Мобилна платформа с IoT технологии: 14 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Следващите стъпки описват как да се сглоби проста мобилна платформа и включват някои IoT технологии за дистанционно управление на тази платформа. Този проект е част от проекта Assist - IoT (Domestic Assistant with IoT Technologies), разработен за конкурса Qualcomm / Embarcados 2018. За повече информация относно проекта Assist IoT вижте тук.

Сценариите по -долу представят някои ситуации, при които този проект може да се използва в домашна среда:

Сценарий 1: Възрастен човек, който живее сам, но в крайна сметка се нуждае от подкрепа, за да вземе лекарство, или трябва да бъде наблюдаван, ако е необходимо. Член на семейството или отговорно лице може да използва тази мобилна платформа за често или спорадично наблюдение и взаимодействие с възрастното лице;

Сценарий 2: Домашен любимец, който трябва да бъде оставен сам за 2 или 3 дни, защото собствениците му са пътували. Тази мобилна платформа може да следи фуражите, водата и да помогне на собствениците да говорят с животното, за да не стане много тъжно;

Сценарий 3: Родител, който трябва да пътува, може да използва тази мобилна платформа за наблюдение на своето малко дете или бебе (за което се грижи друг член на семейството или отговорно лице) и дори за взаимодействие с малкото дете.

Сценарий 4: Родител, който трябва да отсъства за няколко часа, може да използва тази мобилна платформа за наблюдение на своя син или дъщеря с физически или умствени увреждания. За този син или дъщеря трябва да се грижи друг член на семейството или отговорно лице.

Във всички горепосочени сценарии тази мобилна платформа може да се управлява дистанционно чрез преместване до мястото на дома, където се намира лицето или домашният любимец, които ще бъдат наблюдавани.

Чрез своите вградени сензори тази мобилна платформа може да измерва променливите на околната среда на мястото, където се намира човекът или домашният любимец, който се наблюдава. С тази информация, налична в уеб приложение, устройствата могат да бъдат задействани дистанционно, регулирани или деактивирани, за да отговарят на околната среда според нуждите на наблюдаваното лице или домашен любимец.

Стъпка 1: Избор на материал, който може да се използва за сглобяване на шасито на мобилната платформа

Мобилната платформа може да бъде сглобена, като се използва материалът, представен на снимките по -горе, както следва:

• един модул с две колела и два DC двигателя, свързани във всяко колело;
• две опори за колела за свободна посока;
• три пластмасови пръчки, болтове, гайки и шайби.

Стъпка 2: Сглобяване на шасито на мобилната платформа

Шасито на мобилната платформа може да бъде сглобено, както е показано на снимките по -горе.

Някои пробиви могат да бъдат направени в пластмасовите пръчки с пробивна машина.

Тези отвори се използват за фиксиране на пластмасовите пръчки с модула с две колела и с двете опори на колелата, като се използват болтовете, гайките и шайбите.

Стъпка 3: Използване на някои резервни части за фиксиране на Raspberry PI (и други устройства) на мобилната платформа за заснемане и предаване на изображения

Снимките по -горе показват някои резервни части, използвани за фиксиране на Raspberry PI на мобилната платформа.

Уеб камера и WiFi USB адаптер може да бъдат свързани с Raspberry PI за улавяне и предаване на изображения в този проект.

По -нататъшните стъпки представят повече информация за улавянето и предаването на изображения в този проект.

Стъпка 4: Сглобяване на модул L293D за управление на DC двигатели и фиксиране на мобилната платформа

Модул L293D (както е показано на първата снимка по -горе) може да бъде сглобен за управление на DC двигателите на модула с две колела.

Този модул L293D може да се основава на този урок, но вместо да го свързва с Raspberry PI GPIO щифтове, той може да бъде свързан с друга платка за разработка на IoT като червена дъска Sierra mangOH.

По -нататъшните стъпки представят повече информация за свързването на модула L293D с червена дъска mangOH.

Втората снимка по -горе показва как L293D модулът може да бъде фиксиран върху мобилната платформа и връзката с DC двигателите.

Стъпка 5: Фиксиране и свързване на MangOH Red Board на мобилната платформа

Първата снимка по -горе показва как червената дъска mangOH може да бъде фиксирана на мобилната платформа.

Втората снимка показва как някои GPIO щифтове от конектора CN307 (малинов PI конектор) на червената платка mangOH са свързани с модула L293D.

Щифтовете CF3 GPIO (щифтове 7, 11, 13 и 15) се използват за управление на DC двигателите. За повече информация относно конектора CN307 на червената платка mangOH, вижте тук.

Стъпка 6: Фиксиране на поддръжката на батерията на мобилната платформа

Снимката по -горе показва как поддръжката на батерията може да бъде фиксирана на мобилната платформа. Той показва и връзката на поддръжката на батерията с модула L293D.

Тази опора на батерията може да се използва за захранване на DC мотор.

Стъпка 7: Внедряване на уеб приложение за поддържане на IoT функционалностите

Първата снимка по -горе показва пример за уеб приложение, наречено AssistIoT уеб приложение в този проект, което може да работи в облак за поддръжка на IoT функционалности.

Тази връзка показва уеб приложението AssistIoT, използвано в този проект, работещо във Firebase, с четири функционалности:

• видео поток, заснет от уеб камера на мобилната платформа;
• дистанционно управление на движението на мобилната платформа;
• измерване на променливите на околната среда от бордовите сензори на мобилната платформа;
• дистанционно управление на домашни устройства на домашно място.

Изходният код на примера за уеб приложение, използван в този проект, е достъпен тук.

Този пример за уеб приложение може да използва технологии като HTML5, CSS3, Javascript и AngularJS.

Втората снимка по -горе показва диаграма на блокове, представящи как четирите функционалности могат да бъдат поддържани в този проект за мобилна платформа.

Стъпка 8: Прилагане на видео поток, заснет от функционалност на уеб камера

Снимката по -горе показва уеб приложение (наречено webrtcsend в този проект), също работещо във Firebase, което осигурява видео поток, заснет от уеб камера и предава към друго уеб приложение (уеб приложение AssistIoT в този проект).

В този проект Raspberry PI е свързан в интернет чрез WiFi USB конектор. Когато уеб браузър, работещ в Raspberry PI, се свърже с уеб приложението webrtcsend и се натисне бутонът за повикване, се осъществява достъп до уеб камерата, свързана с Raspberry PI, и видео поток се предава към уеб приложението AssistIoT.

Реализацията на уеб приложение webrtcsend се основава на този урок и неговият изходен код е достъпен тук.

Проектът за мобилна платформа може да използва Raspberry PI версия 2 или по -нова, с изображение на Raspbian от март/2018 или по -късно.

Този проект също така използва ELOAM 299 UVC - USB уеб камера и Netgear WiFi USB конектор.

Стъпка 9: Подготовка на MangOH Red Board

Проектът за мобилна платформа може да използва червената дъска mangOH за поддържане на другите три функционалности:

• дистанционно управление на движението на мобилната платформа;
• измерване на променливите на околната среда от бордовите сензори на мобилната платформа;
• дистанционно управление на домашни устройства на домашно място.

Преглед на основните характеристики на червената дъска mangOH е тук. Повече подробности за тази дъска са описани тук.

За подготовката на хардуера и фърмуера на червената дъска mangOH, която да се използва в този проект, трябва да се следват всички налични стъпки в този урок.

Стъпка 10: Тестване на M2M комуникацията на MangOH Red Board със сайта AirVantage

Една от основните характеристики на червената дъска mangOH е поддръжката на M2M чрез 3G технология.

След като дъската mangOH Red е правилно конфигурирана и нейната SIM карта е регистрирана в акаунт на сайта на AirVantage (тук), връзката с IoT Cloud е разрешена.

За повече информация относно сайта на AirVantage, достъп тук.

Снимките по -горе показват комуникацията между mangOH Red board и сайта на AirVantage. В този тест червената дъска mangOH изпраща данни (като измерване на вградените сензори) до сайта на AirVantage, използвайки примера на приложението redSensorToCloud.

Стъпка 11: Използване на AirVantage API за измерване на променливите на околната среда

Снимката по -горе показва данните от измерените променливи на околната среда, налични в уеб приложението AssistIoT.

Тези данни бяха получени чрез API, предоставен от сайта на AirVantage. За повече информация относно този API, достъп тук.

В този проект бяха използвани само бордовите сензори mangOH Red. Следователно данните от сензорите бяха адаптирани да се показват в уеб приложението AssistIoT:

• Температура: температурата на бордовия сензор измерва температурата на процесора. Тази стойност се изважда от 15, за да представлява нормална температура на помещението;
• Ниво на светлина: тази стойност се преобразува в процентна стойност;
• Налягане: тази стойност се преобразува в процентна стойност и представлява стойността на влажност на помещението.

Стъпка 12: Адаптиране на приложението за приложение RedSensorToCloud за подпомагане функционалността на дистанционното управление на движението на платформата

Примерът на приложението redSensorToCloud може да бъде адаптиран за поддържане на функционалността на дистанционното управление на движението на мобилната платформа в този проект.

С помощта на командата "Set LED Interval", налична в приложението redSensorToCloud, както е показано на втората снимка по -горе, е възможно да се изпращат на mangOH Red board различни стойности и да се съпоставят за различни приложения.

Например, за функционалността на дистанционното управление, функцията SetLedBlinkIntervalCmd (във файла "/avPublisherComponent/avPublisher.c") е променена в контролната посока на движение на мобилната платформа.

Както е коментирано в стъпка 5, CF3 GPIO щифтовете (щифтове 7, 11, 13 и 15) се използват за управление на DC двигателите. Затова се използва следната логика:

Контрол на посоката:

1 - напред: gpio22 и gpio35 във висок режим

2 - назад: gpio23 и gpio24 във висок режим

3 - вдясно: gpio24 и gpio22 във висок режим

4 - вляво: gpio23 и gpio35 във висок режим

Изходният код, базиран на примера на приложението redSensorToCloud и адаптиран за проекта за мобилна платформа, е достъпен тук.

Стъпка 13: Адаптиране на примера на приложението RedSensorToCloud за поддръжка на функционалността за дистанционно управление на домашните устройства

Примерът на приложението redSensorToCloud може да бъде адаптиран за поддържане на функционалността за дистанционно управление на домашните устройства в проекта за мобилна платформа.

Използвайки идеята от стъпка 12, командата "Set LED Interval", налична в приложението redSensorToCloud, може да се използва за управление на различни приложения в червената дъска mangOH.

Стъпка 14: Демонстрация на внедрените функции

Този видеоклип представя как може да работи мобилната платформа с IoT Technologies, след като сте изпълнили всички стъпки преди това.