IDC2018 IOT viedā miskasti: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Laba atkritumu apsaimniekošana ir kļuvusi par būtisku mūsu planētas jautājumu. Publiskajās un dabiskajās telpās daudzi nepievērš uzmanību atkritumiem, ko atstāj. Ja nav pieejams atkritumu savācējs, atkritumus ir vieglāk atstāt uz vietas, nevis nogādāt atpakaļ. Pat tā sauktās saglabātās telpas ir piesārņotas ar atkritumiem.

Kāpēc mums vajadzīga gudra atkritumu tvertne? (Risinājums)

Lai saglabātu dabas teritorijas, ir svarīgi nodrošināt labi apsaimniekotus atkritumu savākšanas punktus: lai novērstu to pārplūšanu, tvertnes ir regulāri jāpaceļ. Ir grūti nokļūt īstajā laikā: pārāk ātri, un miskasti var būt tukši, pārāk vēlu un miskasti var pārpildīt. Šī problēma ir vēl jo svarīgāka, ja atkritumu tvertnei ir grūti piekļūt (piemēram, pārgājienu takās kalnos). Šādā racionālā atkritumu apsaimniekošanā šķirošana var būt liels izaicinājums. Organiskos atkritumus dabā var tieši apstrādāt, kompostējot.

Projekta mērķis

Mūsu projekta mērķis ir nodrošināt uzraudzības ierīci viedai atkritumu tvertnei. Šī ierīce integrē vairākus sensorus, lai uzraudzītu atkritumu stāvokli.

• Jaudas sensors: balstīts uz ultraskaņas sistēmu, ko izmanto, lai novērstu pārplūdi, brīdinot atkritumu savākšanas komandu.
• Temperatūras un mitruma sensors: izmanto, lai uzraudzītu atkritumu vidi. Tas var būt noderīgi, lai pārvaldītu organiskā komposta stāvokli un atsevišķos gadījumos novērstu piesārņojumu (ļoti mitri vai karsti apstākļi, ugunsgrēka risks ļoti sausos apstākļos). Ugunsgrēkam var būt dramatiska ietekme uz vidi (piemēram, tas var izraisīt meža ugunsgrēku). Temperatūras un mitruma vērtību kombinācija var brīdināt uzraudzības komandu par problēmu.
• PIR kustības sensors: uz atkritumu vāka tiks uzstādīts atvēršanas detektors, lai iegūtu statistiku par atkritumu izmantošanu un atklātu sliktu slēgšanu.

1. darbība: nepieciešami aparatūras komponenti

Šajā sadaļā mēs aprakstīsim aparatūru un elektroniku, kas izmantota šīs ierīces izveidošanai.

Pirmkārt, mums ir nepieciešama vienkārša atkritumu tvertne ar vāku. Nākamais: NodeMCU plate ar iebūvētu ESP8266 Wifi moduli, kas palīdzēs mums izveidot savienojumu ar mākoņpakalpojumiem, un sensoru komplektu, lai uzraudzītu atkritumu stāvokli:

Sensori:

• DHT11 - temperatūras un mitruma analogs sensors
• Sharp IR 2Y0A21 - Tuvuma / attāluma digitālais sensors
• Servo motors
• PIR kustības sensors

Nepieciešama papildu aparatūra:

• Jebkura atkritumu tvertne ar vāku
• Maizes dēlis (vispārīgs)
• Jumper vadi (virkne to …) Divpusēja līmlente!

Mums arī būs jāizveido:

• AdaFruit konts - saņemt un uzturēt informāciju un statistiku par tvertnes stāvokli.
• IFTTT konts - glabājiet ienākošos datus no Adafruit un aktivizējiet notikumus dažādās malās.
• Blynk konts - ļauj IFTTT izmantot Webhooks lietojumprogrammas.

2. darbība: ieprogrammējiet NodeMCU ESP8266

Šeit ir viss kods, droši izmantojiet to:)

Jūs varat viegli atrast mūsu izmantotās bibliotēkas tiešsaistē (minētas galvenē).

*** Neaizmirstiet faila augšdaļā ievadīt savu WiFi vārdu un paroli

3. darbība: elektroinstalācija

Savienojums ar NodeMCU ESP8266 plati

DHT11

• + -> 3V3
• - -> GND
• OUT -> Pin A0

Sharp IR 2Y0A21:

• Sarkanais vads -> 3V3
• Melns vads -> GND
• Dzeltens vads -> tapa D3

Servo motors:

• Sarkanais vads -> 3V3
• Melns vads -> GND
• Balts vads -> tapa D3

PIR kustības sensors:

• VCC -> 3V3
• GND -> GND
• OUT -> Pin D1

4. solis: sistēmas arhitektūra

Mākoņu komponenti arhitektūrā:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266, izmantojot WiFi, ir savienots ar Adafruit mākoņa serveriem. Ļauj mums parādīt sensoru apkopotos datus attālā datorā un organizētā un kodolīgā informācijas panelī, pārvaldīt vēsturi utt.
• IFTTT pakalpojumi: ļauj aktivizēt darbības atbilstoši sensoru vērtībām vai notikumiem. Mēs esam izveidojuši IFTTT sīklietotnes, kas savieno nepārtrauktas datu plūsmas no Adafruit mākoņa un reāllaika ārkārtas notikumus tieši no sensoriem.

Datu plūsmas scenāriji sistēmā:

1. No tvertnē esošajiem aktīvajiem sensoriem tiek apkopotas vērtības: miskastes ietilpība, tvertnes temperatūra, tvertnes mitrums, tvertnes atvēršanas reižu skaits šodien -> Publicēt datus MQTT brokerim -> IFTTT sīklietotne apkopo datus ikdienas pārskatu tabulā Google Loksne.
2. Atkritumu ietilpība ir gandrīz pilna (Sharp sensors sasniedz iepriekš noteiktu ietilpības ierobežojumu) -> Jaudas ieraksts ikdienas pārskatā tiek atjaunināts -> Atkritumu kontroles stacija aizslēdz atkritumu tvertnes vāku un parāda laiku, kurā ierodas atkritumu savācējs (izmantojot Blynk mākoņa protokolu) un IFTTT sīklietotne).
3. Tiek mērītas neregulāras sensoru vērtības. Piemēram, ugunsgrēka risks -augsta temperatūra un zems mitrums -> notikums tiek ierakstīts Blynk mākonī -> IFTTT aktivizē trauksmi atkritumu kontroles stacijā.

5. solis: izaicinājumi un trūkumi

Izaicinājumi:

Galvenais izaicinājums, ar ko esam saskārušies projekta laikā, bija saprātīgā un loģiskā veidā apstrādāt visus mūsu sensoru apkopotos datus. Izmēģinājuši dažādus datu plūsmu scenārijus, mēs panācām galīgo lēmumu, kas padara sistēmu uzturējamu, atkārtoti lietojamu un mērogojamu.

Pašreizējie trūkumi:

1. Balstoties uz Blynk serveriem, dati tiek atjaunināti pēc lielas kavēšanās no reālā laika mērīšanas.
2. Sistēma ir atkarīga no ārējā barošanas avota (savienojuma ar strāvas ģeneratoru vai baterijām), tāpēc tā joprojām nav pilnībā automatizēta.
3. Ja tvertne aizdegas, ar to jārīkojas, izmantojot ārēju iejaukšanos.
4. Pašlaik mūsu sistēma atbalsta tikai vienu tvertni.

6. solis: raugoties nākotnē …

Turpmākie uzlabojumi:

1. Saules enerģijas uzlāde.
2. Pašizgāztuves saspiešanas sistēma.
3. Kameras, kas uzrauga atkritumu tvertni, izmantojot uz datora redzi balstītus notikumus (atklāt ugunsgrēku, atkritumu pārslodzi).
4. Izstrādājiet autonomu automašīnu ceļošanai starp miskastēm un iztukšojiet tās, ņemot vērā to ietilpību.

Iespējamie termiņi:

• Ieviest Saules sistēmu un pašizgāztuves saspiešanu (apmēram 6 mēnešus).
• Aptuveni gadu izstrādājiet attēlu noteikšanas algoritmus un pievienojiet kameru sistēmu.
• Izstrādājiet algoritmu, lai izveidotu optimālu ceļojumu atkritumu savākšanai, pamatojoties uz visu atkritumu tvertņu datiem aptuveni 3 gadu laikā.

7. solis: pēdējie attēli…

8. solis: Par mums

Asafs Getzs ---------------------------- Ofīrs Neshers ------------------ ------ Jonatans Rons

Ceru, ka jums patiks šis projekts un sveicieni no Izraēlas!