Mobilā platforma ar IoT tehnoloģijām: 14 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Turpmākajās darbībās ir aprakstīts, kā salikt vienkāršu mobilo platformu un iekļaut dažas IoT tehnoloģijas šīs platformas attālinātai vadībai. Šis projekts ir daļa no projekta Assist - IoT (vietējais palīgs ar IoT tehnoloģijām), kas izstrādāts Qualcomm / Embarcados konkursam 2018. Plašāku informāciju par Assist IoT projektu skatiet šeit.

Tālāk aprakstītie scenāriji atspoguļo dažas situācijas, kad šo projektu var izmantot mājas vidē:

1. scenārijs: vecāka gadagājuma cilvēks, kurš dzīvo viens, bet kuram galu galā ir vajadzīgs kāds atbalsts, lai lietotu zāles, vai vajadzības gadījumā jāuzrauga. Ģimenes loceklis vai atbildīgā persona var izmantot šo mobilo platformu biežai vai sporādiskai uzraudzībai un mijiedarbībai ar vecāka gadagājuma cilvēku;

2. scenārijs: Mājdzīvnieks, kas jāatstāj viens uz 2 vai 3 dienām, jo tā īpašnieki ir ceļojuši. Šī mobilā platforma var uzraudzīt barību, ūdeni un palīdzēt saimniekiem sarunāties ar dzīvnieku, lai tas nekļūtu pārāk skumjš;

3. scenārijs. Vecāks, kuram jābrauc, var izmantot šo mobilo platformu, lai uzraudzītu savu mazo bērnu vai zīdaini (par ko rūpējas cits ģimenes loceklis vai atbildīgā persona) un pat lai sazinātos ar mazo bērnu.

4. scenārijs. Vecāks, kuram dažas stundas jāatrodas prom, var izmantot šo mobilo platformu, lai uzraudzītu savu dēlu vai meitu ar fiziskiem vai garīgiem traucējumiem. Par šo dēlu vai meitu jārūpējas citam ģimenes loceklim vai atbildīgai personai.

Visos iepriekšminētajos gadījumos šo mobilo platformu var vadīt attālināti, pārvietojoties uz mājas vietu, kur atrodas uzraugāmā persona vai mājdzīvnieks.

Izmantojot mobilos platformas sensorus, šī mobilā platforma var izmērīt apkārtējās vides mainīgos lielumus vietā, kur atrodas novērojamā persona vai mājdzīvnieks. Tā kā šī informācija ir pieejama tīmekļa lietojumprogrammā, ierīces var tikt attālināti iedarbinātas, regulētas vai atspējotas, lai tās atbilstu videi atbilstoši uzraugāmās personas vai mājdzīvnieka vajadzībām.

1. darbība. Izvēlieties materiālu, ko var izmantot mobilās platformas šasijas montāžai

Mobilo platformu var samontēt, izmantojot materiālus, kas parādīti iepriekš attēlos šādi:

• viens modulis ar diviem riteņiem un diviem līdzstrāvas motoriem, kas savienoti katrā ritenī;
• divu riteņu balsti brīvai virzībai;
• trīs plastmasas nūjas, skrūves, uzgriežņi un paplāksnes.

2. darbība. Mobilās platformas šasijas montāža

Mobilās platformas šasiju var salikt, kā parādīts iepriekš attēlos.

Ar urbjmašīnu plastmasas nūjiņās var izveidot dažus caurumus.

Šos caurumus izmanto plastmasas nūju nostiprināšanai ar moduli ar diviem riteņiem un diviem riteņu balstiem, izmantojot skrūves, uzgriežņus un paplāksnes.

3. darbība. Dažu rezerves daļu izmantošana aveņu PI (un citu ierīču) labošanai mobilajā platformā attēlu uzņemšanai un pārraidei

Iepriekš redzamajos attēlos redzamas dažas rezerves daļas, ko izmanto, lai fiksētu Raspberry PI uz mobilās platformas.

Šajā projektā ar Raspberry PI var tikt pievienota tīmekļa kamera un WiFi USB adapteris attēlu uzņemšanai un pārraidei.

Turpmākajos soļos ir sniegta plašāka informācija par attēlu uzņemšanu un pārraidi šajā projektā.

4. solis: L293D moduļa salikšana līdzstrāvas motoru vadībai un nostiprināšana mobilajā platformā

Lai kontrolētu moduļa līdzstrāvas motorus ar diviem riteņiem, var samontēt L293D moduli (kā parādīts pirmajā attēlā iepriekš).

Šis L293D modulis var būt balstīts uz šo pamācību, bet tā vietā, lai to savienotu ar Raspberry PI GPIO tapām, to var savienot ar citu IoT izstrādes plati kā Sierra mangOH Red plāksni.

Turpmākajās darbībās ir sniegta plašāka informācija par L293D moduļa pievienošanu mangOH Red panelim.

Otrajā attēlā parādīts, kā L293D moduli var piestiprināt pie mobilās platformas un savienojumu ar līdzstrāvas motoriem.

5. solis: MangOH sarkanās plāksnes nostiprināšana un pievienošana mobilajai platformai

Pirmajā attēlā parādīts, kā mangOH Red dēli var nostiprināt uz mobilās platformas.

Otrajā attēlā parādīts, kā dažas GPIO tapas no mangOH Red paneļa CN307 savienotāja (Raspberry PI savienotājs) ir savienotas ar L293D moduli.

CF3 GPIO tapas (7., 11., 13. un 15. tapa) tiek izmantotas, lai kontrolētu līdzstrāvas motorus. Plašāku informāciju par mangOH Red paneļa CN307 savienotāju skatiet šeit.

6. darbība: akumulatora atbalsta stiprināšana mobilajā platformā

Iepriekš redzamajā attēlā parādīts, kā akumulatora atbalsts var tikt fiksēts mobilajā platformā. Tas parāda arī akumulatora atbalsta savienojumu ar L293D moduli.

Šo akumulatora atbalstu var izmantot līdzstrāvas motora barošanai.

7. darbība: tīmekļa lietojumprogrammas ieviešana IoT funkciju atbalstam

Pirmajā attēlā parādīts tīmekļa lietojumprogrammas piemērs, ko šajā projektā sauc par AssistIoT tīmekļa lietojumprogrammu, kas var darboties mākonī, lai atbalstītu IoT funkcijas.

Šī saite parāda šajā projektā izmantoto tīmekļa lietojumprogrammu AssistIoT, kas darbojas Firebase, ar četrām funkcijām:

• video straume, kas uzņemta ar tīmekļa kameru mobilajā platformā;
• mobilās platformas kustību tālvadība;
• vides mainīgo mērīšana no mobilās platformas borta sensoriem;
• mājas ierīču tālvadības pults mājas vietā.

Šajā projektā izmantotā tīmekļa lietojumprogrammas piemēra avota kods ir pieejams šeit.

Šajā tīmekļa lietojumprogrammu piemērā var tikt izmantotas tādas tehnoloģijas kā HTML5, CSS3, Javascript un AngularJS.

Otrajā attēlā parādīta bloku diagramma, kas parāda, kā šajā mobilās platformas projektā var tikt atbalstītas četras funkcijas.

8. darbība. Tīmekļa kameras funkcionalitātes uztvertās video straumes ieviešana

Iepriekš redzamajā attēlā ir redzama tīmekļa lietojumprogramma (šajā projektā saukta par webrtcsend), kas darbojas arī Firebase, kas nodrošina tīmekļa kameru uzņemtu video straumi un pārraida uz citu tīmekļa lietojumprogrammu (šī projekta AssistIoT tīmekļa lietojumprogramma).

Šajā projektā Raspberry PI ir savienots internetā, izmantojot WiFi USB savienotāju. Kad tīmekļa pārlūkprogramma, kas darbojas Raspberry PI, izveido savienojumu ar tīmekļa lietojumprogrammu webrtcsend un tiek nospiesta poga Zvanīt, tiek piekļūta tīmekļa kamerai, kas savienota ar Raspberry PI, un video straume tiek pārsūtīta uz tīmekļa lietojumprogrammu AssistIoT.

Webrtcsend tīmekļa lietojumprogrammas ieviešanas pamatā bija šī apmācība, un tās avota kods ir pieejams šeit.

Mobilās platformas projektā var izmantot Raspberry PI 2. versiju vai jaunāku versiju ar Raspbian attēlu no 2018. gada marta vai vēlāk.

Šajā projektā tika izmantota arī ELOAM 299 UVC - USB tīmekļa kamera un Netgear WiFi USB savienotājs.

9. solis: MangOH sarkanās tāfeles sagatavošana

Mobilās platformas projektā var izmantot mangOH Red dēli, lai atbalstītu pārējās trīs funkcijas:

• mobilās platformas kustību tālvadība;
• vides mainīgo mērīšana no mobilās platformas borta sensoriem;
• sadzīves ierīču tālvadība mājas vietā.

Šeit ir pārskats par mangOH Red dēļa galvenajām iezīmēm. Sīkāka informācija par šo dēli ir aprakstīta šeit.

Lai sagatavotu mangOH Red dēļa aparatūru un programmaparatūru, ko izmantot šajā projektā, ir jāveic visas šajā apmācībā pieejamās darbības.

10. solis: MangOH Red Board M2M sakaru testēšana ar AirVantage vietni

Viena no mangOH Red dēļa galvenajām iezīmēm ir M2M atbalsts, izmantojot 3G tehnoloģiju.

Kad mangOH Red dēlis ir pareizi konfigurēts un tā SIM karte ir reģistrēta AirVantage vietnes kontā (šeit), savienojums ar IoT Cloud ir atļauts.

Lai iegūtu papildinformāciju par vietni AirVantage, piekļūstiet šeit.

Augšējie attēli parāda saziņu starp mangOH Red dēli un vietni AirVantage. Šajā testā mangOH Red dēlis nosūta datus (kā borta sensoru mērījumu) uz AirVantage vietni, izmantojot redSensorToCloud lietojumprogrammas piemēru.

11. darbība. AirVantage API izmantošana vides mainīgo mērīšanai

Iepriekš redzamajā attēlā ir redzami AssistIoT tīmekļa lietojumprogrammā pieejamie izmērīto vides mainīgo dati.

Šie dati tika iegūti, izmantojot API, ko nodrošināja AirVantage vietne. Lai iegūtu papildinformāciju par šo API, piekļūstiet šeit.

Šajā projektā tika izmantoti tikai mangOH Red iebūvētie sensori. Tāpēc sensoru dati tika pielāgoti rādīšanai tīmekļa lietojumprogrammā AssistIoT:

• Temperatūra: iebūvētais temperatūras sensors mēra procesora temperatūru. Šī vērtība tiek atņemta ar 15, lai attēlotu normālu telpas temperatūru;
• Gaismas līmenis: šī vērtība tiek pārvērsta procentos;
• Spiediens: šī vērtība tiek pārvērsta procentos un atspoguļo telpas mitruma vērtību.

12. solis: RedSensorToCloud lietojumprogrammas piemēra pielāgošana platformas kustības tālvadības funkcionalitātes atbalstam

RedSensorToCloud lietojumprogrammas piemērs var būt pielāgots, lai atbalstītu mobilās platformas kustības tālvadības funkcionalitāti šajā projektā.

Izmantojot redSensorToCloud lietojumprogrammā pieejamo komandu "Iestatīt LED intervālu", kā parādīts otrajā attēlā iepriekš, ir iespējams nosūtīt mangOH Red board dažādas vērtības un kartēt tās dažādām lietojumprogrammām.

Piemēram, tālvadības funkcionalitātei funkcija SetLedBlinkIntervalCmd (failā "/avPublisherComponent/avPublisher.c") tika mainīta, vadot mobilās platformas kustības virzienu.

Kā komentēts 5. darbībā, līdzstrāvas motoru vadīšanai tiek izmantotas CF3 GPIO tapas (7., 11., 13. un 15. tapa). Tāpēc tiek izmantota šāda loģika:

Virziena kontrole:

1 - uz priekšu: gpio22 un gpio35 augstajā režīmā

2 - atpakaļ: gpio23 un gpio24 augstā režīmā

3 - pa labi: gpio24 un gpio22 augstajā režīmā

4 - pa kreisi: gpio23 un gpio35 augstajā režīmā

Avota kods, kura pamatā ir lietojumprogrammas redSensorToCloud piemērs un pielāgots mobilās platformas projektam, ir pieejams šeit.

13. darbība. RedSensorToCloud lietojumprogrammas piemēra pielāgošana sadzīves ierīču tālvadības funkcionalitātes atbalstam

RedSensorToCloud lietojumprogrammas piemēru var pielāgot mobilās platformas projekta sadzīves ierīču tālvadības funkcionalitātes atbalstam.

Izmantojot 12. darbības ideju, lietotni redSensorToCloud pieejamo komandu "Iestatīt LED intervālu" var izmantot, lai kontrolētu dažādas lietojumprogrammas mangOH Red panelī.

14. solis: Īstenoto funkciju demonstrēšana

Šajā videoklipā ir parādīts, kā var darboties projekts Mobilā platforma ar IoT tehnoloģijām, veicot visas iepriekš veiktās darbības.