自动宠物饮水机和消耗监测

描述

该项目的目标是监控宠物的用水量，当宠物饮水不足时发出警报，并在水量不足时自动填充水碗。护理人员也可以通过仪表板远程补充水。通过使用运动传感器检测宠物是否在饮水并使用超声波传感器测量饮水前后的水位来指示耗水状态。当检测到饮用动作时，超声波传感器会停止感应，直到喝完为止。用水量数据通过 MQTT 发送到 ThingsBoard。这包括每种饮料的消费量、当天的总消费量以及当天饮用的饮料数量。24 小时后，每日总消费量通过 MQTT 发送到 ThingsBoard。如果低于阈值，表明宠物没有喝太多水，会向看护人发送一封电子邮件。然后可以通过机器学习算法分析收集到的数据，以检测更复杂的异常饮酒行为并指示宠物的健康状况。伺服电机用于控制饮水机自动加水。伺服电机也可以通过仪表板进行控制。这样可以确保宠物始终可以喝水。

该项目使用 Arduino Cloud 和 ThingsBoard。Arduino Cloud 用作我们编写代码并将代码上传到 MKR1000 的 IDE。ThingsBoard 用于数据收集、执行器控制以及向用户发送通知。要实现 MKR1000 和 ThingsBoard 之间的 MQTT 通信，我们必须首先指定代理、端口、主题和用户名。要将数据发送到仪表板，我们首先创建几个图表来可视化和存储收集的数据。为了控制执行器，我们在 ThingsBoard 中创建了一个 RPC 小部件。

除了收集数据和控制执行器之外，ThingsBoard 还用于在用户的宠物饮水不足时向用户设置电子邮件通知。

代码流程如下图所示。

代码流程图

 

以下视频显示了设备检测饮用、计算消耗和自动重新填充水碗的情况。

下面显示了从自动饮水机收集和显示数据的 ThingsBoard 仪表板。蓝色按钮打开和关闭水泵以手动填充水碗。三个仪表显示当天的当前总消耗量、饮料计数和填充计数。随后的图表包含警报、消耗数据、水距离数据、每日消耗以及从 Arduino 板发送的实时数据表。

ThingsBoard 仪表板

 

该视频显示了通过 MQTT 计算并发布到 ThingsBoard 仪表板的消费数据。

放大仪表盘数据，收集了近两天的距离和消耗图表。在距离图表中，如下所示，距离越大，水碗越空。可以看到12:00之前是如何自动填充的。随着宠物喝水，水位全天持续下降。晚上 11:00 左右，它在睡觉前被手动填充。水位在一夜之间保持稳定，然后在早上随着宠物喝水开始上升。

 

下图显示了消费数据。每个蓝色条显示宠物在特定时间喝了多少。当手动清空碗时，在测试中捕获了第一个条。

 

ThingsBoard 还用于手动控制水泵。这显示在以下视频中。

如果每日消耗量低于 500 毫升，则配置警报以发送电子邮件通知。每日消耗仅在每 24 小时后发布。我们的测试成功运行了 24 小时，并将每日消耗量发布到 Thingsboard，但不低于阈值。为了测试阈值和电子邮件功能，使用 MQTTBox 发布低于阈值的每日消费量。

 

这是由 ThingsBoard 收到的：

 

仪表板上的警报已更新：

 

最后，护理人员收到了一封电子邮件，并通知了每天的用水量。