使用Z分?jǐn)?shù)分析的火災(zāi)和液化石油氣泄漏警報

描述

介紹

火災(zāi)探測器在企業(yè)、商店、購物中心、私人綜合大樓、停車場等中發(fā)揮著不可或缺的作用。它們有助于在早期階段識別火災(zāi)或煙霧，并有助于挽救生命。商業(yè)火災(zāi)識別系統(tǒng)通常在蜂鳴器或警報器的幫助下具有警報標(biāo)記。我已經(jīng)概述了一個使用溫度和煙霧傳感器的基于物聯(lián)網(wǎng)的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，它不僅會在特定的序言中發(fā)出火災(zāi)信號，還會通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)。

盡早而不是事后獲得一些信息是件好事。大火可以燒掉你的房子、辦公室或任何其他地方。這是我們現(xiàn)在要構(gòu)建的解決方案。因此，如果發(fā)生火災(zāi)，就會在任何地方產(chǎn)生大量煙霧和溫度急劇上升，這在任何地方都是一件簡單的事情。此外，如果發(fā)生在我們家中的液化石油氣泄漏，可能會引起爆炸。因此，無論何時發(fā)生任何這種情況，它都會通知我們采取一些措施來保護我們自己。此外，我們可以啟動警報器來創(chuàng)建警報。

該項目具有一些基本功能，如檢測某個地方的溫度和煙霧上升情況。此外，結(jié)合使用這兩個數(shù)據(jù)，我們可以計算出液化石油氣的泄漏情況。每當(dāng)使用 Z 分?jǐn)?shù)分析發(fā)生任何此類情況時，我們都會通過通知和短信收到警報。這些消息包含有關(guān)發(fā)生了什么事件的信息，可以是火災(zāi)探測或僅是煙霧，也可以是液化石油氣泄漏。我們通過通知和短信了解。除了這些警報之外，我們還收到一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序來控制警報器來提醒周圍的人。

示范

硬件設(shè)置

注意：對于 Arduino IDE 上的每個代碼上傳，您都必須斷開 TX 和 Rx 引腳，否則會導(dǎo)致錯誤。此外，我們正在使用 MQ-6 傳感器的模擬引腳，不要使用數(shù)字引腳，將其留空。如果您使用任何其他連接類型，請不要忘記將兩塊板的地面結(jié)合起來。

軟件設(shè)置

Arduino IDE 上的傳感器代碼

在我們調(diào)用 Serial 的設(shè)置中有一個簡單的代碼以 9600 波特率運行。然后使用 analogRead() 為 Arduino 的引腳 A0 和 A1 獲取輸入。

注意：如果你想在你的項目中使用這些圖表，你可以通過這些鏈接： https: //github.com/Inventrom/boltiot-arduino-helper。.

Python IDE 檢測告警代碼

一旦你可以運行 Arduino 代碼，我們就需要一個 python ide 來編寫代碼。您可以在虛擬機或樹莓派或 Windows 中編寫。我在 Windows Python 3.6 IDLE 中使用它。您可以下載并閱讀文檔以在您的系統(tǒng)上安裝https://www.python.org/..

關(guān)于庫，我們僅使用外部 boltiot 和請求庫。您可以在終端或 cmd 上使用 pip 命令安裝它們。對于 Windows，您可以了解如何執(zhí)行此操作https://www.liquidweb.com/kb/install-pip-windows/

• 配置文件

除了主要代碼之外，我們還將制作另一個 python 文件，即配置文件，其中我們提到了 bolt API 密鑰和設(shè)備 ID，我們還提到了幀速率和用于 z- 分析的倍增因子。

API_KEY = "XXXX"        //Bolt Cloud
API KeyDEVICE_ID = "BOLTXXXX"    //Device ID of the Bolt Module
FRAME_SIZE = 10        //Frame Size for Z score analysis
MUL_FACTOR = 1         //Multiplication factor for Z score analysis

您可以在您的 bolt 云帳戶中找到 API 密鑰和設(shè)備 ID。

• 主程序

現(xiàn)在對于主要代碼，邏輯是我們必須從 bolt serial 獲取數(shù)據(jù)，所以我們正在使用功能 bolt.serialRead('1') 但是通過文檔我發(fā)現(xiàn)值是 10 而不是 1。實際上在使用值 10 獲取數(shù)據(jù)不是即時的。在使用 1 時，它是一個即時獲取的數(shù)據(jù)，但有一個缺點，即在第一次迭代中，它將獲取一堆組合數(shù)據(jù)。從串行獲取數(shù)據(jù)后，我們必須以正確的形式制作它，在我的情況下，我獲取的數(shù)據(jù)為 {'value':'546\n45\n', 'success':'1'} 所以我需要提取它。所以我首先將它轉(zhuǎn)換成 JSON 數(shù)據(jù)，然后使用 list(data['value'].split("\n")) 我得到列表，所以在索引 0 處我有第一個傳感器值，在索引 1 處它是第二個.

警報檢測

Z 分?jǐn)?shù)的評估用于檢測異常。這里的異常是指一個變量的值（溫度或氣體值）超過了某個值的變化。值范圍稱為邊界（上限和下限）。我們僅使用上限來檢測火警。輸入值、幀大小和倍增因子用于計算這些邊界。幀大小是 Z 分?jǐn)?shù)分析所需的最小輸入值數(shù)量，乘數(shù)決定了邊界與輸入值曲線的接近程度。

?

?

上面給出了計算邊界的公式。這里的輸入表示為“Vi”，“r”表示幀大小，“C”是倍增因子。首先，我們計算輸入值的均值 (Mn)（對于每個新輸入，都會再次計算均值）。但是等等，我們有 2 個傳感器值，這意味著我們必須使用其他傳感器的聲明。或者對于這兩個傳感器，我們必須單獨分析它。我們可以用更好的方式來做到這一點，我們可以將傳感器值相加，然后進行分析。輸入值（相對于平均值）的變化為 (Vi - Mn)^2。Z 分?jǐn)?shù) (Zn) 的計算方法如上所示（每個輸入值的變化均值的平方根乘以乘數(shù)）。邊界表示為“Tn”

因此，對于組合分析，我們必須相應(yīng)地匹配數(shù)據(jù)上升，如果我們的一個數(shù)據(jù)是 10 的倍數(shù)上升而另一個數(shù)據(jù)是 1 的倍數(shù)上升，則它將不起作用。

你必須讓他們更近一點。假設(shè)在這個項目中，溫度上升為 1 的倍數(shù)，即 34、35、36，但氣體傳感器上升為 100、120、150，因此我們將根據(jù)我們的項目將溫度數(shù)據(jù)乘以常數(shù)。

向設(shè)備發(fā)送警報

現(xiàn)在，當(dāng)我們計算出上限后，我們將把它與作為兩個傳感器值之和的組合值進行比較。如果是異常，我們將調(diào)用警報功能。通過它，我們將為 integromat 場景發(fā)出 Web 請求。它將根據(jù)場景中提到的條件向我們的設(shè)備發(fā)送通知和文本消息，生成當(dāng)前情況。

?

?

?

您可以在單擊 webhook 時找到用于觸發(fā) Web 請求的鏈接，然后復(fù)制地址并將其粘貼到main.py代碼中。此外，每個節(jié)點都有一個在線幫助超文本，因此您可以從中參考如何使用，如上所示。

條件是如果溫度> 40 那么它是一個火警如果溫度 < 40 并且氣體值 > 350 那么它是液化石油氣泄漏。如果溫度 <40 和 150除了所有這些消息和通知，我們還發(fā)送網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序可以控制警報器啟動并提醒附近的人。

控制警報器/蜂鳴器

該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序是使用 bubble.io 設(shè)計的。使用免費托管制作任何網(wǎng)站都非?？煽壳胰菀?。我使用了 Yashwant naik 的螺栓模板，然后根據(jù)項目需要對其進行了修改。您可以從 https://docs.boltiot.com/docs/introduction-1 查看詳細(xì)文檔。

?

一個控制 pin 的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序

?

?

如果您的設(shè)備離線，它會通知您。

?

?