IDC2018IOT कचराकैन-ऑनलाइन: 7 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

परिचय

हर कोई जानता है कि क्या होता है जब हम कचरे को कूड़ेदान में बिना हटाए बहुत देर तक छोड़ देते हैं। खैर, सबसे स्पष्ट बात यह है कि अधिक कचरे के लिए कोई जगह नहीं है, लेकिन यह भी बदबू आ रही है, और यह बहुत अप्रिय हो जाता है।

इस परियोजना के साथ, हमारा लक्ष्य घर/कार्यस्थल आदि के आसपास आपके कचरे के डिब्बे की निगरानी करने में आपकी मदद करना है, ताकि आप हमेशा जान सकें कि वे कब भरे हुए हैं, और कचरा बाहर निकालकर तत्काल कार्रवाई कर सकते हैं।

सिस्टम आपको फोन नोटिफिकेशन या डैशबोर्ड अलर्ट द्वारा अलर्ट करेगा कि आपको कूड़ादान खाली करना है। सिस्टम कचरे के डिब्बे की पूर्णता के स्तर को ध्यान में रखता है, लेकिन इसके अंदर मापा गया तापमान और आर्द्रता भी। हम सभी गर्म और उमस भरे दिनों में कूड़ेदानों को खाली करने की तात्कालिकता से परिचित हैं…

मुख्य विशेषताएं

1. मॉनिटरिंग डैशबोर्ड:

   • मुख्य अनुभाग:

     • प्रत्येक कूड़ेदान का पूर्णता स्तर।
     • प्रत्येक कूड़ेदान का तापमान और आर्द्रता।

   • सांख्यिकी अनुभाग:

     • पूरा कचरा कर सकते हैं।
     • सबसे गर्म कचरा पात्र।

2. अलर्ट और अधिसूचना प्रणाली:

   • निम्नलिखित घटनाओं का समर्थन किया जाता है:

     • कूड़ादान भरा हुआ है।
     • एक सेंसर त्रुटि हुई।
   • फुलनेस अलर्ट कचरे के डिब्बे की पूर्णता के स्तर को ध्यान में रखते हैं, लेकिन कचरे के तापमान और आर्द्रता के स्तर को भी ध्यान में रखते हैं।
   • अलर्ट फोन नोटिफिकेशन और डैशबोर्ड अलर्ट के जरिए भेजे जा सकते हैं।
   • प्रत्येक अलर्ट चैनल को डैशबोर्ड के माध्यम से चालू और बंद किया जा सकता है।

3. मापनीयता:

   • कैलिब्रेशन बटन का उपयोग करके, सिस्टम को अलग-अलग क्षमता वाले कचरे के डिब्बे में समायोजित करना संभव है।
   • अपेक्षाकृत आसानी से अधिक कचरा डिब्बे जोड़ना संभव है। एक ही सिस्टम को एक नए कचरे के डिब्बे पर इकट्ठा किया जा सकता है, कचरा डिब्बे को आईडी सेट किया जा सकता है और इसे कैलिब्रेट किया जा सकता है (एक बटन का धक्का)। 3 से अधिक कचरा डिब्बे होने के लिए डैशबोर्ड को विस्तारित करने की आवश्यकता होगी (प्रदर्शन करने में आसान कार्य)।

हम कौन है?

यह प्रोजेक्ट (प्यार और समर्पण के साथ!) Rom Cycynatus और Daniel Alima - IDC Herzliya के छात्रों द्वारा हमारे IoT कोर्स के लिए एक अंतिम प्रोजेक्ट के रूप में बनाया गया था। हमें उम्मीद है कि आप हमारे काम को उपयोगी पाएंगे, और इसका उपयोग करके आनंद लेंगे!

चरण 1: आवश्यक भाग

सिस्टम बनाने के लिए, आपको निम्नलिखित घटकों और भागों का अधिग्रहण करना होगा:

1. कचरा कर सकते हैं (अधिमानतः एक ढक्कन के साथ): इसका उपयोग किया जाएगा … ठीक है.. आप जानते हैं कि हम इसके साथ क्या करने जा रहे हैं, एह?;)
2. ब्रेडबोर्ड: बिना किसी सोल्डरिंग का उपयोग किए सभी विभिन्न घटकों को जोड़ने के लिए।
3. NodeMCU (ESP-8266): सेंसर को पढ़ने और सूचना को क्लाउड पर भेजने का प्रभारी।
4. डिस्टेंस IR सेंसर - शार्प 0A41SK: यह सेंसर कैन के अंदर कचरे की मात्रा (फुलनेस लेवल) को मापेगा।
5. तापमान और आर्द्रता सेंसर - DHT11: यह सेंसर कचरे के डिब्बे के अंदर के तापमान और आर्द्रता को मापेगा।
6. मोमेंटरी स्विच: कचरे के डिब्बे के आकार के अनुसार दूरी सेंसर को कैलिब्रेट करने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा।
7. एल्युमिनियम फॉयल: ढक्कन की स्थिति के लिए एक डिटेक्टर बनाने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा - चाहे वह खोला या बंद हो।
8. जम्पर तार: बहुत कुछ प्राप्त करें, और अलग-अलग लंबाई और रंगों में। सब कुछ एक साथ जोड़ देंगे।
9. डक्ट टेप: हमें चीजों को जगह में जोड़ना होगा।
10. माइक्रो-यूएसबी केबल: प्रोग्रामिंग के लिए अपने कंप्यूटर से नोडएमसीयू को जोड़ने के लिए, और बाद में बिजली की आपूर्ति के लिए।
11. यूएसबी पावर सप्लाई (स्मार्टफोन चार्जर): कचरे के डिब्बे पर स्थापित होने पर नोडएमसीयू को बिजली प्रदान करेगा।

चरण 2: तारों और संयोजन

तारों

NodeMCU को ब्रेडबोर्ड पर रखें ताकि बाद में इसे आपके कचरे के डिब्बे में संलग्न करना सुविधाजनक हो, और USB केबल को इससे कनेक्ट करें। फिर, विभिन्न घटकों को NodeMCU से जोड़ने के लिए ऊपर दिए गए वायरिंग आरेख चित्र को देखें। सेंसर और स्टेटस वायर के लिए लंबे तारों का उपयोग करना सुनिश्चित करें ताकि सिस्टम को स्थापित करना और इसके साथ कचरे के डिब्बे का उपयोग करना सुविधाजनक हो।

• दूरी आईआर सेंसर - तीव्र 0A41SK:

  • विन (लाल) विनो
  • जीएनडी (काला) जीएनडी
  • वाउट (पीला) A0

• तापमान और आर्द्रता सेंसर - DHT11:

  • विन (लाल) 3V3
  • जीएनडी (काला) जीएनडी
  • डेटा (पीला) D4

• क्षणिक स्विच:

  • पिन1 डी3
  • पिन2 जीएनडी

• ढक्कन की स्थिति (खुले / बंद) तार:

  • वायर1 डी2
  • वायर2 जीएनडी

सभा

कचरे के डिब्बे पर सिस्टम को असेंबल करना काफी सरल है। ब्रेडबोर्ड को कूड़ेदान में संलग्न करें, अधिमानतः ढक्कन के करीब। इसे सुरक्षित करने के लिए टेप या केबल टाई का उपयोग करें। फिर:

1. IR डिस्टेंस सेंसर को ढक्कन के बीच में (अंदर की तरफ से!) रखें। इसे ठीक से सुरक्षित करना सुनिश्चित करें, या आप झूठी रीडिंग का सामना करेंगे!
2. तापमान और आर्द्रता सेंसर को कचरे के डिब्बे के अंदर कहीं रखें। टेप से सुरक्षित करें।
3. ढक्कन के किनारे और कचरे के सिरे को एल्युमिनियम फॉयल से ढक दें। सुनिश्चित करें कि ढक्कन बंद होने पर अच्छा संपर्क हो। यह सिस्टम को संकेत देगा कि कचरा कैन खोला या बंद किया गया है। फिर प्रत्येक ढक्कन स्थिति तारों को एल्यूमीनियम पन्नी में से एक में चिपका दें, और टेप से सुरक्षित करें।

चरण 3: सेटअप MQTT, Node-RED और IFTTT

अधिकांश परियोजना तर्क वास्तव में क्लाउड में कार्यान्वित किए जाते हैं। NodeMCU MQTT सर्वर को डेटा भेजता है, और Node-RED इसका उपभोग करता है और उस पर अपना तर्क लागू करता है (आगे की वास्तुकला के बारे में अधिक)। अंत में, अपने स्मार्टफोन में पुश नोटिफिकेशन (अलर्ट) प्रसारित करने के लिए, हमने IFTTT का उपयोग किया।

हम क्रमशः अपने MQTT और Node-RED सर्वर के रूप में CloudMQTT और FRED क्लाउड सेवाओं का उपयोग करेंगे, और हम पुश सूचनाओं के लिए IFTTT का उपयोग करेंगे।

1. CloudMQTT में फ्री प्लान के साथ साइनअप करें। MQTT सर्वर (उपयोगकर्ता नाम और पासवर्ड) पर अपने क्रेडेंशियल नोट करें।
2. IFTTT में साइन अप करें। "Webhooks IFTTT ऐप नोटिफिकेशन" का एक नया एप्लेट बनाएं। WebHookds ईवेंट नाम के रूप में "मोबाइल फ़ोन सूचना" का उपयोग करें। बारीक किरकिरा विवरण के लिए ऊपर की छवि से परामर्श करें। अपने निर्माता एपीआई कुंजी पर ध्यान दें।
3. अपने फोन में IFTTT ऐप डाउनलोड करें और अपनी साख के साथ साइन इन करें। इससे आप पुश नोटिफिकेशन प्राप्त कर सकेंगे।
4. फ्री प्लान के साथ FRED में साइनअप करें।
5. एक बार जब आपके पास FRED इंस्टेंस ऊपर और चल रहा हो, तो इसमें संलग्न प्रवाह आयात करें (3 बार्स बटन क्लिपबोर्ड से आयात करें)। बस प्रत्येक फ़ाइल की सामग्री पेस्ट करें (widgest.json, Alerts.json,Stats.json) और इसे आयात करें।
6. अपने CloudMQTT क्रेडेंशियल्स को अपडेट करने के लिए MQTT नोड्स में से एक को संपादित करें (एक पर्याप्त है)।
7. अपनी IFTTT निर्माता API कुंजी को अपडेट करने के लिए IFTTT नोड संपादित करें।

चरण 4: NodeMCU प्रोग्राम करें और गारबेज कैन कैपेसिटी कैलिब्रेशन

एक बार जब हमारे पास सब कुछ तार-तार हो जाता है, तो हमें NodeMCU को उपयुक्त सॉफ़्टवेयर (स्केच) के साथ प्रोग्राम करने की आवश्यकता होती है ताकि यह वास्तव में इससे जुड़ी सभी चीजों का उपयोग कर सके और इंटरनेट के साथ संचार कर सके।

1. यहां से Arduino IDE डाउनलोड और इंस्टॉल करें।
2. निम्नलिखित निर्देश की शुरुआत में बताए अनुसार NodeMCU बोर्ड प्रकार को स्थापित और सेट करें।

3. निम्नलिखित पुस्तकालय स्थापित करें (स्केच लाइब्रेरी शामिल करें लाइब्रेरी प्रबंधित करें…):

   1. एडफ्रूट एमक्यूटीटी लाइब्रेरी (एडफ्रूट द्वारा)
   2. डीएचटी सेंसर लाइब्रेरी (एडफ्रूट द्वारा)
   3. SharpIR (ज्यूसेप मासिनो द्वारा)
   4. EEPROMAnything - यहाँ स्पष्टीकरण।

4. GarbageCanOnline.ino फ़ाइल खोलें, और निम्नलिखित को अपडेट करें:

   1. आपके वाई-फ़ाई क्रेडेंशियल (WLAN_SSID, WLAN_PASS)
   2. आपके CloudMQTT क्रेडेंशियल (MQTT_USERNAME, MQTT_PASSWORD)
   3. यदि यह दूसरा कचरा कैन या अधिक है, तो गारबेज कैन आईडी बदलें (GARBAGECAN_ID)
5. अपडेट किए गए स्केच को अपने NodeMCU में अपलोड करें।
6. सीरियल मॉनिटर विंडो (Ctrl+M) खोलें और सुनिश्चित करें कि यह सेंसर डेटा को CloudMQTT पर प्रकाशित करने का प्रबंधन करता है।
7. अब, जब ढक्कन बंद है और कचरा खाली है, तो कचरा क्षमता को कैलिब्रेट करने के लिए कैलिब्रेशन बटन को लंबे समय तक दबाएं।
8. कचरा पेटी पूरी तरह तैयार है। आप इसे अपने कंप्यूटर से डिस्कनेक्ट कर सकते हैं, और इसे USB बिजली की आपूर्ति का उपयोग करके इसके निर्दिष्ट स्थान पर कनेक्ट कर सकते हैं।

चरण 5: सिस्टम का उपयोग करना

यदि आप यहां तक पहुंच गए हैं, तो सब कुछ ऊपर और चल रहा होना चाहिए। आइए हम सिस्टम के विभिन्न उपयोग पहलुओं का त्वरित अवलोकन करें।

हम मानते हैं कि आपके पास केवल एक ही कचरा जुड़ा हो सकता है, लेकिन बाद में इसे और जोड़ना आसान है!

सबसे पहले, मुख्य डैशबोर्ड पर ध्यान दें। आपको होम स्क्रीन में होना चाहिए, कचरे को देखते हुए परिपूर्णता, तापमान और आर्द्रता का स्तर। आप बाईं ओर स्थित स्विच का उपयोग करके फ़ोन सूचनाओं और डैशबोर्ड अलर्ट को नियंत्रित कर सकते हैं।

जब कचरे के अंदर कचरे की मात्रा बदल सकती है, तो आप देखेंगे कि गेज उसी के अनुसार बदलता है। तापमान और आर्द्रता के रेखांकन के लिए भी यही स्थिति है।

जब पूर्णता का स्तर ८५% ९०% तक पहुंच जाता है (सटीक सीमा तापमान और आर्द्रता पर निर्भर करती है), या एक सेंसर त्रुटि हुई, तो आपको अपनी पसंदीदा विधि के माध्यम से एक सूचना प्राप्त होगी। आपको हर घंटे प्रति कूड़ादान के बारे में एक बार सूचित किया जाएगा।

सांख्यिकी दृश्य में, आप वर्तमान में सबसे भरा हुआ और सबसे गर्म कचरा देख पाएंगे। अगर हम कह सकते हैं कि अनचाही शीर्षक…

चरण 6: प्रवाह को समझना

जैसा कि आपने शायद अब तक देखा होगा, सिस्टम में बहुत सारे "चलने वाले हिस्से" हैं। हम यह स्पष्ट करने का प्रयास करेंगे कि चीजें एक दूसरे से कैसे जुड़ी हैं।

सबसे पहले, हमारे पास NodeMCU और उसके सेंसर के साथ हमारा कचरा है। हमारे पास इनमें से बहुत कुछ हो सकता है - बस एक दूसरे की "प्रतियां"।

NodeMCU कचरे के डिब्बे में रखे गए विभिन्न सेंसरों को मापता है, और डेटा को MQTT सर्वर (MQTT प्रोटोकॉल) पर प्रकाशित करता है। आप MQTT सर्वर को एक बड़े सूचना विनिमय के रूप में सोच सकते हैं, कि कई कचरा डिब्बे अपनी जानकारी को रिपोर्ट कर सकते हैं।

एक अन्य इकाई जो MQTT सर्वर से जुड़ती है वह Node-RED है। नोड-रेड संवेदी डेटा ले जाने वाले कचरे के डिब्बे से आने वाले विभिन्न संदेशों को सुनता है, और उस पर अपना तर्क लागू करता है। यह सूचना के "प्रवाह" का उपयोग करके काम करता है। हर बार जब कोई संदेश प्राप्त होता है, तो उसके प्रकार (MQTT विषय) के आधार पर, यह संचालन की विशिष्ट श्रृंखलाओं में प्रवेश करता है जो सिस्टम की विभिन्न विशेषताओं को सक्रिय करता है (डैशबोर्ड को अपडेट करना, अलर्ट भेजना आदि) यह कहना बहुत सही होगा। कि Node-RED सिस्टम का "दिमाग" है। यह हर जगह होने वाली हर चीज से अवगत है, और उसके अनुसार कार्रवाई कर सकता है।

Node-RED के अंदर हमने सूचना के 3 मुख्य प्रवाह बनाए हैं:

1. विजेट - नोड-रेड में फीड की जा रही संवेदी जानकारी को फिर गेज और ग्राफ़ के माध्यम से डैशबोर्ड पर प्रदर्शित किया जाता है।
2. अलर्ट - संवेदी जानकारी को यह निष्कर्ष निकालने के लिए संसाधित किया जाता है कि क्या अलर्ट ट्रिगर किया जाना चाहिए (डैशबोर्ड पर या स्मार्टफोन ऐप पर)। उपयोगकर्ता को यह सूचित करने का निर्णय लेने के लिए कि कचरा भरा हुआ है, तापमान और आर्द्रता के साथ पूर्णता स्तर को ध्यान में रखा जाता है। साथ ही, उसी प्रवाह द्वारा संवेदी त्रुटियों की सूचना दी जाती है।
3. सांख्यिकी - सबसे पूर्ण और सबसे गर्म कचरा डिब्बे प्रदर्शित करने के लिए संवेदी जानकारी एकत्र की जाती है।

नोड-रेड को पुश सूचना भेजने के लिए, यह IFTTT (HTTP प्रोटोकॉल द्वारा) नामक सेवा से जुड़ता है। यह प्रासंगिक सूचना पाठ के साथ एक निश्चित IFTTT घटना को सक्रिय करता है, और IFTTT हमारे स्मार्टफोन (HTTP और XMPP प्रोटोकॉल) को सूचना भेजता है।

(ए) सिस्टम की सामान्य संरचना को बेहतर ढंग से समझने के लिए उपरोक्त छवियों से परामर्श लें, और (बी) 3 अलग-अलग जानकारी नोड-रेड के अंदर बहती है।

चरण 7: भविष्य के लिए चुनौतियाँ, सीमाएँ और योजनाएँ…

चुनौतियों

इस परियोजना में मुख्य चुनौतियाँ ज्यादातर MQTT और Node-RED सेवाओं को संभाल रही थीं। हमने पहले AdafruitIO का उपयोग किया था, लेकिन इसका कस्टम MQTT कार्यान्वयन हमारे लिए बहुत अच्छा नहीं था। नोड-रेड के अंदर इसके "फीड्स" के साथ काम करना सुविधाजनक नहीं था। इसलिए हमने अंततः CloudMQTT को चुना, जो Mosquitto MQTT सर्वर पर आधारित है, और बहुत अधिक मानक है। फिर हम नोड-रेड को संभालने के लिए आगे बढ़े, जो काफी चुनौतीपूर्ण था, ज्यादातर इसलिए क्योंकि नोड-रेड एक जानवर है। उदाहरण के लिए, यह हमारे दृष्टिकोण से IFTTT की तुलना में बहुत अधिक व्यापक और पेशेवर है। हमें सिस्टम की अपनी आवश्यक विशेषताओं के निर्माण के लिए इसके प्रवाह-आधारित डिज़ाइन दृष्टिकोण का उपयोग करना और सीखना था। इसके अलावा, इसके सबसे बड़े लाभों में से एक जावास्क्रिप्ट कोड का समर्थन है, लेकिन इसे इस्तेमाल करने में कुछ समय लगा क्योंकि हम जावास्क्रिप्ट प्रोग्रामर नहीं हैं। इन सबके बावजूद, हमें इस विशेष टूल के साथ काम करने में बहुत मज़ा आया, और हमने इसे बहुत ही रोचक और उपयोगी पाया।

सीमाओं

सीमाओं के संबंध में, पहला तथ्य यह होगा कि हमने केवल मुफ्त सेवाओं का उपयोग किया, और वे पूर्ण पैमाने पर जाने की अनुमति नहीं देंगे। CloudMQTT मुक्त योजना 5 से अधिक समानांतर कनेक्शन की अनुमति नहीं देगी, जिसका अर्थ है कि हमारे पास केवल 4 कचरा डिब्बे और Node-RED हो सकते हैं। FRED Node-RED फ्री प्लान केवल 24 घंटे के सीधे उपयोग की अनुमति देता है, जिसके बाद आपको मैन्युअल रूप से लॉग-इन करना होगा और टाइमर को रीसेट करना होगा। हालाँकि, इन मुद्दों को या तो स्थानीय रूप से इन सेवाओं को चलाकर, या सीमाओं को उठाने के लिए थोड़ा अतिरिक्त भुगतान करके आसानी से हल किया जा सकता है। दूसरी सीमा यह है कि जब कोई चौथा कचरा कैन और आगे जोड़ता है, तो उसे अपने उपयुक्त विजेट जोड़ने के लिए नोड-रेड में विजेट प्रवाह को मैन्युअल रूप से संपादित करना पड़ता है।

भविष्य की योजनाएं

अपने सिस्टम को और बेहतर बनाने और इसे आगे बढ़ाने के लिए हमारे पास कुछ विचार थे:

1. गैर-मुक्त क्लाउड सेवाओं पर आगे बढ़ें। (काम का एक दिन)।
2. कचरे के डिब्बे में कचरा कंप्रेसर जोड़ना, इस प्रकार इसे खाली करने की आवृत्ति को कम करना। (4 महीने का काम)
3. शहर में कचरे को संभालने वाले शहर के ट्रकों की दक्षता में सुधार के लिए शहरी और औद्योगिक कचरे के डिब्बे के साथ काम करना। इसका मतलब डैशबोर्ड और अधिसूचना प्रणाली में काफी सुधार करना होगा ताकि ट्रक चालक कचरे को संभालने के दौरान अपने मार्ग की बेहतर योजना बना सकें। (6 महीने का काम)।
4. कचरे में रीसाइक्लिंग क्षमताओं को जोड़ना, जैसे कचरे में विशेष जैविक समाधान डालने की क्षमता और कचरे के डिब्बे के अंदर रहते हुए इसे रीसायकल करने में मदद करना। इसका उपयोग घरेलू रूप से किया जा सकता है उदाहरण के लिए बगीचों के लिए खाद का उत्पादन करने के लिए, लेकिन स्पष्ट रूप से औद्योगिक डिब्बे पर भी इसका उपयोग किया जा सकता है। (6 महीने का काम)।