نظام إدارة القمامة الذكي: 23 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

المقدمة.

المشكلة الحالية أو القضية المتعلقة بهذا المشروع

المشكلة الرئيسية في مجتمعنا الحالي هي تراكم النفايات الصلبة. سيكون لها تأثير أكبر على الصحة والبيئة في مجتمعنا. يعد الكشف عن هذه النفايات ومراقبتها وإدارتها إحدى المشكلات الأساسية في العصر الحالي.

إنها منهجية جديدة لإدارة الهدر تلقائيًا. هذا هو نظام IOT الذكي لتصنيع القمامة الخاص بنا ، وهو طريقة مبتكرة ستحافظ على نظافة وصحة المدن. تابع لمعرفة كيف يمكنك إحداث تأثير للمساعدة في تنظيف مجتمعك أو منزلك أو حتى محيطك ، مما يجعلنا نقترب خطوة من طريقة أفضل للعيش

لماذا إنترنت الأشياء؟

نحن نعيش في عصر ترتبط فيه المهام والأنظمة مع قوة IOT للحصول على نظام أكثر كفاءة للعمل وتنفيذ الوظائف بسرعة! مع كل القوة في أطراف أصابعنا سيكون قادرًا على تحقيق !! من خلال ومن خلال استخدام إنترنت الأشياء ، نحن قادرون على توجيه البشرية إلى عصر تكنولوجي جديد. بناء بنية عامة لـ IOT هو بالتالي مهمة معقدة للغاية ، ويرجع ذلك أساسًا إلى التنوع الكبير للغاية في الأجهزة وتقنيات طبقة الارتباط والخدمات التي قد أن تشارك في مثل هذا النظام.

الخطوة 1: نظرة عامة على نظام المراقبة

المشكلة الحالية مع جمع القمامة

في هذه الأيام يمكننا أن نلاحظ أن شاحنة القمامة تستخدم للتنقل في أنحاء المدينة لجمع النفايات الصلبة مرتين في اليوم. القول إنه حقًا عبث وغير فعال. على سبيل المثال ، لنفترض أن هناك شارعين ، وبالتحديد A و B. الشارع A هو شارع مزدحم ونرى أن القمامة تمتلئ بسرعة كبيرة بينما الشارع B حتى بعد يومين لم يكن الصندوق نصف ممتلئ. سوف تنشأ مشاكل بسبب هذا ؟؟؟

• نفايات الموارد البشرية
• مضيعة للوقت
• هدر للمال
• هدر الوقود

الخطوة الثانية: صياغة الفرضية

المشكلة هي أننا لا نعرف المستوى الفعلي للقمامة في كل سلة مهملات. لذلك نحن بحاجة إلى مؤشر في الوقت الفعلي لمستوى القمامة في سلة المهملات في أي وقت. باستخدام هذه البيانات ، يمكننا بعد ذلك تحسين طرق جمع النفايات وتقليل استهلاك الوقود في النهاية. يسمح لهواة جمع القمامة بالتخطيط لجدول التقاطهم اليومي / الأسبوعي.

الخطوة 3: المعايير

يجب مراعاة الأمور التالية: -

• بادئ ذي بدء ، ستجد ارتفاع سلة المهملات. سيساعدنا هذا في توليد النسبة المئوية للقمامة في سلة المهملات. للقيام بذلك ، يجب استيفاء معيارين لإظهار أن الحاوية المعينة تحتاج إلى إفراغها ؛
• كمية القمامة ، بمعنى آخر ، إذا كانت الحاوية نصف ممتلئة ، فلن تحتاج حقًا إلى إفراغها. الحد الأقصى لكمية القمامة التي نسمح بها هو 75٪ من سلة المهملات. (يمكن عمل ذلك حسب تفضيلاتك)
• هناك حالة أخرى ، إذا امتلأت حاوية معينة بنسبة 20 ٪ ثم لمدة أسبوع إذا لم تتغير ، فإنها تأتي في المعيار الثاني ، الوقت. وفقًا للوقت ، ستؤدي حتى كمية قليلة من القمامة إلى رائحة كريهة. لتجنب هذا ، يمكننا أن نفترض أن مستوى التسامح لدينا هو يومين. لذلك إذا كانت سلة المهملات أقل من 75٪ ، ولكن إذا كان عمرها يومين ، فيجب إفراغها أيضًا.

الخطوة 4: المكونات الإلكترونية

• Arduino 101 (وحدة تحكم دقيقة قوية يمكن استخدامها لإرسال البيانات عبر BLE)
• Arduino WiFi Shield 101 (سيتم توصيله بـ arduino 101 لنقل بياناته من خلال مساعدة WiFi

• مجسات

  • جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية (يستخدم لقياس المسافة بين غطاء سلة المهملات وقاعدتها)
  • مستشعر الأشعة تحت الحمراء (يستخدم للتنفيذ على نظام قمامة واسع النطاق)
• بطارية 9 فولت (إنها مصدر الطاقة لمشروعنا)
• مقطع بطارية 9 فولت
• أسلاك العبور (عامة)
• تبديل الشريحة

الخطوة 5: تطبيقات البرمجيات

اردوينو IDE

Blynk (إنه أحد أفضل التطبيقات لجميع المستخدمين لأنه يتيح لك رؤية مشروعك بشكل مرئي على أي من أجهزتك)

بايثون

SQL / MYSQL

الخطوة 6: الأدوات والآلات اللازمة

مسدس الغراء الساخن (عام)

علبة بلاستيك

الحفار اليدوي

الخطوة 7: الجزء الفني

سيتم وضع مستشعر الأشعة تحت الحمراء على الجانب الداخلي للغطاء ؛ سيواجه المستشعر النفايات الصلبة. مع زيادة القمامة ، تقل المسافة بين مستشعر الأشعة تحت الحمراء والقمامة. سيتم إرسال هذه البيانات المباشرة إلى وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بنا.

ملاحظة: لن يكون استخدام مستشعر الصوت فوق الصوتي فعالاً على نطاق واسع حيث يتم إنشاء العديد من الأصوات أثناء هذه العملية. حتى نتمكن من ضمان معدل القمامة حيث أن المستشعر حساس للغاية للأصوات. قد يؤدي إلى أخطاء في معاملة البيانات

ثم تقوم وحدة التحكم الدقيقة ، اردوينو 101 ، بمعالجة البيانات ومن خلال مساعدة Wi-Fi ، ترسلها إلى قاعدة البيانات / التطبيق.

من خلال التطبيق أو باستخدام قاعدة البيانات ، يمكننا تمثيل كمية القمامة في سلة المهملات بصريًا باستخدام رسوم متحركة صغيرة.

الخطوة 8: بناء النموذج

لقد حان الوقت لإنشاء نظام خاص بنا لتقليل الآثار السلبية للإدارة غير السليمة للقمامة. يمكن تناوله بطريقتين على النحو التالي:

مقياس صغير: باستخدام استخدام Blynk ، يمكننا إنشاء تطبيق على مستوى صغير. يمكن استخدامه للتخلص من القمامة المنزلية أو لشقة أو حتى لشبكة صغيرة من المنازل.

مقياس كبير: من خلال إنشاء قاعدة بيانات في السحابة ، يمكننا إجراء اتصال إنترانت بين حدود معينة. باستخدام Python / SQL / MYSQL ، يمكننا إنشاء قاعدة بيانات في السحابة لتشكيل شبكة من صناديق المهملات.

الخطوة 9: عمل نظام مراقبة صغير الحجم

الخطوة 1

خذ حاوية بلاستيكية وحدد عينين عليها ، والآن قم بإزالة الغطاء وتتبع `` عيني '' جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. سيكون هذا هو الجانب المواجه لقاع السلة

الخطوة 10: الخطوة 2

خذ مثقابًا يدويًا وحفر الأماكن المحددة بسلاسة. ثم ثبت جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية في الثقوب دون حبس أي جزء من المستشعر (لذلك يمكننا أن نؤكد أن القراءة ستكون موثوقة)

الخطوة 11: الخطوة 3

ما عليك سوى تركيب الدرع الأساسي على Arduino 101 وإرفاق مستشعر الموجات فوق الصوتية بأي من المسامير. كود المصدر معطى أدناه

قم بتوصيل مفتاح منزلق بالوحدة

الخطوة 12: الخطوة 4 (النماذج الأولية)

خذ حاوية عينة في المنزل ثم قم بإصلاح المكونات بها بعناية ثم قم بتوصيلها بـ Blynk واختبرها

الخطوة 13: الخطوة 5 (الربط بتطبيق Blynk)

لتوصيل البيانات الواردة من الأردوينو بالإنترنت ، يمكننا استخدام منصة مسبقة الإنشاء تسمى Blynk ، ويمكن تنزيلها من متجر تطبيقات أندرويد. يمكن التحكم في هذا التطبيق باستخدام Arduino IDE

play.google.com/store/apps/details؟id=cc.

الخطوة 14: الخطوة -06 (إعداد التطبيق)

تم تقديم كود المصدر أعلاه بالفعل لتتمكن من برمجة Arduino 101 ، تحتاج أولاً إلى تثبيت برامج التشغيل المطلوبة. للتحقق مما إذا كنت قد قمت بالفعل بتثبيتها ، افتح Arduino IDE ، وانقر فوق الأدوات ، ثم اللوحات وابحث عما إذا كان Arduino أو Genuino 101 مدرجين في القائمة. إذا كانوا هناك ، فانتقل إلى الخطوة التالية ، إن لم يكن تابعًا

• لتنزيل برامج التشغيل الضرورية لتتمكن من استخدام Arduino mkr1000 ، افتح Arduino IDE مرة أخرى ، وانقر فوق الأدوات واللوحات ثم مدير اللوحات.
• بمجرد تثبيت برامج التشغيل الخاصة بك ، امض قدمًا وقم بتنزيل المكتبات المطلوبة. لتشغيل برنامجنا ، نحتاج إلى مكتبة WiFi101 ومكتبة Blynk ومكتبة الموجات فوق الصوتية ، ويمكن العثور على الثلاثة في مدير المكتبة المدمج في Arduino. افتح للرسم ثم قم بتضمين المكتبة. ثم مدير المكتبة.

الخطوة 15: الخطوة 7 (اختبار)

باستخدام تطبيق Blynk ، يمكننا عمل تمثيل صغير لمستوى القمامة في سلة المهملات باستخدام 3 مصابيح LED. حدد Arduino 101 حيث يستخدم إعلان وحدة التحكم الدقيقة "BLE" كنوع اتصال

بشكل صارم؛ لا يوجد استخدام للبلوتوث

ستتلقى بعد ذلك بريدًا يحتوي على "رمز المصادقة" الذي تحتاج إلى إدخاله في الكود (المذكور في الكود).

الخطوة 16: الخطوة 8 (النتائج)

باستخدام الهاتف الذكي أو الكمبيوتر المحمول يمكنك مراقبة سلة المهملات على النحو التالي…

يمثل اللون التالي كمية القمامة في سلة المهملات

1. أخضر - 25٪
2. البرتقال - 50٪
3. الأحمر - 75٪

الخطوة 17: استنتاج للمقياس الصغير

كما ذكر أعلاه ، يمكن مراقبته تحت سيطرة الهاتف الذكي أو الكمبيوتر المحمول. أكثر من ذلك لن يكون مناسبًا ، عندما يتعلق الأمر على نطاق واسع. لذا فإن مشروع المراقبة على نطاق صغير هو نجاح

الآن دعنا نستكشف كيفية صنعه على نطاق أكبر.

الخطوة 18: نظام مراقبة واسع النطاق

سيكون بعض ما يختلف عن المقياس الصغير.

سيكون أكثر بروزًا بالنسبة لحكومات جميع البلدان

بما أن جميع الحكومات تسعى إلى حل جيد ، سأقول هنا حلاً لذلك. هاهي آتية…

الخطوة 19: نظرة عامة

يمكن القيام بذلك وفقًا لمعيارين: -

• يمكننا إنشاء صندوق قمامة كبير وهو أمر شائع في الشارع. دعنا نقول ذلك في مكان معين يسمى "أ" ويتكون من 10 شوارع. ثم سنقوم بصنع 40 سلة مهملات كبيرة الحجم (4 صناديق لكل شارع مثل البوليثين والمواد الغذائية والأكواب والمعادن يجب جمعها بشكل منفصل)
• وإلا ، يمكننا تسويق صناديق قمامة جديدة لجميع المتاجر ويمكننا إعلان كل شيء لشراء هذه الصناديق. في نفس الوقت يمكننا أن نكسب للحكومة حتى.

الخطوة 20: خطوات يجب الاهتمام بها

ستكون نفس الوحدة المستخدمة للمقياس الصغير

لكن استخدام مستشعر الأشعة تحت الحمراء سيكون بارزًا جدًا حيث يتم إنشاء الكثير من الضوضاء في البيئة وقد يؤدي ذلك إلى حدوث أخطاء في البيانات ، لذلك من الأفضل استخدام مستشعر الأشعة تحت الحمراء

لذلك أعتقد أنه لن تكون هناك حاجة لشرح نفس الأشياء مرة أخرى حيث تم ذكر كل الأشياء أعلاه.

الخطوة 21: معالجة البيانات الضخمة باستخدام قاعدة البيانات

لذلك سيكون هذا هو الجزء المهم للغاية من كل شيء وهذه هي الفكرة الجديدة للجميع.

سنقوم بإنشاء قاعدة بيانات باستخدام python / SQL / MYSQL. ثم سنقوم بتوصيله بالسحابة. حتى يكون من المفيد للحكومة التعامل مع جميع البيانات الواردة من اردوينو

الخطوة 22: حساب النتائج في قاعدة البيانات

كما ذكرنا أعلاه ، سنقوم بتعيين اردوينو لإرسال البيانات إلى قاعدة البيانات على فترات زمنية معينة من أماكن مختلفة.

ومن ثم يمكننا تقييم المكان الذي يتم فيه جمع القمامة بسرعة. هناك بعد أن نتمكن من إدارة جمع القمامة.

يمكن القيام بذلك عن طريق المسافة البادئة باستخدام لفترة طويلة أو لجمع مراقبة البيانات.

الخطوة 23: الخاتمة

باستخدام البيانات الواردة من قاعدة البيانات ، ستتمكن الحكومة من إنشاء شبكة واسعة لجمع القمامة. بحيث يؤدي إلى -