheit der Daten zu gewährleisten, gibt es nur für authorisierte Nutzer die Möglichkeit, einen Raum über das Dashboard dauerhaft und von jedem Ort zu beobachten. Dies dient vor allem der Sicherheit der Lernenden und Lehrenden sowie der Institution.

Für unser Nutzungsmodell an der Schule gibt es drei verschiedene Nutzer:

• Authorisierte Nutzer, die einen neuen Raum scannen
  (bspw. Lehrer:innen, die zum neuen Schuljahr einen neuen Klassenraum erhalten)
  Für das Scannen eines neuen Raumes tippt der Nutzer, wie in jedem anderen Szenario, auf den Button ‘KUB scannen’. Hier kann der Nutzer nun den QR-Code von der Messstation scannen. Wenn er ein authorisierter Nutzer für diesen Raum ist, wir er nach dem Scan gefragt, ob dieser Raum zum Dashboard hinzugefügt werden soll.

• Authorisierte Nutzer, die einen Raum erneut scannen
  (bspw. Lehrer:innen, die sehr viele Räume nutzen)
  Wenn ein Raum bereits gescannt wurde, erscheint dieser in der Raumübersicht auf dem Dashboard. Wenn eine Lehrkraft nun den Raum aber in ihren vielen Räumen nicht mehr findet, kann sie den Raum einfach erneut scannen. Dies hat zur Folge, dass dieser Raum dann wieder ganz oben in der Liste erscheint.

• Nicht-authorisierte Nutzer
  (bspw. Eltern bei einem Elternabend, die nicht zu viel Kontrolle erhalten sollen)
  Nicht-authorisierte Nutzer können zwar Informationen einsehen, jedoch können sie keine Räume dauerhaft speichern. Das Dashboard wird hier also immer leer sein. Darum wird der nicht-authorisierte Nutzer nach dem Scan direkt zu der Detailansicht des jeweiligen Raums geleitet.
  
  

  

TECHNISCHE UMSETZUNG

Unser Prototyp ist ein vollfunktionsfähiges mit Code umgesetztes Produkt. Für die Entwicklung der App nutzten wir das Framework Flutter, um dem Nutzer ein natives App-Erlebnis zu ermöglichen. Wenn der Nutzer die App öffnet und einen Raum scannt, subscribed sich der Nutzer durch die ID des Raums im QR-Code. Die Nutzerverwaltung passiert in unserem Backend auf Firebase, wo auch die Daten der einzelnen Messungen gespeichert sind und stetig vom Frontend, also dem sichtbaren Teil der App, abgefragt werden.
Der CO2-Sensor sowie der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor sind mit einem ESP verbunden, der über ein LoRa-Modul verfügt. Dieser schickt die Daten durch LoRa an ein Gateway, das sich an der HfG befindet und von dort werden die Daten auf eine Plattform geschickt, die es uns ermöglicht, von dort die Daten über MQTT in unser Backend zu holen. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ist ein weitverbreitetes Netzwerkprotokoll für die Kommunikation zwischen Microcontroller, an denen sich meist Sensoren befinden und weiteren Clients. Dies erfolgt über einen Message-Broker, den der Client abonniert. Von unserem Node-Backend aus werden die Messwerte auf Firebase übertragen, das als unsere Datenbank dient. Hier haben wir uns für einen Cloud-Dienst entschieden, um unabhängig zu sein und den Zugriff auch außerhalb unseres Laptops zu haben.

Hier eine vereinfachte Übersicht unseres Stacks oder was sich hinter der Nutzerinteraktion verbirgt.