SaferWork 4.0 - Аюулгүй байдлын үйлдвэрлэлийн IoT: 3 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Төслийн тодорхойлолт:

SaferWork 4.0 нь үйлдвэрлэлийн бүс нутгийн байгаль орчны бодит мэдээллийг өгөхийг зорьж байна. OHSAS 18001 (Хөдөлмөрийн эрүүл ахуй, аюулгүй байдлын үнэлгээний цуврал) эсвэл Бразилийн NR-15 (Эрүүл бус үйл ажиллагаа) гэх мэт одоогийн зохицуулалт нь тухайн бүс нутгийг ангилах, бууруулах арга хэмжээг санал болгох зорилгоор үе үе үзлэг шалгалт хийдэг. Завсарлагааны нөхцөл нь эдгээр үечилсэн шалгалтаар тогтоогдоогүй бөгөөд бууруулах арга хэмжээ аваагүйгээс ажилчдад хохирол учруулж болзошгүй юм.

Хуваарилагдсан төхөөрөмж ба гол гарц гэсэн ойлголтын дагуу мэдрэгчийг хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлыг хэмжих зорилгоор үйлдвэрт тарааж өгдөг бөгөөд эдгээр өгөгдлийг Аюулгүй байдлын мэргэжилтэн, эмч, дээд удирдлага, хүний нөөцийн хяналтын самбар дээр танилцуулж, тэргүүлэх ойлголтыг дэмждэг. осол гэмтэл, осол аваарыг бууруулах, урьдчилан сэргийлэх зорилготой эрсдлийн үнэлгээ, бууруулах арга хэмжээ авах.

Одоогийн прототипийн арга хэмжээ:

• Температур
• Чийгшил
• Хий (агаарын чанар, шатамхай, шатамхай, утаа)

Хэрэгжүүлэх:

Дуу чимээ

Хэрхэн ажилладаг

Төхөөрөмж нь мэдрэгчийн өгөгдөл агуулсан JSON багцыг гарц руу илгээж, үүл рүү илгээж (dweet.io), мөн хяналтын самбар дээр (freeboard.io) өгдөг.

Эд ангиудын жагсаалт - Тоног төхөөрөмж

1. Гарц

   1. Qualcomm Dragonboard 410c (Debian Linux)
   2. HC-12 утасгүй дамжуулагч (мэдээллийн хуудас)
   3. Түвшин шилжүүлэгч нь Dragonboard 1.8V -ийг 5V болгон хөрвүүлэх (мэдээллийн хуудас)

2. Төхөөрөмж

   1. Ардуино Уно
   2. HC-12 утасгүй дамжуулагч (мэдээллийн хуудас)
   3. DHT-11 температур ба чийгшил мэдрэгч (мэдээллийн хуудас)
   4. MQ -2 - шатамхай болон шатамхай хий (метан, бутан, LPG, утаа) -д мэдрэмтгий (мэдээллийн хуудас)
   5. MQ -9 - Нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, шатамхай хийд мэдрэмтгий (мэдээллийн хуудас)
   6. MQ -135 - Агаарын чанарын хувьд (бензол, архи, утаанд мэдрэмтгий) (мэдээллийн хуудас)

Алхам 1: Төхөөрөмжийн хэрэгжилт

Энэхүү төхөөрөмж нь бодит цаг хугацаанд хүрээлэн буй орчныг таньж мэдэхийн тулд үйлдвэрлэлийн талбайн олон хэсэгт байрлах мэдрэгчийн орыг төлөөлдөг.

Энэхүү төсөлд Arduino Uno платформыг 3 хийн мэдрэгч (MQ-2, MQ-9 ба MQ-135), 1 температур/чийгшлийн мэдрэгч (DHT-11), RF дамжуулагч (HC-12) ашигласан болно.

Arduino -аас мэдрэгчийг холбох:

Аналог

• A1 - DHT11 аналог зүү
• A3 - MQ135 аналог зүү
• А4 - MQ9 аналог зүү
• A5 - MQ2 аналог зүү

Дижитал

• D7-HC-12 SET зүү
• D10-HC-12 TX зүү (Arduino дээр RX хэлбэрээр тохируулагдсан)
• D11-HC-12 RX зүү (Arduino дээр TX хэлбэрээр тохируулагдсан)

Код хэрэгжсэн

Очих: GitHub Sourcecode

Алхам 2: Гарцын хэрэгжилт

Википедиагийн хэлснээр:

"Интернетийн юмс (IoT) гарц нь талбар дахь төхөөрөмжүүд (үйлдвэрийн шал, гэр гэх мэт), өгөгдлийг аж ахуйн нэгжийн хэрэглээний тусламжтайгаар цуглуулах, хадгалах, удирдах үүл, хэрэглэгчийн тоног төхөөрөмж хоорондын ялгааг арилгах хэрэгсэл юм."

Энэ функцийг хэрэгжүүлэхийн тулд бид Qualcomm Dragonboard 410c ашиглаж байна. Dragonboard-тэй хамт бид хоёр чиглэлтэй түвшний шилжүүлэгчийг ашигладаг бөгөөд Dragonboard-ийн 1.8V хүчдэлийг HC-12 RF Transceiver-ийн ажиллах хүчдэлийг 5V болгон хөрвүүлдэг.

Dragonboard 410c нь Debian/Linaro Linux -тэй тохируулагдсан болно.

Dragonboard 410c Pinout нь Gateway:

• Бага хурдтай холбогч зүү 5 (TxD) -> Түвшин шилжүүлэгч -> HC -12 RX зүү
• Бага хурдтай холбогч зүү 7 (RxD) <- Түвшин шилжүүлэгч <- HC-12 TX зүү
• Бага хурдтай холбогч зүү 29 (GPIO) -> Түвшин шилжүүлэгч -> HC -12 SET зүү

Gateway үйлчилгээг тохируулахын тулд Python -д хэрэгжүүлсэн кодыг GitHub төслийн репозитороос авах боломжтой.

github.com/gubertoli/SaferWork/blob/master/SaferWork_Gateway.py

Энэхүү төсөл нь төхөөрөмжийн мэдээллийг илгээхдээ dweet.io -ийг ашигладаг бөгөөд энэ мэдээллийг энэ алхамд үзүүлсэн шиг freeboard.io үйлчилгээнд ашигладаг болохыг дурдах нь чухал юм.

Dweet.io -ийн тохиргоо нь маш энгийн бөгөөд тайлбарласан эх кодоор ойлгох боломжтой. Freeboard.io нь dweet.io -той шууд харилцдаг, удирдах самбарыг бүтээгч юм.

Алхам 3: Дүгнэлт

Хөгжлийн явцад тулгарч буй бэрхшээлүүд

Утасгүй дамжуулагчийн тодорхойлолт

Концептуал дизайны явцад хязгаарлагдмал хүрээтэй 443 МГц давтамжтай RX/TX хэлхээ (RT3/4 ба RR3/4) гэж тооцогддог бөгөөд өгөгдөл олж авахад тусгай боловсруулалт шаардлагатай байсан (жишээ). Эдгээр бүх бэрхшээлийг даван туулахын тулд rx/tx-ийн бүх хэлхээг багтаасан HC-12 дамжуулагчийг өөрчилсөн бөгөөд өмнөх хувилбарын шаргуу хөдөлмөр, эрсдэлээс зайлсхийж Dragonboard-д тодорхой цуврал өгөгдлийг шууд өгдөг.

Dragonboard 410c түвшний шилжүүлэгч

Энэ нь Linker Sprite Mezzanine-ийг UART-ийн түвшинг өөрчлөх төхөөрөмжөөр хангаж өгсөн боловч порт нь OS-ийн консолын холболтод ашигладагтай адил юм (Бага хурдтай холбогч Pins 11-TX ба 13-RX) хэрэгжилтийн явцад зөрчилдөөн үүсгэж байгаа тул үүнийг хийх шаардлагатай байв. Leveler Shifter ашиглан Linker Sprite Mezzanine дээр байхгүй өөр нэг UART портыг (Low Speed Connector Pins 5-TX ба 7-RX) ашиглахын тулд үүнийг авах шаардлагатай байсан. Тодорхой чип худалдаж авахаасаа өмнө UART ашиглахад тохиромжгүй транзисторын идэвхжүүлсэн түвшин шилжүүлэгчийг туршиж үзсэн.

Ашигласан материал

github.com/gubertoli/SaferWork

www.osha.gov/dcsp/products/topics/business…

www.embarcados.com.br/enviando-dados-da-dr…

dweet.io/play/

github.com/gubertoli/GPIOProcessorPython

github.com/adafruit/DHT-sensor-library

quadmeup.com/hc-12-433mhz-wireless-serial-…

www.elecrow.com/download/HC-12.pdf

playground.arduino.cc/Main/MQGasSensors

github.com/bblanchon/ArduinoJson