Интеллектуальная корзина для мусора IDC2018 IOT: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Надлежащее управление отходами стало важной проблемой для нашей планеты. В общественных и природных пространствах многие не обращают внимания на отходы, которые они оставляют после себя. Когда нет сборщика мусора, легче оставить отходы на месте, чем вернуть их. Даже так называемые заповедные зоны загрязнены отходами.

Зачем нам нужна умная корзина для мусора? (Решение)

Чтобы сохранить природные территории, важно обеспечить хорошо организованные точки сбора мусора: чтобы предотвратить их переполнение, мусорные ведра необходимо регулярно поднимать. Трудно пройти в нужное время: слишком рано - мусор может оказаться пустым, слишком поздно - и мусор может переполниться. Эта проблема становится еще более острой, когда доступ к мусорному ведру затруднен (например, на пешеходных тропах в горах). При таком рациональном управлении отходами сортировка может стать серьезной проблемой. Органические отходы могут быть непосредственно переработаны природой в компостировании.

Цель проекта

Целью нашего проекта является создание устройства наблюдения за интеллектуальным мусорным баком. Это устройство объединяет несколько датчиков для наблюдения за состоянием мусора.

• Датчик емкости: основан на ультразвуковой системе, используется для предотвращения переполнения путем оповещения бригады по сбору мусора.
• Датчик температуры и влажности: используется для контроля мусорной среды. Это может быть полезно для управления состоянием органического компоста и предотвращения загрязнения в некоторых конкретных случаях (очень влажные или жаркие условия, риск возгорания в очень сухих условиях). Пожар мусора может иметь серьезные последствия для окружающей среды (например, вызвать лесной пожар). Комбинация значений температуры и влажности может предупредить группу надзора о проблеме.
• Датчик движения PIR: датчик открытия будет установлен на крышке мусорного ведра, чтобы получать статистику использования мусора и обнаруживать плохое закрытие.

Шаг 1. Необходимые аппаратные компоненты

В этом разделе мы опишем оборудование и электронику, использованные для создания этого устройства.

Для начала нам понадобится простая корзина для мусора с крышкой. Далее: Плата NodeMCU со встроенным Wifi-модулем ESP8266, который поможет нам создать связь с облачными сервисами, и набором датчиков для наблюдения за состоянием мусора:

Датчики:

• DHT11 - Аналоговый датчик температуры и влажности
• Sharp IR 2Y0A21 - Цифровой датчик приближения / расстояния
• Серводвигатель
• Датчик движения PIR

Требуется дополнительное оборудование:

• Любая урна с крышкой
• Макетная плата (универсальная)
• Перемычки (их куча…) Двусторонний скотч!

Также нам потребуется создать:

• Учетная запись AdaFruit - получайте и храните информацию и статистику о состоянии корзины.
• Учетная запись IFTTT - храните входящие данные от Adafruit и запускайте события в разных крайних случаях.
• Учетная запись Blynk - позволяет использовать приложения «Webhooks» на IFTTT.

Шаг 2: запрограммируйте NodeMCU ESP8266

Вот весь код, не стесняйтесь его использовать:)

Вы можете легко найти библиотеки, которые мы использовали в Интернете (упомянутые в заголовке).

*** Не забудьте ввести свое имя WiFi и пароль вверху файла.

Шаг 3: Подключение

Подключение к плате NodeMCU ESP8266

DHT11

• + -> 3V3
• - -> GND
• ВЫХОД -> Вывод A0

Sharp IR 2Y0A21:

• Красный провод -> 3В3
• Черный провод -> GND
• Желтый провод -> Контакт D3

Серводвигатель:

• Красный провод -> 3В3
• Черный провод -> GND
• Белый провод -> Контакт D3

Датчик движения PIR:

• VCC -> 3V3
• GND -> GND
• ВЫХОД -> Контакт D1

Шаг 4: Архитектура системы

Облачные компоненты в архитектуре:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266 подключен через Wi-Fi к облачным серверам Adafruit. Позволяет нам представлять данные, собранные датчиками на удаленном компьютере и в организованной и краткой приборной панели, управлять историей и т. Д.
• IFTTT Services: Позволяет запускать действия в соответствии со значениями датчиков или событиями. Мы создали апплеты IFTTT, связывающие устойчивые потоки данных из облака Adafruit и аварийные события в реальном времени непосредственно с датчиков.

Сценарии потока данных в Системе:

1. Значения собираются с активных датчиков, расположенных в контейнере: объем мусора, температура контейнера, влажность контейнера, количество открытий контейнера сегодня -> Публикация данных брокеру MQTT -> Апплет IFTTT передает данные в таблицу ежедневных отчетов Google Простыня.
2. Емкость для мусора почти заполнена (датчик Sharp достигает предопределенного предела емкости) -> Запись о емкости в ежедневном отчете обновляется -> Станция управления отходами блокирует крышку контейнера и отображает время прибытия сборщика мусора (через облачный протокол Blynk и апплет IFTTT).
3. Измеряются неправильные значения на датчиках. Например, риск пожара - высокая температура и низкая влажность -> Событие записывается в облаке Blynk -> IFTTT вызывает тревогу на Станцию управления отходами.

Шаг 5: проблемы и недостатки

Проблемы:

Основная проблема, с которой мы столкнулись в ходе проекта, заключалась в том, чтобы разумно и логично обработать все данные, которые были собраны нашими датчиками. Опробовав различные сценарии потоков данных, мы пришли к окончательному решению, которое делает систему более удобной в обслуживании, многоразовой и масштабируемой.

Текущие недостатки:

1. Опираясь на серверы Blynk, данные обновляются с большой задержкой по сравнению с измерением в реальном времени.
2. Система полагается на внешний источник питания (подключение к генератору или батареям), поэтому она еще не полностью автоматизирована.
3. В случае возгорания бункера необходимо обращаться с ним извне.
4. В настоящее время наша система поддерживает только одну корзину.

Шаг 6. Взгляд в будущее…

Будущие улучшения:

1. Зарядка от солнечной энергии.
2. Самостоятельная система сжатия мусора.
3. Камеры, отслеживающие мусорное ведро, с использованием событий на основе компьютерного зрения (обнаружение пожара, перегрузки мусора).
4. Разработайте автономный автомобиль для путешествий между мусорными баками и опорожняйте их в зависимости от их вместимости.

Возможные сроки:

• Внедрить солнечную систему и самосжатие мусора (около 6 месяцев).
• Разработка алгоритмов обнаружения изображений и подключение системы камер, около года.
• Разработайте алгоритм построения оптимального тура по вывозу мусора на основе данных из всех бункеров примерно за 3 года.

Шаг 7. Заключительные изображения…

Шаг 8: О нас

Асаф Гетц ---------------------------- Офир Нешер ------------------ ------ Йонатан Рон

Надеюсь, вам понравится этот проект и привет из Израиля!