Интеллектуальная корзина для мусора

Устройство для интеллектуальной корзины для мусора. Это устройство объединяет несколько датчиков для наблюдения за состоянием мусора.

История

Рекомендации по содержанию

Контекст

Надлежащее управление отходами стало важной проблемой для нашей планеты. В общественных и природных местах 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.

Загрязненные отходы

Чтобы сохранить природные территории, важно обеспечить хорошо управляемые точки сбора отходов:

• Во избежание переполнения бункеры необходимо регулярно поднимать. Трудно пройти в нужное время:слишком рано, и мусор может оказаться пустым, слишком поздно, и мусор может переполниться. Эта проблема становится еще более серьезной, когда доступ к мусорному ведру затруднен (например, на пешеходных тропах в горах).

Переполнение отходов

• При таком рациональном управлении отходами сортировка может стать серьезной проблемой. Органические отходы могут быть непосредственно переработаны природой в компостировании. Неорганические отходы необходимо собирать для обработки с помощью специальных процессов.

Цель проекта

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

• Датчик уровня: на основе ультразвуковой системы, используемой для предотвращения переполнения путем оповещения бригады по сбору мусора.

• Датчик температуры и влажности: используется для наблюдения за мусорной средой. 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).

• Датчик пламени: некоторые могут оставлять раскаленные отходы (например, окурки) или могут намеренно поджечь мусорное ведро. Пожар мусора может иметь серьезные последствия для окружающей среды (например, вызвать лесной пожар). Датчик пламени может предупредить группу надзора о проблеме.

• Датчик влажности: для процесса компоста важно поддерживать определенный уровень влажности в компостном материале. Датчик влажности, включенный в наш проект, будет измерять уровень влажности компоста.

• Датчик открытия: Детектор открывания будет установлен на крышке мусорного ведра, чтобы получать статистику использования мусора и обнаруживать плохое закрытие.

• Система местоположения: мусор должен быть идентифицирован и локализован, чтобы помочь команде по сбору мусора в управлении. Это обеспечит большую гибкость в управлении местоположением мусора, с возможностью развертывания временных мусорных баков (например, летом на пляже и пешеходных маршрутах, зимой на горнолыжном склоне, на специальных мероприятиях, таких как спортивные соревнования или музыкальные фестивали)

Проект обретает полный смысл с мусорным ведром с двумя отсеками:

• Один для неорганических отходов.

• Один для органических отходов с процессом компостирования.

Отдельная корзина для мусора

Использование Sigfox

Корзина будет установлена ​​в изолированные области. Электроэнергия будет обеспечиваться от батареи, возможно, подключенной к солнечной батарее. Для нас швы Sigfox - очень хорошее решение:

• Коммуникационная система Sigfox имеет широкую зону покрытия:она позволяет развернуть проект в больших масштабах.

• Система Sigfox обеспечивает достаточные коммуникационные возможности для нашего случая использования.

• Sigfox может предоставить решение для локализации на 100 м:нет необходимости добавлять экран GPS в корзину.

• Sigfox - это решение с низким энергопотреблением, которое позволяет устройству долгое время работать автономно.

II. Детали проекта

Метод проектирования оборудования

Схема методики разработки нашего проекта

Этапы проекта

Шаг 1. Знакомство с Sigfox

Sigfox - это решение для подключения устройства в рамках Интернета вещей. В настоящее время он работает более чем в 45 странах и на более чем 3 миллионах устройств. Сообщение может иметь размер до 12 байтов, максимум 140 восходящих и 4 нисходящих каналов в день.

Шаг 2. Поиск оборудования

Оборудование

Используемое оборудование:

• Arduino MKR Fox 1200

• Миниатюрный микропереключатель

• HC-SR04 - ультразвуковой датчик

• DHT11 - датчик температуры и влажности

• KY-026 - Модуль датчика пламени

• Датчик влажности (изготовленный на заказ) - можно использовать обычный датчик влажности, но через несколько месяцев использования две две ножки зонда покроются коррозией, а тонкий слой меди на ножках полностью разъедается. Поэтому мы используем изготовленный на заказ датчик влажности из меди, чтобы продлить срок его службы до коррозии. http://carrefour-numerique.cite-sciences.fr/fablab/wiki/doku.php?id=projets:moisture_sensor

• Raspberry Pi 3, модель B

В этом проекте мы используем датчик влажности, изготовленный на заказ, чтобы он прослужил дольше, чем коррозия.

Шаг 3. Подключение оборудования и компоновка

Схема

Подключение к Arduino MKR Fox 1200

Микропереключатель -> Arduino MKR Fox 1200

• C -> GND

• NC -> Контакт 3

DHT11 -> Arduino MKR Fox 1200

• VCC -> 5 В

• GND -> GND

• ДАННЫЕ -> Контакт 2

HC-SR04 -> Arduino MKR Fox 1200

• VCC -> 5 В

• GND -> GND

• Триггер -> Контакт 9

• Эхо -> Пин 10

KY-026 -> Arduino MKR Fox 1200

• VCC -> 5 В

• GND -> GND

• ДАННЫЕ -> Контакт A0

Датчик влажности (на заказ) -> Arduino MKR Fox 1200

• VCC -> 5 В

• GND -> GND

• SIG -> A1

Шаг 4. Код Arduino

Установите IDE Arduino:

Установите IDE arduino по этой ссылке:https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Получите код:

https://github.com/honhon01/Smart-Waste-Bin

Доска и библиотека:

Прежде чем разбираться в коде, вам необходимо установить плату и библиотеку.

Доска:

Чтобы установить доску, перейдите в «Инструменты> Доска> Менеджер доски».

Установка платы

Требуется плата:

• Платы Arduino SAMD (32-битная ARM Cortex-M0 +)

Библиотека:

Чтобы установить библиотеки, перейдите в «Скетч> Включить библиотеку> Управление библиотеками».

Установка библиотеки

Необходимые библиотеки:

• Arduino с низким энергопотреблением

• Arduino Sigfox для MKR Fox 1200

• Библиотека датчиков DHT

• Унифицированный драйвер датчика Adafruit https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor

• RTCZero

Загляните в код:

• #include :используется для управления модулем Sigfox и отправки или получения значения с устройства.

• #include :используется для перевода модуля в спящий режим и экономии заряда батареи.

• #include :обычно используется для работы DHT11.

Функции:

• setup ():в этой функции мы проверяем, начался ли Sigfox. Также установите контакты DHT11 и ультразвукового датчика.

• loop ():в этой функции мы проверяем, нажата ли кнопка, что означает, что корзина закрыта или нет. Если кнопка не нажата, Sigfox не отправит значение, но, если он будет нажат, он получит значение со всех датчиков и отправит его в функцию sendPayload ().

• sendPayload ():эта функция запускает модуль Sigfox и отправляет все значения в виде байтов в SigFox. Затем он завершит работу модуля Sigfox.

Запустите код:

После того, как вы поймете, как работает код. Попробуйте скомпилировать и загрузить код.

Не забудьте выбрать плату для Arduino MKR Fox 1200 и порт для порта вашего устройства.

Шаг 5. Активируйте устройство

После получения устройства перейдите по этой ссылке, чтобы активировать устройство https://buy.sigfox.com/activate. Затем введите информацию, и устройство будет установлено.

Активируйте устройство

Шаг 6. Отправка данных

Попробуйте снова запустить IDE Arduino, и на этот раз устройство сможет отправлять данные в SigFox. Вы можете проверить, получили ли вы данные в бэкэнде SigFox. https://backend.sigfox.com/device/list

Сообщения в SigFox

Шаг 7:Сервер приложений

Raspberry Pi 3, модель B используется как сервер приложений. Которые содержат Node-RED, MariaDB и веб-приложение.

Шаг 8. Серверная часть с использованием Node-RED

Установите Node-RED:

Следуйте инструкциям по этой ссылке: https://nodered.org/docs/getting-started/installation

Потребность в Npm:

• узел-красный-узел-mysql

Чтобы получить данные из SigFox, нам нужно создать собственный сервер для приема данных. Мы используем Node-RED как инструмент для получения данных из SigFox.

Node-RED Flow

Шаг 9. База данных - MariaDB

Установите MariaDB:

Raspbian Raspberry Pi: https://howtoraspberrypi.com/mariadb-raspbian-raspberry-pi/

Другие ОС: https://mariadb.com/downloads

Шаг 10. Интерфейсное приложение (веб-сайт)

Домашняя страница нашего сайта

Это интерфейс нашего проекта. На веб-сайте отображается информация и данные, отправляемые с устройств.

3D-печать

Установить объект в коробку для 3D-печати

1. Поместите DHT11 в точку 1 и накройте его деталью «Поддержание DHT11».

2. Поместите HC-SR04 в точку 2 и накройте «внутренней» частью.

3. Поместите KY-026 в точку 3 наверху «внутренней» части.

4. Поместите датчик влажности в точку 4.

5. Поместите Arduino MKR Fox 1200 в точку 5.

6. Поместите мини-микровыключатель в «среднюю верхнюю» часть и закройте детектором открытия.

7. Соедините «опорную» часть с «базой» и поместите антенну внутрь «базы».

8. Подсоедините «опорную» часть к основному блоку и закройте коробку кнопками «Средний верх», «Передний верх» и «Задний верх».

Схема в коробке, напечатанной на 3D-принтере

III. Некоторые возможные дополнительные функции

• Уметь устанавливать общую высоту корзины на мониторе (не только изменять на Arduino). -> У каждого типа бункера разная высота, поэтому, если пользователь может установить высоту бункера, устройство можно будет установить на бункер любого типа.

• Уметь разделять типы отходов. -> Будет проще управлять отходами с органическими и неорганическими отходами.

• Отобразите уровень мусора в корзине на мониторе, установленном над корзиной. -> Известный уровень мусора в корзине делает пользователя более удобным и может пропустить корзину, если она заполнена.

• Предоставить автономный аккумулятор с солнечной панелью. -> для автономной системы

• Управляйте температурой и влажностью внутри контейнера, контролируя систему водоснабжения и систему вентиляции (жалюзи, которые можно открывать или закрывать). -> Наблюдать и контролировать процесс компостирования.

IV. Заключение

Управление отходами

Наша идея «умного мусорного ведра», предлагающего интеллектуальную технологию для системы сбора и удаления отходов, сокращающую время и усилия человека, и создающую здоровую и загрязненную отходами окружающую среду.

Предлагаемая идея по сохранению природных территорий и уменьшению загрязнения отходами с помощью умного мусорного бака для управления отходами скважин, мы можем знать, какие области пусты или переполнены. Таким образом, этот проект может помочь сборщикам мусора в их управлении, хорошем управлении отходами и уборщике. Знайте окружающую среду и уровень мусорного ведра. Итак, мы можем составить расписание для руководства.

Цель этого проекта - создать оборудование, которое соответствует устройствам, чтобы определять окружающую среду с помощью датчиков Smart Waste-bin, чтобы определять уровень, температуру, влажность, влажность и пламя мусора внутри бункер периодически для каждого узла бункеров. И мы подключили каждый узел к сети sigfox, узел отправил данные в sigfox и показал значения на веб-сайте.

Окончательный результат доступен на следующем веб-сайте:http://grit.esiee-amiens.fr:8069/smartbin/

V. Благодарности

KMUTT-Таиланд

Технологический университет короля Монгкута в Тхонбури , ибо дал нам возможность. Ввиду важности этой деятельности, на время 7-недельного периода обучения для следующих студентов 3-го курса (Электроника и телекоммуникационная техника и вычислительная техника).

ESIEE-Амьен

ESIEE-Амьен , за ваше постоянное сотрудничество в предоставлении места для разработки проекта, возможность лабораторного обучения студентов инженерных специальностей на вашем предприятии и предоставленное оборудование для этого проекта. Очевидно, что подготовка является неотъемлемой частью академической деятельности, которая помогает студентам изучать инженерную деятельность, осуществляемую в коммерческих организациях.

Мы хотели бы выразить нашу глубокую благодарность Николасу ДЕЙЛЛИ , наш руководитель и Тереза ​​ABY , со-супервайзеру за их терпеливое руководство, энтузиазм и полезную критику нашей работы. Мы хотели бы поблагодарить Стефана ПОМПОРТЕС за его советы и помощь. Я также выражаю признательность Николя ХЕНОКУ который предоставляет нам материалы для изготовления датчика влажности и Moustapha KEBE за предложение в области веб-разработки.

Источник: Умная корзина для мусора