Les villes modernes posent des problèmes environnementaux liés à la collecte et à l'élimination des déchets. Par conséquent, les systèmes intelligents de gestion des déchets sont devenus essentiels pour les villes qui visent à réduire les coûts et à gérer les ressources et le temps. Actuellement, la tendance s'oriente vers les dispositifs intelligents et les solutions de l'internet des objets pour surmonter les problèmes courants tels que les problèmes de gestion des déchets. L'optimisation du processus de collecte des déchets est l'objectif principal des solutions intelligentes fournies par l'industrie. Cependant, le coût d'application de ces solutions reste relativement élevé. L'objectif de ce travail est de présenter une poubelle intelligente rentable pour les cas localisés et à petite échelle, tels que les petits parcs, les campus universitaires et les hôpitaux.
Solutions commerciales et industrielles
Plusieurs entreprises proposent des poubelles intelligentes gérées par une application web. ECUBE labs et Bigbelly proposent des poubelles intelligentes, alimentées par un panneau solaire et une batterie. La poubelle ECUBE utilise un capteur à ultrasons et la poubelle intelligente Bigbelly utilise un capteur laser pour mesurer le degré de remplissage. En outre, la plupart des entreprises proposent des capteurs IoT, qui peuvent être facilement installés sur les poubelles disponibles. ECUBE labs, ENEVO et SMARTBIN proposent des versions alimentées par batterie de ces capteurs IoT à ultrasons. De plus, CUBE labs propose une version alimentée par l'énergie solaire. Cependant, COMPOLOGY propose un capteur IoT qui utilise une caméra pour détecter l'état de remplissage des grandes poubelles industrielles.
La plupart de ces capteurs IoT et de ces poubelles intelligentes intègrent des capteurs de température, d'inclinaison et d'accélération pour détecter les actes de vandalisme, les incendies, la collecte des déchets et les événements d'utilisation. Toutes ces solutions utilisent les réseaux cellulaires pour envoyer les données des capteurs et des poubelles IoT à leur portail d'applications Web hébergé dans le nuage sur Internet. Ces applications Web surveillent le niveau de remplissage, l'utilisation de l'énergie, les alertes d'incendie, et fournissent des relevés en temps réel et des rapports historiques, ainsi que des programmes et des itinéraires pour optimiser la collecte des déchets. Enfin, contrairement aux solutions mentionnées, cet article vise à réduire les coûts en envoyant des alertes de remplissage sans avoir besoin de connexion Internet ni d'applications Web.
Méthodologie et méthodes
Ce travail présente la conception de la poubelle intelligente, puis explique les éléments matériels utilisés et la façon dont ils sont connectés entre eux. Le logiciel est ensuite expliqué et illustré sous forme d'organigramme. L'état de remplissage de la poubelle est déterminé en calculant la distance entre le couvercle de la poubelle et la poubelle à l'aide d'un capteur. Un seuil de distance est fixé en fonction des dimensions de la poubelle. Lorsque le capteur de mesure de la distance indique que la poubelle est pleine, une carte microcontrôleur commande un module GSM pour envoyer une alerte SMS, contenant l'ID de la poubelle et le message d'alerte, à un numéro de téléphone prédéfini. L'emplacement de la poubelle est prédéfini par un agent sanitaire qui identifiera la poubelle remplie par son ID, reçu par l'alerte SMS. Le système revient au fonctionnement par défaut lorsque la poubelle est vidée par l'agent sanitaire. Une LED clignote jusqu'à ce que la poubelle soit vidée de ses déchets. Une carte mémoire enregistrera toutes les alertes d'utilisation et de remplissage pour des analyses ultérieures. En outre, un capteur de mouvement sera utilisé pour détecter l'événement d'utilisation afin de diffuser un message audio de remerciement stocké sur la carte mémoire à l'aide d'un haut-parleur pour encourager l'utilisateur de la poubelle.
Conception
Le système est conçu pour être rentable et convivial. La conception s'est appuyée sur une poubelle d'extérieur couramment utilisée, qui a été redessinée pour ajouter un bras d'extension afin de maintenir le panneau de cellules solaires. Le travail du métal comprend également l'ajout d'un plateau de 18 cm × 22 cm destiné à accueillir tout appareil électronique en cours de chargement à partir du port USB, qui sera fixé au bras d'extension. La hauteur du bac, du sol à l'extrémité du panneau solaire, est de 155 cm. Le panneau mesure 155 cm. La poubelle a une forme cylindrique de 30 cm de diamètre et 46 cm de hauteur. Cependant, la hauteur depuis le bas de l'ouverture de la poubelle est de 27 cm, ce qui donne un volume de 76341 cm³. Cette conception est applicable à presque toutes les poubelles extérieures standards.