基于树莓派设计的智能垃圾箱装置

该项目为智能垃圾箱装置，集成了多个传感器来监控垃圾的状态。

良好的垃圾管理已成为全世界的一个重要问题。在公共和自然空间中，许多人经常不注意而留下垃圾。因为当没有可用的垃圾回收场景时，将垃圾留在现场比将它们带走更简单，所以基于这种原因，甚至一些所谓的保存空间也被垃圾所污染。

为了保护自然区域，提供管理良好的垃圾回收点很重要：

为了防止它们溢出，必须定期升高垃圾箱。重点就在于确定这个定期的时间。如果太快，垃圾桶会清空；但太晚的话，垃圾桶会溢出。在一些垃圾箱难以普及放置的地方（像一些山间小径和农家田园），这个问题就会更加严重。

在这种合理的垃圾管理中，分类可能是一项重大挑战。有机废物可以直接在大自然中处理，用于堆肥；而非有机物废物则必须收集以通过特定工艺进行处理。

项目目的

我们项目的目的是为智能垃圾箱提供监管装置，并集成了多个传感器来监控垃圾的状态。

液位传感器：基于超声波系统，用于通过提醒垃圾收集团队来防止溢出。

温湿度传感器：用于监测垃圾环境。这可用于管理有机堆肥的状况，并在某些特定情况下防止污染（非常潮湿或炎热的条件，非常干燥的条件下的火灾风险）

火焰传感器：有些可能会沉积白炽废物（如烟头）或可能故意点燃垃圾箱。垃圾火灾会对环境产生巨大影响（例如，它可能会引发森林火灾）。火焰传感器可以提醒监督团队该问题。

湿度传感器：对于堆肥过程，保持堆肥材料中的一定湿度水平很重要。我们项目中包含的湿度传感器将测量堆肥的湿度水平。

开启感应器：垃圾桶盖上会安装开启检测器，用于统计垃圾使用情况并检测是否关闭。

定位系统：必须对垃圾进行识别和本地化，以帮助垃圾收集团队对其进行管理。它将在垃圾位置管理上提供更多的灵活性，并可以部署临时垃圾箱（例如，夏季在海滩和远足径上，冬季在滑雪场，在音乐节体育比赛等特殊活动中）

该项目通过带有两个隔间的垃圾箱充分体现了其意义：

一种用于非有机废物。

一种用于堆肥处理的有机废物。

Sigfox用法

垃圾将被安装在孤立的区域。电力将由电池提供，可能连接到太阳能电池板。对我们来说，Sigfox接缝是一个非常好的解决方案：

Sigfox通信系统具有广泛的覆盖范围：它允许大规模部署项目。

Sigfox系统为我们的用例提供了足够的通信能力。

Sigfox可以提供100m定位解决方案：无需在垃圾箱上添加GPS屏蔽。

Sigfox是一种低功耗解决方案，它允许设备自主运行很长时间。

项目详情

硬件设计方法

项目步骤

第1步：了解Sigfox

Sigfox是一种在物联网范围内连接设备的解决方案。它目前在超过45个国家和300万台设备上运营。消息最长可达12个字节，每天最多140个上行链路和4个下行链路。

第2步：硬件查找

使用的硬件：

ArduinoMKR福克斯1200

微型微动开关

HC-SR04-超声波传感器

DHT11-温湿度传感器

KY-026-火焰传感器模块

湿度传感器（定制）-可以使用普通的湿度传感器，但使用几个月后，探头的两条两条腿会腐蚀，腿上的薄铜层会完全被腐蚀掉。因此，我们使用定制的由铜制成的湿度传感器，使其在腐蚀前的使用寿命更长。

树莓派3B型

第3步：硬件连接和布局

第4步：Arduino代码

安装ArduinoIDE：

从此链接安装arduinoIDE：https：//www.arduino.cc/en/Main/Software

获取代码：

https://github.com/honhon01/Smart-Waste-Bin

ArduinoSAMD板（32位ARMCortex-M0+）

库：

要安装库，请转到“Sketch》IncludeLibrary》ManageLibraries”。

库类别：

Arduino低功耗

用于MKRFox1200的ArduinoSigfox

DHT传感器库

Adafruit统一传感器驱动程序https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor

RTCZero

查看代码：

• #include ：用于管理 Sigfox 模块并从设备发送或接收值。
• #include ：用于使模块进入睡眠状态并节省电池寿命。
• #include : 通常，用于 DHT11 工作。

职能：

setup（）：在这个函数中，我们检查Sigfox是否已经开始。此外，设置DHT11和超声波传感器引脚。

loop（）：在这个函数中，我们检查按钮是否被按下，这意味着bin是否关闭。如果未按下按钮，Sigfox将不会发送值，但是，如果按下按钮，它将从所有传感器获取值并将其发送到sendPayload（）函数。

sendPayload（）：此函数将启动Sigfox模块并将所有值作为字节发送到SigFox。然后它将结束Sigfox模块

运行代码：

在您了解代码的工作原理之后。尝试编译并上传代码。

不要忘记选择板到ArduinoMKRFox1200和端口到您的设备端口。

第5步：激活您的设备

获得设备后，请转到此链接以激活设备https://buy.sigfox.com/activate。然后，填写信息，您将安装设备。

第6步：发送数据

尝试再次运行ArduinoIDE，这一次设备将能够将数据发送到SigFox。您可以检查您是否在SigFox后端收到数据。

第7步：应用服务器

RaspberryPi3ModelB用作应用程序服务器。其中包含Node-RED、MariaDB和Web应用程序。

第8步：使用Node-RED的后端

安装Node-RED：

按照此链接中的说明进行操作：https：//nodered.org/docs/getting-started/installation

Npm需要：

节点-红色-节点-mysql

要从SigFox获取数据，我们需要创建自己的服务器来接收数据。我们使用Node-RED作为从SigFox获取数据的工具。

第9步：数据库-MariaDB

安装MariaDB：

RaspbianRaspberryPi：https://howtoraspberrypi.com/mariadb-raspbian-raspberry-pi/

其他操作系统：https：//mariadb.com/downloads

第10步：前端应用程序（网站）