Rettung des Wasserlebens und Bekämpfung der Wasserverschmutzung mit IoT und KI

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Über dieses Projekt

Inspiration

Immer wenn ich Neu-Delhi besuche, begegne ich der Yamuna River Bridge. Jedes Jahr wird das Wasser des Flusses verschmutzter und es gibt keine Anzeichen von Wasserlebewesen. Das Wasser, das von Tausenden von Dorfbewohnern verwendet wird, enthält keine Wassereigenschaft, sein pH-Wert liegt nahe dem von Säure.

Es ist nicht nur Yamuna, sondern Hunderte von Flüssen auf der ganzen Welt ohne Anzeichen von Wasserlebewesen. Jedes Mal, wenn eine Industrie beschließt, ihre Chemikalien und Abfälle in den Fluss zu kippen, zahlt das Wasserleben den Preis dafür.

Viele Arten der Ozeane sterben aufgrund der Verschmutzung aus.

Mit dieser Earth Day Challenge möchte ich dieses Problem lösen.

Die Lösung

Um geeignete Maßnahmen gegen dieses Problem zu ergreifen, benötigen wir zunächst Daten, um zu analysieren, was im Wasser passiert.

Wir sammeln hier drei wichtige Datenobjekte pH, Trübung und Anzahl.

1. pH-Wert des Wassers

Der pH-Wert des Wassers ist ein sehr wichtiger Faktor, da er den Säure- und Basizitätsgehalt bestimmt und bei jeder Änderung des pH-Wertes eine Wassertierart unwohl wird.

Zur Messung des pH-Wertes habe ich Arduino und das pH-Meter-Modul verwendet.

2. Wassertrübung

Trübung ist die Trübung oder Trübung einer Flüssigkeit, die durch eine große Anzahl einzelner Partikel verursacht wird, die im Allgemeinen für das bloße Auge unsichtbar sind, ähnlich wie Rauch in der Luft. Die Trübungsmessung ist ein wichtiger Test für die Wasserqualität.

Um den Trübungswert zu messen, habe ich Arduino und das Trübungsmodul verwendet.

• Verbinden Sie das Arduino- und das pH-Meter-Modul gemäß dem Diagramm, verwenden Sie den Analog Pin A0 .
• Verbinden Sie das Arduino- und Trübungsmessgerät-Modul gemäß dem Diagramm, verwenden Sie den Analog-Pin A1 .
• Laden Sie das Github Repo herunter und stellen Sie den Code in Sensing-Earth-Sigfox-Water-Meter/Arduino/sketch.ino bereit
• Öffne den Serial Monitor und überprüfe, ob deine Sensoren Daten drucken.

3. Zähle die Anzahl der Wassertiere mit Walabot

Walabot ist ein Gerät, das Radiowellen verwendet, um die umliegenden Objekte zu messen. Wir verwenden Walabot, um die von lebenden Wassertieren emittierte Wärmestrahlung zu kartieren.

Hinweis - Derzeit verwende ich Walabot nur zum Zählen, aber mit Deep Learning Algorithmen, die ich hinzufügen werde dieFähigkeit, die Arten anhand des Rohmaterials zu klassifizieren Bilder von Walabot.

• Verbinden Sie Ihren Walabot über ein Micro-USB-Kabel mit dem Raspberry Pi
• Installieren Sie das Walabot SDK und die WalabotAPI Python-Bibliothek mit pip.
• Verbinde deinen Sigfox-Schild.
• Laden Sie das Github-Repository auf dem Raspberry Pi von Sensing-Earth-Sigfox-Water-Meter/Pi/s herunter igfox.py
• Folge den Anweisungen für deinen Schild von hier aus.
• Fügen Sie Ihre Sigfox-Anmeldeinformationen zur Datei hinzu und führen Sie sie aus.

Fazit

Mit den drei Datenmodellen pH, Trübung und Anzahl aquatischer Arten in einem Gewässer können wir wissen, wie stark das Gewässer verschmutzt ist. Behörden können diese Daten an die dafür verantwortlichen Industrien weitergeben und Maßnahmen zur Verringerung der Umweltverschmutzung ergreifen. Darüber hinaus können wir nach bestimmten Maßnahmen auch sehen, ob sich die Wasserlebewesen bevölkern oder nicht und welche Faktoren für ihr Bevölkerungswachstum verantwortlich sind.

Testen

Ich habe es an meinen Süßwasserfischen getestet, die ich als Haustier halte, und werde es jetzt an verschiedenen Flüssen testen und meine Lösung optimieren.

Wie geht es weiter?

Jetzt befinden sich die Daten in der Sigfox Cloud. Wir können AWS IoT und Sigfox Webhooks verwenden, um diese Daten zu analysieren.

Sie können dem Tutorial hier folgen.

Mein Projekt ist noch in Arbeit und ich möchte immer mehr Funktionen hinzufügen. Die Hauptfunktion, die ich in Zukunft hinzufügen werde, ist die Verwendung von Google AutoML oder dem benutzerdefinierten Deep-Learning-Algorithmus (je nachdem, was die besseren Ergebnisse liefert), damit wir feststellen können, wie viele verschiedene Arten im Wasserkörper vorhanden sind und wie hoch ihre Menge ist.

Code

Github

Schaltpläne