Mobilioji platforma su daiktų interneto technologijomis: 14 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Tolesniuose veiksmuose aprašoma, kaip surinkti paprastą mobiliąją platformą ir įtraukti kai kurias IoT technologijas, skirtas nuotoliniu būdu valdyti šią platformą. Šis projektas yra projekto „Assist - IoT“(„Domestic Assistant with IoT Technologies“) dalis, sukurta „Qualcomm / Embarcados“konkursui 2018. Daugiau informacijos apie „Assist IoT“projektą rasite čia.

Žemiau pateikti scenarijai atspindi situacijas, kai šis projektas gali būti naudojamas namų aplinkoje:

1 scenarijus: pagyvenęs žmogus, kuris gyvena vienas, bet kuriam galiausiai reikia pagalbos, kad galėtų vartoti vaistus, arba prireikus turi būti stebimas. Šeimos narys arba atsakingas asmuo gali naudotis šia mobilia platforma dažnai ar atsitiktinai stebėti ir bendrauti su pagyvenusiu asmeniu;

2 scenarijus: augintinis, kurį reikia palikti vieną 2 ar 3 dienas, nes jo šeimininkai keliavo. Ši mobili platforma gali stebėti pašarą, vandenį ir padėti šeimininkams pasikalbėti su gyvūnu, kad jis nebūtų per daug liūdnas;

3 scenarijus: Tėvas, kuriam reikia keliauti, gali naudoti šią mobiliąją platformą savo mažam vaikui ar kūdikiui stebėti (juo rūpinasi kitas šeimos narys ar atsakingas asmuo) ir net bendrauti su mažamečiu vaiku.

4 scenarijus. Tėvas, kuriam reikia išvykti kelias valandas, gali naudoti šią mobiliąją platformą, kad galėtų stebėti savo sūnų ar dukrą, turinčius fizinių ar psichinių sutrikimų. Šiuo sūnumi ar dukra turi pasirūpinti kitas šeimos narys ar atsakingas asmuo.

Visais aukščiau aprašytais atvejais ši mobilioji platforma gali būti valdoma nuotoliniu būdu, persikeliant į namų vietą, kurioje yra stebimas asmuo ar augintinis.

Naudodama jutiklius, ši mobilioji platforma gali išmatuoti aplinkos, kurioje yra stebimas asmuo ar augintinis, aplinkos kintamuosius. Turint šią informaciją žiniatinklio programoje, prietaisai gali būti nuotoliniu būdu suaktyvinami, reguliuojami arba išjungiami, kad atitiktų aplinką, atsižvelgiant į stebimo asmens ar augintinio poreikius.

1 veiksmas: medžiagos, kuri gali būti naudojama mobiliosios platformos važiuoklės surinkimui, pasirinkimas

Mobilioji platforma gali būti surinkta naudojant medžiagą, pateiktą aukščiau esančiose nuotraukose, taip:

• vienas modulis su dviem ratais ir du nuolatinės srovės varikliai, prijungti prie kiekvieno rato;
• dviejų ratų atramos laisvai judėti;
• trys plastikinės lazdelės, varžtai, veržlės ir poveržlės.

2 žingsnis: mobiliosios platformos važiuoklės surinkimas

Mobilios platformos važiuoklę galima surinkti, kaip parodyta aukščiau esančiose nuotraukose.

Gręžimo mašina gali padaryti keletą skylių plastikiniuose pagaliukuose.

Šios skylės naudojamos plastikiniams pagaliukams pritvirtinti prie modulio su dviem ratais ir dviem ratų atramomis, naudojant varžtus, veržles ir poveržles.

3 veiksmas: kai kurių atsarginių dalių naudojimas aviečių PI (ir kitų įrenginių) sutvarkymui mobiliojoje platformoje vaizdams fiksuoti ir perduoti

Aukščiau esančiose nuotraukose parodytos kai kurios atsarginės dalys, naudojamos „Raspberry PI“pritvirtinimui mobiliojoje platformoje.

Prie projekto „Raspberry PI“galima prijungti internetinę kamerą ir „WiFi“USB adapterį, kad būtų galima fotografuoti ir perduoti šį projektą.

Tolesni veiksmai pateikia daugiau informacijos apie šio projekto vaizdo fiksavimą ir perdavimą.

4 žingsnis: L293D modulio, skirto nuolatinės srovės varikliams valdyti, surinkimas ir tvirtinimas mobiliojoje platformoje

L293D modulis (kaip parodyta pirmame paveikslėlyje aukščiau) gali būti sumontuotas, kad būtų galima valdyti modulio su dviem ratais nuolatinės srovės variklius.

Šis L293D modulis gali būti pagrįstas šia pamoka, tačiau užuot prijungęs jį prie „Raspberry PI GPIO“kaiščių, jis gali būti prijungtas prie kitos „IoT“kūrimo plokštės kaip „Sierra mangOH Red“plokštė.

Tolesniuose veiksmuose pateikiama daugiau informacijos apie L293D modulio prijungimą prie mangOH raudonos plokštės.

Antrame paveikslėlyje parodyta, kaip L293D modulis gali būti pritvirtintas prie mobiliosios platformos ir prijungtas prie nuolatinės srovės variklių.

5 veiksmas: „MangOH Red“lentos tvirtinimas ir prijungimas mobiliojoje platformoje

Pirmame paveikslėlyje parodyta, kaip mangOH Red lenta gali būti pritvirtinta mobiliojoje platformoje.

Antrame paveikslėlyje parodyta, kaip kai kurie GPIO kaiščiai iš mangOH Red plokštės CN307 jungties (Raspberry PI jungtis) yra prijungti prie L293D modulio.

CF3 GPIO kaiščiai (7, 11, 13 ir 15 kaiščiai) naudojami nuolatinės srovės varikliams valdyti. Daugiau informacijos apie mangOH Red plokštės CN307 jungtį rasite čia.

6 veiksmas: pritvirtinkite akumuliatoriaus palaikymą mobiliojoje platformoje

Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodyta, kaip akumuliatoriaus atrama gali būti pritvirtinta mobiliojoje platformoje. Tai taip pat rodo akumuliatoriaus palaikymo prijungimą prie L293D modulio.

Ši baterijos atrama gali būti naudojama nuolatinės srovės variklio maitinimo šaltiniui.

7 veiksmas: žiniatinklio programos, skirtos palaikyti daiktų interneto funkcijas, diegimas

Pirmame paveikslėlyje parodytas žiniatinklio programos pavyzdys, šiame projekte vadinamas „AssistIoT“žiniatinklio programa, kuri gali veikti „Cloud“, kad palaikytų daiktų interneto funkcijas.

Šioje nuorodoje rodoma šiame projekte naudojama „AssistIoT“žiniatinklio programa, veikianti „Firebase“, turinti keturias funkcijas:

• vaizdo srautas, užfiksuotas internetinėje kameroje mobiliojoje platformoje;
• mobiliosios platformos judesių nuotolinis valdymas;
• aplinkos kintamųjų matavimas naudojant mobiliosios platformos borto jutiklius;
• buitinių prietaisų nuotolinis valdymas namų vietoje.

Šiame projekte naudojamo žiniatinklio programos pavyzdžio šaltinio kodą rasite čia.

Šiame žiniatinklio programos pavyzdyje gali būti naudojamos tokios technologijos kaip HTML5, CSS3, „Javascript“ir „AngularJS“.

Antrame paveikslėlyje aukščiau parodyta blokų schema, vaizduojanti, kaip keturios funkcijos gali būti palaikomos šiame mobiliosios platformos projekte.

8 veiksmas: vaizdo kameros funkcijų užfiksuoto vaizdo srauto įgyvendinimas

Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodyta žiniatinklio programa (šiame projekte vadinama „webrtcsend“), taip pat veikianti „Firebase“, kuri teikia vaizdo įrašų srautą, užfiksuotą internetine kamera, ir perduoda į kitą žiniatinklio programą (šio projekto „AssistIoT“žiniatinklio programą).

Šiame projekte „Raspberry PI“yra prijungtas prie interneto per „WiFi“USB jungtį. Kai žiniatinklio naršyklė, veikianti „Raspberry PI“, prisijungia prie žiniatinklio programos „webrtcsend“ir paspaudžiamas skambinimo mygtukas, pasiekiama prie „Raspberry PI“prijungta interneto kamera ir vaizdo srautas perduodamas į „AssistIoT“žiniatinklio programą.

„Webrtcsend“žiniatinklio programos diegimas buvo pagrįstas šia pamoka, o jos šaltinio kodą galite rasti čia.

Mobiliosios platformos projektui gali būti naudojama „Raspberry PI“2 ar naujesnė versija, su „Raspbian“atvaizdu nuo 2018 m. Kovo mėn. Arba vėliau.

Šiame projekte taip pat buvo naudojama ELOAM 299 UVC - USB internetinė kamera ir „Netgear WiFi“USB jungtis.

9 veiksmas: „MangOH Red Board“paruošimas

Mobiliosios platformos projektas gali naudoti „mangOH Red“lentą, kad palaikytų kitas tris funkcijas:

• mobiliosios platformos judesių nuotolinis valdymas;
• aplinkos kintamųjų matavimas naudojant mobiliosios platformos borto jutiklius;
• buitinių prietaisų nuotolinis valdymas namų vietoje.

Čia rasite pagrindinių mangOH Red lentos savybių apžvalgą. Daugiau informacijos apie šią plokštę aprašyta čia.

Norint paruošti „mangOH Red“plokštės aparatinę ir programinę įrangą, kuri bus naudojama šiame projekte, reikia atlikti visus šioje pamokoje nurodytus veiksmus.

10 veiksmas: „MangOH Red Board M2M“ryšio su „AirVantage“svetaine testavimas

Viena iš pagrindinių „mangOH Red“plokštės ypatybių yra M2M palaikymas per 3G technologiją.

Kai „mangOH Red“lenta tinkamai sukonfigūruota ir jos SIM kortelė užregistruota „AirVantage“svetainės paskyroje (čia), ryšys su „IoT Cloud“leidžiamas.

Daugiau informacijos apie „AirVantage“svetainę rasite čia.

Aukščiau esančiose nuotraukose parodyta komunikacija tarp „mangOH Red“lentos ir „AirVantage“svetainės. Šiame bandyme „mangOH Red“lenta siunčia duomenis (kaip borto jutiklių matavimą) į „AirVantage“svetainę, naudodami „redSensorToCloud“programos pavyzdį.

11 veiksmas: „AirVantage“API naudojimas aplinkos kintamųjų matavimui gauti

Aukščiau esančiame paveikslėlyje rodomi išmatuotų aplinkos kintamųjų, pasiekiamų „AssistIoT“žiniatinklio programoje, duomenys.

Šie duomenys buvo gauti per „AirVantage“svetainės pateiktą API. Daugiau informacijos apie šią API rasite čia.

Šiame projekte buvo naudojami tik „mangOH Red“borto jutikliai. Todėl jutiklių duomenys buvo pritaikyti rodyti „AssistIoT“žiniatinklio programoje:

• Temperatūra: temperatūros jutiklis matuoja procesoriaus temperatūrą. Ši vertė atimama iš 15, kad atspindėtų normalią kambario temperatūrą;
• Šviesos lygis: ši vertė konvertuojama į procentinę vertę;
• Slėgis: ši vertė konvertuojama į procentinę vertę ir atspindi kambario drėgmės vertę.

12 veiksmas: „RedSensorToCloud“programos pavyzdžio pritaikymas platformos judėjimo nuotolinio valdymo funkcijoms palaikyti

„RedSensorToCloud“programos pavyzdys gali būti pritaikytas mobiliojo platformos judėjimo nuotolinio valdymo funkcijoms šiame projekte palaikyti.

Naudojant komandą „Nustatyti LED intervalą“, esančią programoje „redSensorToCloud“, kaip parodyta antrame paveikslėlyje aukščiau, į „mangOH Red“lentą galima siųsti skirtingas vertes ir susieti jas su skirtingomis programomis.

Pavyzdžiui, nuotolinio valdymo funkcijai „SetLedBlinkIntervalCmd“funkcija (faile „/avPublisherComponent/avPublisher.c“) buvo pakeista valdant mobiliosios platformos judėjimo kryptį.

Kaip paaiškinta 5 žingsnyje, CF3 GPIO kaiščiai (7, 11, 13 ir 15 kaiščiai) naudojami nuolatinės srovės varikliams valdyti. Todėl naudojama tokia logika:

Krypties valdymas:

1 - pirmyn: gpio22 ir gpio35 aukštu režimu

2 - atgal: gpio23 ir gpio24 aukštu režimu

3 - dešinėje: gpio24 ir gpio22 aukštu režimu

4 - kairėje: gpio23 ir gpio35 aukštu režimu

Šaltinio kodą, pagrįstą „redSensorToCloud“programos pavyzdžiu ir pritaikytą mobiliosios platformos projektui, rasite čia.

13 veiksmas: „RedSensorToCloud“programos pavyzdžio pritaikymas buitinių prietaisų nuotolinio valdymo funkcijoms palaikyti

„RedSensorToCloud“programos pavyzdys gali būti pritaikytas palaikyti mobiliosios platformos projekto buitinių prietaisų nuotolinio valdymo funkcijas.

Remiantis 12 veiksmo idėja, „Set LED Interval“komanda, esanti programoje „redSensorToCloud“, gali būti naudojama įvairioms „mangOH Red“lentos programoms valdyti.

14 žingsnis: Įdiegtų funkcijų demonstravimas

Šiame vaizdo įraše pristatoma, kaip gali veikti projektas Mobilioji platforma su „IoT Technologies“atlikus visus anksčiau nurodytus veiksmus.