智能堆肥系統(tǒng)開源分享

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執(zhí)行摘要

智能堆肥系統(tǒng)監(jiān)控和管理您的堆肥——在需要時添加空氣和水。它會跟蹤您的堆肥何時準備好，并在需要采取特定行動時提醒您（例如 - 攪拌堆肥、覆蓋堆肥）。

這是解決方案的第二個原型。第 1 版在內(nèi)部進行了測試（您可以在此處查看完整的第 1 版視頻）。第 2 版在我的堆肥箱中進行了測試。上面的視頻突出顯示了 V1 和 V2。下面的圖像和數(shù)據(jù)來自第 2 版（堆肥測試）。

問題陳述

根據(jù) EPA，食物殘渣和庭院垃圾目前占我們?nèi)拥舻睦?20-30%，應(yīng)該改為堆肥。制作堆肥可以使這些材料遠離垃圾填埋場，在那里它們會釋放甲烷，一種強效溫室氣體。

大氣中的甲烷含量正在飆升。這引起了全球變暖科學(xué)家的警覺，因為甲烷排放使地球變暖的二氧化碳量是相似量的二十多倍。

不幸的是，大多數(shù)人不堆肥——通常是由于對堆肥的好處無知，對可以添加到堆肥中的物質(zhì)的誤解，以及缺乏管理堆肥的愿望。

好消息

幸運的是，堆肥很簡單。如果您所做的只是將廚房垃圾和樹葉倒成一堆，那么您肯定會得到堆肥。問題是：

• 這個過程稱為厭氧堆肥，可能需要數(shù)年時間

• 厭氧堆肥會產(chǎn)生更多的甲烷氣體，吸引嚙齒動物，并釋放硫化氫（聞起來像臭雞蛋）和尸胺（聞起來像尸體）。

一種更好的堆肥方式

大多數(shù)堆肥倡導(dǎo)者建議有氧堆肥。這種方法使用氧氣來喂養(yǎng)分解堆肥的微生物。這種方法有很多好處：

• 如果溫度、濕度和氣流保持適當，可在短短 4 周內(nèi)產(chǎn)生可用的堆肥

• 不產(chǎn)生甲烷氣體

這種方法的挑戰(zhàn)是維護堆肥環(huán)境所需的護理。這包括給堆肥充氣，添加材料以保持熱量/pH值，并根據(jù)需要給堆肥澆水。這就是智能堆肥系統(tǒng)可以提供幫助的地方

高級示意圖

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系統(tǒng)的高級繪圖

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智能堆肥系統(tǒng)由四個組件組成：

• 衛(wèi)星站 - 測量堆肥的詳細信息并采取行動

• 廚房垃圾箱站 - 測量垃圾箱中的垃圾量

• 基站 - 分析傳感器數(shù)據(jù)并提供建議

• 儀表板 - 為用戶提供 UI 以了解系統(tǒng)的運行狀況和所需的操作

解決方案構(gòu)建 - 衛(wèi)星系統(tǒng)站

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1 / 10 ?物理組件，在組裝和插入堆肥箱之前

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連接到堆肥堆并測量的 Arduino 101 供電設(shè)備：

• 環(huán)境溫度

• 堆肥溫度

• 堆肥水分

• 甲烷氣體輸出

• 水庫水位

基于傳感器，傳感器站可以：

• 加水（來自收集雨水的水庫）

• 打開/關(guān)閉通風(fēng)口

與基站的通信是通過藍牙低功耗 (BLE)。

解決方案構(gòu)建 - 廚房垃圾站

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1 / 5 ?一個簡單的堆肥桶“聰明”...

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一個 Arduino 101 設(shè)備，可以測量添加到堆肥箱中的廚房垃圾量。這用于在需要清空廚房垃圾箱時通知用戶。該測量值還用于計算堆肥的廚房材料的使用壽命磅數(shù)。

與基站的通信是通過 BLE。使用超聲波測距儀進行測量。

解決方案構(gòu)建-基站

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1 / 3 ?分析數(shù)據(jù)并提出建議的 Python 腳本的輸出。該腳本將命令發(fā)送回衛(wèi)星系統(tǒng)以添加水。

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一個英特爾愛迪生設(shè)備，用于保存數(shù)據(jù)、對傳感器數(shù)據(jù)進行分析以提出建議并托管網(wǎng)站。基本設(shè)備通過 BLE（通過輪詢衛(wèi)星站和來自廚房垃圾箱系統(tǒng)的通知）獲取傳感器數(shù)據(jù)。

解決方案構(gòu)建 - 儀表板

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1 / 3 ?一切正常時的視圖

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一個基于 Web 的儀表板，提供有關(guān)所需操作的指導(dǎo)以及堆肥整體健康狀況的視圖。用戶可以看到：

• 堆肥準備就緒的時間

• 傳感器讀數(shù)（溫度、濕度、甲烷、廚房垃圾箱狀態(tài)、堆肥總磅數(shù)）

• 需要采取的措施（攪拌堆肥、加水等）