自動寵物飲水機和消耗監(jiān)測

描述

該項目的目標是監(jiān)控寵物的用水量，當寵物飲水不足時發(fā)出警報，并在水量不足時自動填充水碗。護理人員也可以通過儀表板遠程補充水。通過使用運動傳感器檢測寵物是否在飲水并使用超聲波傳感器測量飲水前后的水位來指示耗水狀態(tài)。當檢測到飲用動作時，超聲波傳感器會停止感應，直到喝完為止。用水量數(shù)據(jù)通過 MQTT 發(fā)送到 ThingsBoard。這包括每種飲料的消費量、當天的總消費量以及當天飲用的飲料數(shù)量。24 小時后，每日總消費量通過 MQTT 發(fā)送到 ThingsBoard。如果低于閾值，表明寵物沒有喝太多水，會向看護人發(fā)送一封電子郵件。然后可以通過機器學習算法分析收集到的數(shù)據(jù)，以檢測更復雜的異常飲酒行為并指示寵物的健康狀況。伺服電機用于控制飲水機自動加水。伺服電機也可以通過儀表板進行控制。這樣可以確保寵物始終可以喝水。

該項目使用 Arduino Cloud 和 ThingsBoard。Arduino Cloud 用作我們編寫代碼并將代碼上傳到 MKR1000 的 IDE。ThingsBoard 用于數(shù)據(jù)收集、執(zhí)行器控制以及向用戶發(fā)送通知。要實現(xiàn) MKR1000 和 ThingsBoard 之間的 MQTT 通信，我們必須首先指定代理、端口、主題和用戶名。要將數(shù)據(jù)發(fā)送到儀表板，我們首先創(chuàng)建幾個圖表來可視化和存儲收集的數(shù)據(jù)。為了控制執(zhí)行器，我們在 ThingsBoard 中創(chuàng)建了一個 RPC 小部件。

除了收集數(shù)據(jù)和控制執(zhí)行器之外，ThingsBoard 還用于在用戶的寵物飲水不足時向用戶設置電子郵件通知。

代碼流程如下圖所示。

代碼流程圖

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以下視頻顯示了設備檢測飲用、計算消耗和自動重新填充水碗的情況。

下面顯示了從自動飲水機收集和顯示數(shù)據(jù)的 ThingsBoard 儀表板。藍色按鈕打開和關閉水泵以手動填充水碗。三個儀表顯示當天的當前總消耗量、飲料計數(shù)和填充計數(shù)。隨后的圖表包含警報、消耗數(shù)據(jù)、水距離數(shù)據(jù)、每日消耗以及從 Arduino 板發(fā)送的實時數(shù)據(jù)表。

ThingsBoard 儀表板

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該視頻顯示了通過 MQTT 計算并發(fā)布到 ThingsBoard 儀表板的消費數(shù)據(jù)。

放大儀表盤數(shù)據(jù)，收集了近兩天的距離和消耗圖表。在距離圖表中，如下所示，距離越大，水碗越空。可以看到12:00之前是如何自動填充的。隨著寵物喝水，水位全天持續(xù)下降。晚上 11:00 左右，它在睡覺前被手動填充。水位在一夜之間保持穩(wěn)定，然后在早上隨著寵物喝水開始上升。

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下圖顯示了消費數(shù)據(jù)。每個藍色條顯示寵物在特定時間喝了多少。當手動清空碗時，在測試中捕獲了第一個條。

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ThingsBoard 還用于手動控制水泵。這顯示在以下視頻中。

如果每日消耗量低于 500 毫升，則配置警報以發(fā)送電子郵件通知。每日消耗僅在每 24 小時后發(fā)布。我們的測試成功運行了 24 小時，并將每日消耗量發(fā)布到 Thingsboard，但不低于閾值。為了測試閾值和電子郵件功能，使用 MQTTBox 發(fā)布低于閾值的每日消費量。

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這是由 ThingsBoard 收到的：

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儀表板上的警報已更新：

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最后，護理人員收到了一封電子郵件，并通知了每天的用水量。

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