人孔監(jiān)測是市政基礎(chǔ)設(shè)施的一個重要方面，由于人孔蓋破損和丟失而導(dǎo)致的事故非常頻繁。沙井的管理和監(jiān)測不善也會導(dǎo)致城市洪水，這在擁擠的城市中最常見。這個問題可以通過使用基于物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的人孔管理設(shè)備來解決。

在本文中，我們將構(gòu)建一個基于物聯(lián)網(wǎng)的人孔監(jiān)控設(shè)備。該裝置包括一個氣體傳感器，用于監(jiān)測人孔中存在的氣體，以便監(jiān)測毒性，一個超聲波傳感器，用于檢測水位，以及一個傾斜傳感器，用于指示人孔蓋是否傾斜。如果這些值中的任何一個超出了預(yù)定義的值，那么我們將使用SIM800l GSM模塊向權(quán)威號碼發(fā)送SMS。這個完整的設(shè)置將使用18650電池供電。

組件的要求

?NodeMCU

?SIM800L GSM模塊

?XL6009升壓模塊

?MQ氣體傳感器

?key -017水銀傾斜開關(guān)模塊

?JSN SR-04T防水超聲波傳感器

?18650電池和電池支架

人孔監(jiān)控系統(tǒng)電路圖

基于物聯(lián)網(wǎng)的井口監(jiān)控系統(tǒng)的完整原理圖如下：

這個電路并不難。在這里，我們使用了三個傳感器，即氣體傳感器，超聲波傳感器和傾斜傳感器，一個XL6009升壓模塊，SIM800L GSM模塊和18650單元。XL6009升壓模塊用于將電壓從18650升壓到5V，氣體傳感器用于檢測氣體的存在。超聲波傳感器用于檢測水位，傾斜傳感器用于檢測人孔蓋是否傾斜。最后，使用SIM800L GSM模塊發(fā)送有關(guān)這些事件的SMS通知。

人孔監(jiān)控系統(tǒng)代碼

現(xiàn)在，在連接組件之后，是時候?qū)odeMCU進(jìn)行編程，以讀取傳感器數(shù)據(jù)并發(fā)送有關(guān)傳感器讀數(shù)變化的消息更新。完整的代碼在文檔的末尾給出。這里我們將解釋代碼的一些重要部分。

代碼首先包含SoftwareSerial庫并定義連接到傳感器和GSM模塊的NodeMCU引腳。

然后在setup()函數(shù)中定義觸發(fā)引腳作為輸出，超聲波傳感器的回波引腳和傾斜傳感器的信號引腳作為輸入，并在9600處啟動串行通信，以便在串行監(jiān)視器上顯示結(jié)果。

在環(huán)路中，首先，我們使用digitalRead()和analogRead()函數(shù)讀取傾斜傳感器和氣體傳感器讀數(shù)，然后使用超聲波傳感器測量距離，首先將觸發(fā)引腳設(shè)置為LOW狀態(tài)2μs，以確保觸發(fā)引腳清晰。然后把觸發(fā)引腳調(diào)高15秒，發(fā)出超聲波。我們將使用pulseIn()函數(shù)讀取旅行時間，并將該值存儲到變量“duration”中。最后，我們將在串行監(jiān)視器上打印距離的值。

然后在最后，我們比較這些讀數(shù)，如果讀數(shù)超過預(yù)定義的值，那么我們將使用GSM模塊發(fā)送短信通知。發(fā)送消息的AT命令解釋如下：

AT+CMGF=1 -用于選擇消息格式為文本。缺省情況下，格式為PDU (Protocol Data Unit)。

AT+CMGS=+ZZxxxxxxxxxx -該命令發(fā)送短信給GSM類型的手機(jī)。

在性能板上構(gòu)建電路

在面包板上測試電路并確保一切正常后，我繼續(xù)在perf板上構(gòu)建電路，使其更適合應(yīng)用程序。焊接板看起來像下面：

井口監(jiān)控系統(tǒng)測試

現(xiàn)在一切都準(zhǔn)備好了，讓我們測試一下設(shè)置。為了進(jìn)行測試，我在桶里裝滿了水，并用太陽板作為桶的蓋子。然后我將硬件安裝在蓋子上，如下圖所示：

最初，桶是空的，蓋子完全平衡，但當(dāng)我們傾斜蓋子時，傾斜傳感器檢測到運(yùn)動并發(fā)送消息。同樣，我們測試了氣體傳感器和水位，它工作如預(yù)期。

本文編譯自iotdesignpro