SaferWork 4.0 - Қауіпсіздікке арналған өнеркәсіптік IoT: 3 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Жоба Сипаттамасы:

SaferWork 4.0 өндірістік аймақтардың нақты уақыт режимінде экологиялық деректерін беруге ниетті. Қазіргі уақытта OHSAS 18001 (Еңбек қауіпсіздігі мен қауіпсіздігін бағалау сериясы) немесе Бразилиялық NR-15 (Зиянды әрекеттер) сияқты қолданыстағы ереже аумақтарды жіктеу және жұмсартуды ұсыну үшін мерзімді тексерулерді қарастырады. Үзіліссіз жағдайлар бұл мерзімді тексерулермен анықталмайды және жұмсарту шаралары болмағандықтан жұмысшыларға зиян келтіруі мүмкін.

Бөлінген құрылғылар мен негізгі шлюз тұжырымдамасында сенсорлар қоршаған ортаның жағдайын өлшеу үшін өнеркәсіптік зауытта таратылады және бұл деректер қауіпсіздік мамандары, дәрігерлер, жоғары менеджмент, адам ресурстары және басқа да көптеген қол жетімді бақылау тақтасында ұсынылған. жарақаттар мен жазатайым оқиғаларды азайтуға немесе олардың алдын алуға бағытталған тәуекелдерді бағалау мен төмендету бойынша іс -шаралар.

Қазіргі прототип келесі шараларды қолданады:

• Температура
• Ылғалдылық
• Газдар (ауа сапасы, жанғыш, жанғыш және түтін)

Іске асыру үшін:

Шу

Бұл қалай жұмыс істейді

Құрылғы сенсорлық деректерді қамтитын JSON пакетін жібереді, ол оны шлюзге өңдейді және жібереді (dweet.io), сонымен қатар оны бақылау тақтасында (freeboard.io) береді.

Бөлшектер тізімі - Жабдық

1. Шлюз

   1. Qualcomm Dragonboard 410c (Debian Linux)
   2. HC-12 сымсыз таратқыш (деректер кестесі)
   3. Dragonboard 1.8V -ды 5V -ге (деректер кестесі) түрлендіру үшін деңгей ауыстырғыш

2. Құрылғы

   1. Ардуино Уно
   2. HC-12 сымсыз таратқыш (деректер кестесі)
   3. DHT-11 температура мен ылғалдылық сенсоры (мәліметтер парағы)
   4. MQ -2 - жанғыш және жанғыш газдарға сезімтал (метан, бутан, сұйытылған газ, түтін) (мәліметтер парағы)
   5. MQ -9 - көміртегі тотығына сезімтал, жанғыш газдарға (мәліметтер парағы)
   6. MQ -135 - Ауа сапасы үшін (бензолға, алкогольге, түтінге сезімтал) (мәліметтер парағы)

1 -қадам: құрылғыны енгізу

Құрылғы қоршаған ортаны нақты уақытта анықтау үшін өнеркәсіптік алаңның көптеген аймақтарында орналасқан сенсорлық төсек болып табылады.

Бұл жобада Arduino Uno платформасы қолданылды, ол 3 газ датчигі (MQ-2, MQ-9 және MQ-135), 1 температура/ылғалдылық сенсоры (DHT-11) және РЖ қабылдағышы (HC-12).

Arduino датчиктерге қосылады:

Аналогтық

• A1 - DHT11 аналогтық түйреуіші
• A3 - MQ135 аналогтық түйреуіш
• A4 - MQ9 аналогтық түйреуіші
• A5 - MQ2 аналогтық түйреуіші

Сандық

• D7-HC-12 SET түйреуіші
• D10-HC-12 TX түйреуіші (Arduino-да RX ретінде конфигурацияланған)
• D11-HC-12 RX түйреуіші (Arduino-да TX ретінде конфигурацияланған)

Кодекс енгізілді

Келіңіз: GitHub Sourcecode

2 -қадам: шлюзді енгізу

Википедияда айтылғандай:

«Интернет заттары (IoT) шлюзі» бұл өрістегі құрылғылардың (зауыттық қабат, үй және т.б.), бұлттың арасындағы мәліметтерді жинауға, сақтауға және басқаруға арналған қосымшалар мен пайдаланушы жабдықтары арасындағы алшақтықты жоюға мүмкіндік береді. «

Бұл функцияны іске асыру үшін біз Qualcomm Dragonboard 410c қолданамыз. Айдаһар тақтасымен бірге біз екі бағытты деңгейлік ауыстырғышты қолданамыз, бұл Dragonboard жұмыс кернеуін 1,8 В HC-12 RF трансиверінің жұмыс кернеуін 5В-қа түрлендіру.

Dragonboard 410c Debian/Linaro Linux жүйесімен де конфигурацияланған.

Dragonboard 410c Pinout шлюз ретінде:

• Төмен жылдамдықты қосқыш түйреуіші 5 (TxD) -> Деңгейді ауыстырып қосқыш -> HC -12 RX түйреуіші
• Төмен жылдамдықты қосқыш түйреуіші 7 (RxD) <- деңгей ауыстырғыш <- HC-12 TX түйреуіші
• Төмен жылдамдықты қосқыш түйреуіші 29 (GPIO) -> Деңгейді ауыстыру -> HC -12 SET түйреуіші

Gateway қызметін орнату үшін Python -да енгізілген кодты GitHub жобасының репозиторийінде алуға болады:

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

Айта кету керек, бұл жоба құрылғы туралы ақпаратты жіберу үшін dweet.io пайдаланады және бұл ақпарат осы қадамда көрсетілгендей freeboard.io қызметінде жұмсалады.

Dweet.io орнату өте қарапайым және оны түсініктеме берілген бастапқы код арқылы түсінуге болады. Freeboard.io - интуитивті бақылау тақтасының құрушысы, ол dweet.io -мен тікелей әрекеттеседі.

3 -қадам: Қорытынды

Даму кезіндегі қиындықтар

Сымсыз таратқыштың анықтамасы

Концептуалды дизайн кезінде ол шектеулі диапазондағы 443 МГц RX/TX схемалары (RT3/4 және RR3/4) болып есептелді және ол мәліметтерді алу үшін арнайы өңдеуді қажет етті (мысал). Барлық осы қиындықтарды жеңу үшін rx/tx үшін барлық схеманы енгізетін HC-12 трансивері ауыстырылды, ол алдыңғы нұсқаның ауыртпалығы мен тәуекелін болдырмайтын Dragonboard-қа тікелей сериялық деректерді береді.

Dragonboard 410c деңгейлік ауыстырғыш

Ол Linker Sprite Mezzanine-ге UART деңгейінің ауысуымен қамтамасыз етілген, бірақ порт консольдік байланыс үшін ОЖ қолданатын портпен бірдей (төмен жылдамдықты қосқыштар 11-TX және 13-RX түйреуіштері) орындау кезінде қайшылық туғызады, сондықтан ол қажет болды. Leveler Shifter көмегімен Linker Sprite Mezzanine-де жоқ басқа қол жетімді UART портын (төмен жылдамдықты қосқыш түйреуіштері 5-TX және 7-RX) пайдалану үшін оны алу қажет болды. Белгілі бір микросхеманы сатып алмас бұрын, UART пайдалану үшін жұмыс істемейтін транзисторлы активті деңгей ауыстырғышын қолдануға тырысты.

Әдебиеттер

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