基于樹莓派設(shè)計的智能垃圾箱裝置

該項目為智能垃圾箱裝置，集成了多個傳感器來監(jiān)控垃圾的狀態(tài)。

良好的垃圾管理已成為全世界的一個重要問題。在公共和自然空間中，許多人經(jīng)常不注意而留下垃圾。因為當(dāng)沒有可用的垃圾回收場景時，將垃圾留在現(xiàn)場比將它們帶走更簡單，所以基于這種原因，甚至一些所謂的保存空間也被垃圾所污染。

為了保護自然區(qū)域，提供管理良好的垃圾回收點很重要：

為了防止它們溢出，必須定期升高垃圾箱。重點就在于確定這個定期的時間。如果太快，垃圾桶會清空；但太晚的話，垃圾桶會溢出。在一些垃圾箱難以普及放置的地方（像一些山間小徑和農(nóng)家田園），這個問題就會更加嚴重。

在這種合理的垃圾管理中，分類可能是一項重大挑戰(zhàn)。有機廢物可以直接在大自然中處理，用于堆肥；而非有機物廢物則必須收集以通過特定工藝進行處理。

項目目的

我們項目的目的是為智能垃圾箱提供監(jiān)管裝置，并集成了多個傳感器來監(jiān)控垃圾的狀態(tài)。

液位傳感器：基于超聲波系統(tǒng)，用于通過提醒垃圾收集團隊來防止溢出。

溫濕度傳感器：用于監(jiān)測垃圾環(huán)境。這可用于管理有機堆肥的狀況，并在某些特定情況下防止污染（非常潮濕或炎熱的條件，非常干燥的條件下的火災(zāi)風(fēng)險）

火焰?zhèn)鞲衅鳎河行┛赡軙练e白熾廢物（如煙頭）或可能故意點燃垃圾箱。垃圾火災(zāi)會對環(huán)境產(chǎn)生巨大影響（例如，它可能會引發(fā)森林火災(zāi)）?；鹧?zhèn)鞲衅骺梢蕴嵝驯O(jiān)督團隊該問題。

濕度傳感器：對于堆肥過程，保持堆肥材料中的一定濕度水平很重要。我們項目中包含的濕度傳感器將測量堆肥的濕度水平。

開啟感應(yīng)器：垃圾桶蓋上會安裝開啟檢測器，用于統(tǒng)計垃圾使用情況并檢測是否關(guān)閉。

定位系統(tǒng)：必須對垃圾進行識別和本地化，以幫助垃圾收集團隊對其進行管理。它將在垃圾位置管理上提供更多的靈活性，并可以部署臨時垃圾箱（例如，夏季在海灘和遠足徑上，冬季在滑雪場，在音樂節(jié)體育比賽等特殊活動中）

該項目通過帶有兩個隔間的垃圾箱充分體現(xiàn)了其意義：

一種用于非有機廢物。

一種用于堆肥處理的有機廢物。

Sigfox用法

垃圾將被安裝在孤立的區(qū)域。電力將由電池提供，可能連接到太陽能電池板。對我們來說，Sigfox接縫是一個非常好的解決方案：

Sigfox通信系統(tǒng)具有廣泛的覆蓋范圍：它允許大規(guī)模部署項目。

Sigfox系統(tǒng)為我們的用例提供了足夠的通信能力。

Sigfox可以提供100m定位解決方案：無需在垃圾箱上添加GPS屏蔽。

Sigfox是一種低功耗解決方案，它允許設(shè)備自主運行很長時間。

項目詳情

硬件設(shè)計方法

項目步驟

第1步：了解Sigfox

Sigfox是一種在物聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)連接設(shè)備的解決方案。它目前在超過45個國家和300萬臺設(shè)備上運營。消息最長可達12個字節(jié)，每天最多140個上行鏈路和4個下行鏈路。

第2步：硬件查找

使用的硬件：

ArduinoMKR福克斯1200

微型微動開關(guān)

HC-SR04-超聲波傳感器

DHT11-溫濕度傳感器

KY-026-火焰?zhèn)鞲衅髂K

濕度傳感器（定制）-可以使用普通的濕度傳感器，但使用幾個月后，探頭的兩條兩條腿會腐蝕，腿上的薄銅層會完全被腐蝕掉。因此，我們使用定制的由銅制成的濕度傳感器，使其在腐蝕前的使用壽命更長。

樹莓派3B型

第3步：硬件連接和布局

第4步：Arduino代碼

安裝ArduinoIDE：

從此鏈接安裝arduinoIDE：https：//www.arduino.cc/en/Main/Software

獲取代碼：

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

ArduinoSAMD板（32位ARMCortex-M0+）

庫：

要安裝庫，請轉(zhuǎn)到“Sketch》IncludeLibrary》ManageLibraries”。

庫類別：

Arduino低功耗

用于MKRFox1200的ArduinoSigfox

DHT傳感器庫

Adafruit統(tǒng)一傳感器驅(qū)動程序https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor

RTCZero

查看代碼：

• #include ：用于管理 Sigfox 模塊并從設(shè)備發(fā)送或接收值。
• #include ：用于使模塊進入睡眠狀態(tài)并節(jié)省電池壽命。
• #include : 通常，用于 DHT11 工作。

職能：

setup（）：在這個函數(shù)中，我們檢查Sigfox是否已經(jīng)開始。此外，設(shè)置DHT11和超聲波傳感器引腳。

loop（）：在這個函數(shù)中，我們檢查按鈕是否被按下，這意味著bin是否關(guān)閉。如果未按下按鈕，Sigfox將不會發(fā)送值，但是，如果按下按鈕，它將從所有傳感器獲取值并將其發(fā)送到sendPayload（）函數(shù)。

sendPayload（）：此函數(shù)將啟動Sigfox模塊并將所有值作為字節(jié)發(fā)送到SigFox。然后它將結(jié)束Sigfox模塊

運行代碼：

在您了解代碼的工作原理之后。嘗試編譯并上傳代碼。

不要忘記選擇板到ArduinoMKRFox1200和端口到您的設(shè)備端口。

第5步：激活您的設(shè)備

獲得設(shè)備后，請轉(zhuǎn)到此鏈接以激活設(shè)備https://buy.sigfox.com/activate。然后，填寫信息，您將安裝設(shè)備。

第6步：發(fā)送數(shù)據(jù)

嘗試再次運行ArduinoIDE，這一次設(shè)備將能夠?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到SigFox。您可以檢查您是否在SigFox后端收到數(shù)據(jù)。

第7步：應(yīng)用服務(wù)器

RaspberryPi3ModelB用作應(yīng)用程序服務(wù)器。其中包含Node-RED、MariaDB和Web應(yīng)用程序。

第8步：使用Node-RED的后端

安裝Node-RED：

按照此鏈接中的說明進行操作：https：//nodered.org/docs/getting-started/installation

Npm需要：

節(jié)點-紅色-節(jié)點-mysql

要從SigFox獲取數(shù)據(jù)，我們需要創(chuàng)建自己的服務(wù)器來接收數(shù)據(jù)。我們使用Node-RED作為從SigFox獲取數(shù)據(jù)的工具。

第9步：數(shù)據(jù)庫-MariaDB

安裝MariaDB：

RaspbianRaspberryPi：https://howtoraspberrypi.com/mariadb-raspbian-raspberry-pi/

其他操作系統(tǒng)：https：//mariadb.com/downloads

第10步：前端應(yīng)用程序（網(wǎng)站）