基于ESP8266構(gòu)建一個(gè)污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　污水管理是市政基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)重要方面，毫無(wú)疑問(wèn)，它會(huì)影響我們的日常衛(wèi)生。污水/排水管理不善會(huì)導(dǎo)致城市洪水，這在擁擠的城市中最為常見(jiàn)。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)使用基于物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的智能污水管理設(shè)備來(lái)解決。

　　在本文中，我們將構(gòu)建一個(gè)智能設(shè)備，它可以感知排水系統(tǒng)何時(shí)堵塞，如果水因堵塞而溢出，我們將通知市政當(dāng)局采取必要的行動(dòng)。此外，使用Android應(yīng)用程序，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控排水系統(tǒng)的狀態(tài)。

　　所需組件

　　ESP8266 NodeMCU

　　HCSR04超聲波傳感器

　　浮子傳感器/導(dǎo)電電極

　　面包板電源

　　連接線

　　引領(lǐng)

　　12V、1 AMP DC 適配器

　　污水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目工作

　　在該項(xiàng)目中，使用了兩個(gè)傳感器作為輸入設(shè)備，即用于檢測(cè)堵塞的超聲波傳感器和用于檢測(cè)溢水的水位傳感器。來(lái)自這些傳感器的信息在 ESP8266 中接收和處理，ESP8266作為微控制器和 WiFi 模塊。下圖代表我們項(xiàng)目的框圖。

　　ESP8266 在內(nèi)部執(zhí)行所有邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算，并將適當(dāng)?shù)?a target="_blank">信號(hào)發(fā)送到 Blynk 云以執(zhí)行必要的操作。在這里，實(shí)時(shí)超聲波距離被發(fā)送到 Blynk 應(yīng)用程序，并且在阻塞或溢出的情況下也會(huì)向移動(dòng)設(shè)備發(fā)送推送通知。

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的污水監(jiān)測(cè)電路圖

　　首先，可以按照下圖污水監(jiān)測(cè)裝置的電路圖連接電路。

　　在這里，兩個(gè)導(dǎo)體被用作水位檢測(cè)器，也可以以類似的方式用浮子傳感器代替。我已將電路焊接在穿孔板上，如下所示。

　　然后為了外部保護(hù)，它被封裝在一個(gè)塑料外殼中，最終組裝如下所示：

　　設(shè)置用于遠(yuǎn)程污水監(jiān)測(cè)的 Blynk 應(yīng)用程序

　　Blynk 是一款可以在 Android 和 iOS 設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用程序，可以使用我們的智能手機(jī)控制任何物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。我們可以創(chuàng)建自己的圖形用戶界面來(lái)設(shè)計(jì)我們的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序 GUI。您還可以查看我們之前構(gòu)建的所有其他Blynk IoT 項(xiàng)目。在這里，我們將為這個(gè)項(xiàng)目設(shè)置我們的 Blynk 應(yīng)用程序來(lái)監(jiān)控污水狀態(tài)。

　　設(shè)置前，請(qǐng)從 Google Play 商店下載 Blynk 應(yīng)用程序（iOS 用戶可從 App Store 下載）。安裝后，使用您的電子郵件 ID 和密碼進(jìn)行注冊(cè)。

　　在 Blynk 上創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目：

　　成功安裝后，打開應(yīng)用程序，您將看到一個(gè)帶有“新建項(xiàng)目”選項(xiàng)的屏幕。單擊此處，將彈出一個(gè)新屏幕，我們需要在其中設(shè)置項(xiàng)目名稱、板和連接類型等參數(shù)。在此項(xiàng)目中，選擇設(shè)備為NodeMCU，連接類型為 Wi-Fi，然后單擊“創(chuàng)建”。

　　成功創(chuàng)建項(xiàng)目后，我們將在我們的注冊(cè)電子郵件中獲得一個(gè)Authenticate ID 。保存驗(yàn)證 ID 以供將來(lái)參考。

　　創(chuàng)建圖形用戶界面：

　　在 Blynk 中打開項(xiàng)目，單擊“+”號(hào)，我們將在其中獲取可以在該項(xiàng)目中使用的小部件。這里選擇了一個(gè)“儀表”小部件來(lái)顯示間隙距離，并選擇一個(gè)“通知”小部件來(lái)接收來(lái)自 NodeMCU 的通知。在 Gauge 設(shè)置中，可以進(jìn)行必要的更改，如參數(shù)名稱、本項(xiàng)目中的 V1 引腳號(hào)。

　　為污水監(jiān)測(cè)編程 NodeMCU

　　要將代碼上傳到 NodeMCU，請(qǐng)按照以下步驟操作：

　　1. 打開 Arduino IDE，然后轉(zhuǎn)到File--》Preferences--》Settings。

　　2.在 “Additional Board Manager URL ”字段中輸入https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json并單擊“Ok”。

　　3.現(xiàn)在轉(zhuǎn)到Tools--》 Board--》 Boards Manager。在 Boards Manager 窗口中，在搜索框中鍵入ESP 8266，選擇最新版本的板并單擊安裝。

　4.安裝完成后，進(jìn)入Tools-->Board-->選擇NodeMCU 1.0(ESP-12E Module)?，F(xiàn)在，您可以使用 Arduino IDE 對(duì) NodeMCU 進(jìn)行編程。

完成上述 NodeMCU 編程設(shè)置后，我們必須將完整代碼上傳到 ESP8266 NodeMCU。首先，我們必須在代碼中包含所有必需的庫(kù)文件。

通過(guò)在代碼中包含所有必需的庫(kù)文件來(lái)啟動(dòng)代碼，例如用于ESP8266板的 ESP8266WiFi.h 等。

這里“?BlynkSimpleEsp8266.h”用于將 Blynk 與 ESP8266 模塊集成。要下載包，打開 Arduino IDE，然后轉(zhuǎn)到選項(xiàng)卡Sketch并單擊選項(xiàng)Include Library--> Manage Libraries。然后在搜索框中搜索 Blynk 并下載并安裝適用于 ESP8266 的 Blynk 包。

?

#define BLYNK_PRINT 序列號(hào)
#include  
#include 

?

接下來(lái)，定義用于超聲波傳感器和 LED 的引腳。

?

常數(shù) trigPin1 = D3; 
常量 echoPin1 = D2; 
#define redled D4

?

現(xiàn)在，定義了將 NodeMCU 與互聯(lián)網(wǎng)連接所需的網(wǎng)絡(luò)憑據(jù)，即 SSID 和密碼。然后定義先前保存的 Blynk 帳戶憑據(jù)，例如身份驗(yàn)證 ID。確保您已編輯個(gè)人憑據(jù)以代替這些變量。

?

charauth[]="aX3Cded2oXXXXXXXXoo9bAVEGt1U"; 
charssid[] = "管理員"; 
字符傳[] = "123456789"; 
void setup() 
{ 
pinMode(trigPin1, OUTPUT); 
pinMode（echoPin1，輸入）；
pinMode（A0，輸入）；
數(shù)字寫入（A0，輸出）；
pinMode（紅色，輸出）；
數(shù)字寫入（紅色，低）；
序列號(hào).開始（9600）；
Blynk.begin(auth, ssid, pass); 
}

?

接收并存儲(chǔ)來(lái)自水流傳感器的模擬數(shù)據(jù)以供進(jìn)一步使用。

?

int float1=analogRead(A0);

?

為了計(jì)算距離，我們需要通過(guò)超聲波傳感器的觸發(fā)引腳向傳感器提供輸入脈沖。在這里，根據(jù) HC-SR04 數(shù)據(jù)表，給出一個(gè) 2 微秒的脈沖，然后從回波引腳讀取傳感器的輸出脈沖，并以厘米為單位計(jì)算距離。

?

數(shù)字寫入（trigPin1，低）；
延遲微秒（2）；
數(shù)字寫入（trigPin1，高）；
延遲微秒（10）；
數(shù)字寫入（trigPin1，低）；
  持續(xù)時(shí)間1 = 脈沖輸入（echoPin1，高）；
  距離1 = 持續(xù)時(shí)間1 * 0.034 / 2；

?

要將距離數(shù)據(jù)發(fā)送到 Blynk，使用如下所示的Blynk.virtualWrite函數(shù)，其中需要定義特定的虛擬引腳。

?

Blynk.virtualWrite(V1,distance1);

?

然后，為溢出或阻塞條件下的 LED 指示寫入 if-else 條件。在這里，根據(jù)我的設(shè)置，我以 5 厘米作為參考。您必須根據(jù)現(xiàn)有設(shè)置進(jìn)行更改。要發(fā)送通知，請(qǐng)使用Blynk.notify函數(shù)，如下所示。

?

if(distance1<=5) 
   { 
Blynk.notify("阻塞警報(bào)！"); 
數(shù)字寫入（紅色，高）；
   } 
else if(float1<=800) 
   { 
Blynk.notify("溢出警報(bào)！"); 
數(shù)字寫入（紅色，高）；
   } 
else 
   { 
digitalWrite(redled, LOW); 
   } 
blynk.run(); 
   }

?

　　污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作

　　完成設(shè)置后，只需將代碼上傳到您的 NodeMCU，您的項(xiàng)目就可以進(jìn)行測(cè)試了。我的設(shè)置如下所示。

#define BLYNK_PRINT Serial
#include
#include
const int trigPin1 = D3;
常量 int echoPin1 = D2;
#define redled D4
char auth[]="aX3Cded2oxBxxxxx9bAVEGt1U";
字符 ssid[] = "管理員";
字符傳[] = "123456789";
國(guó)際持續(xù)時(shí)間1，距離1；
整數(shù)計(jì)數(shù)=0；
void setup()
{
? pinMode(trigPin1, OUTPUT);
? pinMode（echoPin1，輸入）；
? pinMode（A0，輸入）；
? 數(shù)字寫入（A0，輸出）；
? pinMode（紅色，輸出）；
? 數(shù)字寫入（紅色，低）；
? 序列號(hào).開始（9600）；
? Blynk.begin(auth, ssid, pass);
}
無(wú)效循環(huán)（）
{
? int float1=analogRead(A0);
? 數(shù)字寫入（trigPin1，低）；
? 延遲微秒（2）；
? 數(shù)字寫入（trigPin1，高）；
? 延遲微秒（10）；
? 數(shù)字寫入（trigPin1，低）；
? 持續(xù)時(shí)間1 = 脈沖輸入（echoPin1，高）；
? 距離1 = 持續(xù)時(shí)間1 * 0.034 / 2；
? Serial.println(float1);
?? Blynk.virtualWrite(V1,distance1);
?? if(distance1<=5)
?? {
??? Blynk.notify("阻塞警報(bào)！");
??? 數(shù)字寫入（紅色，高）；
?? }
?? else if(float1<=800)
?? {
??? Blynk.notify("溢出警報(bào)！");
???? 數(shù)字寫入（紅色，高）；
?? }
????? 其他
?? {
??? 數(shù)字寫入（紅色，低）；
?? }
??? blynk.run();
?? }