Mobilna platforma s tehnologijami IoT: 14 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Naslednji koraki opisujejo, kako sestaviti preprosto mobilno platformo in vključujejo nekatere tehnologije IoT za daljinsko upravljanje te platforme. Ta projekt je del projekta Assist - IoT (Domestic Assistant with IoT Technologies), razvitega za tekmovanje Qualcomm / Embarcados 2018. Več informacij o projektu Assist IoT najdete tukaj.

Spodnji scenariji predstavljajo nekatere situacije, v katerih se lahko ta projekt uporablja v domačem okolju:

Scenarij 1: Starejša oseba, ki živi sama, vendar sčasoma potrebuje podporo za jemanje zdravil ali pa jo je treba po potrebi spremljati. Družinski član ali odgovorna oseba lahko to mobilno platformo uporablja za pogosto ali občasno spremljanje in interakcijo s starejšo osebo;

Scenarij 2: Hišni ljubljenček, ki ga je treba pustiti pri miru 2 ali 3 dni, ker so njegovi lastniki potovali. Ta mobilna platforma lahko spremlja krmo, vodo in pomaga lastnikom pri pogovoru z živaljo, da ne bo preveč žalostna;

Scenarij 3: Starš, ki mora potovati, lahko to mobilno platformo uporablja za spremljanje svojega majhnega otroka ali dojenčka (za to skrbi drug družinski član ali odgovorna oseba) in celo za interakcijo z majhnim otrokom.

Scenarij 4: Starš, ki mora biti odsoten nekaj ur, lahko uporablja to mobilno platformo za spremljanje svojega sina ali hčerke s telesnimi ali duševnimi motnjami. Za tega sina ali hčerko mora skrbeti drug družinski član ali odgovorna oseba.

V vseh zgornjih scenarijih je to mobilno platformo mogoče daljinsko upravljati s premikanjem do kraja doma, kjer se nahaja oseba ali hišni ljubljenček, ki ga je treba spremljati.

Ta mobilna platforma lahko s svojimi vgrajenimi senzorji meri zunanje spremenljivke kraja, kjer se nahaja oseba ali hišni ljubljenček, ki ga spremljajo. S temi informacijami, ki so na voljo v spletni aplikaciji, se lahko naprave na daljavo sprožijo, regulirajo ali onemogočijo tako, da ustrezajo okolju glede na potrebe opazovane osebe ali hišnega ljubljenčka.

1. korak: Izbira materiala, ki bi ga lahko uporabili za sestavljanje šasije mobilne platforme

Mobilno platformo je mogoče sestaviti iz materiala, prikazanega na zgornjih slikah, kot sledi:

• en modul z dvema kolesoma in dvema enosmernima motorjema, povezanima v vsako kolo;
• dve kolesni nosilci za prosto smer;
• tri plastične palice, vijaki, matice in podložke.

2. korak: Sestavljanje ohišja mobilne platforme

Podvozje mobilne platforme je mogoče sestaviti, kot je prikazano na zgornjih slikah.

V plastičnih palicah lahko z vrtalnim strojem naredite nekaj lukenj.

Te luknje se uporabljajo za pritrditev plastičnih palic z modulom z dvema kolesoma in z dvema nosilcema koles z vijaki, maticami in podložkami.

3. korak: Uporaba nekaterih rezervnih delov za pritrditev Raspberry PI (in drugih naprav) na mobilni platformi za zajem in prenos slik

Na zgornjih slikah so prikazani nekateri rezervni deli, uporabljeni za pritrditev Raspberry PI na mobilno platformo.

Za zajem in prenos slik v tem projektu sta lahko z Raspberry PI povezana spletna kamera in adapter USB WiFi.

Nadaljnji koraki predstavljajo več informacij o zajemanju in prenosu slike v tem projektu.

4. korak: Sestavljanje modula L293D za krmiljenje enosmernih motorjev in njegovo pritrditev na mobilno platformo

Za krmiljenje enosmernih motorjev modula z dvema kolesoma je mogoče sestaviti modul L293D (kot je prikazano na prvi sliki zgoraj).

Ta modul L293D morda temelji na tej vadnici, toda namesto da ga povežete z zatiči Raspberry PI GPIO, ga lahko povežete z drugo razvojno ploščo IoT kot rdečo ploščo Sierra mangOH.

Nadaljnji koraki predstavljajo več informacij o povezavi modula L293D z rdečo ploščo mangOH.

Druga zgornja slika prikazuje, kako je modul L293D mogoče pritrditi na mobilno platformo in povezavo z enosmernimi motorji.

5. korak: Pritrditev in povezovanje rdeče plošče MangOH na mobilni platformi

Prva zgornja slika prikazuje, kako je lahko plošča mangOH Red pritrjena na mobilno platformo.

Druga slika prikazuje, kako so nekateri zatiči GPIO iz priključka CN307 (priključek Raspberry PI) na rdeči plošči mangOH povezani z modulom L293D.

Za krmiljenje enosmernih motorjev se uporabljajo zatiči CF3 GPIO (zatiči 7, 11, 13 in 15). Za več informacij o priključku CN307 na rdeči plošči mangOH glejte tukaj.

6. korak: Popravljanje podpore za baterijo na mobilni platformi

Zgornja slika prikazuje, kako je mogoče podporo za baterijo pritrditi na mobilno platformo. Prikazuje tudi povezavo nosilca baterije z modulom L293D.

Ta podpora za baterije se lahko uporablja za napajanje enosmernega motorja.

7. korak: Izvajanje spletne aplikacije za podporo funkcionalnosti interneta stvari

Prva zgornja slika prikazuje primer spletne aplikacije, imenovane AssistIoT spletna aplikacija v tem projektu, ki se lahko izvaja v oblaku za podporo funkcionalnosti interneta stvari.

Na tej povezavi je prikazana spletna aplikacija AssistIoT, uporabljena v tem projektu, ki se izvaja v Firebase, s štirimi funkcijami:

• video tok, posnet s spletno kamero na mobilni platformi;
• daljinsko upravljanje premikanja mobilne platforme;
• merjenje spremenljivk okolja z vgrajenih senzorjev mobilne platforme;
• daljinski upravljalnik gospodinjskih naprav doma.

Izvorna koda primera spletne aplikacije, uporabljene v tem projektu, je na voljo tukaj.

Ta primer spletne aplikacije lahko uporablja tehnologije, kot so HTML5, CSS3, Javascript in AngularJS.

Druga zgornja slika prikazuje diagram blokov, ki predstavljajo, kako so lahko štiri funkcionalnosti podprte v tem projektu mobilne platforme.

8. korak: Izvajanje videotoka, zajetega s funkcijo spletne kamere

Na zgornji sliki je prikazana spletna aplikacija (v tem projektu imenovana webrtcsend), ki se izvaja tudi v Firebase in ponuja video tok, ki ga je posnela spletna kamera in ga prenesla v drugo spletno aplikacijo (spletna aplikacija AssistIoT v tem projektu).

V tem projektu je Raspberry PI na internetu povezan prek USB -priključka WiFi. Ko se spletni brskalnik, ki deluje v Raspberry PI, poveže s spletno aplikacijo webrtcsend in pritisne gumb za klic, se dostopi do spletne kamere, povezane z Raspberry PI, in video tok se prenese v spletno aplikacijo AssistIoT.

Izvajanje spletne aplikacije webrtcsend je temeljilo na tej vadnici, njena izvorna koda pa je na voljo tukaj.

Projekt mobilne platforme lahko uporablja Raspberry PI različice 2 ali novejšo, s sliko Raspbian iz marca/2018 ali novejšo.

Ta projekt je uporabljal tudi spletno kamero ELOAM 299 UVC - USB in USB priključek Netgear WiFi.

9. korak: Priprava rdeče deske MangOH

Projekt mobilne platforme lahko uporablja mangOH Red board za podporo ostalim trem funkcionalnostim:

• daljinsko upravljanje premikanja mobilne platforme;
• merjenje spremenljivk okolja z vgrajenih senzorjev mobilne platforme;
• daljinski upravljalnik gospodinjskih naprav doma.

Tukaj je pregled glavnih značilnosti plošče mangOH Red. Več podrobnosti o tej plošči je opisanih tukaj.

Za pripravo strojne in vdelane programske opreme plošče mangOH Red za uporabo v tem projektu je treba upoštevati vse korake, ki so na voljo v tej vadnici.

10. korak: Preizkus komunikacije M2M z rdečo tablo MangOH s spletnim mestom AirVantage

Ena glavnih značilnosti plošče mangOH Red je podpora za M2M prek tehnologije 3G.

Ko je plošča mangOH Red pravilno nastavljena in je kartica SIM registrirana v računu spletnega mesta AirVantage (tukaj), je povezava z IoT Cloud dovoljena.

Za več informacij o spletnem mestu AirVantage pojdite tukaj.

Zgornje slike prikazujejo komunikacijo med tablo mangOH Red in spletnim mestom AirVantage. V tem testu mangOH Red board pošlje podatke (kot meritve vgrajenih senzorjev) na spletno mesto AirVantage s primerom aplikacije redSensorToCloud.

11. korak: Uporaba API -ja AirVantage za merjenje okoljskih spremenljivk

Na zgornji sliki so prikazani podatki izmerjenih spremenljivk okolja, ki so na voljo v spletni aplikaciji AssistIoT.

Ti podatki so bili pridobljeni z API -jem, ki ga ponuja spletno mesto AirVantage. Za več informacij o tem API -ju dostopajte tukaj.

V tem projektu so bili uporabljeni samo vgrajeni senzorji mangOH Red. Zato so bili podatki senzorjev prilagojeni za prikaz v spletni aplikaciji AssistIoT:

• Temperatura: senzor temperature na vozilu meri temperaturo procesorja. Ta vrednost se odšteje za 15, da predstavlja normalno temperaturo prostora;
• Svetlobna raven: ta vrednost se pretvori v odstotno vrednost;
• Tlak: ta vrednost se pretvori v odstotno vrednost in predstavlja vrednost vlažnosti prostora.

12. korak: Prilagajanje primera aplikacije RedSensorToCloud za podporo funkcionalnosti daljinskega upravljanja premikanja platforme

Primer aplikacije redSensorToCloud se lahko prilagodi za podporo funkcionalnosti daljinskega upravljanja premikanja mobilne platforme v tem projektu.

Z ukazom "Set LED Interval", ki je na voljo v aplikaciji redSensorToCloud, kot je prikazano na drugi sliki zgoraj, je mogoče na rdečo ploščo mangOH poslati različne vrednosti in jih preslikati za različne aplikacije.

Na primer, za funkcijo daljinskega upravljanja je bila funkcija SetLedBlinkIntervalCmd (v datoteki "/avPublisherComponent/avPublisher.c") spremenjena v smeri premikanja mobilne platforme.

Kot je navedeno v 5. koraku, se za krmiljenje enosmernih motorjev uporabljajo zatiči CF3 GPIO (zatiči 7, 11, 13 in 15). Zato se uporablja naslednja logika:

Nadzor smeri:

1 - naprej: gpio22 in gpio35 v visokem načinu

2 - nazaj: gpio23 in gpio24 v visokem načinu

3 - desno: gpio24 in gpio22 v visokem načinu

4 - levo: gpio23 in gpio35 v visokem načinu

Izvorna koda, ki temelji na primeru aplikacije redSensorToCloud in je prilagojena projektu mobilne platforme, je na voljo tukaj.

13. korak: Prilagajanje primera aplikacije RedSensorToCloud za podporo funkcionalnosti daljinskega upravljalnika domačih naprav

Primer aplikacije redSensorToCloud se lahko prilagodi za podporo funkcionalnosti daljinskega upravljanja domačih naprav projekta mobilne platforme.

Z idejo o koraku 12 se lahko ukaz "Set LED Interval", ki je na voljo v aplikaciji redSensorToCloud, uporabi za krmiljenje različnih aplikacij na rdeči plošči mangOH.

Korak 14: Prikaz izvedenih funkcij

V tem videoposnetku je predstavljeno, kako lahko deluje projekt Mobilna platforma s tehnologijami IoT, če upoštevate vse korake.