Проект Интернета вещей RFID + датчика цвета: 7 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Идея этого проекта - вознаградить людей, пьющих из кофейных чашек, и правильно их утилизировать. Возьмем, к примеру, такую компанию, как Тим Хортонс; в 2014 году они ежегодно подавали 2 миллиарда чашек кофе. Хотя их чашки могут быть переработаны, в настоящее время они не принимаются для переработки повсеместно. Как указано на их веб-сайте, «в настоящее время у нас есть программы в ряде ресторанов по всей Канаде, где мы забираем наш бумажный стаканчик (и другую упаковку) для переработки или компостирования. Количество мест, где мы предлагаем услуги по переработке отходов в магазинах, продолжает расти, поскольку мы работаем с местными компаниями по переработке отходов, чтобы расширить нашу программу… »

Таким образом, по мере того, как они продолжают расширяться и подниматься в отрасли как корпорация, заботящаяся об окружающей среде, мы считаем, что они также могут увеличить количество клиентов и повысить осведомленность, создав систему поощрительных вознаграждений.

Этот проект - попытка разработать базовую систему вокруг этой идеи.

Шаг 1: Детали

• Малина Pi 3
• Ардуино Мега
• Мини-макет
• Female. male перемычки
• 2 светодиода (красный и зеленый)
• 2 резистора по 330 Ом
• Датчик цвета TCS3200
• RFID-считыватель RC522 и метки
• Кабель USB 2.0 типа A / B
• Компьютер и Интернет
• Кофейная чашка

Шаг 2: Настройка оборудования

Подключение TCS 3200 к Arduino

VCC 5 В

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

ВЫХ 8

Подключите RFID / светодиоды к Raspberry Pi

ПДД 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3,3 В 1

ЗЕЛЕНЫЙ светодиод 12 и 330 Ом на GND

КРАСНЫЙ светодиод 11 и 330 Ом на GND

Шаг 3: Программирование датчика цвета

TCS3200 воспринимает цветной свет через внутреннюю матрицу фотодиодов 8 x 8. Преобразователь ток-частота используется для преобразования показаний фотодиода в прямоугольную волну, частота которой пропорциональна интенсивности света.

Фотодиоды имеют три разных цветовых фильтра. Есть 16 красных фильтров, 16 зеленых фильтров, 16 синих фильтров и другие 16 фотодиодов без фильтра.

Чтобы фотодиод считывал цвет, нам нужно управлять контактами S2 и S3.

Таблица цветов ：

Цвет S2 S3

Красный НИЗКИЙ НИЗКИЙ

Синий НИЗКИЙ ВЫСОКИЙ

Зеленый ВЫСОКИЙ ВЫСОКИЙ

Частота каждого датчика может немного отличаться. Поднесение датчика к чашке. Используйте код Colour_Tester.ino, чтобы найти правильные значения для вашей конкретной чашки и запомнить данные значения в Serial Monitor. Затем напишите операторы if для вывода «да» или «нет», если датчик обнаруживает чашку, как показано в Sensor_Data.ino.

После завершения подключите Arduino к Raspberry Pi через USB-кабель.

Шаг 4: Настройка Raspbian для RFID RC522

1. Включите SPI (последовательный периферийный интерфейс), открыв терминал и выполнив следующую команду.

sudo raspi-config

2. С помощью клавиш со стрелками выберите «5 опций интерфейса» и нажмите Enter.

3. С помощью клавиш со стрелками выберите «P4 SPI» и нажмите Enter.

4. Теперь вас спросят, хотите ли вы включить интерфейс SPI, выберите Да с помощью клавиш со стрелками и нажмите Enter, чтобы продолжить.

5. После успешного включения интерфейса SPI вы должны увидеть на экране следующий текст: «Интерфейс SPI включен». Перезагрузите Raspberry Pi, нажав Enter, а затем ESC. Введите следующую команду в терминал Raspberry Pi, чтобы перезапустить Raspberry Pi.

перезагрузка sudo

6. После того, как Raspberry Pi завершит перезагрузку, убедитесь, что он действительно включен. Выполните следующую команду, чтобы проверить, есть ли в списке spi_bcm2835.

lsmod | grep spi

7. Установите Python-dev и git с помощью команды.

sudo apt-get install python-dev git

8. Запустите Node-Red, чтобы создать папку ~ /.node в вашей домашней папке. Запустите команду

узел-красный-старт

Войдите в пользовательский интерфейс с помощью браузера, укажите адрес https://: 1880. Например, мой Pi находится в сети моего домашнего офиса по адресу 192.168.0.17, поэтому для доступа к Node-RED я перехожу на

Теперь остановите сервер Node-Red с помощью команды.

узел-красный-стоп

9. Установите узел демона и последовательный узел.

компакт-диск ~. / узел-красный

npm я узел-красный-узел-демон npm я узел-красный-узел-последовательный порт

10. Установите SPI-Py.

cd ~

git clone https://github.com.lthiery/SPI-Py.git cd SPI-Py / sudo python setup.py install

11. Извлеките эти файлы из zip-архива в домашний каталог вашего пользователя, то есть / home / pi.

12. Перезагрузите пи и снова запустите Node-Red.

13. Проверьте устройство чтения карт, запустив сценарий из командной строки.

cd ~

python rfidreader.py

Когда вы проводите меткой в пределах ~ 1 см от основной области устройства чтения карт, сценарий напечатает уникальный UID карты и ее тип. Существуют разные типы карт, самые распространенные - MIFARE 1KB, но есть и другие. Не все карты используют один и тот же протокол радиочастотной связи, поэтому не удивляйтесь, если случайная карта, которую вы взяли, не распознается. Запомните UID ваших тегов на будущее.

Шаг 5: Создайте поток Node-RED для считывания метки RFID и датчика цвета

Подключитесь к Node-RED на своем Pi с помощью браузера - либо с другого компьютера, либо на самом Pi.

1. Щелкните значок гамбургера рядом с красной кнопкой развертывания в правом верхнем углу.

2. Перейдите в «Импорт» и нажмите «Буфер обмена».

3. Скопируйте все содержимое текста в файл node-red-flow.txt, вставьте его в буфер обмена и нажмите «Импорт».

4. Мы должны убедиться, что все настроено правильно. Во-первых, щелкните оранжевый серийный узел (вверху слева). Щелкните значок пера, а затем значок видоискателя и выберите последовательный порт, к которому подключен Arduino. Затем нажмите красную кнопку «Обновить», а затем красную кнопку «Готово».

5. Далее мы настроим фиолетовый узел MQTT (рядом с последовательным узлом). Щелкните значок пера. Введите IP-адрес, в котором должен находиться брокер. По завершении нажмите красную кнопку «Обновить» и красную кнопку «Готово».

6. Наконец, мы настраиваем оранжевый функциональный узел под названием JSON to Object рядом с узлом RFIDReader. Функция содержит оператор переключения. Это возьмет UID тегов и переименует их. В нашем случае у нас было два тега, которые мы переименовали в User 1 и User 2.

ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы собираетесь использовать более двух тегов, вам придется изменить скрипты / поток.

Шаг 6. Развертывание и панель мониторинга

Все настроено и готово к работе. Нажмите красную кнопку Deploy в правом верхнем углу.

Щелкните значок гистограммы под ним, а затем значок в виде прямоугольника со стрелкой. Должно появиться новое окно с виджетами RFID & SENSOR TABLE и RFID-RC522.

Нажмите кнопку «Создать», чтобы создать новую таблицу и начать тестирование ваших тегов. Вы должны увидеть таблицу, показывающую различные теги, количество точек / раз, когда они были обнаружены, а также дату / время. Между тем на макетной плате зеленый светодиод должен загораться всякий раз, когда обнаруживается метка, в противном случае загорается красный свет. (Чтобы очистить таблицу, нажмите «Очистить», а для удаления таблицы нажмите «Удалить»). Датчик цвета должен работать таким же образом. Если чашка обнаружена, черная точка станет зеленой.

Шаг 7: будущее

• Лучше выглядящий интерфейс
• Больше пользователей
• База данных камеры / фото для более точного определения чашки кофе
• Отправлять обновления баллов в учетные записи Twitter