WO2021015643A1 - Method and device for automated monitoring of filling of refuse container - Google Patents

Method and device for automated monitoring of filling of refuse container Download PDF

Info

Publication number
WO2021015643A1
WO2021015643A1 PCT/RU2020/000221 RU2020000221W WO2021015643A1 WO 2021015643 A1 WO2021015643 A1 WO 2021015643A1 RU 2020000221 W RU2020000221 W RU 2020000221W WO 2021015643 A1 WO2021015643 A1 WO 2021015643A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
container
emitter
receiver
messages
pulse
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/000221
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич ШЕПТОВЕЦКИЙ
Сергей Алексеевич КОРОЛЬКОВ
Филипп Борисович МЕДВЕДЕВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "РадиоТех"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "РадиоТех" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "РадиоТех"
Publication of WO2021015643A1 publication Critical patent/WO2021015643A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65F—GATHERING OR REMOVAL OF DOMESTIC OR LIKE REFUSE
    • B65F1/00—Refuse receptacles; Accessories therefor
    • B65F1/14—Other constructional features; Accessories
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet

Definitions

  • the invention relates to the field of public utilities, in particular to remote monitoring of the state of fullness of garbage containers (tanks) and their emptying, and can be used for remote monitoring of overflow of garbage containers, planning and organizing garbage disposal and for monitoring the timely emptying of garbage containers.
  • a method of automated wireless monitoring of the filling of a waste container is known from the prior art, which consists in the fact that a wireless ultrasonic sensor of filling is installed inside the container (tank).
  • the sensor detects the fullness of containers and sends data for processing via mobile communication.
  • the information is transmitted to servers and software that process information from the sensors and, based on the stored statistics, make predictions about the period of filling the garbage containers.
  • users receive information about the fullness of containers (see, for example, Internet sites http://wastetruck.ru/enevo/. Htp: //www.ecoprofl.mfo/docs/event 2013-09-11 presentation Enevo Heikki Tallgren ru.pdf,
  • htp //coolidea.m/2013/06/30/vyivoz-musora-tolko-iz-polnvih- konte neroy /).
  • the disadvantage of this method is that the ultrasonic sensors measure the distance at one point from the point of radiation to the nearest object in the container. Same result distance measurements by an ultrasonic sensor depend on the air temperature, which leads to the need for a temperature sensor and taking into account its readings for making a correction. Also, ultrasonic distance sensors have a "dead zone" near the sensor, within which distances are not measured. Considering that containers have different sizes (the most common containers have dimensions over 130x100 cm), and solid household waste has a different shape and is placed in a container randomly, the problem of determining the container filling by measuring the distance at one point is not fully solved.
  • the sensors use 2G / 3G / 4G modems, which requires relatively high power consumption for data transmission, which in turn requires a capacious power supply, which in turn leads to an increase in the cost and size of the sensor, which leads to an increase in the likelihood damage to the sensor by solid waste (when placed inside a container).
  • the information on the percentage of container fullness is transmitted to the monitoring system via the NB-IoT network at customizable time intervals.
  • the system calculates the approximate timeframe for filling waste containers, determines the optimal number and location of containers (see, for example, websites on the Internet https://www.mos.ru/news/item/56951073/, http: // www .mskit.ru / news / n213702 /)
  • the disadvantage of this method is that the optical systems measure the distance at one point from the point of radiation to the nearest object in the container.
  • the closest to the proposed solution is a method for servicing a waste container, including installing sensors, detecting the fact of filling the container, determining the temperature in the container, transferring data to a remote computer.
  • the filling sensor is installed on the side wall of the container at the upper edge, the filling sensor is initialized, and the reference distance to the opposite container wall is determined.
  • the moment of the beginning of filling is recorded, the distance to the opposite wall of the container is periodically measured, the moment when the distance to the opposite wall becomes less than half of the reference distance is recorded. They transmit information about the moment of filling the container.
  • Continue periodic measurement of the distance to the opposite wall of the container record the moment when the distance to the opposite wall becomes equal to reference distance.
  • Periodic measurements of the temperature inside the container are carried out, information about the temperature is transmitted to a remote computer, then measurements of the distance, temperature are repeated and information is transmitted to the remote computer for at least a month from the moment of initialization of the filling sensor. Based on the transmitted information, the rate of filling the container is determined by calculation (see Patent RU 2649150, published on March 30, 2018).
  • the disadvantage of this method is that the method described in the invention is based on the use of ultrasonic sensors, which measure the distance at one point from the point of radiation to the nearest object in the container. Also, the result of measuring the distance by the ultrasonic sensor depends on the air temperature, which leads to the need for a temperature sensor and taking into account its readings to make a correction. Also, ultrasonic distance sensors have a "dead zone" near the sensor, within which distances are not measured. Considering that containers have different sizes (the most common containers are more than 130x100 cm), and solid household waste has a different shape and is placed in a container randomly, the problem of determining the container filling by measuring the distance at one point is not fully solved.
  • the sensors use 2G / 3G / 4G modems, which requires relatively high power consumption for data transmission, which in turn requires a capacious power supply, which in turn leads to an increase in the cost and size of the sensor, which leads to an increase in the likelihood damage to the sensor by solid waste.
  • An infrared sensor of the fullness of the urn is known from the prior art, which measures the distance to the nearest obstacle in the path of the IR beam (see Patent RU 175025, Published on November 16, 2017).
  • a device for monitoring the filling of a container made in the form of an ultrasonic sensor, consisting of: a housing containing all the control electronics (controller, radio module), a battery pack, a base for attaching the sensor to a garbage container, and an antenna (see. e.g. a website on the Internet
  • htp //class.skvcluster.net/ media / documentation / archive / 2016 / files / 2016 iu 4 conf trashsystem.pdf).
  • ultrasonic sensors measure the distance at one point from the point of radiation to the nearest object in the container. Also, the result of measuring the distance by the ultrasonic sensor depends on the air temperature, which leads to the need for a temperature sensor and taking into account its readings to make a correction. Also, ultrasonic distance sensors have a "dead zone" near the sensor, within which distances are not measured. Considering that containers have different sizes (the most common containers have dimensions over 130x100 cm), and municipal solid waste has a different shape and is placed in a container randomly, the task of determining the filling of a container by measuring the distance in b
  • the sensors use 2G / 3G / 4G modems, which requires relatively high power consumption for data transmission, which in turn requires a capacious power supply, which in turn leads to an increase in the cost and size of the sensor, which leads to an increase in the likelihood damage to the sensor by solid waste.
  • the closest to the proposed device is a device for monitoring the filling of a garbage container, consisting of an optical sensor for monitoring the level of waste, a data transmission module and a microcontroller (see, for example, the Internet site htp: //www.mskit.ru/news/n213702/1
  • the technical problem solved by the invention is the elimination of all of the above disadvantages, as well as the possibility of automated control of filling and cleaning garbage containers by wireless means in any place.
  • the technical result of the invention is to improve the accuracy and reliability of monitoring the filling and cleaning of waste containers, as well as to increase the information content and reliability of information on the filling of waste containers, to ensure the possibility of timely detection of filling and cleaning of waste containers, to enable remote automated monitoring of filling and cleaning waste containers using contactless IR sensors, lower commissioning costs and lower operating costs due to the absence of the need for wiring communications, ensuring the possibility of long-term operation without the need for maintenance by eliminating moving mechanical parts, as well as ultrasonic, optical and other distance sensors, which give inaccurate information and the fullness of garbage containers.
  • a device for monitoring the filling and cleaning of a garbage container containing a pulse emitter for fixing on one wall of the garbage container, and a pulse receiver for fixing on the opposite wall of the garbage container
  • the pulse emitter includes at least one infrared (IR) emitter
  • a first control processor with software connected to at least one IR emitter
  • a battery connected to the first control processor
  • a pulse receiver includes at least one IR receiver
  • a second control processor with software connected to at least one A radar receiver
  • a radio transmitting device connected to the second control processor, a power cell connected to the second control processor and a radio transmitting device.
  • the pulse emitter can be made as a first printed circuit board
  • the pulse receiver can be made as a second printed circuit board.
  • the radio transmitting device may include a network module and an antenna connected thereto, and the network module may be connected to a second control processor.
  • the pulse emitter can have a housing and the pulse receiver can have a housing, and each said housing can be made in the form of a hollow tube, which has at least one IR transparent insert in which an IR emitter and an IR receiver are located, respectively.
  • Each tube may have at least one open end on which a removable cap can be mounted.
  • the pulse emitter can have a housing and the pulse receiver can have a housing, and a part of each said housing can be made of an IR transparent material, in which, respectively, at least one IR emitter and at least one IR receiver are located, each specified the body can have a fastening element for connection to the wall of the waste container.
  • the pulse emitter can include two or more IR emitters
  • the pulse receiver can include two or more IR receivers, while the IR emitters can be located at a distance from each other, the IR receivers can be located at a distance from each other, which is equal to or more or less distance between IR emitters.
  • the pulse receiver may include an accelerometer coupled to the second control processor and to the battery.
  • a method for monitoring the filling and cleaning of a garbage container which consists in the fact that at the upper open edge of the container on its opposite walls, a monitoring device is installed, made in the above way, and a pulse emitter is installed on one wall, and a pulse receiver, with the help of at least one IR emitter, periodically radiate along the open edge container, a packet of IR pulses, and with the help of at least one IR receiver, this packet of pulses is received, a radio transmission device using LPWAN or NBIoT technology periodically sends messages to at least one base station, each message containing the identification data of the monitoring device and a useful signal, with the help of at least one base station, each message is received, processed and sent to the network server, with the help of the network server, each message is received from at least one base station, processed and sent to the user's electronic device, moreover, sending by radio transmitting the device of messages containing the first type of useful signal is carried out periodically at constant time intervals when
  • At least one IR transparent insert can be installed in opposite walls of the container, in which the IR emitter and the IR receiver are respectively placed, while the device can be installed from the outer sides of the opposite walls of the container.
  • the network server when the network server receives messages from at least one base station, it can filter the received messages by discarding corrupted and / or false messages.
  • a network server when a network server receives messages from two or more base stations, it can aggregate the received messages by combining into one message the same message received from different base stations.
  • the monitoring device can adjust the frequency of sending messages.
  • the network server can be configured for the software of the user's electronic device by entering the identification data of the monitoring device into the database of the network server and associating the monitoring device with the software of the user's electronic device, and the network server can store the received from at least one base station of messages and carry out determining the software of the user's electronic device with which the monitoring device is associated.
  • Fig. 1 shows a diagram of the components of the proposed device for monitoring the filling and cleaning of a waste container
  • in fig. 2 shows the proposed device in a housing
  • in fig. 3 shows an example of installing the device on a garbage container, side view
  • in fig. 4 shows an example of installing the device on a waste container, top view
  • in fig. 5 schematically shows the connection of the elements with which the proposed method is carried out.
  • the proposed method for wireless monitoring of the filling and cleaning of a garbage container with a device 1 for implementing the method is intended for the timely detection of the filling of containers with household garbage, as well as for monitoring the moment of their emptying (cleaning).
  • the proposed method is implemented using a set of technical means interconnected by wireless communication channels and including (but not limited to): a device 1 for monitoring filling and cleaning a waste container; base station 2 (network gateway); network server 3 processing information (data); an electronic device 4 of an end user with special software (user application), while a phone, smartphone, tablet, laptop, personal computer or other device (software or service), with which the user monitors the content, can be used as an electronic device 4 and cleaning the dumpster.
  • the device 1 for monitoring the filling and cleaning of the waste container is a special LPWAN or NBIoT infrared sensor for monitoring the filling, which informs the user about the filling of the container and about its overturning.
  • Device 1 consists of a pulse emitter (first part) and a pulse receiver (second part). In this case, the pulsed emitter is a printed circuit board 5 of the transmitter, and the pulse receiver is a printed circuit board 6 of the receiver.
  • the pulse emitter of the device 1 includes: at least one IR emitter 7, a control processor 8 (the first control controller with built-in software) connected (connected) to the IR emitter 7, and a power element 9 connected (connected) to the control processor 8. Moreover, all of the listed components included in the first part of the device 1 can be located on the board 5 and made structurally with it.
  • the number of IR emitters 7 on the board 5 can be more than one (two, three, four or more, depending on the size of the container on which the device 1 is installed).
  • Processor 8 controls IR emitters 7, including setting the frequency of sending a packet of IR pulses (IR radiation, parcels).
  • the number of IR emitters 7 in a pulsed emitter is more than one (two, three or more), then they are located relative to each other at a certain distance, determined based on the size of the garbage containers and the reasonable sufficiency of the length of the device 1, i.e. its adequate size (for example, from 5 to 15 cm., or at a greater distance, and the distance between one adjacent IR emitters 7 can be equal to, greater or less than the distance between other adjacent IR emitters 7 in the case when their number is more than two).
  • Pulse receiver of device 1 includes: at least one IR receiver 10, control processor 11 (second control controller with built-in software) connected to IR receiver 10, network module 12 (radio modem) connected (connected) to processor 11, antenna 13 connected (connected) with the network module 12, the accelerometer 14 connected (connected) with the processor 11, and the power element 15 connected (connected) with the processor 11, with the network module 12 and with the accelerometer 14. Moreover, all the listed components included in the second part of the device 1 can be located on the board 6 and made structurally with it.
  • the control processor 11 can be structurally combined with the network module 12 (in the form of a single unit with which the IR receiver 10, antenna 13 and accelerometer 14 are connected).
  • the network module 12 with antenna 13 is a radio transmitting device.
  • the number of IR receivers 10 on the board 6 can be more than one (two, three, four or more, depending on the size of the container on which the device 1 is installed, but not less than the number of IR emitters 7). In the case when the number of IR receivers 10 is more than one, then they are (two, three or more), they are also located relative to each other at a certain distance, determined based on the size of the garbage containers and the reasonable sufficiency of the length of the device 1, i.e. its adequate size (for example, from 5 to 15 cm, or at a greater distance), and the distance between some neighboring IR receivers 10 can also be equal, greater or less than the distance between other neighboring IR receivers 10 in the case when their number more than two. Such a distance between IR receivers 10 can correspond to, and can be different than the corresponding distance between IR emitters 7.
  • the processor 11 controls the IR receivers 10, analyzes and processes the data received from the IR emitters 7, transfers messages (data, information) to the network module 12, stores the settings for the frequency of sending messages (signals) by the network module 12.
  • the network module 12 provides message transmission ( signals) in the data transmission network via antenna 13, as well as storage of the necessary parameters for operation in the corresponding data transmission network.
  • the network module 12 is a radio module that transmits data over the LPWAN channel; and in the case of message transmission using NBIoT technology, the network module 12 is an NBIoT module, i.e. a cellular modem and the cellular data network protocol is used for data transmission.
  • Power elements 9 and 15 are designed to ensure the autonomy of the device 1 (respectively, IR emitter and IR receiver).
  • Antenna 13 is designed to ensure the transmission of messages (signals) to a radio channel (cellular network).
  • the device 1 may contain a housing made in the form of two hollow tubes 16, 17, preferably of rectangular (square) cross-sectional shape (or any other shape).
  • Tube 16 is the body of the pulsed transmitter
  • tube 17 is the pulse receiver.
  • Tubes 16, 17 have the required length, which depends on the size of the container 18, on which the device 1 is installed, and on the size of the boards 5 and 6.
  • the board 5 is located (fixedly installed), and inside the tube 17, it is located (fixed installed) board 6.
  • each tube 16, 17 can have one open end and one closed end, or it can have both open ends, on which removable covers 19 are installed, allowing access to the inside of the tubes 16, 17 to the components (boards 5, 6 ) installed in tubes 16, 17.
  • Each tube 16, 17 has an IR transparent insert in its wall (the number of inserts in the corresponding tube 16, 17 is equal to the number of IR emitters 7 or the number of IR receivers 10, respectively).
  • the IR emitter (s) 7 and the IR receiver (s) 10 are sealed, respectively.
  • the body of the device 1 in the form of tubes 16, 17 is used in the case when the device 1 is installed directly on the outer sides of the opposite walls 20 of the container 18. And in the case when the device 1 is placed on the opposite walls 20 of the container 18 in a special pin (not shown), which is an overlay element on the outer walls 20 of the container 18, and which has special hooks for which the garbage collection machine lifts and overturns the container 18, then the device 1 may not have a housing, and the boards 5 and 6 are installed (placed) in the inner openings of the trunnion.
  • the device 1 can also be placed on the inner side of the opposite walls 20 of the container in the overhead body.
  • Such an overhead body (of both a pulse emitter and a pulse receiver) can have a part made of an IR transparent material, in which the IR emitter (s) 7 and the IR receiver (s) 10 are located, respectively. Also in this case, each body has a fastening element designed for connections to the inside of the corresponding container wall 18.
  • Device 1 is connected (connected) via wireless communication channels with base station 2 (or with several base stations 2) and provides transmission to base station 2 of messages containing data on received IR receivers 10 radiation (IR pulses, parcels) transmitted by IR emitters 7 ...
  • a method for automated wireless monitoring of the filling and cleaning of the container 18 using the device 1, the base station 2, the network server 3 and the user's electronic device 4 with special software is as follows.
  • the device 1 On the trash can 18 and ensure the configuration of the network server 3 in such a way as to ensure the delivery of messages from the device 1 to the application of the user's electronic device 4.
  • the network server 3 is configured for the application of the user's device 4.
  • the unique identifiers (identification data) of the device 1 are entered into the database of the server 3 and are associated with the application of the user's electronic device 4.
  • the unique identifier of the device 1 is, for example, the network address or the identification number of the device 1 (HO) or ICCID, or otherwise (determined by the used LPWAN or NBIoT technology).
  • LPWAN or NBIoT device 1 is installed on the outer sides of the opposite walls 20 of the garbage container 18, the filling and cleaning of which must be controlled.
  • the device 1 is installed in the upper (open) part of the container 18 along the open edge, mainly in the horizontal plane or close to it.
  • the first part of the device 1 pulse emitter
  • the second part of the device 1 pulse receiver
  • Two parts of the device 1 are installed in the upper part of the container 18 (along the open edge), so that IR radiation provides a horizontal (or close to it) line (in the case when there is one IR emitter 7 and one IR receiver 10) or the horizontal plane Z (or close to it, in the case when the number of IR emitters 7 and IR receivers 10 is more than one) along the open part of the container 18 (hereinafter referred to as the IR radiation plane).
  • IR emitters 7 on one side of the container 18 and IR receivers 10 on the other side of the container 18 create a virtual plane X by Y, where X is the distance between the opposite walls 20 of the container 18, on which parts of the device 1 are installed, and Y is the distance between the extreme IR emitters 7 (it is also between the extreme IR receivers 10).
  • the distance Y can be equal to the distance between two other walls of the container 18, on which the device 1 is not installed. This can cover the entire area of the container 18.
  • the distance Y insignificant, for example, equal to the length of the trunnion (for example, 9.5 cm).
  • the implementation of the distance Y, for example, 9.5 cm means that the plane of the IR radiation has a width of 9.5 cm (from the entire width of the container 18) and a length X (the distance between the walls 20 of the container 18, on which the device 1 is installed).
  • FIG. 3, 4 shows a variant of installation of the device 1, when each part of the device has a housing in the form of tubes 16, 17 installed on the outer sides of the walls 20 of the container 18.
  • the device 1 is placed in these pins , i.e. boards 5, 6 are placed in the inner space of opposite pins, which are mounted on opposite walls of the container 18.
  • the walls of the container under the pivot also have IR transparent inserts, in which the IR emitter 7 and IR receiver 10 are located, respectively.
  • IR transparent inserts 21 are designed to accommodate the IR emitter 7 and the IR receiver 10 while in the case when the number of IR emitters 7 and IR receivers 10 is more than two, then the distance between the corresponding inserts 21 on the corresponding walls 20 of the container 18 is equal to the corresponding distance between the IR receivers 10 and IR emitters 7, respectively.
  • the installation of the device 1 on the container 18 may require preparation of fasteners and / or preparation of the container 18 itself, including through the formation of special holes and the installation of IR transparent inserts 21 in them. There are no significant restrictions on the place of installation (fasteners) of the device 1.
  • Fastening methods devices 1 are not limited and can be anything.
  • the filling and cleaning of the waste container 18 is directly monitored.
  • two parts of the device 1 carry out continuous automated monitoring of the intersection of the IR radiation plane inside the container 18, located in the upper open part of the container 18 (along the open edge).
  • An analysis of the readings of the data of the accelerometer 14 is also carried out, which makes it possible to determine the multiple overturning of the container 18 in order to empty it.
  • IR emitters 7 periodically and often send (emit) short IR pulses (pulse packet) with a minimum interval between them. For example, IR pulses are emitted for fractions of a second, and the intervals between these IR pulses are V seconds (or any other adjustable time, for example, one or two, or three seconds, etc.), and the period between pulse packets is user-configurable and can be equal to one or two, or five minutes, or any other required time.
  • IR receivers 10 are periodically turned on to receive IR pulses.
  • IR receivers 10 are turned on for reception less often relative to IR emitters 7 (for example, once every 5-10 minutes, or another required number of times in another required period of time, which are configured by the user). When the IR receivers 10 are turned on, they "listen" for a time sufficient to receive a significant amount of pulses sent by the IR emitters 7 (for example, a packet of 20 pulses).
  • Each pulse of IR emitters 7 has a certain modulation. This is to protect against picking up radiation from remote controls and other extraneous sources of IR signals. Re-reflections from the walls of the container 18 and the lid are possible, but they are partial. When the container 18 is full, the re-reflections do not bypass the debris through covers, walls, etc.
  • the rules for changing the status of the container 18 can be configured, for example:
  • IR receiver 10 received the vast majority of pulses from IR emitters 7 (for example, 18 out of 20) - the full status of container 18 changes to "empty container";
  • IR receiver 10 received the overwhelming minority of pulses from IR emitters 7 (for example, 2 out of 20) - the status of fullness changes to "full container”. In other cases, the status does not change.
  • the control processor 11 of the second part of the device 1 determines the state of the trash can 18 - full or empty. Based on the state of the container 18, the IR receiver 10 may turn on less frequently. For example, immediately after identifying the state (changing the status) of the container 18 "empty container” after "Full container", the IR receiver 10 in order to save energy may not be switched on for a relatively long time (for example, 20 minutes).
  • Each IR receiver 10 can receive IR pulses simultaneously from several IR emitters 7 (if device 1 uses more than two IR emitters 7).
  • the plane of the IR radiation will be crossed with debris and the IR signal will not pass to the IR receiver 10. If the IR signal does not pass to the IR receiver 10 for a "long" time (that is, it is not a drop of debris), for example, about a minute, then one can state a significant intersection of the plane of the IR radiation and the state of the container 18 as "almost complete” or "complete".
  • the device 1 In the process of monitoring the filling and cleaning of the container 18, the device 1, using a radio transmitting device (network module 12 and antenna 13), periodically sends messages about the state of the container 18 being full by radio channel.
  • a radio transmitting device network module 12 and antenna 13
  • the device 1 transmits messages, each of which contains data (useful signal) about the full state of the container 18 (container). If the full status of the container 18 remains unchanged, messages are transmitted according to a user-configurable schedule. For example, once every two hours. Such messages can be used to monitor the operability of device 1 and the communication channel.
  • the value of the current state of the container 18 can be "empty container” (the first type of useful signal) or "full container” (the second type of useful signal).
  • a message with the value "empty container” is sent when the garbage container 18 is empty or when it is partially full (when the garbage is located below the plane (line) of the IR radiation and does not cross it, or crosses a smaller part of the area of this plane, i.e. when the IR receivers 10 receives most of the pulses from the pulse packet from the IR emitters 7).
  • a message with the value "full container” is sent when container 18 is full, i. E. with a full garbage container 18, or when most of it is filled (when the garbage crosses most of the area of the IR radiation plane, i.e. when the IR receivers 10 receive a smaller part of the pulses from the pulse packet from the IR emitters 7).
  • they can be sent multiple times (3-5 times).
  • the frequency of sending such messages is also configurable by the user, and the sending of such messages is carried out mainly within a time interval equal to or less than the period of sending messages with the first type of useful signal.
  • Periodic sending of messages is carried out using a radio transmitting device (network module 12 and antenna 13) using LPWAN technology or using NBIoT technology (depending on the availability of the coverage area at the installation site of device 1, the range of signal transmission from the radio transmitting device, etc.).
  • Messages are sent to base station 2 (or to several base stations 2) installed in the radio signal distribution area of network module 12.
  • the message sending frequency is adjusted. The frequency of sending is configured for messages with each type of useful signal.
  • the sending time intervals are longer, for messages with the second type of useful signal, less than for the first type, and when the container 18 is turned over, when the PC receiver 10 again receives most of the PC pulses from the pulse packet emitted by the PC emitters 7, messages for some time (for example, within 10 minutes) are sent with an even shorter time interval than for the first and second types, according to which the user judges the cleaning of the container 18, but then messages are sent again with the first type of useful signal.
  • Each message from device 1 contains the identification data of the wireless device 1 and the corresponding useful signal.
  • the container 18 is empty or partially filled, i. E. when IR receiver 10 receives a significant number of pulses (parcels) from the packet of pulses from the IR emitter 7 in one of the radiation periods, messages containing the identification data of the device 1 and the useful signal "empty container” are transmitted to the radio channel.
  • a full container 18 i.e. when the IR receiver 10 receives a small number of pulses from the pulse packet from the IR emitter 7, messages containing the identification data of the device 1 and a useful signal "full container” are transmitted to the radio channel.
  • the accelerometer 14 in device 1 may be absent, in this case, after emptying the container 18, messages are sent with the first type of useful signal "empty container", when the IR receivers 10 again receive most of the IR pulses from the pulse packet from the IR emitters 7.
  • Messages are sent periodically at constant time intervals specified by the user.
  • the user depending on the monitoring task, on the operating conditions, on his needs and on the place where the container 18 with the device 1 is installed, can set up any time intervals for sending messages (after a few seconds or after a few minutes, or every hour, or once a day at a certain time, or once a month at a certain time of the corresponding day, and so on).
  • the immediate (instant) out-of-order transmission of messages outside the user-defined schedule when the filling status of the container 18 changes, the immediate (instant) out-of-order transmission of messages outside the user-defined schedule.
  • the user using the application can be notified of the current full status of container 18.
  • LPWAN technology or NBIoT technology is used, and the data transfer protocol (cellular network) is determined by the LPWAN technology or NBIoT technology used in a particular case.
  • the frequency range depends on the LPWAN technology or NBIoT technology used in a particular case and the rules and permits in force in a particular region.
  • At least one base station 2 (network gateway) must be present in the radio signal propagation area of the radio transmitting device (network modem 12 with antenna 13). However, there may be a larger number of base stations 2, and to receive a message from device 1, already pre-installed base stations 2 can be used, or, if they are absent, base station 2 (or several base stations 2) is installed in the signal propagation zone from sensor 1.
  • each message is received from the device 1, processed and sent to the network server 3.
  • Base station 2 (base stations) carries out unconditional automated transmission of messages received from the radio channel to the message processing server 3 (taking into account the need to filter messages). Base station 2 sends a message to server 3 immediately after receiving it from the radio from device 1.
  • the method of transmitting data by base station 2 to server 3 is determined by a specific model of base station 2. In particular, the following methods are common - via a fiber-optic channel, ethernet channel, via a cellular network and via WiFi.
  • the data transmission channel used is determined by the composition of the protocols and data transmission supported by the network gateway.
  • Server 3 can be located both in the "cloud” and on the user side, this is determined by the LPWAN technology or NBIoT technology used in a particular case.
  • the network server 3 After the server 3 receives each message from the base station 2, the network server 3 processes each message received from the base station 2 (stations) and transfers these messages to the end-user application on its electronic device 4.
  • the server 3 In addition to the fact that the network server 3 processes the messages received from the base station 2 and sends messages to the end-user application, the server 3 also stores the messages received from the base station 2, analyzes the filling time of the garbage container 18, as well as the number of times it is emptied in certain time periods, determines the application of the user's electronic device 4 with which the devices 1 are associated.
  • All messages received from device 1 must be filtered and aggregated. This is necessary to identify messages that were distorted during transmission over the radio channel and remove them from further processing. Filtering can be performed as at base station 2 (network gateway) when receiving messages from device 1, and on the network server 3 when receiving messages from the base station 2. Aggregation is carried out on the network server 3 when receiving messages from the base stations 2. When filtering messages, garbled messages and / or false messages are discarded, i.e. discard both corrupted and false messages, or discard only corrupted messages if there are no false messages, or discard only false messages if there are no corrupted messages. Aggregation of messages is carried out to combine into one message the same message received at different base stations 2.
  • each processed message After the network server 3 has received each message from the base station 2, processed it, using the network server 3, the already processed messages are sent via the data channel to the user's electronic device 4 (user application), and each processed message includes the identification data of the device 1 (for example, its unique identifier) and the corresponding wanted signal (empty container, or full container, or emptying the container).
  • the method of data transfer is determined by the composition of the protocols supported by the network server 3 and the user's application.
  • An example of data transfer can be a public or proprietary API, or the open MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, or another protocol suitable for data transfer.
  • the identification data of the device 1 (correlation of the sensor ID 1) with the physical object is compared control, on which the device 1 is installed, and carry out notification (informing) the user.
  • the user is informed by periodically sending him messages (after certain periods of time, configured by the user), including the identification data of the device 1 and the first type of useful signal ("empty container” or "channel control").
  • the user using his device 4, can at any time check the operability status of the device 1 and the radio channel, and also make sure that the container 18 is empty or partially full.
  • the electronic device 4 upon periodic receipt of the message "empty container", can automatically notify (inform) the user of its operability by playing a signal in any possible way (playing a sound signal, light indication, vibration, etc.), or it can be in a passive state (rest state) and the user can independently use the application to check the operability of the device 1 and the radio channel, as well as the fullness of the container 18 (in this case, when the user opens the application on his device 4, the application can inform the user in any specified way).
  • the container 18 When the container 18 is full, the user is notified by sending him a message including the identification data of the device 1 and the second type of useful signal ("full container", it can also be used to check the operability of the channel when the container 18 is not emptied for a certain time). Thus, when the container 18 is full, the user is notified of this using his device 4 by playing a certain signal. When the container 18 is empty, the user is notified by sending him a message including the identification of the device 1 and a useful "empty container” signal (this message is similar to the "empty container” message, but sent immediately and at shorter intervals for a certain time). Thus, when cleaning the container 18, the user is notified of this by his device 4 by playing a certain signal.
  • the method of informing (notifying) the user can be any, for example, by sending an alarm signal on the device 4 or by light indication, or vibration of the device 4, or in any other possible way, including a combination of these methods.
  • the user's application can display, for example, a map of the location of containers 18 with devices 1 or a list of such objects, and the user has the opportunity in real time, being at any distance from the monitoring object, to check the filling and cleaning status of the container 18.
  • Device 1 periodically sends messages "empty container” / "channel control" to base station 2, which sends these messages to server 3, and then server 3 sends processed messages to user's electronic device 4.
  • "Empty container” messages are sent as often as necessary for the user. constant time intervals and the user at any time using the application of his device 4 can check the operability of device 1 and the radio channel, as well as the current state of container 18. As soon as the container is full, device 1 immediately sends a message "full container” also to base station 2, which sends this message to server 3, and then server 3 sends the processed message to user device 4.
  • the device 4 When the application of the user's device 4 receives such a message (“full container”), the device 4 notifies the user of the fact that the container 18 is full by giving a sound signal on the device 4 or by light indication or in any other possible way. Upon receiving the message "full container”, the user can immediately respond to this fact and take the necessary measures to quickly empty it. As soon as the container 18 is emptied (emptied), the device 1 immediately sends the message "empty container” / "empty container” also to the base station 2, which sends this message to the server 3, and then the server 3 sends the processed message to the user's device 4. When the application of the user's device 4 receives such a message (“cleaning the container”), the device 4 notifies the user of the fact of cleaning the container 18 by giving a sound signal on the device 4 or by light indication or in any other possible way.
  • IR emitters 7 and IR receivers 10 allow you to control tanks with sizes from tens of centimeters to 5 meters. Measurement of the horizontal plane with several IR receivers 10 allows you to determine when most of the IR plane is covered. That is, in the presence of separate elements of debris overlapping a small part of the plane, the definition of the state of the container 18 as "full container” will not be.
  • the architectural solution is based on the generally accepted 1oT architecture, which provides for a network gateway, a server that processes messages and sends them to the user's application.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Refuse Collection And Transfer (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of municipal services, and more particularly to the remote monitoring of the fullness state of refuse containers and the emptying thereof. The technical result of the invention is: increased monitoring precision and reliability of the filling and cleaning of refuse containers; the enabling of timely detection of the filling and cleaning of refuse containers; and the enabling of remote, automated monitoring of the filling and cleaning of refuse containers using contactless IR sensors. A device for monitoring the filling and cleaning of a refuse container comprises a pulse emitter and a pulse receiver. The pulse emitter comprises: an IR emitter; a first control processor with software, which processor is connected to at least one IR emitter; and a power supply element connected to the first control processor. The pulse receiver comprises: an IR receiver; a second control processor with software, which processor is connected to at least one IR receiver; a radio transmitter connected to the second control processor; and a power supply element connected to the second control processor and the radio transmitter.

Description

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATED MONITORING
НАПОЛНЕНИЯ МУСОРНОГО КОНТЕЙНЕРА FILLING THE WASTE CONTAINER
Изобретение относится к области коммунального хозяйства, в частности к дистанционному контролю за состоянием наполненности мусорных контейнеров (баков) и их опорожнения, и может быть использовано для дистанционного контроля за переполнением мусорных контейнеров, планирования и организации вывоза мусора и для контроля за своевременным опорожнением мусорных контейнеров. The invention relates to the field of public utilities, in particular to remote monitoring of the state of fullness of garbage containers (tanks) and their emptying, and can be used for remote monitoring of overflow of garbage containers, planning and organizing garbage disposal and for monitoring the timely emptying of garbage containers.
Из уровня техники известен способ автоматизированного беспроводного мониторинга наполнения мусорного контейнера, заключающийся в том, что внутри контейнера (бака) устанавливают беспроводной ультразвуковой датчик наполнения. Датчик определяет наполненность контейнеров и по мобильной связи отправляют данные на обработку. Информацию передают на серверы и программное обеспечение, обрабатывающие информацию от сенсоров и на основании сохраняющейся статистики делают предсказания относительно периода заполнения мусорных контейнеров. С помощью вэб сайта пользователи получают информацию о заполненности контейнеров (см., например, сайты в Интернет http://wastetruck.ru/enevo/. htp://www.ecoprofl.mfo/docs/event 2013-09- 11 presentation Enevo Heikki Tallgren ru.pdf, A method of automated wireless monitoring of the filling of a waste container is known from the prior art, which consists in the fact that a wireless ultrasonic sensor of filling is installed inside the container (tank). The sensor detects the fullness of containers and sends data for processing via mobile communication. The information is transmitted to servers and software that process information from the sensors and, based on the stored statistics, make predictions about the period of filling the garbage containers. Using the website, users receive information about the fullness of containers (see, for example, Internet sites http://wastetruck.ru/enevo/. Htp: //www.ecoprofl.mfo/docs/event 2013-09-11 presentation Enevo Heikki Tallgren ru.pdf,
htp://coolidea.m/2013/06/30/vyivoz-musora-tolko-iz-polnvih- konte neroy/). htp: //coolidea.m/2013/06/30/vyivoz-musora-tolko-iz-polnvih- konte neroy /).
Недостатком такого способа является то, что ультразвуковые датчики осуществляют измерение расстояния в одной точке от точки излучения до ближайшего объекта в контейнере. Так же результат измерения ультразвуковым датчиком расстояния зависит от температуры воздуха, что ведет к необходимости наличия датчика температуры и учета его показаний для внесения коррекции. Так же у ультразвуковых датчиков расстояния имеется «мертвая зона» вблизи сенсора, внутри которой расстояния не измеряются. Учитывая, что контейнеры имеют различные размеры (наиболее распространённые контейнеры имеет размеры более 130x100 см), а твердые бытовые отходы имеют разную форму и размещаются в контейнер хаотично, задача определения наполнения контейнера по измерению расстояния в одной точке решается не полноценно. Кроме того, в датчиках применяется 2G/3G/4G модемы, что требует относительно высокого энергопотребления для передачи данных, что в свою очередь требует наличия емкого источника питания, что в свою очередь ведет к повышению стоимости и увеличению размеров датчика, что ведет к повышению вероятности повреждения датчика твердыми отходами (при его размещении внутри контейнера). The disadvantage of this method is that the ultrasonic sensors measure the distance at one point from the point of radiation to the nearest object in the container. Same result distance measurements by an ultrasonic sensor depend on the air temperature, which leads to the need for a temperature sensor and taking into account its readings for making a correction. Also, ultrasonic distance sensors have a "dead zone" near the sensor, within which distances are not measured. Considering that containers have different sizes (the most common containers have dimensions over 130x100 cm), and solid household waste has a different shape and is placed in a container randomly, the problem of determining the container filling by measuring the distance at one point is not fully solved. In addition, the sensors use 2G / 3G / 4G modems, which requires relatively high power consumption for data transmission, which in turn requires a capacious power supply, which in turn leads to an increase in the cost and size of the sensor, which leads to an increase in the likelihood damage to the sensor by solid waste (when placed inside a container).
Также из уровня техники известен способ автоматизированного беспроводного мониторинга наполнения мусорного контейнера, заключающийся в том, что в мусорный контейнер (бак) устанавливают оптическое устройство контроля заполненности контейнера. Информацию о процентной наполненности контейнера передают в систему мониторинга по сети NB-IoT через настраиваемые интервалы времени. Основываясь на статистических данных, система рассчитывает примерные сроки наполнения мусорных контейнеров, определяет оптимальное число и расположение контейнеров (см., например, сайты в Интернет https://www.mos.ru/news/item/56951073/, http://www.mskit.ru/news/n213702/) Недостатком такого способа является то, что оптические системы осуществляют измерение расстояния в одной точке от точки излучения до ближайшего объекта в контейнере. Учитывая, что контейнеры имеют различные размеры (наиболее распространённые контейнеры имеет размеры более 130x100 см), а твердые бытовые отходы имеют разную форму и размещаются в контейнер хаотично, задачу определения наполнения контейнера по измерению расстояния в одной точке решается не полноценно. Размещение устройства непосредственно в контейнере повышает вероятность повреждения датчика (и его оптических элементов) твердыми отходами и что наиболее важно ведет к загрязнению оптических элементов датчика, что в свою очередь приводит к необходимости проведения обслуживания датчика. Also known from the prior art is a method for automated wireless monitoring of the filling of a waste container, which consists in the fact that an optical device for monitoring the filling of the container is installed in the waste container (bin). The information on the percentage of container fullness is transmitted to the monitoring system via the NB-IoT network at customizable time intervals. Based on statistical data, the system calculates the approximate timeframe for filling waste containers, determines the optimal number and location of containers (see, for example, websites on the Internet https://www.mos.ru/news/item/56951073/, http: // www .mskit.ru / news / n213702 /) The disadvantage of this method is that the optical systems measure the distance at one point from the point of radiation to the nearest object in the container. Considering that containers have different sizes (the most common containers are more than 130x100 cm), and solid household waste has a different shape and is placed in a container randomly, the problem of determining the container filling by measuring the distance at one point is not fully solved. Placing the device directly in a container increases the likelihood of damage to the sensor (and its optical elements) from solid waste and, most importantly, contamination of the optical elements of the sensor, which in turn leads to the need for maintenance of the sensor.
Наиболее близким к предложенному решению является способ обслуживания мусорного контейнера, включающий установку датчиков, определение факта заполнения контейнера, определение температуры в контейнере, передачу данных на удаленный компьютер. Датчик заполнения устанавливают на боковую стенку контейнера у верхнего края, проводят инициализацию датчика заполнения, определяют эталонное расстояние до противоположной стенки контейнера. Фиксируют момент начала заполнения, проводят периодическое измерение расстояния до противоположной стенки контейнера, фиксируют момент, когда расстояние до противоположной стенки становится менее половины эталонного расстояния. Передают информацию о моменте наполнения контейнера. Продолжают периодическое измерение расстояния до противоположной стенки контейнера, фиксируют момент, когда расстояние до противоположной стенки становится равным эталонному расстоянию. Передают информацию об опорожнении контейнера на удаленный компьютер. Проводят периодические измерения температуры внутри контейнера, передают информацию о температуре на удаленный компьютер, далее повторяют измерения расстояния, температуры и передачу информации на удаленный компьютер не менее месяца с момента инициализации датчика заполнения. На основании переданной информации определяют скорость заполнения контейнера расчетным путем (см. Патент RU 2649150, опубликован 30.03.2018г.). The closest to the proposed solution is a method for servicing a waste container, including installing sensors, detecting the fact of filling the container, determining the temperature in the container, transferring data to a remote computer. The filling sensor is installed on the side wall of the container at the upper edge, the filling sensor is initialized, and the reference distance to the opposite container wall is determined. The moment of the beginning of filling is recorded, the distance to the opposite wall of the container is periodically measured, the moment when the distance to the opposite wall becomes less than half of the reference distance is recorded. They transmit information about the moment of filling the container. Continue periodic measurement of the distance to the opposite wall of the container, record the moment when the distance to the opposite wall becomes equal to reference distance. Send information about emptying the container to a remote computer. Periodic measurements of the temperature inside the container are carried out, information about the temperature is transmitted to a remote computer, then measurements of the distance, temperature are repeated and information is transmitted to the remote computer for at least a month from the moment of initialization of the filling sensor. Based on the transmitted information, the rate of filling the container is determined by calculation (see Patent RU 2649150, published on March 30, 2018).
Недостатком данного способа является то, что описанный в изобретении способ основан на применении ультразвуковых датчиков, которые осуществляют измерение расстояния в одной точке от точки излучения до ближайшего объекта в контейнере. Так же результат измерения ультразвуковым датчиком расстояния зависит от температуры воздуха, что ведет к необходимости наличия датчика температуры и учета его показаний для внесения коррекции. Так же у ультразвуковых датчиков расстояния имеется «мертвая зона» вблизи сенсора, внутри которой расстояния не измеряются. Учитывая, что контейнеры имеют различные размеры (наиболее распространённые контейнеры имеет размеры более 130x100 см), а твердые бытовые отходы имеют разную форму и размещаются в контейнер хаотично, задачу определения наполнения контейнера по измерению расстояния в одной точке решается не полноценно. Кроме того, в датчиках применяется 2G/3G/4G модемы, что требует относительно высокого энергопотребления для передачи данных, что в свою очередь требует наличия емкого источника питания, что в свою очередь ведет к повышению стоимости и увеличению размеров датчика, что ведет к повышению вероятности повреждения датчика твердыми отходами. Из уровня техники известен инфракрасный датчик наполненности урны, измеряющий расстояния до ближайшего препятствия на пути прохождения ИК луча (см. Патент RU 175025, Опубликован 16.11.2017г.). The disadvantage of this method is that the method described in the invention is based on the use of ultrasonic sensors, which measure the distance at one point from the point of radiation to the nearest object in the container. Also, the result of measuring the distance by the ultrasonic sensor depends on the air temperature, which leads to the need for a temperature sensor and taking into account its readings to make a correction. Also, ultrasonic distance sensors have a "dead zone" near the sensor, within which distances are not measured. Considering that containers have different sizes (the most common containers are more than 130x100 cm), and solid household waste has a different shape and is placed in a container randomly, the problem of determining the container filling by measuring the distance at one point is not fully solved. In addition, the sensors use 2G / 3G / 4G modems, which requires relatively high power consumption for data transmission, which in turn requires a capacious power supply, which in turn leads to an increase in the cost and size of the sensor, which leads to an increase in the likelihood damage to the sensor by solid waste. An infrared sensor of the fullness of the urn is known from the prior art, which measures the distance to the nearest obstacle in the path of the IR beam (see Patent RU 175025, Published on November 16, 2017).
Недостатком применения такого датчика является наличие ошибок при измерении наполненности урны, неточное определение наполненности урны в следствии измерения расстояния до ближайшего препятствия. The disadvantage of using such a sensor is the presence of errors when measuring the fullness of the urn, inaccurate determination of the fullness of the urn as a result of measuring the distance to the nearest obstacle.
Также из уровня техники известно устройство для мониторинга наполнения контейнера, выполненное в виде ультразвукового датчика, состоящего из: корпуса, содержащего всю управляющую электронику (контроллер, радиомодуль), батарейный блок, основания, служащего для крепления датчика к мусорному контейнеру, и антенны (см., например, сайт в Интернет Also known from the prior art is a device for monitoring the filling of a container, made in the form of an ultrasonic sensor, consisting of: a housing containing all the control electronics (controller, radio module), a battery pack, a base for attaching the sensor to a garbage container, and an antenna (see. e.g. a website on the Internet
htp://class.skvcluster.net/ media/documentation/archive/2016/files/2016 iu 4 conf trashsystem.pdf). htp: //class.skvcluster.net/ media / documentation / archive / 2016 / files / 2016 iu 4 conf trashsystem.pdf).
Недостатком такого устройства является то, что ультразвуковые датчики осуществляют измерение расстояния в одной точке от точки излучения до ближайшего объекта в контейнере. Так же результат измерения ультразвуковым датчиком расстояния зависит от температуры воздуха, что ведет к необходимости наличия датчика температуры и учета его показаний для внесения коррекции. Так же у ультразвуковых датчиков расстояния имеется «мертвая зона» вблизи сенсора, внутри которой расстояния не измеряются. Учитывая, что контейнеры имеют различные размеры (наиболее распространённые контейнеры имеет размеры более 130x100 см), а твердые бытовые отходы имеют разную форму и размещаются в контейнер хаотично, задачу определения наполнения контейнера по измерению расстояния в б The disadvantage of such a device is that ultrasonic sensors measure the distance at one point from the point of radiation to the nearest object in the container. Also, the result of measuring the distance by the ultrasonic sensor depends on the air temperature, which leads to the need for a temperature sensor and taking into account its readings to make a correction. Also, ultrasonic distance sensors have a "dead zone" near the sensor, within which distances are not measured. Considering that containers have different sizes (the most common containers have dimensions over 130x100 cm), and municipal solid waste has a different shape and is placed in a container randomly, the task of determining the filling of a container by measuring the distance in b
одной точке решается не полноценно. Кроме того, в датчиках применяется 2G/3G/4G модемы, что требует относительно высокого энергопотребления для передачи данных, что в свою очередь требует наличия емкого источника питания, что в свою очередь ведет к повышению стоимости и увеличению размеров датчика, что ведет к повышению вероятности повреждения датчика твердыми отходами. one point is not fully resolved. In addition, the sensors use 2G / 3G / 4G modems, which requires relatively high power consumption for data transmission, which in turn requires a capacious power supply, which in turn leads to an increase in the cost and size of the sensor, which leads to an increase in the likelihood damage to the sensor by solid waste.
Наиболее близким к предложенному устройству является устройство для мониторинга наполнения мусорного контейнера, состоящее из оптического датчика контроля уровня отходов, модуля передачи данных и микроконтроллера (см., например, сайт в Интернет htp://www.mskit.ru/news/n213702/1 The closest to the proposed device is a device for monitoring the filling of a garbage container, consisting of an optical sensor for monitoring the level of waste, a data transmission module and a microcontroller (see, for example, the Internet site htp: //www.mskit.ru/news/n213702/1
Недостатком такого устройства является наличие ошибок при измерении наполненности урны, неточное определение наполненности урны в следствии измерения расстояния до ближайшего препятствия. The disadvantage of such a device is the presence of errors in measuring the fullness of the urn, inaccurate determination of the fullness of the urn as a result of measuring the distance to the nearest obstacle.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является устранение всех вышеперечисленных недостатков, а также возможность автоматизированного контроля наполнения и очистки мусорных контейнеров беспроводными средствами в любых местах. The technical problem solved by the invention is the elimination of all of the above disadvantages, as well as the possibility of automated control of filling and cleaning garbage containers by wireless means in any place.
Техническим результатом изобретения является повышение точности и надежности мониторинга наполнения и очистки мусорных контейнеров, а также повышение информативности и достоверности информации о заполненности мусорных контейнеров, обеспечение возможности своевременного обнаружения наполнения и очистки мусорных контейнеров, обеспечение возможности удаленного автоматизированного мониторинга наполнения и очистки мусорных контейнеров с применением бесконтактных ИК сенсоров, снижение стоимости ввода в действие и снижение стоимости эксплуатации за счет отсутствия необходимости прокладки проводных коммуникаций, обеспечение возможности долгосрочной работы без необходимости технического обслуживания за счет исключения подвижных механических частей, а также ультразвуковых, оптических и иных датчиков расстояния, которые дают недостоверную информацию и наполненности мусорных контейнеров. The technical result of the invention is to improve the accuracy and reliability of monitoring the filling and cleaning of waste containers, as well as to increase the information content and reliability of information on the filling of waste containers, to ensure the possibility of timely detection of filling and cleaning of waste containers, to enable remote automated monitoring of filling and cleaning waste containers using contactless IR sensors, lower commissioning costs and lower operating costs due to the absence of the need for wiring communications, ensuring the possibility of long-term operation without the need for maintenance by eliminating moving mechanical parts, as well as ultrasonic, optical and other distance sensors, which give inaccurate information and the fullness of garbage containers.
Технический результат достигается благодаря устройству для мониторинга наполнения и очистки мусорного контейнера, содержащему импульсный излучатель для закрепления на одной стенке мусорного контейнера, и импульсный приемник для закрепления на противоположной стенке мусорного контейнера, при этом импульсный излучатель включает по меньшей мере один инфракрасный (ИК) излучатель, первый управляющий процессор с программным обеспечением, соединенный с по меньшей мере одним ИК излучателем, и элемент питания, соединенный с первым управляющим процессором, а импульсный приемник включает по меньшей мере один ИК приемник, второй управляющий процессор с программным обеспечением, соединенный с по меньшей мере одним РЛС приемником, радиопередающее устройство, соединенное со вторым управляющим процессором, элемент питания, соединенный со вторым управляющим процессором и радиопередающим устройством. The technical result is achieved thanks to a device for monitoring the filling and cleaning of a garbage container, containing a pulse emitter for fixing on one wall of the garbage container, and a pulse receiver for fixing on the opposite wall of the garbage container, while the pulse emitter includes at least one infrared (IR) emitter, a first control processor with software, connected to at least one IR emitter, and a battery connected to the first control processor, and a pulse receiver includes at least one IR receiver, a second control processor with software, connected to at least one A radar receiver, a radio transmitting device connected to the second control processor, a power cell connected to the second control processor and a radio transmitting device.
Кроме того, импульсный излучатель может быть выполнен в виде первой печатной платы, а импульсный приемник может быть выполнен в виде второй печатной платы. In addition, the pulse emitter can be made as a first printed circuit board, and the pulse receiver can be made as a second printed circuit board.
Радиопередающее устройство может включать сетевой модуль и соединенную с ним антенну, при этом сетевой модуль может быть соединен со вторым управляющим процессором. The radio transmitting device may include a network module and an antenna connected thereto, and the network module may be connected to a second control processor.
Кроме того, импульсный излучатель может иметь корпус и импульсный приемник может иметь корпус, при этом каждый указанный корпус может быть выполнен в виде полой трубки, которая имеет по меньшей мере одну ИК прозрачную вставку, в которой расположен соответственно ИК излучатель и ИК приемник. In addition, the pulse emitter can have a housing and the pulse receiver can have a housing, and each said housing can be made in the form of a hollow tube, which has at least one IR transparent insert in which an IR emitter and an IR receiver are located, respectively.
Каждая трубка может иметь по меньшей мере один открытый конец, на котором может быть установлена съемная крышка. Each tube may have at least one open end on which a removable cap can be mounted.
Кроме того, импульсный излучатель может иметь корпус и импульсный приемник может иметь корпус, при этом часть каждого указанного корпуса может быть выполнена из ИК прозрачного материала, в котором расположен соответственно по меньшей мере один ИК излучатель и по меньшей мере один ИК приемник, причем каждый указанный корпус может иметь элемент крепления для соединения со стенкой мусорного контейнера. In addition, the pulse emitter can have a housing and the pulse receiver can have a housing, and a part of each said housing can be made of an IR transparent material, in which, respectively, at least one IR emitter and at least one IR receiver are located, each specified the body can have a fastening element for connection to the wall of the waste container.
Кроме того, импульсный излучатель может включать два или более ИК излучателя, а импульсный приемник может включать два или более ИК приемника, при этом ИК излучатели могут быть расположены на расстоянии друг от друга, ИК приемники могут быть расположены на расстоянии друг от друга, которое равно или больше, или меньше расстояния между ИК излучателями. In addition, the pulse emitter can include two or more IR emitters, and the pulse receiver can include two or more IR receivers, while the IR emitters can be located at a distance from each other, the IR receivers can be located at a distance from each other, which is equal to or more or less distance between IR emitters.
Кроме того, импульсный приемник может включать в себя акселерометр, соединенный со вторым управляющим процессором и с элементом питания. In addition, the pulse receiver may include an accelerometer coupled to the second control processor and to the battery.
Также технический результат достигается благодаря осуществлению способа мониторинга наполнения и очистки мусорного контейнера, заключающегося в том, что у верхнего открытого края контейнера на его противоположных стенках устанавливают устройство для мониторинга, выполненное вышеуказанным образом, причем на одной стенке устанавливают импульсный излучатель, а на другой - импульсный приемник, с помощью по меньшей мере одного ИК излучателя периодически излучают вдоль открытого края контейнера пакет ИК импульсов, а с помощью по меньшей мере одного ИК приемника принимают этот пакет импульсов, с помощью радиопередающего устройства с использованием LPWAN или NBIoT технологии периодически отправляют сообщения на по меньшей мере одну базовую станцию, причем каждое сообщение содержит идентификационные данные устройства для мониторинга и полезный сигнал, с помощью по меньшей мере одной базовой станции принимают каждое сообщение, обрабатывают его и отправляют на сетевой сервер, с помощью сетевого сервера принимают от по меньшей мере одной базовой станции каждое сообщение, обрабатывают его и отправляют на электронное устройство пользователя, причем отправку радиопередающим устройством сообщений, содержащих первый тип полезного сигнала, осуществляют периодически с постоянными интервалами времени при незаполненном мусорном контейнере или при его частичной заполненности, когда по меньшей мере один ИК приемник принимает большую часть ИК импульсов из пакета импульсов, излучаемых по меньшей мере одним ИК излучателем в одном из периодов излучения, отправку радиопередающим устройством сообщений, содержащих второй тип полезного сигнала, осуществляют периодически при полном мусорном контейнере, когда по меньшей мере один ИК приемник принимает меньшую часть ИК импульсов из пакета импульсов, излучаемых по меньшей мере одним ИК излучателем в одном из периодов излучения, по сообщениям со вторым типом полезного сигнала пользователь судит о заполненности мусорного контейнера, а при переворачивании мусорного контейнера, когда по меньшей мере один ИК приемник принимает большую часть ИК импульсов из пакета импульсов, излучаемых по меньшей мере одним ИК излучателем, осуществляют немедленную передачу сообщений, по которым пользователь судит об очистке мусорного контейнера. Also, the technical result is achieved due to the implementation of a method for monitoring the filling and cleaning of a garbage container, which consists in the fact that at the upper open edge of the container on its opposite walls, a monitoring device is installed, made in the above way, and a pulse emitter is installed on one wall, and a pulse receiver, with the help of at least one IR emitter, periodically radiate along the open edge container, a packet of IR pulses, and with the help of at least one IR receiver, this packet of pulses is received, a radio transmission device using LPWAN or NBIoT technology periodically sends messages to at least one base station, each message containing the identification data of the monitoring device and a useful signal, with the help of at least one base station, each message is received, processed and sent to the network server, with the help of the network server, each message is received from at least one base station, processed and sent to the user's electronic device, moreover, sending by radio transmitting the device of messages containing the first type of useful signal is carried out periodically at constant time intervals when the garbage container is not filled or when it is partially full, when at least one IR receiver receives most of the IR pulses from the pulse packet, emitted x by at least one IR emitter in one of the emission periods, sending by the radio transmitting device messages containing the second type of useful signal is carried out periodically with a full garbage container, when at least one IR receiver receives a smaller part of the IR pulses from the pulse packet emitted by at least with at least one IR emitter in one of the radiation periods, according to messages with the second type of useful signal, the user judges the filling of the garbage container, and when the garbage container is turned over, when at least one IR receiver receives most of the IR pulses from the pulse packet emitted by at least with one IR emitter, carry out immediate transmission messages by which the user judges the cleaning of the dumpster.
Кроме того, перед установкой устройства мониторинга на контейнере в противоположных стенках контейнера могут устанавливать по, по меньшей мере, одной ИК прозрачной вставке, в которой размещают соответственно ИК излучатель и ИК приемник, при этом установку устройства могут осуществлять с наружных сторон противоположных стенок контейнера. In addition, before installing the monitoring device on the container, at least one IR transparent insert can be installed in opposite walls of the container, in which the IR emitter and the IR receiver are respectively placed, while the device can be installed from the outer sides of the opposite walls of the container.
Кроме того, при принятии сетевым сервером от по меньшей мере одной базовой станции сообщений, на нем могут осуществлять фильтрацию принятых сообщений путем отбрасывания искаженных и/или ложных сообщений. In addition, when the network server receives messages from at least one base station, it can filter the received messages by discarding corrupted and / or false messages.
Кроме того, при принятии сетевым сервером от двух и более базовых станций сообщений, на нем могут осуществлять агрегацию принятых сообщений путем объединения в одно сообщение одного и того же сообщения, принятого от разных базовых станций. In addition, when a network server receives messages from two or more base stations, it can aggregate the received messages by combining into one message the same message received from different base stations.
Кроме того, до начала отправки сообщений на по меньшей мере одну базовую станцию могут осуществлять на устройстве мониторинга настройку периодичности отправки сообщений. In addition, before the start of sending messages to at least one base station, the monitoring device can adjust the frequency of sending messages.
Кроме того, до начала излучения ИК импульсов могут осуществлять настройку сетевого сервера для программного обеспечения электронного устройства пользователя путем внесения идентификационных данных устройства для мониторинга в базу данных сетевого сервера и ассоциации устройства для мониторинга с программным обеспечением электронного устройства пользователя, а сетевой сервер может осуществлять хранение полученных от по меньшей мере одной базовой станции сообщений и осуществлять определение программного обеспечения электронного устройства пользователя, с которым ассоциировано устройство для мониторинга. In addition, before the IR pulses are emitted, the network server can be configured for the software of the user's electronic device by entering the identification data of the monitoring device into the database of the network server and associating the monitoring device with the software of the user's electronic device, and the network server can store the received from at least one base station of messages and carry out determining the software of the user's electronic device with which the monitoring device is associated.
Изобретение поясняется с помощью чертежей, где на фиг. 1 показана схема компонентов предложенного устройства для мониторинга наполнения и очистки мусорного контейнера; на фиг. 2 показано предложенное устройство в корпусе; на фиг. 3 показан пример установки устройства на мусорном контейнере, вид сбоку; на фиг. 4 показан пример установки устройства на мусорном контейнере, вид сверху; на фиг. 5 схематично показана связь элементов, с помощью которых осуществляется предложенный способ. The invention is illustrated with the help of drawings, where Fig. 1 shows a diagram of the components of the proposed device for monitoring the filling and cleaning of a waste container; in fig. 2 shows the proposed device in a housing; in fig. 3 shows an example of installing the device on a garbage container, side view; in fig. 4 shows an example of installing the device on a waste container, top view; in fig. 5 schematically shows the connection of the elements with which the proposed method is carried out.
Предложенный способ беспроводного мониторинга наполнения и очистки мусорного контейнера с устройством 1 для осуществления способа предназначены для своевременного обнаружения наполнения контейнеров с бытовыми мусорными отходами, а также для мониторинга момента их опорожнения (очистки). The proposed method for wireless monitoring of the filling and cleaning of a garbage container with a device 1 for implementing the method is intended for the timely detection of the filling of containers with household garbage, as well as for monitoring the moment of their emptying (cleaning).
Предложенный способ реализуется с помощью совокупности технических средств, связанных между собой беспроводными каналами связи и включающих в себя (но, не ограничиваясь): устройство 1 для мониторинга наполнения и очистки мусорного контейнера; базовую станцию 2 (сетевой шлюз); сетевой сервер 3 обработки информации (данных); электронное устройство 4 конечного пользователя со специальным программным обеспечением (приложение пользователя), при этом в качестве электронного устройства 4 могут использовать телефон, смартфон, планшет, ноутбук, персональный компьютер или иное устройство (программное обеспечение или сервис), с помощью которого пользователь осуществляет мониторинг наполнения и очистки мусорного контейнера. Устройство 1 для мониторинга наполнения и очистки мусорного контейнера представляет собой специальный LPWAN или NBIoT инфракрасный датчик мониторинга заполнения, обеспечивающий информирование пользователя о заполнении контейнера и о его переворачивании. Устройство 1 состоит из импульсного излучателя (первая часть) и импульсного приемника (вторая часть). При этом импульсный излучатель представляет собой печатную плату 5 излучателя, а импульсный приемник представляет собой печатную плату 6 приемника. The proposed method is implemented using a set of technical means interconnected by wireless communication channels and including (but not limited to): a device 1 for monitoring filling and cleaning a waste container; base station 2 (network gateway); network server 3 processing information (data); an electronic device 4 of an end user with special software (user application), while a phone, smartphone, tablet, laptop, personal computer or other device (software or service), with which the user monitors the content, can be used as an electronic device 4 and cleaning the dumpster. The device 1 for monitoring the filling and cleaning of the waste container is a special LPWAN or NBIoT infrared sensor for monitoring the filling, which informs the user about the filling of the container and about its overturning. Device 1 consists of a pulse emitter (first part) and a pulse receiver (second part). In this case, the pulsed emitter is a printed circuit board 5 of the transmitter, and the pulse receiver is a printed circuit board 6 of the receiver.
Импульсный излучатель устройства 1 включает: по меньшей мере один ИК излучатель 7, управляющий процессор 8 (первый контроллер управления со встроенным программным обеспечением), соединенный (связанный) с ИК излучателем 7, и элемент 9 питания, соединенный (связанный) с управляющим процессором 8. Причем все перечисленные компоненты, входящие в первую часть устройства 1, могут быть расположены на плате 5 и выполнены конструктивно с ней. Количество ИК излучателей 7 на плате 5 может быть более одного (два, три, четыре или более, в зависимости от размера контейнера, на котором устанавливают устройство 1). Процессор 8 осуществляет управление ИК излучателями 7, в том числе задает периодичность отправки пакета ИК импульсов (ИК излучений, посылок). В случае, когда количество ИК излучателей 7 в импульсном излучателе более одного (два, три или более), то они расположены друг относительно друга на определенном расстоянии, определяемом исходя из размеров мусорных контейнеров и разумной достаточности длины устройства 1, т.е. адекватного его размера (например, от 5 до 15 см., или на большем расстоянии, причем расстояние между одними соседними ИК излучателями 7 может быть равно, больше или меньше, чем расстояние между другими соседними ИК излучателями 7 в случае, когда их количество более двух). The pulse emitter of the device 1 includes: at least one IR emitter 7, a control processor 8 (the first control controller with built-in software) connected (connected) to the IR emitter 7, and a power element 9 connected (connected) to the control processor 8. Moreover, all of the listed components included in the first part of the device 1 can be located on the board 5 and made structurally with it. The number of IR emitters 7 on the board 5 can be more than one (two, three, four or more, depending on the size of the container on which the device 1 is installed). Processor 8 controls IR emitters 7, including setting the frequency of sending a packet of IR pulses (IR radiation, parcels). In the case when the number of IR emitters 7 in a pulsed emitter is more than one (two, three or more), then they are located relative to each other at a certain distance, determined based on the size of the garbage containers and the reasonable sufficiency of the length of the device 1, i.e. its adequate size (for example, from 5 to 15 cm., or at a greater distance, and the distance between one adjacent IR emitters 7 can be equal to, greater or less than the distance between other adjacent IR emitters 7 in the case when their number is more than two).
Импульсный приемник устройства 1 включает: по меньшей мере один ИК приемник 10, управляющий процессор 11 (второй контроллер управления со встроенным программным обеспечением), соединенный с ИК приемником 10, сетевой модуль 12 (радиомодем), соединенный (связанный) с процессором 11, антенна 13, соединенная (связанная) с сетевым модулем 12, акселерометр 14, соединенный (связанный) с процессором 11, и элемент 15 питания, соединенный (связанный) с процессором 11, с сетевым модулем 12 и с акселерометром 14. Причем все перечисленные компоненты, входящие во вторую часть устройства 1, могут быть расположены на плате 6 и выполнены конструктивно с ней. Управляющий процессор 11 может быть конструктивно совмещен с сетевым модулем 12 (в виде единого блока, с которым соединены ИК приемник 10, антенна 13 и акселерометр 14). Сетевой модуль 12 с антенной 13 представляют собой радиопередающее устройство. Количество ИК приемников 10 на плате 6 может быть более одного (два, три, четыре или более, в зависимости от размера контейнера, на котором устанавливают устройство 1, но не менее количества ИК излучателей 7). В случае, когда количество ИК приемников 10 более одного, то они (два, три или более), то они также расположены друг относительно друга на определенном расстоянии, определяемом исходя из размеров мусорных контейнеров и разумной достаточности длины устройства 1, т.е. адекватного его размера (например, от 5 до 15 см., или на большем расстоянии), причем расстояние между одними соседними ИК приемниками 10 также может быть равно, больше или меньше, чем расстояние между другими соседними ИК приемниками 10 в случае, когда их количество более двух. Такое расстояние между ИК приемниками 10 может соответствовать, а может быть иным, чем соответствующее расстояние между ИК излучателями 7. Pulse receiver of device 1 includes: at least one IR receiver 10, control processor 11 (second control controller with built-in software) connected to IR receiver 10, network module 12 (radio modem) connected (connected) to processor 11, antenna 13 connected (connected) with the network module 12, the accelerometer 14 connected (connected) with the processor 11, and the power element 15 connected (connected) with the processor 11, with the network module 12 and with the accelerometer 14. Moreover, all the listed components included in the second part of the device 1 can be located on the board 6 and made structurally with it. The control processor 11 can be structurally combined with the network module 12 (in the form of a single unit with which the IR receiver 10, antenna 13 and accelerometer 14 are connected). The network module 12 with antenna 13 is a radio transmitting device. The number of IR receivers 10 on the board 6 can be more than one (two, three, four or more, depending on the size of the container on which the device 1 is installed, but not less than the number of IR emitters 7). In the case when the number of IR receivers 10 is more than one, then they are (two, three or more), they are also located relative to each other at a certain distance, determined based on the size of the garbage containers and the reasonable sufficiency of the length of the device 1, i.e. its adequate size (for example, from 5 to 15 cm, or at a greater distance), and the distance between some neighboring IR receivers 10 can also be equal, greater or less than the distance between other neighboring IR receivers 10 in the case when their number more than two. Such a distance between IR receivers 10 can correspond to, and can be different than the corresponding distance between IR emitters 7.
Процессор 11 осуществляет управление ИК приемниками 10, анализ и обработку данных, полученных от ИК излучателей 7, передачу сообщений (данных, информации) в сетевой модуль 12, хранение настроек периодичности отправки сообщений (сигналов) сетевым модулем 12. Сетевой модуль 12 обеспечивает передачу сообщений (сигналов) в сети передачи данных посредством антенны 13, а также хранение необходимых параметров для работы в соответствующей сети передачи данных. Причем в случае передачи сообщений с использованием LPWAN технологии, то сетевой модуль 12 представляет собой радиомодуль, который передает данные по LPWAN каналу; а в случае передачи сообщений с использованием NBIoT технологии, то сетевой модуль 12 представляет собой NBIoT модуль, т.е. модем сотовой связи и для передачи данных используется протокол сотовой сети передачи данных. The processor 11 controls the IR receivers 10, analyzes and processes the data received from the IR emitters 7, transfers messages (data, information) to the network module 12, stores the settings for the frequency of sending messages (signals) by the network module 12. The network module 12 provides message transmission ( signals) in the data transmission network via antenna 13, as well as storage of the necessary parameters for operation in the corresponding data transmission network. Moreover, in the case of message transmission using LPWAN technology, the network module 12 is a radio module that transmits data over the LPWAN channel; and in the case of message transmission using NBIoT technology, the network module 12 is an NBIoT module, i.e. a cellular modem and the cellular data network protocol is used for data transmission.
Элементы 9 и 15 питания предназначены для обеспечения автономности работы устройства 1 (соответственно ИК излучателя и ИК приемника). Антенна 13 предназначена для обеспечения передачи сообщений (сигналов) в радиоканал (сотовую сеть). Power elements 9 and 15 are designed to ensure the autonomy of the device 1 (respectively, IR emitter and IR receiver). Antenna 13 is designed to ensure the transmission of messages (signals) to a radio channel (cellular network).
Устройство 1 может содержать корпус, выполненный в виде двух полых трубок 16, 17, преимущественно, прямоугольной (квадратной) формы поперечного сечения (или любой иной формы). Трубка 16 является корпусом импульсного излучателя, а трубка 17 - импульсного приемника. Трубки 16, 17 имеют необходимую длину, которая зависит от размера контейнера 18, на котором устанавливается устройство 1 , и от размера плат 5 и 6. Внутри трубки 16 расположена (неподвижно установлена) плата 5, а внутри трубки 17 расположена (неподвижно установлена) плата 6. Причем каждая трубка 16, 17 может иметь один открытый конец и один закрытый конец, либо может иметь оба открытых конца, на которых установлены съемные крышки 19, позволяющие обеспечить доступ вовнутрь трубок 16, 17 к компонентам (платам 5, 6), установленным в трубках 16, 17. The device 1 may contain a housing made in the form of two hollow tubes 16, 17, preferably of rectangular (square) cross-sectional shape (or any other shape). Tube 16 is the body of the pulsed transmitter, and tube 17 is the pulse receiver. Tubes 16, 17 have the required length, which depends on the size of the container 18, on which the device 1 is installed, and on the size of the boards 5 and 6. Inside the tube 16, the board 5 is located (fixedly installed), and inside the tube 17, it is located (fixed installed) board 6. Moreover, each tube 16, 17 can have one open end and one closed end, or it can have both open ends, on which removable covers 19 are installed, allowing access to the inside of the tubes 16, 17 to the components (boards 5, 6 ) installed in tubes 16, 17.
Каждая трубка 16, 17 имеет в своей стенке ИК прозрачную вставку (количество вставок в соответствующей трубке 16, 17 равно соответственно количеству ИК излучателей 7 или количеству ИК приемников 10). В соответствующих ИК прозрачных вставках трубок 16, 17 герметично расположены соответственно ИК излучатель(ли) 7 и ИК приемник(ки) 10. Each tube 16, 17 has an IR transparent insert in its wall (the number of inserts in the corresponding tube 16, 17 is equal to the number of IR emitters 7 or the number of IR receivers 10, respectively). In the corresponding IR transparent inserts of tubes 16, 17, the IR emitter (s) 7 and the IR receiver (s) 10 are sealed, respectively.
Корпус устройства 1 в виде трубок 16, 17 используется в случае, когда устройство 1 устанавливают непосредственно на наружных сторонах противоположных стенок 20 контейнера 18. А в случае, когда устройство 1 размещают на противоположных стенках 20 контейнера 18 в специальной цапфе (не показана), которая является накладным элементом на внешние стенки 20 контейнера 18, и которая имеет специальные зацепы, за которые мусоросборочная машина поднимает и опрокидывает контейнер 18, то устройство 1 может не иметь корпус, а платы 5 и 6 устанавливают (размещают) во внутренних проемах цапфы. Так же устройство 1 может быть размещено и на внутренней стороне противоположных стенок 20 контейнера в накладном корпусе. Такой накладной корпус (как импульсного излучателя, так и импульсного приемника) может иметь часть, выполненную из ИК прозрачного материала, в котором расположен соответственно ИК излучатель(ли) 7 и ИК приемник(ки) 10. Также в данном случае каждый корпус имеет элемент крепления, предназначенный для соединения с внутренней стороной соответствующей стенки контейнера 18. The body of the device 1 in the form of tubes 16, 17 is used in the case when the device 1 is installed directly on the outer sides of the opposite walls 20 of the container 18. And in the case when the device 1 is placed on the opposite walls 20 of the container 18 in a special pin (not shown), which is an overlay element on the outer walls 20 of the container 18, and which has special hooks for which the garbage collection machine lifts and overturns the container 18, then the device 1 may not have a housing, and the boards 5 and 6 are installed (placed) in the inner openings of the trunnion. The device 1 can also be placed on the inner side of the opposite walls 20 of the container in the overhead body. Such an overhead body (of both a pulse emitter and a pulse receiver) can have a part made of an IR transparent material, in which the IR emitter (s) 7 and the IR receiver (s) 10 are located, respectively. Also in this case, each body has a fastening element designed for connections to the inside of the corresponding container wall 18.
Устройство 1 связано (соединено) посредством беспроводных каналов связи с базовой станцией 2 (или с несколькими базовыми станциями 2) и обеспечивает передачу на базовую станцию 2 сообщений, содержащих данные о принятых ИК приемниками 10 излучениях (ИК импульсов, посылок), передаваемых ИК излучателями 7. Device 1 is connected (connected) via wireless communication channels with base station 2 (or with several base stations 2) and provides transmission to base station 2 of messages containing data on received IR receivers 10 radiation (IR pulses, parcels) transmitted by IR emitters 7 ...
Способ автоматизированного беспроводного мониторинга наполнения и очистки контейнера 18 с использованием устройства 1, базовой станции 2, сетевого сервера 3 и электронного устройства 4 пользователя со специальным программным обеспечением заключается в следующем. A method for automated wireless monitoring of the filling and cleaning of the container 18 using the device 1, the base station 2, the network server 3 and the user's electronic device 4 with special software is as follows.
Для реализации предложенного способа важным является размещение устройства 1 на мусорном контейнере 18 и обеспечение конфигурирования сетевого сервера 3 таким образом, чтобы обеспечивалась доставка сообщений от устройства 1 до приложения электронного устройства 4 пользователя. Для этого осуществляют настройку сетевого сервера 3 для приложения устройства 4 пользователя. На данном этапе уникальные идентификаторы (идентификационные данные) устройства 1 вносятся в базу данных сервера 3 и ассоциируются с приложением электронного устройства 4 пользователя. Уникальным идентификатором устройства 1 является, например, сетевой адрес или идентификационный номер устройства 1 (ГО) или ICCID, или иное (определяется применяемой технологией LPWAN или NBIoT). For the implementation of the proposed method, it is important to place the device 1 on the trash can 18 and ensure the configuration of the network server 3 in such a way as to ensure the delivery of messages from the device 1 to the application of the user's electronic device 4. For this, the network server 3 is configured for the application of the user's device 4. At this stage, the unique identifiers (identification data) of the device 1 are entered into the database of the server 3 and are associated with the application of the user's electronic device 4. The unique identifier of the device 1 is, for example, the network address or the identification number of the device 1 (HO) or ICCID, or otherwise (determined by the used LPWAN or NBIoT technology).
LPWAN или NBIoT устройство 1 устанавливают на наружных сторонах противоположных стенок 20 мусорного контейнера 18, наполнение и очистку которого необходимо контролировать. Установку устройства 1 осуществляют в верхней (открытой) части контейнера 18 вдоль открытого края, преимущественно, в горизонтальной плоскости или близкой к ней. При этом на одной стенке 20 (в горизонтальном положении или близком к нему) устанавливают первую часть устройства 1 (импульсный излучатель), а на другой противоположной стенке 20 (в горизонтальном положении или близком к нему) напротив импульсного излучателя устанавливают вторую часть устройства 1 (импульсный приемник). Две части устройства 1 (ИК излучатель и ИК приемник) устанавливают в верхней части контейнера 18 (вдоль открытого края), так чтобы ИК излучение обеспечивало горизонтальную (или близкую к ней) линию (в случае, когда имеется один ИК излучатель 7 и один ИК приемник 10) или горизонтальную плоскость Z (или близкую к ней, в случае, когда количество ИК излучателей 7 и ИК приемников 10 более одного) вдоль открытой части контейнера 18 (далее по тексту - плоскость ИК излучения). Таким образом, ИК излучатели 7 на одной стороне контейнера 18 и ИК приемники 10 на другой стороне контейнера 18 (когда количество ИК излучателей 7 и ИК приемников 10 более одного) создают виртуальную плоскость размером X на Y, где X - расстояние между противоположными стенками 20 контейнера 18, на которых установлены части устройства 1 , a Y - расстояние между крайними ИК излучателями 7 (оно же между крайними ИК приемниками 10). В общем случае расстояние Y может быть равно расстоянию между двумя другими стенками контейнера 18, на которых устройство 1 не установлено. Так можно покрыть всю площадь контейнера 18. LPWAN or NBIoT device 1 is installed on the outer sides of the opposite walls 20 of the garbage container 18, the filling and cleaning of which must be controlled. The device 1 is installed in the upper (open) part of the container 18 along the open edge, mainly in the horizontal plane or close to it. In this case, on one wall 20 (in a horizontal position or close to it), the first part of the device 1 (pulse emitter) is installed, and on the other opposite wall 20 (in a horizontal position or close to it), opposite the pulse emitter, the second part of the device 1 (pulse receiver). Two parts of the device 1 (IR emitter and IR receiver) are installed in the upper part of the container 18 (along the open edge), so that IR radiation provides a horizontal (or close to it) line (in the case when there is one IR emitter 7 and one IR receiver 10) or the horizontal plane Z (or close to it, in the case when the number of IR emitters 7 and IR receivers 10 is more than one) along the open part of the container 18 (hereinafter referred to as the IR radiation plane). Thus, IR emitters 7 on one side of the container 18 and IR receivers 10 on the other side of the container 18 (when the number of IR emitters 7 and IR receivers 10 is more than one) create a virtual plane X by Y, where X is the distance between the opposite walls 20 of the container 18, on which parts of the device 1 are installed, and Y is the distance between the extreme IR emitters 7 (it is also between the extreme IR receivers 10). In general, the distance Y can be equal to the distance between two other walls of the container 18, on which the device 1 is not installed. This can cover the entire area of the container 18.
Однако, исходя из разумной достаточности, с целью выполнения устройства 1 адекватного размера, расстояние Y целесообразно делать незначительное, например, равное длине цапфы (например, 9,5 см.). Выполнение расстояния Y, например, 9,5 см. означает, что плоскость ИК излучения имеет ширину 9,5 см. (от всей ширины контейнера 18) и длину X (расстояние между стенками 20 контейнера 18, на которых установлено устройство 1). However, proceeding from reasonable sufficiency, in order to make the device 1 of an adequate size, it is advisable to make the distance Y insignificant, for example, equal to the length of the trunnion (for example, 9.5 cm). The implementation of the distance Y, for example, 9.5 cm means that the plane of the IR radiation has a width of 9.5 cm (from the entire width of the container 18) and a length X (the distance between the walls 20 of the container 18, on which the device 1 is installed).
На фиг. 3, 4 изображен вариант установки устройства 1, когда каждая часть устройства имеет корпус в виде трубок 16, 17, установленных на наружных сторонах стенок 20 контейнера 18. При этом следует понимать, что при использовании цапф (не показаны) устройство 1 размещается в данных цапфах, т.е. платы 5, 6 размещаются во внутреннем пространстве противоположных цапф, которые установлены на противоположных стенках контейнера 18. При этом стенки контейнера под цапфой также имеют ИК прозрачные вставки, в которых размещаются соответственно ИК излучатель 7 и ИК приемник 10. FIG. 3, 4 shows a variant of installation of the device 1, when each part of the device has a housing in the form of tubes 16, 17 installed on the outer sides of the walls 20 of the container 18. It should be understood that when using pins (not shown), the device 1 is placed in these pins , i.e. boards 5, 6 are placed in the inner space of opposite pins, which are mounted on opposite walls of the container 18. In this case, the walls of the container under the pivot also have IR transparent inserts, in which the IR emitter 7 and IR receiver 10 are located, respectively.
Перед установкой устройства 1 на контейнере 18, проводят следующее: а) определение оптимального исполнения устройства 1 ; б) подготовка устройства 1 к работе в соответствии с рекомендациями производителя, в том числе настройка периодичности отправки сообщений; в) подготовка (образование специальных отверстий в стенках 20 для вставок 21) и установка ИК прозрачных вставок 21 в стенках 20 контейнера 18 и размещение устройства на контейнере 18. ИК прозрачные вставки 21 предназначены для размещения в них ИК излучателя 7 и ИК приемника 10 при этом в случае, когда количество ИК излучателей 7 и ИК приемников 10 более двух, то расстояние между соответствующими вставками 21 на соответствующих стенках 20 контейнера 18 равно соответствующему расстоянию между соответственно ИК приемниками 10 и ИК излучателями 7.. Для установки устройства 1 на контейнере 18 может потребоваться подготовка крепежа и/или подготовка самого контейнера 18, в том числе путем образования специальных отверстий и установки в них ИК прозрачных вставок 21. При этом отсутствуют существенные ограничения на место установки (крепежа) устройства 1. Методы крепежа устройства 1 не ограничены и могут быть любыми. Before installing the device 1 on the container 18, carry out the following: a) determining the optimal design of the device 1; b) preparing device 1 for operation in accordance with the manufacturer's recommendations, including setting the frequency of sending messages; c) preparation (the formation of special holes in the walls 20 for inserts 21) and installation of IR transparent inserts 21 in the walls 20 of the container 18 and placing the device on the container 18. IR transparent inserts 21 are designed to accommodate the IR emitter 7 and the IR receiver 10 while in the case when the number of IR emitters 7 and IR receivers 10 is more than two, then the distance between the corresponding inserts 21 on the corresponding walls 20 of the container 18 is equal to the corresponding distance between the IR receivers 10 and IR emitters 7, respectively. the installation of the device 1 on the container 18 may require preparation of fasteners and / or preparation of the container 18 itself, including through the formation of special holes and the installation of IR transparent inserts 21 in them. There are no significant restrictions on the place of installation (fasteners) of the device 1. Fastening methods devices 1 are not limited and can be anything.
После того, как устройство 1 установлено на противоположных стенках 20 контейнера 18 и настроено, осуществляют непосредственный мониторинг наполнения и очистки мусорного контейнера 18. After the device 1 is installed on opposite walls 20 of the container 18 and adjusted, the filling and cleaning of the waste container 18 is directly monitored.
Размещенные напротив друг друга на противоположных стенках 20 контейнера 18 две части устройства 1 осуществляют непрерывный автоматизированный мониторинг пересечения плоскости ИК излучения внутри контейнера 18, располагающейся в верхней открытой части контейнера 18 (вдоль открытого края). Также осуществляют анализ показаний данных акселерометра 14, который позволяет определить многократное переворачивание контейнера 18 с целью его опорожнения. Placed opposite each other on opposite walls 20 of the container 18, two parts of the device 1 carry out continuous automated monitoring of the intersection of the IR radiation plane inside the container 18, located in the upper open part of the container 18 (along the open edge). An analysis of the readings of the data of the accelerometer 14 is also carried out, which makes it possible to determine the multiple overturning of the container 18 in order to empty it.
В процессе мониторинга ИК излучатели 7 периодически и часто отправляют (излучают) короткие ИК импульсы (пакет импульсов) с минимальным интервалом между ними. Например, ИК импульсы излучаются в течение долей секунд, а интервалы между этими ИК импульсами - Уг секунды (или любое иное настраиваемое время, например, одна или две, или три секунды и т.п.), а период между пакетами импульсов настраивается пользователем и может быть равен одной или двум, или пяти минутам, или другому необходимому времени. Установленные на противоположной стенке 20 ИК приемники 10 периодически включаются для приема ИК импульсов. ИК приемники 10 включаются на прием реже относительно ИК излучателей 7 (например, один раз в 5-10 минут, или иное необходимое количество раз в иной необходимый промежуток времени, которые настраиваются пользователем). При включении ИК приемники 10 «слушают» в течение времени, достаточного для приема значимого количества отправляемых ИК излучателями 7 импульсов (например, пакет импульсов из 20 штук). In the process of monitoring the IR emitters 7 periodically and often send (emit) short IR pulses (pulse packet) with a minimum interval between them. For example, IR pulses are emitted for fractions of a second, and the intervals between these IR pulses are V seconds (or any other adjustable time, for example, one or two, or three seconds, etc.), and the period between pulse packets is user-configurable and can be equal to one or two, or five minutes, or any other required time. Installed on the opposite wall 20 IR receivers 10 are periodically turned on to receive IR pulses. IR receivers 10 are turned on for reception less often relative to IR emitters 7 (for example, once every 5-10 minutes, or another required number of times in another required period of time, which are configured by the user). When the IR receivers 10 are turned on, they "listen" for a time sufficient to receive a significant amount of pulses sent by the IR emitters 7 (for example, a packet of 20 pulses).
Каждый импульс ИК излучателей 7 имеет определенную модуляцию. Это сделано для защиты от улавливания излучения пультов дистанционного управления и прочих посторонних источников ИК сигналов. Возможны переотражения от стенок контейнера 18 и крышки, но они частичные. При полном контейнере 18 переотражения не обходят мусор через крышки, стены и пр. Для определения момента заполнения или момента опорожнения контейнера 18 по изменению количества принимаемых импульсов могут быть настроены правила для смены статуса контейнера 18, например: Each pulse of IR emitters 7 has a certain modulation. This is to protect against picking up radiation from remote controls and other extraneous sources of IR signals. Re-reflections from the walls of the container 18 and the lid are possible, but they are partial. When the container 18 is full, the re-reflections do not bypass the debris through covers, walls, etc. To determine the moment of filling or the moment of emptying the container 18 by changing the number of received pulses, the rules for changing the status of the container 18 can be configured, for example:
а) ИК приемником 10 принято подавляющее большинство импульсов ИК излучателей 7 (например, 18 из 20) - статус заполненности контейнера 18 меняется на «пустой контейнер»; a) IR receiver 10 received the vast majority of pulses from IR emitters 7 (for example, 18 out of 20) - the full status of container 18 changes to "empty container";
б) ИК приемником 10 принято подавляющее меньшинство импульсов ИК излучателей 7 (например, 2 из 20) - статус заполненности меняется на «полный контейнер». В остальных случаях статус не меняется. b) IR receiver 10 received the overwhelming minority of pulses from IR emitters 7 (for example, 2 out of 20) - the status of fullness changes to "full container". In other cases, the status does not change.
Таким образом, по количеству успешно полученных ИК приемниками 10 ИК импульсов, управляющий процессор 11 второй части устройства 1 определяет состояние мусорного контейнера 18 - полное или пустое. Исходя из состояния контейнера 18, ИК приемник 10 может включаться реже. Например, сразу после выявления состояния (смены статуса) контейнера 18 «пустой контейнер» после «полный контейнер», ИК приемник 10 с целью экономии энергии может не включаться в течение относительно долгого времени (например, 20 минут). Thus, by the number of IR pulses successfully received by the IR receivers 10, the control processor 11 of the second part of the device 1 determines the state of the trash can 18 - full or empty. Based on the state of the container 18, the IR receiver 10 may turn on less frequently. For example, immediately after identifying the state (changing the status) of the container 18 "empty container" after "Full container", the IR receiver 10 in order to save energy may not be switched on for a relatively long time (for example, 20 minutes).
Каждый ИК приемник 10 может принимать ИК импульсы одновременно от нескольких ИК излучателей 7 (если в устройстве 1 используется больше двух ИК излучателей 7). Each IR receiver 10 can receive IR pulses simultaneously from several IR emitters 7 (if device 1 uses more than two IR emitters 7).
При заполнении контейнера 18 произойдет пересечение плоскости ИК излучения мусором и ИК сигнал не будет проходить к ИК приемнику 10. Если ИК сигнал не проходит на ИК приемник 10 в течение «долгого» времени (то есть это не падение мусора), например, около минуты, то можно констатировать существенное пересечение плоскости ИК излучения и состояние контейнера 18 как «почти полное» или «полное». When the container 18 is filled, the plane of the IR radiation will be crossed with debris and the IR signal will not pass to the IR receiver 10. If the IR signal does not pass to the IR receiver 10 for a "long" time (that is, it is not a drop of debris), for example, about a minute, then one can state a significant intersection of the plane of the IR radiation and the state of the container 18 as "almost complete" or "complete".
В процессе мониторинга наполнения и очистки контейнера 18 устройство 1 с помощью радиопередающего устройства (сетевого модуля 12 и антенны 13) периодически отправляют по радиоканалу сообщения о состоянии заполненности контейнера 18. In the process of monitoring the filling and cleaning of the container 18, the device 1, using a radio transmitting device (network module 12 and antenna 13), periodically sends messages about the state of the container 18 being full by radio channel.
Устройство 1 передает сообщения, каждое из которых содержит данные (полезный сигнал) о состоянии наполненности контейнера 18 (контейнера). При неизменности статуса заполненности контейнера 18 сообщения передаются по настраиваемому пользователю расписанию. Например, один раз в два часа. Такие сообщения могут использоваться для контроля работоспособности устройства 1 и канала связи. The device 1 transmits messages, each of which contains data (useful signal) about the full state of the container 18 (container). If the full status of the container 18 remains unchanged, messages are transmitted according to a user-configurable schedule. For example, once every two hours. Such messages can be used to monitor the operability of device 1 and the communication channel.
При смене статуса заполненности контейнера 18 (с пустого на полный и наоборот) сообщения передаются вне расписания и сразу после выявления факта смены состояния. Для минимизации риска недоставки сообщения по радиоканалу, такое сообщение может быть отправлено несколько раз подряд (например, 3-5 раз). Полезный сигнал - текущее состояние контейнера 18. Сообщения с полезным сигналом могут использоваться для передачи приложению пользователя информации о факте работоспособности самого устройства 1 и радиоканала до базовой станции 2. Периодичность отправки таких сообщений настраивается пользователем в зависимости от условий эксплуатации и контролируемого объекта (контейнера 18), в том числе от места расположения контейнера 18. When the full status of container 18 changes (from empty to full and vice versa), messages are sent out of schedule and immediately after the fact of a change in state is detected. To minimize the risk of non-delivery of the message over the radio channel, such a message can be sent several times in a row (for example, 3-5 times). Useful signal - the current state of the container 18. Messages with a useful signal can be used to transmit to the user application information about the fact of operability of the device 1 itself and the radio channel to the base station 2. The frequency of sending such messages is configured by the user depending on the operating conditions and the controlled object (container 18), in including from the location of the container 18.
Значение текущего состояния контейнера 18 может быть «пустой контейнер» (первый тип полезного сигнала) или «полный контейнер» (второй тип полезного сигнала). Сообщение со значением «пустой контейнер» отправляют при незаполненном мусорном контейнере 18 или при его частичной заполненности (когда мусор расположен ниже плоскости (линии) ИК излучения и не пересекает ее, или пересекает меньшую часть площади данной плоскости, т.е. когда ИК приемники 10 принимает большую часть импульсов из пакета импульсов от ИК излучателей 7). The value of the current state of the container 18 can be "empty container" (the first type of useful signal) or "full container" (the second type of useful signal). A message with the value "empty container" is sent when the garbage container 18 is empty or when it is partially full (when the garbage is located below the plane (line) of the IR radiation and does not cross it, or crosses a smaller part of the area of this plane, i.e. when the IR receivers 10 receives most of the pulses from the pulse packet from the IR emitters 7).
Сообщение со значением «полный контейнер» отправляют при заполнении контейнера 18, т.е. при полном мусорном контейнере 18, либо при заполнении большей его части (когда мусор пересекает большую часть площади плоскости ИК излучения, т.е. когда ИК приемники 10 принимает меньшую часть импульсов из пакета импульсов от ИК излучателей 7). Для минимизации вероятности недоставки сообщений «полный контейнер», их могут отправлять многократно (3-5 раз). Периодичность отправки таких сообщений также настраивается пользователем, причем отправка таких сообщений осуществляется, преимущественно, в течение промежутка времени, равного или меньшего периоду отправки сообщений с первым типом полезного сигнала. По значению текущего состояния в сообщениях пользователь (или приложение пользователя) судит о заполненности мусорного контейнера 18. A message with the value "full container" is sent when container 18 is full, i. E. with a full garbage container 18, or when most of it is filled (when the garbage crosses most of the area of the IR radiation plane, i.e. when the IR receivers 10 receive a smaller part of the pulses from the pulse packet from the IR emitters 7). To minimize the probability of non-delivery of "full container" messages, they can be sent multiple times (3-5 times). The frequency of sending such messages is also configurable by the user, and the sending of such messages is carried out mainly within a time interval equal to or less than the period of sending messages with the first type of useful signal. By the value of the current state in messages the user (or user application) judges the fullness of the dumpster 18.
Периодическая отправка сообщений осуществляется с помощью радиопередающего устройства (сетевого модуля 12 и антенны 13) с использованием LPWAN технологии или с использованием NBIoT технологии (в зависимости от наличия зоны покрытия в месте установки устройства 1, дальности передачи сигнала от радиопередающего устройства и пр.). Сообщения отправляют на базовую станцию 2 (или на несколько базовых станций 2), установленную в зоне распространения радиосигнала сетевого модуля 12. Причем до начала отправки сообщений на базовую станцию 2, на устройстве 1 (на процессоре 11) осуществляют настройку периодичности отправки сообщений. Настройка периодичности отправки осуществляется для сообщений с каждым типом полезного сигнала. При этом для сообщений с первым типом полезного сигнала интервалы времени отправки больше, для сообщений со вторым типом полезного сигнала меньше, чем для первого типа, а при переворачивании контейнера 18, когда ПК приемник 10 опять принимает большую часть ПК импульсов из пакета импульсов, излучаемых ПК излучателями 7, сообщения некоторое время (например, в течение 10 минут) отправляют с еще меньшим интервалом времени, чем для первого и второго типа, по которым пользователь судит об очистке контейнера 18, но далее отправляют опять сообщения с первым типом полезного сигнала. Periodic sending of messages is carried out using a radio transmitting device (network module 12 and antenna 13) using LPWAN technology or using NBIoT technology (depending on the availability of the coverage area at the installation site of device 1, the range of signal transmission from the radio transmitting device, etc.). Messages are sent to base station 2 (or to several base stations 2) installed in the radio signal distribution area of network module 12. Moreover, before messages are sent to base station 2, on device 1 (on processor 11), the message sending frequency is adjusted. The frequency of sending is configured for messages with each type of useful signal. At the same time, for messages with the first type of useful signal, the sending time intervals are longer, for messages with the second type of useful signal, less than for the first type, and when the container 18 is turned over, when the PC receiver 10 again receives most of the PC pulses from the pulse packet emitted by the PC emitters 7, messages for some time (for example, within 10 minutes) are sent with an even shorter time interval than for the first and second types, according to which the user judges the cleaning of the container 18, but then messages are sent again with the first type of useful signal.
Каждое сообщение от устройства 1 содержит идентификационные данные беспроводного устройства 1 и соответствующий полезный сигнал. Таким образом, при пустом контейнере 18 или частично заполненном, т.е. когда ИК приемник 10 принимает значительное число импульсов (посылок) из пакета импульсов от ИК излучателя 7 в одном из периодов излучения, в радиоканал передают сообщения, содержащие идентификационные данные устройства 1 и полезный сигнал «пустой контейнер». При полном контейнере 18, т.е. когда ИК приемник 10 принимает незначительное число импульсов из пакета импульсов от ИК излучателя 7, в радиоканал передают сообщения, содержащие идентификационные данные устройства 1 и полезный сигнал «полный контейнер». При опорожнении (переворачивании) контейнера 18, т.е. когда сработал акселерометр 14, в радиоканал передают сообщения, содержащие идентификационные данные устройства 1 и сигнал «пустой контейнер». В вариантном исполнении акселерометр 14 в устройстве 1 может отсутствовать, в данном случае после опорожнения контейнера 18 отправляют сообщения с первым типом полезного сигнала «пустой контейнер», когда ИК приемниками 10 опять принимают большую часть ИК импульсов из пакета импульсов от ИК излучателей 7. Each message from device 1 contains the identification data of the wireless device 1 and the corresponding useful signal. Thus, when the container 18 is empty or partially filled, i. E. when IR receiver 10 receives a significant number of pulses (parcels) from the packet of pulses from the IR emitter 7 in one of the radiation periods, messages containing the identification data of the device 1 and the useful signal "empty container" are transmitted to the radio channel. With a full container 18, i.e. when the IR receiver 10 receives a small number of pulses from the pulse packet from the IR emitter 7, messages containing the identification data of the device 1 and a useful signal "full container" are transmitted to the radio channel. When emptying (turning) the container 18, i.e. when the accelerometer 14 is triggered, messages containing the identification data of the device 1 and the "empty container" signal are transmitted to the radio channel. In a variant embodiment, the accelerometer 14 in device 1 may be absent, in this case, after emptying the container 18, messages are sent with the first type of useful signal "empty container", when the IR receivers 10 again receive most of the IR pulses from the pulse packet from the IR emitters 7.
Сообщения отправляют периодически с постоянными интервалами времени, которые задаются пользователем. При этом пользователь в зависимости от задачи контроля, от условий эксплуатации, от своих потребностей и от места, где установлен контейнер 18 с устройством 1, может настроить любые интервалы времени для отправки сообщений (через несколько секунд или через несколько минут, или через каждый час, или один раз в день в определенное время, или один раз месяц в определенное время соответствующего дня и так далее). В случае, когда изменяется статус заполненности контейнера 18, автоматически осуществляется немедленная (моментальная) внеочередная передача сообщений вне установленного пользователем расписания. Messages are sent periodically at constant time intervals specified by the user. In this case, the user, depending on the monitoring task, on the operating conditions, on his needs and on the place where the container 18 with the device 1 is installed, can set up any time intervals for sending messages (after a few seconds or after a few minutes, or every hour, or once a day at a certain time, or once a month at a certain time of the corresponding day, and so on). In the case when the filling status of the container 18 changes, the immediate (instant) out-of-order transmission of messages outside the user-defined schedule.
После получения сообщений сервером и обработки их пользователь с помощью приложения может быть уведомлен о текущем статусе заполненности контейнера 18. After receiving messages by the server and processing them, the user using the application can be notified of the current full status of container 18.
Для отправки устройством 1 сообщений (радиосигналов) используется LPWAN технология или NBIoT технология, причем протокол передачи данных (сотовой сети) определяется применяемой в конкретном случае LPWAN технологией или NBIoT технологией. Частотный диапазон зависит от применяемой в конкретном случае LPWAN технологии или NBIoT технологии и действующих в конкретном регионе правил и разрешений. To send the device 1 messages (radio signals), LPWAN technology or NBIoT technology is used, and the data transfer protocol (cellular network) is determined by the LPWAN technology or NBIoT technology used in a particular case. The frequency range depends on the LPWAN technology or NBIoT technology used in a particular case and the rules and permits in force in a particular region.
Для приема сообщений от устройства 1 в зоне распространения радиосигнала радиопередающего устройства (сетевого модема 12 с антенной 13) должна присутствовать по меньшей мере одна базовая станция 2 (сетевой шлюз). Однако может быть и большее количество базовых станций 2, причем для приема сообщения от устройства 1 могут использоваться уже заранее установленные базовые станции 2, либо при их отсутствии в зоне распространения сигнала от датчика 1 устанавливают базовую станцию 2 (или несколько базовых станций 2). To receive messages from device 1, at least one base station 2 (network gateway) must be present in the radio signal propagation area of the radio transmitting device (network modem 12 with antenna 13). However, there may be a larger number of base stations 2, and to receive a message from device 1, already pre-installed base stations 2 can be used, or, if they are absent, base station 2 (or several base stations 2) is installed in the signal propagation zone from sensor 1.
После отправки устройством 1 сообщений, с помощью базовой станции 2 (или нескольких базовых станций 2) принимают от устройства 1 каждое сообщение, обрабатывают его и отправляют его на сетевой сервер 3. After the device 1 sends messages, using the base station 2 (or several base stations 2), each message is received from the device 1, processed and sent to the network server 3.
Базовая станция 2 (базовые станции) осуществляет безусловную автоматизированную передачу принятых из радиоканала сообщений на сервер 3 обработки сообщений (с учетом необходимости фильтрации сообщений). Базовая станция 2 осуществляет отправку сообщения на сервер 3 немедленно после его получения из радиоэфира от устройства 1. Способ передачи данных базовой станцией 2 на сервер 3 определяется конкретной моделью базовой станции 2. В частности, распространены следующие способы - через оптоволоконный канал, ethernet канал, через сотовую сеть и через WiFi. Используемый канал передачи данных определяется составом поддерживаемых сетевым шлюзом протоколов и передачи данных. Base station 2 (base stations) carries out unconditional automated transmission of messages received from the radio channel to the message processing server 3 (taking into account the need to filter messages). Base station 2 sends a message to server 3 immediately after receiving it from the radio from device 1. The method of transmitting data by base station 2 to server 3 is determined by a specific model of base station 2. In particular, the following methods are common - via a fiber-optic channel, ethernet channel, via a cellular network and via WiFi. The data transmission channel used is determined by the composition of the protocols and data transmission supported by the network gateway.
Сервер 3 может быть расположен как в «облаке», так и на стороне пользователя, это определяется применяемой в конкретном случае LPWAN технологией или NBIoT технологией. Server 3 can be located both in the "cloud" and on the user side, this is determined by the LPWAN technology or NBIoT technology used in a particular case.
После принятия сервером 3 каждого сообщения от базовой станции 2, сетевой сервер 3 осуществляет обработку каждого принятого от базовой станции 2 (станций) сообщения и передачу этих сообщений приложению конечного пользователя на его электронное устройство 4. After the server 3 receives each message from the base station 2, the network server 3 processes each message received from the base station 2 (stations) and transfers these messages to the end-user application on its electronic device 4.
Помимо того, что сетевой сервер 3 осуществляет обработку сообщений, полученных от базовой станции 2 и передачу сообщений приложению конечного пользователя, сервер 3 также осуществляет хранение полученных от базовой станции 2 сообщений, анализирует время заполнения мусорного контейнера 18, а также количество раз его опорожнения в определенные периоды времени, осуществляет определение приложения электронного устройства 4 пользователя, с которым ассоциированы устройства 1. In addition to the fact that the network server 3 processes the messages received from the base station 2 and sends messages to the end-user application, the server 3 also stores the messages received from the base station 2, analyzes the filling time of the garbage container 18, as well as the number of times it is emptied in certain time periods, determines the application of the user's electronic device 4 with which the devices 1 are associated.
Все принятые от устройства 1 сообщения должны пройти фильтрацию и агрегацию. Это необходимо для выявления сообщений, которые были искажены в процессе передачи по радиоканалу и удаления их из дальнейшей обработки. Фильтрация может проводиться как на базовой станции 2 (сетевом шлюзе) при принятии сообщений от устройства 1, так и на сетевом сервере 3 при принятии сообщений от базовой станции 2. Агрегация проводится на сетевом сервере 3 при принятии сообщений от базовых станций 2. При фильтрации сообщений осуществляется отбрасывание искаженных сообщений и/или ложных сообщений, т.е. отбрасывают как искаженные сообщения, так и ложные, или отбрасывают только искаженные, если отсутствуют ложные сообщения, или отбрасывают только ложные, если отсутствуют искаженные сообщения. Агрегация сообщений осуществляется для объединения в одно сообщение одного и того же сообщения, принятого на разных базовых станциях 2. All messages received from device 1 must be filtered and aggregated. This is necessary to identify messages that were distorted during transmission over the radio channel and remove them from further processing. Filtering can be performed as at base station 2 (network gateway) when receiving messages from device 1, and on the network server 3 when receiving messages from the base station 2. Aggregation is carried out on the network server 3 when receiving messages from the base stations 2. When filtering messages, garbled messages and / or false messages are discarded, i.e. discard both corrupted and false messages, or discard only corrupted messages if there are no false messages, or discard only false messages if there are no corrupted messages. Aggregation of messages is carried out to combine into one message the same message received at different base stations 2.
После того, как сетевой сервер 3 принял от базовой станции 2 каждое сообщение, обработал его, с помощью сетевого сервера 3 отправляют уже обработанные сообщения посредством канала передачи данных на электронное устройство 4 пользователя (приложению пользователя), при этом каждое обработанное сообщение включает идентификационные данные устройства 1 (например, его уникальный идентификатор) и соответствующий полезный сигнал (пустой контейнер, или полный контейнер, или очистка контейнера). Метод передачи данных определяется составом поддерживаемых сетевым сервером 3 и приложением пользователя протоколов. Примером передачи данных может быть общедоступный или проприетарный API или открытый протокол MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) или иной пригодный для передачи данных протокол. After the network server 3 has received each message from the base station 2, processed it, using the network server 3, the already processed messages are sent via the data channel to the user's electronic device 4 (user application), and each processed message includes the identification data of the device 1 (for example, its unique identifier) and the corresponding wanted signal (empty container, or full container, or emptying the container). The method of data transfer is determined by the composition of the protocols supported by the network server 3 and the user's application. An example of data transfer can be a public or proprietary API, or the open MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, or another protocol suitable for data transfer.
При получении электронным устройством 4 от сервера 3 каждого обработанного сообщения на устройстве 4 с помощью приложения осуществляют сопоставление идентификационных данных устройства 1 (соотнесение идентификатора датчика 1) с физическим объектом контроля, на котором установлено устройство 1, и осуществляют уведомление (информирование) пользователя. Информирование пользователя осуществляют путем периодической отправки ему сообщений (через определенные периоды времени, настраиваемые пользователем), включающих идентификационные данные устройства 1 и первый тип полезного сигнала («пустой контейнер» или «контроль канала»). При получении такого сообщения пользователь с помощью своего устройства 4 может в любое время проверить состояние работоспособности устройства 1 и радиоканала, а также убедиться в том, что контейнер 18 пустой или частично заполнен. При этом электронное устройство 4 при периодическом получении сообщения «пустой контейнер» может автоматически оповещать (информировать) пользователя о работоспособности путем воспроизведения сигнала любым возможным способом (воспроизведение звукового сигнала, световая индикация, вибрация и т.п.), а может находиться в пассивном состоянии (состоянии покоя) и пользователь самостоятельно с помощью приложения может проверить работоспособность устройства 1 и радиоканала, а также состояние наполненности контейнера 18 (в данном случае при открытии пользователем приложения на своем устройстве 4, приложение может информировать пользователя любым указанным способом). При заполненном контейнере 18 пользователя уведомляют путем отправки ему сообщения, включающего идентификационные данные устройства 1 и второй тип полезного сигнала («полный контейнер», он же может использоваться для проверки работоспособности канала, когда контейнер 18 в течение определенного времени не опорожняют). Таким образом, при заполненности контейнера 18 пользователя уведомляют об этом с помощью его устройства 4 путем воспроизведения определенного сигнала. При опорожнении контейнера 18 пользователя уведомляют путем отправки ему сообщения, включающего идентификационные данные устройства 1 и полезный сигнал «очистка контейнера» (данное сообщение аналогично сообщению «пустой контейнер», но отправляется немедленно и с меньшими интервалами времени в течение определенного времени). Таким образом, при очистке контейнера 18 пользователя уведомляют об этом с помощью его устройства 4 путем воспроизведения определенного сигнала. When the electronic device 4 receives from the server 3 each processed message on the device 4 using the application, the identification data of the device 1 (correlation of the sensor ID 1) with the physical object is compared control, on which the device 1 is installed, and carry out notification (informing) the user. The user is informed by periodically sending him messages (after certain periods of time, configured by the user), including the identification data of the device 1 and the first type of useful signal ("empty container" or "channel control"). Upon receipt of such a message, the user, using his device 4, can at any time check the operability status of the device 1 and the radio channel, and also make sure that the container 18 is empty or partially full. In this case, the electronic device 4, upon periodic receipt of the message "empty container", can automatically notify (inform) the user of its operability by playing a signal in any possible way (playing a sound signal, light indication, vibration, etc.), or it can be in a passive state (rest state) and the user can independently use the application to check the operability of the device 1 and the radio channel, as well as the fullness of the container 18 (in this case, when the user opens the application on his device 4, the application can inform the user in any specified way). When the container 18 is full, the user is notified by sending him a message including the identification data of the device 1 and the second type of useful signal ("full container", it can also be used to check the operability of the channel when the container 18 is not emptied for a certain time). Thus, when the container 18 is full, the user is notified of this using his device 4 by playing a certain signal. When the container 18 is empty, the user is notified by sending him a message including the identification of the device 1 and a useful "empty container" signal (this message is similar to the "empty container" message, but sent immediately and at shorter intervals for a certain time). Thus, when cleaning the container 18, the user is notified of this by his device 4 by playing a certain signal.
Метод информирования (уведомления) пользователя может быть любым, например, путем подачи тревожного сигнала на устройстве 4 или путем световой индикации, или вибрация устройства 4, или любым иным возможным способом, в том числе комбинацией указанных методов. Причем приложение пользователя может отображать, например, карту расположения контейнеров 18 с устройствами 1 или список таких объектов, и пользователь имеет возможность в режиме реального времени, находясь на любом расстоянии от объекта мониторинга, проверить состояние наполнения и очистки контейнера 18. The method of informing (notifying) the user can be any, for example, by sending an alarm signal on the device 4 or by light indication, or vibration of the device 4, or in any other possible way, including a combination of these methods. Moreover, the user's application can display, for example, a map of the location of containers 18 with devices 1 or a list of such objects, and the user has the opportunity in real time, being at any distance from the monitoring object, to check the filling and cleaning status of the container 18.
Таким образом, благодаря реализации предложенного способа обеспечивается непрерывный мониторинг наполнения и очистки контейнеров 18 в любых местах, где это необходимо осуществлять. Thus, due to the implementation of the proposed method, continuous monitoring of the filling and cleaning of containers 18 is provided in any places where it is necessary to carry out.
Если кратко охарактеризовать предложенный способ, то он осуществляется следующим образом. Устройство 1 периодически отправляет сообщения «пустой контейнер»/«контроль канала» на базовую станцию 2, которая отправляет эти сообщения на сервер 3, а далее сервер 3 отправляет обработанные сообщения на электронное устройство 4 пользователя. Сообщения «пустой контейнер» отправляются с необходимой для пользователя периодичностью с постоянными интервалами времени и пользователь в любое время может с помощью приложения своего устройства 4 проверить работоспособность устройства 1 и радиоканал, а также текущее состояние контейнера 18. Как только контейнер заполнится, устройство 1 незамедлительно отправляет сообщение «полный контейнер» также на базовую станцию 2, которая отправляет это сообщение на сервер 3, а далее сервер 3 отправляет обработанное сообщение на устройство 4 пользователя. При получении приложением устройства 4 пользователя такого сообщения («полный контейнер»), устройство 4 уведомляет пользователя о факте заполненности контейнера 18 путем подачи звукового сигнала на устройстве 4 или путем световой индикации или любым иным возможным способом. При получении сообщения «полный контейнер» пользователь может незамедлительно отреагировать на этот факт и предпринять необходимые меры для оперативного его опорожнения. Как только контейнер 18 очистят (опустошат), устройство 1 незамедлительно отправляет сообщение «очистка контейнера»/«пустой контейнер» также на базовую станцию 2, которая отправляет это сообщение на сервер 3, а далее сервер 3 отправляет обработанное сообщение на устройство 4 пользователя. При получении приложением устройства 4 пользователя такого сообщения («очистка контейнера»), устройство 4 уведомляет пользователя о факте очистки контейнера 18 путем подачи звукового сигнала на устройстве 4 или путем световой индикации или любым иным возможным способом. If we briefly describe the proposed method, it is carried out as follows. Device 1 periodically sends messages "empty container" / "channel control" to base station 2, which sends these messages to server 3, and then server 3 sends processed messages to user's electronic device 4. "Empty container" messages are sent as often as necessary for the user. constant time intervals and the user at any time using the application of his device 4 can check the operability of device 1 and the radio channel, as well as the current state of container 18. As soon as the container is full, device 1 immediately sends a message "full container" also to base station 2, which sends this message to server 3, and then server 3 sends the processed message to user device 4. When the application of the user's device 4 receives such a message (“full container”), the device 4 notifies the user of the fact that the container 18 is full by giving a sound signal on the device 4 or by light indication or in any other possible way. Upon receiving the message "full container", the user can immediately respond to this fact and take the necessary measures to quickly empty it. As soon as the container 18 is emptied (emptied), the device 1 immediately sends the message "empty container" / "empty container" also to the base station 2, which sends this message to the server 3, and then the server 3 sends the processed message to the user's device 4. When the application of the user's device 4 receives such a message ("cleaning the container"), the device 4 notifies the user of the fact of cleaning the container 18 by giving a sound signal on the device 4 or by light indication or in any other possible way.
Благодаря использованию базовых станций 2 сообщения от устройства 1 могут быть переданы на любые расстояния, причем пользователь может находиться в любом месте и на любом расстоянии от устройства 1. В соответствии с общепринятой идеологией построения LPWAN сетей или NBIoT сетей размещение базовых станций 2 (сетевых шлюзов) и обеспечение зоны радиопокрытия является задачей оператора связи. Thanks to the use of base stations 2, messages from device 1 can be transmitted to any distance, and the user can be anywhere and at any distance from device 1. In accordance with the generally accepted ideology building LPWAN networks or NBIoT networks, placing base stations 2 (network gateways) and providing a radio coverage area is the task of the telecom operator.
Кроме того, благодаря предложенному способу обеспечивается: In addition, thanks to the proposed method, it is provided:
- удаленный автоматизированный контроль заполнения и опорожнения контейнеров 18 на базе устройства 1 с недорогими ИК излучателями 7 и ИК приемниками 10 путем выявление факта заполнения контейнера 18 по пересечению горизонтальной (или близкой к ней) плоскости РЖ излучения в верхней открытой части контейнера; - remote automated control of filling and emptying containers 18 based on device 1 with inexpensive IR emitters 7 and IR receivers 10 by detecting the fact of filling the container 18 at the intersection of the horizontal (or close to it) plane of RL radiation in the upper open part of the container;
- высокая точность контроля заполненности и опорожнения контейнера 18 за счет применения РЖ датчиков, образующих горизонтальную (или близкую к ней) плоскость РЖ излучения, а также за счет применения акселерометра 14. - high accuracy of monitoring the fullness and emptying of the container 18 due to the use of RL sensors, forming a horizontal (or close to it) plane of RL radiation, as well as through the use of an accelerometer 14.
- применение бесконтактного способа контроля заполнения и очистки, что позволяет сохранить устройство 1 в сохранности в течение всего срока эксплуатации; - the use of a non-contact method for monitoring filling and cleaning, which allows you to keep the device 1 intact throughout the entire service life;
- удаленный автоматизированный контроль без необходимости прокладки проводных коммуникаций; - remote automated control without the need to lay wired communications;
- отсутствие необходимости обслуживания устройства 1 и долгая работа от одного элемента питания 9, 15 (3-5 лет); - no need to service device 1 and long-term operation from one battery 9, 15 (3-5 years);
- размещение устройства 1 в технологических проемах цапфы мусорного контейнера 18 (контейнера) обеспечивает его защиту от повреждений при эксплуатации; - placement of the device 1 in the technological openings of the trunnion of the garbage container 18 (container) ensures its protection from damage during operation;
- низкая стоимость устройства 1 и совокупная стоимость владения системой за счет долгого срока работы устройства 1 и отсутствия необходимости обслуживания устройства 1 ; - low cost of device 1 and the total cost of ownership of the system due to the long life of device 1 and the absence of the need to maintain device 1;
- снижение стоимости на внедрение системы и малый срок внедрения, а также снижение стоимости на дальнейшую эксплуатацию. Благодаря применению ИК датчиков, образующих в верхней части контейнера 18 плоскость ИК излучения, исключается необходимость применения подвижных механических частей, а также ультразвуковых или оптических датчиков, использование которых не целесообразно. Выявление факта заполнения контейнера осуществляется по пересечению горизонтальной плоскости (линии) в верхней части контейнера, а не по измерению расстояния между стенками или от верхней точки до дна контейнера. При измерении расстояния между стенами результат может быть не точным при неравномерном заполнении контейнера мусором, а также при измерении расстояния есть ограничения на минимальное и максимальное расстояние до измеряемого объекта. Применение ИК излучателей 7 и ИК приемников 10 позволяет контролировать баки размеров от десятков сантиметров до 5 метров. Измерение горизонтальной плоскости с несколькими ИК приемниками 10 позволяет определить, когда большая часть плоскости ИК излучения перекрыта. То есть при наличии отдельных элементов мусора, перекрывающих небольшую часть плоскости, определение состояния контейнера 18 как «полный контейнер» не будет. - cost reduction for system implementation and short implementation period, as well as cost reduction for further operation. Due to the use of IR sensors, which form the plane of IR radiation in the upper part of the container 18, the need for moving mechanical parts, as well as ultrasonic or optical sensors, the use of which is not advisable, is eliminated. Revealing the fact of filling the container is carried out by the intersection of the horizontal plane (line) at the top of the container, and not by measuring the distance between the walls or from the top point to the bottom of the container. When measuring the distance between walls, the result may be inaccurate if the container is unevenly filled with debris, and when measuring the distance, there are restrictions on the minimum and maximum distance to the measured object. The use of IR emitters 7 and IR receivers 10 allows you to control tanks with sizes from tens of centimeters to 5 meters. Measurement of the horizontal plane with several IR receivers 10 allows you to determine when most of the IR plane is covered. That is, in the presence of separate elements of debris overlapping a small part of the plane, the definition of the state of the container 18 as "full container" will not be.
Архитектурное решение основано на общепринятой архитектуре 1оТ, в которой предусмотрено наличие сетевого шлюза, сервера обрабатывающего сообщения и передающего их приложению пользователя. The architectural solution is based on the generally accepted 1oT architecture, which provides for a network gateway, a server that processes messages and sends them to the user's application.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Устройство для мониторинга наполнения и очистки мусорного контейнера, содержащее импульсный излучатель для закрепления на одной стенке мусорного контейнера, и импульсный приемник для закрепления на противоположной стенке мусорного контейнера, при этом импульсный излучатель включает по меныпей мере один инфракрасный (ИК) излучатель, первый управляющий процессор с программным обеспечением, соединенный с по меньшей мере одним ИК излучателем, и элемент питания, соединенный с первым управляющим процессором, а импульсный приемник включает по меньшей мере один ИК приемник, второй управляющий процессор с программным обеспечением, соединенный с по меньшей мере одним ИК приемником, радиопередающее устройство, соединенное со вторым управляющим процессором, элемент питания, соединенный со вторым управляющим процессором и радиопередающим устройством. 1. A device for monitoring the filling and cleaning of a waste container, containing a pulse emitter for fixing on one wall of the waste container, and a pulse receiver for fixing on the opposite wall of the waste container, while the pulse emitter includes at least one infrared (IR) emitter, the first control a processor with software connected to at least one IR emitter, and a battery connected to the first control processor, and the pulse receiver includes at least one IR receiver, a second control processor with software connected to at least one IR receiver , a radio transmitting device connected to the second control processor, a power cell connected to the second control processor and a radio transmitting device.
2. Устройство по п.1, в котором импульсный излучатель выполнен в виде первой печатной платы, а импульсный приемник выполнен в виде второй печатной платы. 2. The device according to claim 1, in which the pulse emitter is made in the form of a first printed circuit board, and the pulse receiver is made in the form of a second printed circuit board.
3. Устройство по п.1, в котором радиопередающее устройство включает сетевой модуль и соединенную с ним антенну, при этом сетевой модуль соединен со вторым управляющим процессором. 3. The apparatus of claim 1, wherein the radio transmitting device includes a network module and an antenna connected thereto, the network module being connected to the second control processor.
4. Устройство по п.1, в котором импульсный излучатель имеет корпус и импульсный приемник имеет корпус, при этом каждый указанный корпус выполнен в виде полой трубки, которая имеет по меньшей мере одну ИК прозрачную вставку, в которой расположен соответственно ИК излучатель и ИК приемник. 4. The device according to claim 1, in which the pulse emitter has a housing and the pulse receiver has a housing, wherein each said housing is made in the form of a hollow tube that has at least one IR transparent insert, in which the IR emitter and the IR receiver are located, respectively ...
5. Устройство по п.4, в котором каждая трубка имеет по меньшей мере один открытый конец, на котором установлена съемная крышка. 5. The apparatus of claim 4, wherein each tube has at least one open end that carries a removable cover.
6. Устройство по п.1, в котором импульсный излучатель имеет корпус и импульсный приемник имеет корпус, при этом часть каждого указанного корпуса выполнена из ИК прозрачного материала, в котором расположен соответственно по меньшей мере один ИК излучатель и по меньшей мере один ИК приемник, причем каждый указанный корпус имеет элемент крепления для соединения со стенкой мусорного контейнера. 6. The device according to claim 1, in which the pulse emitter has a housing and the pulse receiver has a housing, wherein a part of each said housing is made of an IR transparent material, in which, respectively, at least one IR emitter and at least one IR receiver are located, moreover, each said housing has a fastening element for connection to the wall of the waste container.
7. Устройство по п.1, в котором импульсный излучатель включает два или более ИК излучателя, а импульсный приемник включает два или более ИК приемника, при этом ИК излучатели расположены на расстоянии друг от друга, ИК приемники расположены на расстоянии друг от друга, которое равно или больше, или меньше расстояния между ИК излучателями. 7. The device according to claim 1, in which the pulse emitter includes two or more IR emitters, and the pulse receiver includes two or more IR receivers, while the IR emitters are located at a distance from each other, the IR receivers are located at a distance from each other, which equal to or greater than or less than the distance between the IR emitters.
8. Устройство по п.1 , в котором импульсный приемник включает акселерометр, соединенный со вторым управляющим процессором и с элементом питания. 8. The apparatus of claim 1, wherein the pulse receiver includes an accelerometer coupled to the second control processor and to a battery.
9. Способ мониторинга наполнения и очистки мусорного контейнера, заключающийся в том, что у верхнего открытого края контейнера на его противоположных стенках устанавливают устройство для мониторинга, выполненное по любому из п.п.1-8, причем на одной стенке устанавливают импульсный излучатель, а на другой - импульсный приемник, с помощью по меньшей мере одного ИК излучателя периодически излучают вдоль открытого края контейнера пакет ИК импульсов, а с помощью по меньшей мере одного ИК приемника принимают этот пакет импульсов, с помощью радиопередающего устройства с использованием LPWAN или NBIoT технологии периодически отправляют сообщения на по меньшей мере одну базовую станцию, причем каждое сообщение содержит идентификационные данные устройства для мониторинга и полезный сигнал, с помощью по меныпей мере одной базовой станции принимают каждое сообщение, обрабатывают его и отправляют на сетевой сервер, с помощью сетевого сервера принимают от по меньшей мере одной базовой станции каждое сообщение, обрабатывают его и отправляют на электронное устройство пользователя, причем отправку радиопередающим устройством сообщений, содержащих первый тип полезного сигнала, осуществляют периодически с постоянными интервалами времени при незаполненном мусорном контейнере или при его частичной заполненности, когда по меньшей мере один ИК приемник принимает большую часть ИК импульсов из пакета импульсов, излучаемых по меньшей мере одним ИК излучателем в одном из периодов излучения, отправку радиопередающим устройством сообщений, содержащих второй тип полезного сигнала, осуществляют периодически при полном мусорном контейнере, когда по меньшей мере один ИК приемник принимает меньшую часть ИК импульсов из пакета импульсов, излучаемых по меньшей мере одним ИК излучателем в одном из периодов излучения, по сообщениям со вторым типом полезного сигнала пользователь судит о заполненности мусорного контейнера, а при переворачивании мусорного контейнера, когда по меньшей мере один ИК приемник принимает большую часть ИК импульсов из пакета импульсов, излучаемых по меньшей мере одним ИК излучателем, осуществляют немедленную передачу сообщений, по которым пользователь судит об очистке мусорного контейнера. 9. A method for monitoring the filling and cleaning of a garbage container, which consists in the fact that at the upper open edge of the container, on its opposite walls, a monitoring device is installed, made according to any of paragraphs 1-8, and a pulse emitter is installed on one wall, and on the other - a pulse receiver, with the help of at least one IR emitter, a packet of IR pulses is periodically emitted along the open edge of the container, and with the help of at least one IR receiver, this packet of pulses is received, with the help of a radio transmission device using LPWAN or NBIoT technology, it is periodically sent messages to at least one base station, each message contains the identification data of the monitoring device and a useful signal, with the help of at least one base station each message is received, processed and sent to the network server, with the help of the network server, each message is received from at least one base station, processed and sent to the user's electronic device, and the sending by the radio transmitting device messages containing the first type of useful signal is carried out periodically at constant time intervals when the garbage container is empty or when it is partially full, when at least one IR receiver receives most of the IR pulses from the pulse packet emitted by at least one IR emitter in one of the radiation periods, sending by the radio transmitting device messages containing the second type of useful signal is carried out periodically with a full garbage container, when at least one IR receiver receives a smaller part of IR pulses from a packet of pulses emitted by at least one IR emitter in one of the radiation periods, according to messages with the second type of useful signal, the user judges whether the dumpster is full, and when the dumpster is turned over, when at least one IR receiver receives most of the IR pulses from of a packet of pulses emitted by at least one IR emitter, immediate transmission of messages is carried out, according to which the user judges the cleaning of the waste container.
10. Способ по п.9, в котором перед установкой устройства мониторинга на контейнере в противоположных стенках контейнера устанавливают по, по меньшей мере, одной ИК прозрачной вставке, в которой размещают соответственно Р излучатель и ИК приемник, при этом установку устройства осуществляют с наружных сторон противоположных стенок контейнера. 10. The method according to claim 9, in which, before installing the monitoring device on the container, at least one IR transparent insert is installed in the opposite walls of the container, in which respectively, the P emitter and the IR receiver are placed, and the device is installed from the outer sides of the opposite walls of the container.
11. Способ по п.9, в котором при принятии сетевым сервером от по меньшей мере одной базовой станции сообщений, на нем осуществляют фильтрацию принятых сообщений путем отбрасывания искаженных и/или ложных сообщений. 11. The method of claim 9, wherein when the network server receives messages from the at least one base station, it filters the received messages by discarding corrupted and / or false messages.
12. Способ по п.9, в котором при принятии сетевым сервером от двух и более базовых станций сообщений, на нем осуществляют агрегацию принятых сообщений путем объединения в одно сообщение одного и того же сообщения, принятого от разных базовых станций. 12. The method according to claim 9, wherein when the network server receives messages from two or more base stations, it aggregates the received messages by combining into one message the same message received from different base stations.
13. Способ по п.9, в котором до начала отправки сообщений на по меньшей мере одну базовую станцию осуществляют на устройстве мониторинга настройку периодичности отправки сообщений. 13. The method according to claim 9, wherein prior to the start of sending messages to at least one base station, the monitoring device is configured to set the message sending periodicity.
14. Способ по п.9, в котором до начала излучения ИК импульсов осуществляют настройку сетевого сервера для программного обеспечения электронного устройства пользователя путем внесения идентификационных данных устройства для мониторинга в базу данных сетевого сервера и ассоциации устройства для мониторинга с программным обеспечением электронного устройства пользователя, а сетевой сервер осуществляет хранение полученных от по меньшей мере одной базовой станции сообщений и осуществляет определение программного обеспечения электронного устройства пользователя, с которым ассоциировано устройство для мониторинга. 14. The method according to claim 9, in which, prior to the start of the IR pulse emission, the network server is configured for the software of the user's electronic device by entering the identification data of the monitoring device into the database of the network server and associating the monitoring device with the software of the user's electronic device, and the network server stores the messages received from at least one base station and determines the software of the user's electronic device with which the monitoring device is associated.
PCT/RU2020/000221 2019-07-23 2020-05-14 Method and device for automated monitoring of filling of refuse container WO2021015643A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123242 2019-07-23
RU2019123242A RU2722576C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Method for automated wireless monitoring of garbage container filling and cleaning and device for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021015643A1 true WO2021015643A1 (en) 2021-01-28

Family

ID=71067337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/000221 WO2021015643A1 (en) 2019-07-23 2020-05-14 Method and device for automated monitoring of filling of refuse container

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2722576C1 (en)
WO (1) WO2021015643A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204381U1 (en) * 2020-09-24 2021-05-21 Публичное акционерное общество «Микрон» Device for remote monitoring of the condition of garbage containers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140379588A1 (en) * 2013-03-15 2014-12-25 Compology, Inc. System and method for waste managment
CN105151594A (en) * 2015-09-24 2015-12-16 武汉锦星科技有限公司 Garbage recycling management system and management method based on internet and garbage can
CN205023252U (en) * 2015-09-24 2016-02-10 武汉锦星科技有限公司 Garbage bin and because rubbish recovery management system of internet
CN108328165A (en) * 2018-01-02 2018-07-27 张凯丽 Intelligent garbage bin

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9256467B1 (en) * 2014-11-11 2016-02-09 Amazon Technologies, Inc. System for managing and scheduling containers
RU2649150C1 (en) * 2017-06-19 2018-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Уэйстаут" Control method of trash container operation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140379588A1 (en) * 2013-03-15 2014-12-25 Compology, Inc. System and method for waste managment
CN105151594A (en) * 2015-09-24 2015-12-16 武汉锦星科技有限公司 Garbage recycling management system and management method based on internet and garbage can
CN205023252U (en) * 2015-09-24 2016-02-10 武汉锦星科技有限公司 Garbage bin and because rubbish recovery management system of internet
CN108328165A (en) * 2018-01-02 2018-07-27 张凯丽 Intelligent garbage bin

Also Published As

Publication number Publication date
RU2722576C1 (en) 2020-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10539439B2 (en) Systems and methods of device-free motion detection and presence detection
US10169980B1 (en) Portable security bin
CA2820103C (en) Adaptive bandwidth consumption in remote monitoring of agricultural assets
AU2006213947B2 (en) Remote monitoring of medical device
CA3106044A1 (en) Methods for detecting an environmental anomaly and initiating an enhanced automatic response
KR20150079697A (en) Distributed Monitoring System and Waste Management System and Method
RU2649150C1 (en) Control method of trash container operation
Pardini et al. Smart waste bin: a new approach for waste management in large urban centers
CN106527329A (en) Garbage can management system
CN105800200B (en) A kind of efficient method for cleaning of dustbin
CN106896773A (en) Intelligent environment monitoring system based on internet of things communication
CN109165749A (en) A kind of rubbish object processing data information system with security management and control function
US20220101279A1 (en) Waste management device
WO2021015643A1 (en) Method and device for automated monitoring of filling of refuse container
US10106319B2 (en) Method of automatically determining a filling level of a plastic bag, and a unit for performing such a method
CN111559590A (en) Garbage bin intelligent control ware and garbage bin supervisory systems
US20200071985A1 (en) Laboratory Specimen Box System
CA3193999A1 (en) Systems and methods for waste management
WO2008113568A1 (en) Parcel drop box, system and method for monitoring status of parcel drop box
RU2750111C1 (en) Method of automated wireless monitoring of the filling level of a waste container
CN215324765U (en) Intelligent garbage can and management system thereof
CN107747963A (en) Termite bait station automatic monitoring warning system
WO2020216421A1 (en) An apparatus, a rat bait box and method for detecting, monitoring and/or controlling of rat activity
US20070208541A1 (en) Method, apparatus, and system for monitoring amount of liquid poured from liquid containers
TW201400844A (en) Rainfall monitoring device and intelligent rainfall monitoring and disaster reporting system

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20844130

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20844130

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1