IDC2018 IOT Smart Papirkurv: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

God affaldshåndtering er blevet et vigtigt spørgsmål for vores planet. I offentlige og naturlige rum er mange ikke opmærksomme på det affald, de efterlader. Når der ikke er nogen skraldespand tilgængelig, er det lettere at efterlade affald på stedet end at bringe det tilbage. Selv de såkaldte bevarede rum er forurenet af affald.

Hvorfor har vi brug for en smart affaldsspand? (Løsning)

For at bevare naturområder er det vigtigt at tilvejebringe godt håndterede affaldsindsamlingssteder: For at forhindre, at de flyder over, skal skraldespandene hæves regelmæssigt. Det er svært at komme igennem det rigtige tidspunkt: for tidligt, og skraldespanden kan være tom, for sent og skraldespanden kan flyde over. Dette problem er desto mere kritisk, når beholderen er vanskelig tilgængelig (f.eks. På vandrestier i bjergene). I denne rationelle affaldshåndtering kan sortering være en stor udfordring. Organisk affald kan behandles direkte af naturen i kompostering.

Formålet med projektet

Formålet med vores projekt er at levere en overvågningsenhed til en intelligent affaldsspand. Denne enhed integrerer flere sensorer til at overvåge papirkurven.

• Kapacitetssensor: baseret på ultralydssystemet, bruges til at forhindre overløb ved at advare skraldespandsteamet.
• Temperatur- og fugtighedsføler: bruges til at overvåge affaldsmiljøet. Dette kan være nyttigt til at styre tilstanden af organisk kompost og for at forhindre kontaminering i bestemte tilfælde (meget våde eller varme forhold, risiko for brand under meget tørre forhold). En affaldsbrand kan have dramatiske virkninger på miljøet (for eksempel kan det forårsage en skovbrand). Kombinationen af temperatur- og fugtighedsværdier kan advare overvågningsteamet om problemet.
• PIR Bevægelsessensor: der åbnes en åbningsdetektor på skraldespanden for at få statistik over affaldsbrug og registrere dårlig lukning.

Trin 1: Nødvendige hardwarekomponenter

I dette afsnit vil vi beskrive hardware og elektronik, der bruges til at oprette denne enhed.

Først skal vi bruge en simpel skraldespand med låg. Næste: NodeMCU-kort med et indbygget ESP8266 Wifi-modul, der hjælper os med at skabe forbindelse med cloud-tjenester og et sæt sensorer til at overvåge papirkurven:

Sensorer:

• DHT11 - Temperatur og luftfugtighed analog sensor
• Sharp IR 2Y0A21 - Digital nærhed / afstandssensor
• Servomotor
• PIR bevægelsessensor

Yderligere hardware nødvendig:

• Enhver skraldespand med låg
• Brødbræt (generisk)
• Jumperwires (en masse af dem …) Dobbeltsidet limningstape!

Vi skal også oprette:

• AdaFruit -konto - modtag og vedligehold oplysninger og statistik om papirkurven.
• IFTTT -konto - gem indgående data fra Adafruit og udløs hændelser i forskellige kant -cases.
• Blynk -konto - muliggør brug af “Webhooks” -applikationer på IFTTT.

Trin 2: Programmer NodeMCU ESP8266

Her er hele koden, brug den gerne:)

Du kan nemt finde de biblioteker, vi har brugt online (nævnt i overskriften).

*** Glem ikke at indtaste dit WiFi -navn og din adgangskode øverst i filen

Trin 3: Ledningsføring

Tilslutning til NodeMCU ESP8266 -kortet

DHT11

• + -> 3V3
• - -> GND
• UD -> Pin A0

Sharp IR 2Y0A21:

• Rød ledning -> 3V3
• Sort ledning -> GND
• Gul ledning -> Pin D3

Servomotor:

• Rød ledning -> 3V3
• Sort ledning -> GND
• Hvid ledning -> Pin D3

PIR bevægelsessensor:

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

Trin 4: Systemarkitektur

Cloud -komponenter i arkitektur:

• Adafruit IO MQTT: ESP8266 er forbundet via WiFi til Adafruit's cloud -servere. Giver os mulighed for at præsentere de data, der er indsamlet af sensorerne i en fjerncomputer og i et organiseret og kortfattet dashboard, styringshistorik osv.
• IFTTT Services: Tillader udløsende handlinger i henhold til sensorernes værdier eller hændelser. Vi har oprettet IFTTT-applets, der forbinder stabile datastrømme fra Adafruit-skyen og realtids nødhændelser direkte fra sensorer.

Datastrømsscenarier i systemet:

1. Værdier indsamles fra aktive sensorer placeret på skraldespanden: skraldespredningskapacitet, beholdertemperatur, beholderfugtighed, antal gange bakken blev åbnet i dag -> Publicer data til MQTT -mægler -> IFTTT -applet fører dataene til en daglig rapporttabel Google Ark.
2. Papirkurven er næsten fuld (Skarp sensor når en foruddefineret kapacitetsgrænse) -> Kapacitetsindtastning i den daglige rapport opdateres -> Affaldskontrolstation låser skraldespandets låg og viser det tidspunkt, hvor affaldssamleren ankommer (via Blynk cloud -protokol og IFTTT -applet).
3. Uregelmæssige værdier på sensorer måles. F.eks. Registreres brandrisiko -høj temperatur og lav luftfugtighed -> Hændelse på Blynk -skyen -> IFTTT udløser alarm til affaldsstyringsstation.

Trin 5: Udfordringer og mangler

Udfordringer:

Den største udfordring, vi har stødt på under projektet, var at behandle alle de data, som vores sensorer havde indsamlet, på en rimelig og logisk måde. Efter at have prøvet forskellige datastrømme-scenarier opnåede vi vores endelige beslutning, der gør systemet mere vedligeholdeligt, genanvendeligt og skalerbart.

Nuværende mangler:

1. Baseret på Blynk-servere opdateres dataene efter en stor forsinkelse fra måling i realtid.
2. Systemet er afhængigt af en ydre strømforsyning (forbindelse til en generator eller batterier), derfor er det stadig ikke fuldt automatiseret.
3. Hvis beholderen brænder, skal den håndteres ved hjælp af ydre indgreb.
4. I øjeblikket understøtter vores system kun en enkelt bin.

Trin 6: Kig ind i fremtiden …

Fremtidige forbedringer:

1. Opladning af solenergi.
2. Selvaffaldskomprimeringssystem.
3. Kameraer overvåger skraldespanden ved hjælp af computer-vision-baserede hændelser (registrer brand, overbelastning af affald).
4. Udvikl en autonom bil til touring mellem skraldespande og tøm dem baseret på deres kapacitet.

Mulige frister:

• Implementere et solsystem og selvaffaldskomprimering (ca. 6 måneder).
• Udvikl billeddetekteringsalgoritmer og Tilslut et kamerasystem, cirka et år.
• Udvikl en algoritme til at bygge en optimal tur til skraldespand baseret på data fra alle skraldespande om cirka 3 år.

Trin 7: Endelige billeder …

Trin 8: Om os

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

Håber du vil nyde dette projekt og hilsner fra Israel!