IDC2018 IOT intelligens kuka: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

A megfelelő hulladékgazdálkodás alapvető kérdéssé vált bolygónk számára. A nyilvános és természeti terekben sokan nem figyelnek az általuk hagyott hulladékra. Ha nincs szemétszedő, könnyebb a hulladékot a helyszínen hagyni, mint visszahozni. Még az úgynevezett megőrzött tereket is szennyezi a hulladék.

Miért van szükségünk intelligens hulladékgyűjtőre? (Megoldás)

A természeti területek megőrzése érdekében fontos, hogy jól kezelt hulladékgyűjtő pontokat biztosítsunk: A túlcsordulás elkerülése érdekében a kukákat rendszeresen fel kell emelni. Nehéz túljutni a megfelelő időben: túl korán, és a kuka üres lehet, túl késő, és a kuka túlcsordulhat. Ez a probléma még kritikusabb, ha a kukába nehéz hozzáférni (például a hegyi túraútvonalakon). Ebben a racionális hulladékkezelésben a válogatás komoly kihívást jelenthet. A szerves hulladékot a természet közvetlenül, komposztálással feldolgozhatja.

A projekt célja

Projektünk célja egy intelligens hulladéktároló felügyeleti eszköz biztosítása. Ez az eszköz több érzékelőt integrál a szemét állapotának felügyeletére.

• Kapacitásérzékelő: az ultrahangos rendszeren alapul, és a szemétgyűjtő csapat riasztásával megakadályozza a túlcsordulást.
• Hőmérséklet- és páratartalom -érzékelő: a szemetes környezet figyelésére szolgál. Ez hasznos lehet a szerves komposzt állapotának kezelésében és a szennyeződés megelőzésében bizonyos esetekben (nagyon nedves vagy forró körülmények, tűzveszély nagyon száraz körülmények között). A szeméttűz drámai hatással lehet a környezetre (például erdőtüzet okozhat). A hőmérséklet és a páratartalom értékeinek kombinációja figyelmeztetheti a felügyeleti csoportot a problémára.
• PIR mozgásérzékelő: nyílásérzékelőt helyeznek el a szemetes fedelén, hogy statisztikákat kapjanak a szeméthasználatról és észleljék a rossz zárást.

1. lépés: Hardverösszetevők szükségesek

Ebben a részben ismertetjük az eszköz létrehozásához használt hardvert és elektronikát.

Először is szükségünk van egy egyszerű, fedéllel ellátott kukára. Következő: NodeMCU tábla beépített ESP8266 Wifi modullal, amely segít nekünk a felhőszolgáltatásokkal való kapcsolat kialakításában, valamint egy érzékelőkészlettel, amely felügyeli a szemét állapotát:

Érzékelők:

• DHT11 - Hőmérséklet és páratartalom analóg érzékelő
• Sharp IR 2Y0A21 - Digitális közelség / távolság érzékelő
• Szervómotor
• PIR mozgásérzékelő

További hardver szükséges:

• Bármilyen szemetes, fedéllel
• Breadboard (általános)
• Jumper vezetékek (egy csomó …) Kétoldalas ragasztószalag!

Létre kell hoznunk továbbá:

• AdaFruit fiók - információkat és statisztikákat kaphat és tarthat fenn a tároló állapotáról.
• IFTTT -fiók - tárolja az Adafruit bejövő adatait, és eseményeket indíthat el különböző szélső esetekben.
• Blynk fiók - lehetővé teszi a „Webhooks” alkalmazások használatát az IFTTT -n.

2. lépés: Programozza be a NodeMCU ESP8266 programot

Itt a teljes kód, nyugodtan használd:)

Könnyen megtalálhatja az általunk használt könyvtárakat (a fejlécben említve).

*** Ne felejtse el megadni a WiFi nevét és jelszavát a fájl tetején

3. lépés: huzalozás

Csatlakozás a NodeMCU ESP8266 kártyához

DHT11

• + -> 3V3
• - -> GND
• OUT -> A0 csap

Sharp IR 2Y0A21:

• Piros vezeték -> 3V3
• Fekete vezeték -> GND
• Sárga huzal -> D3 csap

Szervómotor:

• Piros vezeték -> 3V3
• Fekete vezeték -> GND
• Fehér huzal -> D3 csap

PIR mozgásérzékelő:

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

4. lépés: A rendszer felépítése

Felhőkomponensek az építészetben:

• Adafruit IO MQTT: Az ESP8266 WiFi -n keresztül csatlakozik az Adafruit felhőszervereihez. Lehetővé teszi számunkra, hogy az érzékelők által gyűjtött adatokat egy távoli számítógépen és egy szervezett és tömör műszerfalon mutassuk be, valamint kezeljük az előzményeket stb.
• IFTTT szolgáltatások: Lehetővé teszi a műveletek aktiválását az érzékelők értékei vagy eseményei szerint. Létrehoztunk IFTTT kisalkalmazásokat, amelyek összekötik az Adafruit felhőből származó folyamatos adatfolyamokat és a valós idejű vészhelyzeti eseményeket közvetlenül az érzékelőkről.

Adatáramlási forgatókönyvek a rendszerben:

1. Az értékeket a kukán található aktív érzékelőkből gyűjtik össze: a szemét kapacitása, a tartály hőmérséklete, a tartály páratartalma, a ma kinyitott edények száma -> Adatok közzététele az MQTT brókernek -> Az IFTTT kisalkalmazás az adatokat egy napi jelentéstáblához vezeti Lap.
2. A szemeteskapacitás majdnem megtelt (a Sharp érzékelő eléri az előre meghatározott kapacitáskorlátot) -> A kapacitásbejegyzés a napi jelentésben frissül -> A Waste Control Station lezárja a tartály fedelét és megjeleníti a szemétgyűjtő érkezésének idejét (a Blynk cloud protokollon keresztül) és IFTTT kisalkalmazás).
3. Az érzékelők szabálytalan értékeit mérik. Például tűzveszély -magas hőmérséklet és alacsony páratartalom -> Az eseményt a Blynk felhő rögzíti -> IFTTT riasztást küld a hulladékkezelő állomásra.

5. lépés: Kihívások és hiányosságok

Kihívások:

A fő kihívás, amellyel a projekt során találkoztunk, az volt, hogy az érzékelőink által gyűjtött adatokat ésszerű és logikus módon feldolgozzuk. A különböző adatáramlási forgatókönyvek kipróbálása után elértük a végső döntést, amely karbantarthatóbbá, újrafelhasználhatóbbá és skálázhatóbbá teszi a rendszert.

Jelenlegi hiányosságok:

1. A Blynk szerverekre támaszkodva az adatok a valós idejű mérés nagy késése után frissülnek.
2. A rendszer külső tápegységre támaszkodik (csatlakozás áramfejlesztőhöz vagy akkumulátorokhoz), ezért még mindig nem teljesen automatizált.
3. Ha a tartály kigyullad, azt külső beavatkozással kell kezelni.
4. Rendszerünk jelenleg csak egyetlen tálcát támogat.

6. lépés: Tekintsünk a jövőbe…

Jövőbeni fejlesztések:

1. Napenergia töltés.
2. Önálló szeméttömörítő rendszer.
3. Fényképezőgépek, amelyek figyelik a kukát, számítógépes látáson alapuló események segítségével (észlelik a tüzet, a szemet túlterhelését).
4. Alakítson ki egy önálló autót a kukák közötti túrázáshoz, és kapacitásuk alapján ürítse ki őket.

Lehetséges határidők:

• Végezzen el egy napelemes rendszert és önálló szeméttömörítést (kb. 6 hónap).
• Képfelismerő algoritmusok kifejlesztése és kamerarendszer csatlakoztatása, körülbelül egy év.
• Hozzon létre egy algoritmust a szemétgyűjtés optimális körútjának létrehozásához az összes kukából származó adatok alapján körülbelül 3 év alatt.

7. lépés: Utolsó képek…

8. lépés: Rólunk

Asaf Getz ---------------------------- Ofir Nesher ------------------ ------ Yonathan Ron

Remélem, élvezni fogja ezt a projektet és Izrael üdvözletét!