Monitoramento de Qualidade da Água IoT e IA Protege Vida Aquática
Componentes e Materiais
| Componente | Quantidade | Observações |
|---|---|---|
| Walabot Creator | 1 | |
| Raspberry Pi 3 Model B | 1 | |
| Arduino UNO | 1 | |
| Sensor de Turbidez DFRobot | 1 | |
| Sensor de pH DFRobot | 1 |
Aplicativos e Serviços Online
- Sigfox
- Arduino IDE
- Amazon Web Services AWS IoT
Sobre o Projeto
Inspiração
Sempre que visito Nova Delhi, encontro a Ponte do Rio Yamuna. A cada ano a água do rio fica mais poluída e não há sinal de vida aquática. A água usada por milhares de aldeões não tem propriedade de água, seu pH é próximo ao de ácido.
Não é apenas o Yamuna, mas centenas de rios ao redor do globo sem sinal de vida aquática. Toda vez que uma indústria decide despejar seus produtos químicos e resíduos no rio, a vida aquática paga o preço.
Muitas espécies dos oceanos estão se extinguindo devido à poluição.
Com este Desafio do Dia da Terra, quero resolver este problema.
A Solução
Para tomar medidas adequadas contra este problema, primeiro precisamos de dados para analisar o que está acontecendo dentro da água.
Estamos coletando três dados principais aqui: pH, Turbidez e Contagem.
1. pH da Água
O pH da água é um fator muito importante, pois determina a acidez e basicidade e, com cada mudança no valor de pH, uma espécie de animal aquático fica desconfortável.
Para medir o valor de pH, usei Arduino e módulo medidor de pH.
2. Turbidez da Água
Turbidez é a nebulosidade ou opacidade de um fluido causada por grandes números de partículas individuais geralmente invisíveis a olho nu, similar à fumaça no ar. A medição de turbidez é um teste chave da qualidade da água.
Para medir o valor de turbidez, usei Arduino e módulo de turbidez.
- Conecte o Arduino e o módulo medidor de pH conforme o diagrama, use o Pino Analógico A0.
- Conecte o Arduino e o módulo medidor de turbidez conforme o diagrama, use o Pino Analógico A1.
- Baixe o Repositório GitHub e implemente o código em Sensing-Earth-Sigfox-Water-Meter/Arduino/sketch.ino
- Abra o Monitor Serial e verifique se seus sensores estão imprimindo dados.
3. Contagem de Animais Aquáticos com Walabot
Walabot é um dispositivo que usa ondas de rádio para medir objetos ao seu redor. Estamos usando o Walabot para mapear as radiações térmicas emitidas por animais aquáticos vivos.
Nota - Atualmente uso o Walabot apenas para contagem, mas usando Algoritmos de Deep Learning adicionarei a capacidade de classificar espécies baseada nas imagens brutas do Walabot.
- Conecte seu Walabot ao Raspberry Pi usando cabo micro USB
- Instale o Walabot SDK e a biblioteca Python WalabotAPI usando pip
- Conecte seu shield Sigfox
- Baixe o repositório GitHub no Raspberry Pi de Sensing-Earth-Sigfox-Water-Meter/Pi/sigfox.py
- Siga as instruções para seu shield aqui
- Adicione suas credenciais Sigfox ao arquivo e execute-o
Conclusão
Com os três modelos de dados — pH, Turbidez e Número de Espécies Aquáticas em um corpo d'água — podemos saber o quão poluído o corpo d'água está. Autoridades podem compartilhar esses dados com indústrias responsáveis e elas podem agir para reduzir a poluição. Além disso, após certas medidas, também podemos ver se a vida aquática está se repopulando ou não e quais fatores são responsáveis pelo crescimento populacional.
Testes
Testei em meus peixes de água doce que tenho como animal de estimação e agora testarei em diferentes rios e otimizarei minha solução.
Próximos Passos
Agora que os dados estão na nuvem Sigfox, podemos usar AWS IoT e Webhooks Sigfox para analisar esses dados.
Você pode seguir o tutorial aqui.
Meu projeto ainda está em andamento e quero adicionar cada vez mais recursos. O recurso principal que adicionarei no futuro é usar Google AutoML ou Algoritmo de Deep Learning Personalizado (qualquer que dê melhores resultados) para determinar quantas espécies diferentes estão presentes no corpo d'água e qual é sua quantidade.
Código
GitHub
https://github.com/madhurgupta10/Sensing-Earth-Sigfox-Water-Meter
Esquemáticos
Processo de manufatura
- Coletes Salva-vidas: História, Design e Futuro dos Dispositivos de Flutuação Pessoal
- Aproveitando IoT para Detecção Precoce e Prevenção de Incêndios Florestais
- Construa um Alarme de Água Headless para Raspberry Pi 2 com Adafruit T-Cobbler Plus
- Estendendo GoPiGo v2 no Windows 10 IoT Core para Raspberry Pi 3
- Revolucionando Combate a Incêndios: Como IoT Aumenta Segurança, Resposta e Resgate
- Sensores IoT Revolucionam Monitoramento da Poluição do Ar e Saúde Pública
- IoT World: Por Dentro da Solução Big Data da Vertica para Analytics de IoT
- Capture Gotas d'Água em Ação com Arduino Nano – Fotografia de Alta Velocidade DIY
- Sensor K30 CO₂: Monitoramento de Qualidade do Ar Interno em Tempo Real
- Facilitando Comunicação Surdo-Cego com 1Sheeld e Arduino