雨水渠監(jiān)控服務(wù)開源項(xiàng)目

描述

戰(zhàn)隊(duì)：海泰

' HAETAE '是韓國傳說中控制水的動物。它旨在創(chuàng)造一種可以控制洪水這種巨大自然災(zāi)害的產(chǎn)品。

問題

2022 年 8 月左右發(fā)生的創(chuàng)紀(jì)錄大雨超出了城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。據(jù)此，首爾市政府宣布了增加排水系統(tǒng)容量的計(jì)劃，并安裝了多個(gè)大型雨水儲存和排水設(shè)施。據(jù)八個(gè)月前的新聞報(bào)道，除了大容量設(shè)施外，雨水池位于路邊堆滿了垃圾，沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，還進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

洪水泛濫的原因有很多，但垃圾被掩埋或堵塞在基本上排掉積水的“雨水渠”中，所以沒有實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)呐潘Ｓ晁芾聿簧频脑蛉缦?。基本上，有大量的雨水收集，沒有系統(tǒng)來控制它。沒有通過傳感器對雨水盆地進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測和互動的系統(tǒng)。

解決方案的介紹

我們提出了一種監(jiān)控服務(wù)，可以管理、維護(hù)和修復(fù)首爾（或某些地區(qū)）的雨水渠。它使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)檢測氣味、水位、攝像頭。如果一定程度的傳感，則使用 MOBIUS 平臺傳達(dá)信息獲得或更高的值?！坝嗛啞泵總€(gè)傳感器（MOBIUS 功能）的相機(jī)拍攝雨水收集器的照片。它被移交給服務(wù)器，服務(wù)器定期通過網(wǎng)頁檢查雨水收集器的狀態(tài)。

1_有效

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設(shè)想

2_場景

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上圖是一個(gè)服務(wù)場景。傳感器時(shí)刻檢測雨水排放管的情況（使用arduino/sensor）。如果有大雨預(yù)報(bào)或異味檢測，分別向服務(wù)器請求雨水管理/監(jiān)控。當(dāng)預(yù)報(bào)大雨，經(jīng)理監(jiān)測雨水渠的狀況并采取預(yù)防措施。當(dāng)檢測到氣味時(shí)，要求并采取行動監(jiān)測雨水渠的狀況。上述場景旨在促進(jìn)雨水收集器的管理 more比目前的方法更有效。

為了啟用傳感和執(zhí)行計(jì)算，Arduino 板通過串行通信連接到 Raspberry Pi。使用MOBIUS服務(wù)器作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)器。協(xié)議使用HTTP和MQTT協(xié)議，屬于oneM2M協(xié)議的一部分。使用HTTP上傳和導(dǎo)入數(shù)據(jù)，使用MQTT進(jìn)行訂閱。使用POST方法上傳數(shù)據(jù)，使用GET方法定時(shí)獲取數(shù)據(jù)。另外，訂閱是用來異步接收數(shù)據(jù)的。由于使用相機(jī)的性質(zhì)，可以使用文件傳輸協(xié)議（FTP），但我只是想將圖像字節(jié)化，將其加載到Mobius上，然后從服務(wù)器上拖動它保存圖片 (HTTP)。

使用了oneM2M功能

• 應(yīng)用和服務(wù)層管理：AE、CSE管理功能
• 溝通管理：提供與其他 CSE、AE 和 NSE 的溝通
• 數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)存儲和仲裁能力
• 訂閱和通知：提供訂閱和相應(yīng)的通知以跟蹤資源上發(fā)生的事件

資源結(jié)構(gòu)

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1 / 2 ? 4_顯示器

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系統(tǒng)架構(gòu)

通過串口連接Arduino Mega和Raspberry Pi 4。在Arduino中進(jìn)行傳感值和事件情況檢測的操作，并通過測試設(shè)置氣味閾值和水位閾值。判斷排水不進(jìn)行，因?yàn)樗?dāng)氣味和水位超過閾值的程度產(chǎn)生時(shí)，識別出異物引起的氣味。串行通信向雨水坑中的樹莓派4發(fā)送信號。樹莓派不斷從Arduino讀取值并傳輸值時(shí)觸發(fā)異常狀態(tài)。使用 POST 方法，來自氣體傳感器的信息作為氣體 (CNT) 發(fā)送，來自水位傳感器的信息作為水 (CNT) 發(fā)送。

每個(gè) CNT（氣體和水）都由 AE 訂閱。當(dāng)在氣體 (CNT) 或水 (CNT) 中接收到數(shù)據(jù)時(shí)，相機(jī)開始捕捉圖像。

將捕獲的圖像轉(zhuǎn)換為字節(jié)并使用 POST 方法上傳到相機(jī)（CNT）。

當(dāng)在網(wǎng)頁上按下按鈕時(shí)，服務(wù)器（MOBIUS Ubuntu Server）執(zhí)行 Python 代碼，以使用 GET 方法檢索存儲在 MOBIUS 中的相機(jī)字節(jié)信息。

檢索到的字節(jié)信息被解碼并存儲在服務(wù)器上。

用戶（管理員）可通過網(wǎng)頁對雨水收集器進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)、檢修、監(jiān)測狀態(tài)或發(fā)現(xiàn)異常情況。

• 氣體傳感器/相機(jī)操作

通過訂閱功能將資源加載到gas（CNT）中后，camera開始抓圖，并將抓拍到的圖片資源存儲到camera（CNT）中。

• 水傳感器操作

同樣，接收水位傳感器值，并將數(shù)據(jù)加載到水 (CNT) 資源中。

• 簡歷

OpenCV（計(jì)算機(jī)視覺）庫用于檢測水落下的蓋子區(qū)域。最初，應(yīng)用 Canny 算法來提取輪廓線。然后，HoughLinesP 算法用于應(yīng)用霍夫變換并提取存在的線數(shù)。通過將 min_threshold 和 max_threshold 值調(diào)整為較低的值，甚至可以檢測到更小的線，從而使檢測更加靈敏。

當(dāng)沒有垃圾或障礙物時(shí)，只能看到蓋子的線條。但是，如果有垃圾或障礙物堵塞了蓋子上的孔，則分析線條的數(shù)量及其圖案以確定當(dāng)前情況。在這種情況下，系統(tǒng)會捕獲當(dāng)前場景并將捕獲的圖像發(fā)送到服務(wù)器。

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