使用MakerBuddy打造智能工厂模型

现代工厂利用传感器来监测环境条件，检测车辆，实现门禁系统的自动化，并持续显示重要信息。

在本项目中，我们使用MakerBuddy物联网套件构建了一个智能工业/智能工厂模型。

该项目集成了多种传感器和执行器：

- HC-SR04超声波传感器用于车辆检测

- SG90伺服电机用于自动门控

- MQ2气体/烟雾传感器用于监测气体和烟雾浓度

- DHT11传感器用于测量温度和湿度

- LCD显示屏用于实时显示传感器数据

- MakerBuddy规则引擎，通过可视化方式创建完整的自动化系统

有趣的是，整个自动化过程是通过MakerBuddy的Chrome扩展程序中的规则引擎实现的，而非编写传统的Arduino风格控制代码。

智能工业系统的运作原理

本项目包含三个主要的自动化系统。

1. 自动车辆门

在工厂入口附近安装了一个HC-SR04超声波传感器。

当车辆靠近大门并距离约5厘米时，MakerBuddy会检测到距离，并使SG90舵机旋转至90°，从而打开闸门。

当车辆离开且检测到的距离超过5厘米时，舵机将回退至0°，关闭闸门。

该自动化过程可表示为：

2. 温度与湿度监测

DHT11 传感器持续监测工业区域内的环境条件。

DHT11 提供以下功能：

这在需要保持温度和湿度处于适宜工作范围的工业环境中非常有用。

在当前的 LCD 显示规则中，我们同时显示温度和气体读数。

湿度也可通过 MakerBuddy 获取，并可根据需要使用 {humidity} 通配符进行显示。

3. 气体与烟雾监测

MQ2传感器用于监测模型中的可燃气体和烟雾。

传感器读数可用于指示周围空气的变化，并可能检测到异常的气体或烟雾状况。

在课堂演示中，最好将其描述为“气体/烟雾传感器级别”，除非MQ2已针对特定浓度(ppm)进行了专门校准。

MakerBuddy规则引擎通过以下方式显示传感器读数：

这使得数值可以直接在LCD上显示。

所需组件

本项目使用了以下组件：

第一步 — 构建智能工业模型

我们首先创建了一个小型工业环境，包含：

•工厂建筑

•工业烟囱

•道路

•车辆入口

•自动道闸

•环境监测站

•LCD信息显示屏

HC-SR04传感器安装在入口附近，以便检测驶来的车辆。

SG90伺服电机连接到道闸臂上。

MQ2和DHT11传感器安装在工厂监控区域周围。

第二步 — 将传感器连接至MakerBuddy

将支持的传感器和执行器连接到MakerBuddy物联网套件。

系统包含：

连接硬件后，打开MakerBuddy的Chrome扩展程序，并连接至MakerBuddy物联网控制器。

连接成功后，传感器和操作命令将可在规则引擎中使用。

第三步 — 创建开门规则

创建一条新规则并命名：

选择：

然后配置条件：

现在创建操作：

生成的逻辑如下：

当车辆靠近入口时，闸门会自动打开。

第四步 — 创建关闭闸门规则

创建另一条名为：

选择：

配置：

配置操作：

该规则变为：

当车辆从超声波传感器移开后，闸门会自动关闭。

第五步 — 显示温度和气体水平

接下来我们创建了一条持续运行的监控规则。

我们将该规则命名为：

并选择了：

这将使规则引擎持续更新监控信息。

添加一个操作：

选择：

在LCD第1行输入：

在LCD第2行输入：

MakerBuddy会自动用实时传感器读数替换通配符。

因此LCD上显示的内容类似于：

规则引擎还支持诸如以下传感器通配符：

这使得无需手动编程LCD通信，即可创建多种不同的监控仪表板。

在显示中添加湿度

由于DHT11还能测量湿度，另一种显示方式可能是：

全自动逻辑

最终的智能工业系统工作原理如下：

为什么使用 MakerBuddy?

传统实现此类项目通常需要学生进行以下操作：

而 MakerBuddy 将大部分交互过程转化为可视化的规则引擎。

学生无需编写代码，即可通过可视化方式创建：

这使得在STEM教育中更易于演示传感器、条件、阈值、自动化、输入、输出以及物联网逻辑等概念。

MakerBuddy 还是一个开源项目，允许教育工作者、研究人员和开发者查看并扩展该平台。

可能的未来改进

智能工业项目可进一步扩展为：

例如：

这将使该模型从简单的监控扩展为更完整的工业安全系统。

结论

这个智能工业项目展示了多种物联网技术如何在单一的工业自动化系统中协同工作。

我们使用MakerBuddy物联网套件和规则引擎，结合HC-SR04和SG90模块构建了一个自动车辆门禁系统，通过DHT11持续监测温度，利用MQ2检测气体/烟雾浓度，并将实时传感器数据显示在LCD屏幕上。

该项目特别适合以直观且实用的方式展示物联网、工业自动化、传感器、执行器、条件逻辑以及STEM相关概念。

本文编译自hackster.io