物联网是一个由物理设备组成的网络。这些设备可以是任何东西，例如智能垃圾箱或家用电器。他们有收集信息的传感器。他们也有处理这些信息的软件。这些设备已连接到互联网。这使他们能够共享他们收集的数据。例如，智能垃圾箱可以判断其已满程度，并将此信息发送到云平台。
我们可以使用 IoT 更好地管理废物。传感器可以收集有关废物水平的数据。这有助于更有效地组织废物收集。
在本文中，我们将向 IT 开发人员和架构师解释如何使用 IoT 构建废物管理系统。我们将了解 IoT 如何使垃圾收集更容易、节省资金并帮助保护环境。
了解废物管理问题
废物管理对于保持我们的环境清洁和健康非常重要。然而，我们用来收集废物的旧方法并不是很好。这通常会导致：
- 溢出的垃圾桶
- 污染加剧
- 浪费资源
废物管理效率低下可能导致：
- 更多的温室气体
- 肮脏的土壤和水
- 对人体健康的不良影响
- 废物管理公司成本高
废物管理中的 IoT：系统概述
IoT 可以通过提供有关废物水平的实时数据来帮助解决废物管理问题。这使得废物收集更加高效并降低了成本。以下是基于 IoT 的废物管理系统的主要部分：
智能垃圾桶
这些垃圾箱内部装有传感器。传感器测量垃圾箱的装满程度。他们实时执行此操作，因此您始终了解当前的浪费水平。这有助于更好地收集和监控废物。
- **超声波传感器：**这些传感器使用声波来完成其工作。他们通过测量到垃圾桶的距离来检查垃圾桶的装满程度。这有助于了解何时需要清空垃圾箱。当 bin 已满时，它们会发送信号。
- 微控制器： 这些是处理传感器数据的微型计算机。他们将这些数据发送到云中。例如 Arduino、ESP32 和 Raspberry Pi。它们有助于理解收集的数据。
- **电源管理：**由于这些垃圾桶可能使用电池供电，因此它们需要节省电力。这可以通过睡眠模式和低功耗微控制器来实现。这有助于延长电池的使用寿命。
- **外壳设计：**垃圾桶需要保护其中的传感器。它们应该防止雨水、灰尘和极端温度。垃圾桶还应防篡改。这意味着它们的设计应防止损坏或被盗。
通信网络（数据传输）
需要一个可靠的网络来将数据从 bin 发送到云。可以根据范围、功耗和数据需求使用不同的技术。选项包括 Wi-Fi、蜂窝网络和 LoRaWAN。
- **基于云的平台：**云平台存储和处理传感器数据。
- **数据存储：**垃圾箱中的数据存储在 AWS DynamoDB、Google Cloud Firestore 或 Azure Cosmos DB 等安全数据库中。这样可以确保数据的安全性和组织性。
- **数据分析：**分析数据有助于优化垃圾收集路线。这可以使用机器学习或简单的规则来完成。它有助于规划废货车的最佳路线。
- **蜜蜂属：**API 允许云和移动应用程序之间的通信。RESTful API 是常用的。它们使访问数据变得容易。
- **安全：**数据安全至关重要。使用加密、访问控制和定期安全检查。这可以保护敏感信息。
面向工作人员和用户的移动应用程序
移动应用程序通过提供实时信息和通知，在基于 IoT 的废物管理系统中发挥着重要作用。这些移动应用程序的主要功能包括：
- **实时监控：**显示垃圾箱中的当前废物水平。工作人员可以看到哪些 bin 已满。
- **优化路线：**根据实时数据创建最佳垃圾收集路线。这样可以节省时间和燃料。
- **通知：**当 bin 已满时提醒工作人员。这可确保及时收集。
- **处置地点：**向用户展示他们可以在哪里处理不同类型的废物。这有助于人们找到合适的垃圾扔地方。
- **取件时间表：**让用户跟踪垃圾收集天数并获得提醒。这有助于人们记住何时放置垃圾桶。
- **用户反馈：**允许用户通过应用程序报告垃圾桶溢出或错过集合等问题。这有助于快速解决问题。
构建基于 IoT 的废物管理系统
1. 确定需求
与所有相关人员交谈。了解他们需要什么。确定 bin 类型、传感器精度和通信方法。
2. 设计系统
规划系统布局，包括硬件部件、通信网络、云平台和移动应用程序。制作图表并记录安全步骤。
3. 选择硬件
为您的系统选择合适的部件。这包括传感器、微控制器和通信模块。确保它们符合您的需求。
4. 写入固件
对微控制器进行编程以从传感器收集数据。然后，将此数据发送到云。使用 C、C++ 或 Python 等简单的编码语言。尽可能节省电池电量。
5. 设置网络
构建通信网络。配置模块，根据需要设置网关，并通过加密保护数据。
6. 搭建云平台
创建云平台来存储和处理数据。设置数据库、开发数据分析工具并为移动应用程序创建 API。使用 AWS、Azure 或 Google Cloud 等服务。
7. 开发移动应用程序
为 Android 或 iOS 上的工作人员和用户制作移动应用程序。包括实时废物水平、优化路线和处置位置等功能。
8. 测试和部署
彻底测试系统。执行单元测试、集成测试和压力测试。在目标区域中部署系统。监控并修复任何问题。
基于 IoT 的废物管理的优势
- **优化废物收集：**实时数据有助于规划更好的垃圾收集路线。这样可以节省燃料并降低成本。卡车只开往满的垃圾桶，而不是空的垃圾桶。
- **减少对环境的影响：**更好的废物收集可以降低温室气体排放。它还减少了废物处理对环境的危害。更少的驾驶意味着更少的污染。
- **改善公共卫生：**高效的废物管理可以阻止疾病的传播。它使公共卫生变得更好。干净的街道意味着更少的害虫和病菌。
- **增强的用户体验：**移动应用程序向用户显示垃圾的处理位置和时间。这使得正确丢弃垃圾变得更加容易。用户会收到有关垃圾日的提醒。
结论
IoT 可以通过提供有关废物水平的实时数据来改变废物管理。这有助于更有效地收集废物并支持环境可持续性。构建基于 IoT 的废物管理系统可帮助开发人员和软件架构师优化废物处理、降低成本并改善公共卫生。