描述

人類(lèi)活動(dòng)在河流、湖泊或海港造成的石油或柴油泄漏對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境構(gòu)成威脅。油不溶于水，而是在水面上形成厚厚的一層。這可以阻止海洋植物接收足夠的光來(lái)進(jìn)行光合作用。它還對(duì)魚(yú)類(lèi)和海鳥(niǎo)有害。必須立即將此類(lèi)事件制止在萌芽狀態(tài)，以免造成更大的損失。

“浮油警報(bào)”可讓您檢測(cè)水中的微量碳?xì)浠衔锊⑼ㄟ^(guò)物聯(lián)網(wǎng)觸發(fā)警報(bào)。該系統(tǒng)成本低、開(kāi)源且易于組裝，射程可達(dá)幾公里，最多可復(fù)制數(shù)十個(gè)傳感器單元。一個(gè)中央接收單元從傳感器收集信息并定位那些檢測(cè)到少量漏油的信息。數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù)器，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器將數(shù)據(jù)顯示在圖表上并發(fā)出警報(bào)消息。聲光報(bào)警系統(tǒng)可以連接到中央單元。

TheFloating Oil Alert由兩部分組成：傳感器浮動(dòng)單元和中央單元；它們通過(guò) LoRa 數(shù)據(jù)傳輸連接。

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傳感器單元

傳感器單元由一個(gè)浮動(dòng)平臺(tái)制成，該平臺(tái)由兩個(gè)塑料瓶組成，固定在用激光切割機(jī)制作的涂漆木結(jié)構(gòu)上。在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，一個(gè)小型伺服電機(jī)周期性地浸入對(duì)碳?xì)浠衔锩舾械脑嚰垪l，當(dāng)水面上出現(xiàn)油跡或其他碳?xì)浠衔飼r(shí)，試紙條會(huì)變成藍(lán)色。如果沒(méi)有這些痕跡，試紙條就不會(huì)被弄濕，因?yàn)樗欠浪?，可以重?fù)使用。

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試紙的顏色由顏色傳感器測(cè)量，并由板載微控制器 (MCU) 獲取，該微控制器通過(guò) LoRa 無(wú)線電傳輸數(shù)據(jù)。每次紙條被碳?xì)浠衔镂廴緯r(shí)，即在出現(xiàn)警告消息后，都必須更換紙條。

這里使用的 LoRa 傳輸是一種簡(jiǎn)單的協(xié)議，最多允許 20-25 個(gè)傳感器單元與同一頻道上的中央單元進(jìn)行通信。不需要 LoRaWAN 協(xié)議。此處使用的簡(jiǎn)單 LoRa 協(xié)議不需要高性能 CPU，發(fā)送傳感器和接收中央單元均可使用相同類(lèi)型的 MCU 板。固件也被簡(jiǎn)化了。LoRa傳輸?shù)木嚯x范圍是幾公里。

傳感器單元固定在河流或湖泊的底部，因此具有固定的位置。沒(méi)有導(dǎo)航系統(tǒng)或 GPS，這一選擇是出于節(jié)省能源和簡(jiǎn)化項(xiàng)目的需要。每條傳輸?shù)南⒍加衅鋪?lái)源傳感器的標(biāo)識(shí)號(hào)。

傳感器單元有一個(gè)板載鋰聚合物電池，能夠?yàn)殡娐饭╇姅?shù)月。15 分鐘的廣播周期足以快速發(fā)出警報(bào)。

工作原理

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木結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電子元件

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中央單位

中央單元可以放置在可以使用 WiFi 連接的地方，通常是在岸上。LoRa 接收器板可以與發(fā)射器相同，并且可以連接到 WiFi 板，例如 Wemos D1 MINI ESP8266 或其他類(lèi)似板。

或者，它可以使用具有 LoRa 和 WiFi 連接設(shè)施的板，例如 LILYGO?TTGO LoRa32 T3_V1.6.1

如果 WiFi 連接不可用，則可以將中央單元連接到聲光報(bào)警器和顯示發(fā)出警報(bào)的傳感器的 LCD 顯示屏。這種接收器在本項(xiàng)目中有所描述，如第一張圖片所示。

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