IDC2018 IOT išmanioji šiukšliadėžė: 8 žingsniai

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-23 14:59

Geras atliekų tvarkymas tapo esmine mūsų planetos problema. Viešose ir gamtinėse erdvėse daugelis nekreipia dėmesio į atliekas, kurias palieka. Kai nėra šiukšlių surinkėjo, atliekas lengviau palikti vietoje, nei parsivežti. Net ir vadinamosios išsaugotos erdvės yra užterštos atliekomis.

Kodėl mums reikia išmanios šiukšliadėžės? (Sprendimas)

Siekiant išsaugoti natūralias teritorijas, svarbu numatyti gerai tvarkomus atliekų surinkimo punktus: kad jie nepersipildytų, šiukšliadėžes reikia reguliariai pakelti. Sunku praleisti tinkamą laiką: per anksti, šiukšliadėžė gali būti tuščia, per vėlu ir šiukšliadėžė gali perpildyti. Ši problema yra ypač svarbi, kai šiukšliadėžę sunku pasiekti (pvz., Pėsčiųjų takuose kalnuose). Šiuo racionaliu atliekų tvarkymu rūšiavimas gali būti didelis iššūkis. Organinės atliekos gali būti tiesiogiai apdorojamos gamtoje, kompostuojant.

Projekto tikslas

Mūsų projekto tikslas - pateikti išmaniosios atliekų dėžės priežiūros įrenginį. Šiame įrenginyje yra keli jutikliai, kurie prižiūri šiukšlių būklę.

• Talpos jutiklis: pagrįstas ultragarso sistema, naudojamas užkirsti kelią perpildymui, įspėjant šiukšlių surinkimo komandą.
• Temperatūros ir drėgmės jutiklis: naudojamas šiukšlių aplinkai stebėti. Tai gali būti naudinga valdant organinio komposto būklę ir tam tikrais atvejais užkertant kelią užteršimui (esant labai drėgnoms ar karštoms sąlygoms, gaisro pavojus labai sausomis sąlygomis). Šiukšlių gaisras gali turėti dramatišką poveikį aplinkai (pavyzdžiui, gali sukelti miško gaisrą). Temperatūros ir drėgmės verčių derinys gali įspėti priežiūros komandą apie problemą.
• PIR judesio jutiklis: atidarymo detektorius bus sumontuotas ant šiukšliadėžės dangčio, kad būtų gauta šiukšlių naudojimo statistika ir aptiktas blogas uždarymas.

1 žingsnis: reikalingi aparatūros komponentai

Šiame skyriuje aprašysime aparatūrą ir elektroniką, naudojamą kuriant šį įrenginį.

Pirma, mums reikia paprastos šiukšlių dėžės su dangčiu. Kitas: „NodeMCU“plokštė su integruotu „ESP8266 Wifi“moduliu, kuris padės mums sukurti ryšį su debesies paslaugomis, ir jutiklių rinkinys, kuris prižiūrės šiukšliadėžę:

Jutikliai:

• DHT11 - temperatūros ir drėgmės analoginis jutiklis
• „Sharp IR 2Y0A21“- skaitmeninis artumo / atstumo jutiklis
• Servo variklis
• PIR judesio jutiklis

Reikalinga papildoma aparatūra:

• Bet kokia šiukšlių dėžė su dangčiu
• Duonos lenta (bendra)
• Sujungimo laidai (daugybė jų …) Dvipusė klijavimo juosta!

Mums taip pat reikės sukurti:

• „AdaFruit“paskyra - gauti ir prižiūrėti informaciją bei statistiką apie šiukšliadėžės būseną.
• IFTTT paskyra - saugokite gaunamus duomenis iš „Adafruit“ir suaktyvinkite įvykius skirtingais krašto atvejais.
• „Blynk“paskyra - leidžia naudoti „Webhooks“programas IFTTT.

2 veiksmas: užprogramuokite „NodeMCU ESP8266“

Čia yra visas kodas, drąsiai jį naudokite:)

Galite lengvai rasti mūsų naudojamas bibliotekas internete (paminėtas antraštėje).

*** Nepamirškite failo viršuje įvesti „WiFi“pavadinimo ir slaptažodžio

3 žingsnis: laidų prijungimas

Prijungimas prie „NodeMCU ESP8266“plokštės

DHT11

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

„Sharp IR 2Y0A21“:

• Raudona viela -> 3V3
• Juoda viela -> GND
• Geltona viela -> kaištis D3

Servo variklis:

• Raudona viela -> 3V3
• Juoda viela -> GND
• Balta viela -> kaištis D3

PIR judesio jutiklis:

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

4 žingsnis: sistemos architektūra

Debesų komponentai architektūroje:

• „Adafruit IO MQTT“: ESP8266 yra prijungtas per „WiFi“prie „Adafruit“debesies serverių. Leidžia mums pateikti jutiklių surinktus duomenis nuotoliniame kompiuteryje ir sutvarkytame ir glaustame prietaisų skydelyje, tvarkyti istoriją ir pan.
• IFTTT paslaugos: leidžia suaktyvinti veiksmus pagal jutiklių vertes ar įvykius. Mes sukūrėme IFTTT programėles, jungiančias pastovius duomenų srautus iš „Adafruit“debesies ir realaus laiko avarinius įvykius tiesiai iš jutiklių.

Duomenų srauto scenarijai sistemoje:

1. Vertės renkamos iš šiukšliadėžėje esančių aktyvių jutiklių: šiukšliadėžės talpa, talpyklos temperatūra, šiukšliadėžės drėgmė, šiukšliadėžės atidarymo skaičius šiandien -> Skelbti duomenis MQTT brokeriui -> IFTTT programėlė pateikia duomenis į dienos ataskaitų lentelę „Google“Lakštas.
2. Šiukšlių talpa beveik pilna („Sharp“jutiklis pasiekia iš anksto nustatytą talpos ribą) -> Atnaujinamas talpos įrašas kasdienėje ataskaitoje -> Atliekų kontrolės stotis užrakina šiukšliadėžės dangtį ir rodo laiką, per kurį atvyksta šiukšlių surinkėjas (naudojant „Blynk“debesies protokolą) ir IFTTT programėlė).
3. Matuojamos nereguliarios jutiklių vertės. Pavyzdžiui, gaisro pavojus -aukšta temperatūra ir žema drėgmė -> Įvykis įrašomas „Blynk“debesyje -> IFTTT suaktyvina aliarmą atliekų kontrolės postui.

5 žingsnis: iššūkiai ir trūkumai

Iššūkiai:

Pagrindinis iššūkis, su kuriuo susidūrėme projekto metu, buvo pagrįstai ir logiškai apdoroti visus mūsų jutiklių surinktus duomenis. Išbandę skirtingus duomenų srautų scenarijus, mes pasiekėme savo galutinį sprendimą, kuris daro sistemą patogesnę, daugkartinio naudojimo ir keičiamo dydžio.

Dabartiniai trūkumai:

1. Remiantis „Blynk“serveriais, duomenys atnaujinami po ilgo delsimo nuo matavimo realiuoju laiku.
2. Sistema remiasi išoriniu maitinimo šaltiniu (prijungimas prie elektros generatoriaus ar baterijų), todėl ji vis dar nėra visiškai automatizuota.
3. Jei šiukšliadėžė užsidega, ją reikia tvarkyti naudojant išorinę intervenciją.
4. Šiuo metu mūsų sistema palaiko tik vieną šiukšliadėžę.

6 žingsnis: žvilgsnis į ateitį …

Būsimi patobulinimai:

1. Saulės energijos įkrovimas.
2. Šiukšlių suspaudimo sistema.
3. Fotoaparatai stebi šiukšliadėžę, naudodamiesi kompiuteriniu regėjimu pagrįstais įvykiais (aptinka gaisrą, šiukšlių perkrovą).
4. Sukurkite autonominį automobilį, skirtą keliauti tarp šiukšliadėžių ir ištuštinkite jas pagal jų galimybes.

Galimi terminai:

• Įdiegti saulės sistemą ir suspausti šiukšles (apie 6 mėnesius).
• Sukurkite vaizdo aptikimo algoritmus ir prijunkite kamerų sistemą maždaug metus.
• Sukurkite algoritmą, kuris sudarytų optimalų maršrutą šiukšlių surinkimui, remiantis visų šiukšliadėžių duomenimis maždaug per 3 metus.

7 žingsnis: paskutinės nuotraukos…

8 žingsnis: Apie mus

Asafas Getzas ---------------------------- Ofir Nesher ------------------ ------ Yonathan Ron

Tikimės, kad jums patiks šis projektas ir sveikinimai iš Izraelio!