SaferWork 4.0 - Արդյունաբերական IoT անվտանգության համար. 3 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Ծրագրի նկարագրությունը:

SaferWork 4.0-ը մտադիր է ապահովել արդյունաբերական տարածքների իրական ժամանակի բնապահպանական տվյալները: Ներկայումս հասանելի կանոնակարգը, ինչպիսին է OHSAS 18001 (Աշխատանքի առողջության և անվտանգության գնահատման շարք) կամ բրազիլական NR-15 (Անառողջ գործունեություն), դիտարկում է պարբերական ստուգումներ `տարածքները դասակարգելու և մեղմացումներ առաջարկելու համար: Այս պարբերական ստուգումներն ընդմիջվող պայմանները չեն գրավում և կարող են վնասել աշխատողներին մեղմացուցիչ միջոցառումների բացակայության պատճառով:

Բաշխված սարքերի և հիմնական դարպասի հայեցակարգում սենսորները բաժանվում են արդյունաբերական ձեռնարկությունում `շրջակա միջավայրի պայմանները չափելու համար, և այդ տվյալները ներկայացվում են անվտանգության մասնագետների, բժիշկների, վերադաս կառավարման, մարդկային ռեսուրսների և շատ այլ գործիքների համար հասանելի վահանակի վրա, որն ապահովում է առաջատար հիմնական պատկերացումները: ռիսկերի գնահատման և մեղմացման միջոցառումների, որոնք ուղղված են վնասվածքների և դժբախտ պատահարների նվազեցմանը կամ կանխմանը:

Ներկայիս նախատիպի չափումները.

• Ջերմաստիճանը
• Խոնավություն
• Գազեր (օդի որակ, դյուրավառ, այրվող և ծուխ)

Իրականացվելիք:

Աղմուկ

Ինչպես է դա աշխատում

Սարքը դարպաս է ուղարկում սենսորների տվյալներ պարունակող JSON փաթեթ, որը մշակելու և ուղարկելու է ամպ (dweet.io) և տրամադրելու է նաև վահանակի վրա (freeboard.io):

Մասերի ցուցակ - Սարքավորումներ

1. Դարպաս

   1. Qualcomm Dragonboard 410c (Debian Linux)
   2. HC-12 անլար հաղորդիչ (տվյալների թերթիկ)
   3. Level Shifter- ը Dragonboard 1.8V- ը դարձնում է 5V (տվյալների թերթիկ)

2. Սարքը

   1. Արդուինո Ունո
   2. HC-12 անլար հաղորդիչ (տվյալների թերթիկ)
   3. DHT-11 ջերմաստիճանի և խոնավության ցուցիչ (տվյալների թերթիկ)
   4. MQ -2 - զգայուն դյուրավառ և այրվող գազերի համար (մեթան, բութան, գազ, ծխ)
   5. MQ -9 - զգայուն ածխածնի օքսիդի, դյուրավառ գազերի համար (տվյալների թերթիկ)
   6. MQ -135 - Օդի որակի համար (զգայուն է բենզոլի, ալկոհոլի, ծխի համար) (տվյալների թերթիկ)

Քայլ 1: Սարքի ներդրում

Սարքը ներկայացնում է սենսորների մահճակալ, որը պետք է տեղակայված լինի արդյունաբերական կայքի բազմաթիվ տարածքներում `իրական ժամանակի միջավայրի ուսումնասիրման համար:

Այս նախագծում օգտագործվել է Arduino Uno հարթակը `3 գազային տվիչով (MQ-2, MQ-9 և MQ-135), 1 ջերմաստիճանի/խոնավության տվիչով (DHT-11) և RF հաղորդիչով (HC-12):

The Arduino to Sensors Pinout:

Անալոգային

• A1- ից DHT11 անալոգային քորոց
• A3- ից MQ135 անալոգային քորոց
• A4- ից MQ9 անալոգային քորոց
• A5- ից MQ2 անալոգային քորոց

Թվային

• D7- ից HC-12 SET քորոց
• D10- ից HC-12 TX քորոց (կազմաձևված է որպես RX Arduino- ում)
• D11- ից HC-12 RX քորոց (կազմաձևված է որպես TX Arduino- ում)

Կոդն իրականացվել է

Այցելություն ՝ GitHub Աղբյուրի կոդ

Քայլ 2. Դարպասի ներդրում

Ինչպես նշվում է Վիքիպեդիայում.

«Իրերի Ինտերնետ» (IoT) Gateway- ն ապահովում է դաշտում գտնվող սարքերի միջև բացը (գործարանի հատակ, տուն և այլն), Cloud- ը, որտեղ տվյալները հավաքվում, պահվում և շահարկվում են ձեռնարկության ծրագրերի և օգտագործողի սարքավորումների միջև:"

Այս գործառույթն իրականացնելու համար մենք օգտագործում ենք Qualcomm Dragonboard 410c- ը: Dragonboard- ի հետ համատեղ մենք օգտագործում ենք երկկողմանի մակարդակի փոխարկիչ ՝ Dragonboard- ի 1.8 Վ լարման գործառնական լարումը փոխակերպելու HC-12 RF հաղորդիչ 5V գործառնական լարման:

Dragonboard 410c- ն նույնպես կազմաձևված էր Debian/Linaro Linux- ով:

Dragonboard 410c Pinout as Gateway:

• Lowածր արագությամբ միակցիչ Pin 5 (TxD) -> Level Shifter -> HC -12 RX Pin
• Lowածր արագությամբ միակցիչ Pin 7 (RxD) <- Level Shifter <- HC-12 TX Pin
• Lowածր արագությամբ միակցիչ PIN 29 (GPIO) -> Level Shifter -> HC -12 SET Pin

Gateway ծառայությունը կարգավորելու համար Python- ում ներդրված ծածկագիրը կարելի է ստանալ նախագծի GitHub շտեմարանում ՝

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

Կարևոր է նշել, որ այս նախագիծը օգտագործում է dweet.io- ն ՝ սարքի մասին տեղեկություններ ուղարկելու համար, և այդ տվյալները սպառվում են freeboard.io ծառայության վրա, ինչպես ցույց է տրված այս քայլում:

Dweet.io- ի կարգավորումը շատ պարզ է և կարելի է հասկանալ մեկնաբանված աղբյուրի կոդի միջոցով: Freeboard.io- ն ինտուիտիվ վահանակի ստեղծող է, որն անմիջականորեն փոխազդում է dweet.io- ի հետ:

Քայլ 3: Եզրակացություն

Մարտահրավերներ զարգացման ընթացքում

Անլար հաղորդիչ սահմանում

Կոնցեպտուալ նախագծման ընթացքում այն համարվել է 443 ՄՀց հաճախականությամբ RX/TX սխեմաներ (RT3/4 և RR3/4) սահմանափակ տիրույթով, և որոնք պահանջում են տվյալների մշակման հատուկ մշակում (օրինակ): Այս բոլոր մարտահրավերները հաղթահարելու համար այն փոխվեց HC-12 Transceiver- ի համար, որը ներառում է rx/tx- ի բոլոր սխեմաները ՝ ապահովելով հստակ սերիական տվյալներ անմիջապես Dragonboard- ին ՝ խուսափելով նախորդ տարբերակի քրտնաջան աշխատանքից և ռիսկերից:

Dragonboard 410c Level Shifter

Այն տրամադրվել է Linker Sprite Mezzanine- ով ՝ UART- ի Level Shifter- ով, սակայն նավահանգիստը նույնն է, ինչ OS- ն օգտագործում էր մխիթարական հաղորդակցության համար (ցածր արագության միակցիչ Pins 11-TX և 13-RX), որը ներկայացնում էր կոնֆլիկտ իրականացման ընթացքում, ուստի անհրաժեշտ էր օգտագործել մեկ այլ մատչելի UART նավահանգիստ (ցածր արագության միակցիչներ, 5-TX և 7-RX), որոնք հասանելի չեն Linker Sprite Mezzanine- ում ՝ Level Shifter- ով, ուստի պահանջվում էր ձեռք բերել մեկը: Մինչև դրա համար հատուկ չիպ գնելը փորձ է արվել իրականացնել տրանզիստորով ակտիվացված մակարդակի փոխարկիչ, որը չի գործում UART- ի օգտագործման համար:

Հղումներ

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