Mobilna platforma s IoT tehnologijama: 14 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Sljedeći koraci opisuju kako sastaviti jednostavnu mobilnu platformu i uključuju neke IoT tehnologije za daljinsko upravljanje ovom platformom. Ovaj je projekt dio projekta Assist - IoT (Domestic Assistant with IoT Technologies) koji je razvijen za Qualcomm / Embarcados Contest 2018. Za više informacija o projektu Assist IoT pogledajte ovdje.

Scenariji u nastavku predstavljaju neke situacije koje se ovaj projekt može koristiti u kućnom okruženju:

Scenarij 1: Starija osoba koja živi sama, ali kojoj je na kraju potrebna pomoć za uzimanje lijekova ili je potrebno nadzirati ako je potrebno. Član obitelji ili odgovorna osoba može koristiti ovu mobilnu platformu za često ili sporadično praćenje i interakciju sa starijom osobom;

Scenarij 2: Kućni ljubimac kojeg je potrebno ostaviti na miru 2 ili 3 dana jer su njegovi vlasnici putovali. Ova mobilna platforma može nadzirati hranu, vodu i pomoći vlasnicima u razgovoru sa životinjom kako ne bi postala previše tužna;

Scenarij 3: Roditelj koji treba putovati može koristiti ovu mobilnu platformu za praćenje svog djeteta ili bebe (o kojoj se brine drugi član obitelji ili odgovorna osoba), pa čak i za interakciju s malim djetetom.

Scenarij 4: Roditelj koji treba odsutiti nekoliko sati može koristiti ovu mobilnu platformu za praćenje svog sina ili kćeri s tjelesnim ili mentalnim oštećenjima. Ovog sina ili kćer mora brinuti drugi član obitelji ili odgovorna osoba.

U svim gore navedenim scenarijima, ovom se mobilnom platformom može daljinski upravljati premještanjem do mjesta u kojem se nalazi osoba ili kućni ljubimac koji se nadzire.

Pomoću ugrađenih senzora, ova mobilna platforma može mjeriti ambijentalne varijable mjesta gdje se nalazi osoba ili kućni ljubimac koji se nadzire. S tim podacima dostupnim u web aplikaciji, uređaji se mogu daljinski pokrenuti, regulirati ili onemogućiti kako bi odgovarali okolišu u skladu s potrebama osobe ili kućnog ljubimca.

Korak 1: Odabir materijala koji bi se mogao koristiti za sastavljanje šasije mobilne platforme

Mobilna platforma može se sastaviti pomoću materijala prikazanog na gornjim slikama, kako slijedi:

• jedan modul s dva kotača i dva istosmjerna motora spojena na svaki kotač;
• dva nosača kotača za slobodni smjer;
• tri plastična štapa, vijke, matice i podloške.

Korak 2: Sastavljanje šasije mobilne platforme

Šasija mobilne platforme može se sastaviti kao što je prikazano na gornjim slikama.

Stroj za bušenje može učiniti neke rupe u plastičnim štapovima.

Ove se rupe koriste za pričvršćivanje plastičnih štapića s modulom s dva kotača i s dva nosača kotača, pomoću vijaka, matica i podloška.

Korak 3: Korištenje nekih rezervnih dijelova za popravljanje Raspberry PI (i drugih uređaja) na mobilnoj platformi za snimanje i prijenos slika

Gornje slike prikazuju neke rezervne dijelove koji su korišteni za popravljanje Raspberry PI -a na mobilnoj platformi.

Web kamera i WiFi USB adapter mogu biti povezani s Raspberry PI radi snimanja i prijenosa slika u ovom projektu.

Daljnji koraci predstavljaju više informacija o snimanju i prijenosu slike u ovom projektu.

Korak 4: Sklapanje L293D modula za upravljanje istosmjernim motorima i njegovo učvršćivanje na mobilnoj platformi

Modul L293D (kao što je prikazano na prvoj slici gore) može se sastaviti za upravljanje istosmjernim motorima modula s dva kotača.

Ovaj L293D modul može se temeljiti na ovom vodiču, ali umjesto povezivanja s Raspberry PI GPIO pinovima, može se povezati s drugom razvojnom pločom IoT -a kao Sierra mangOH Crvena ploča.

Daljnji koraci predstavljaju više informacija o povezivanju L293D modula s mangOH crvenom pločom.

Druga gornja slika prikazuje kako se L293D modul može pričvrstiti na mobilnu platformu i vezu s istosmjernim motorima.

Korak 5: Učvršćivanje i povezivanje MangOH Crvene ploče na mobilnoj platformi

Prva gornja slika prikazuje kako se crvena ploča mangOH može pričvrstiti na mobilnu platformu.

Druga slika prikazuje kako su neki GPIO pinovi s CN307 konektora (Raspberry PI konektor) na mangOH crvenoj ploči povezani s modulom L293D.

CF3 GPIO pinovi (pinovi 7, 11, 13 i 15) koriste se za upravljanje istosmjernim motorima. Za više informacija o konektoru CN307 na mangOH crvenoj ploči pogledajte ovdje.

Korak 6: Popravljanje podrške za bateriju na mobilnoj platformi

Gornja slika prikazuje kako se podrška za bateriju može fiksirati na mobilnoj platformi. Također prikazuje povezanost nosača baterija s modulom L293D.

Ovaj nosač baterija može se koristiti za napajanje istosmjernog motora.

Korak 7: Implementacija web aplikacije za podršku IoT funkcionalnostima

Prva gornja slika prikazuje primjer web aplikacije, nazvane AssistIoT web aplikacija u ovom projektu, koja se može izvoditi u oblaku radi podrške IoT funkcionalnostima.

Ova veza prikazuje web aplikaciju AssistIoT koja se koristi u ovom projektu, a radi u Firebaseu, s četiri funkcionalnosti:

• video stream snimljen web kamerom na mobilnoj platformi;
• daljinsko upravljanje pokretima mobilne platforme;
• mjerenje varijabli okruženja s ugrađenih senzora mobilne platforme;
• daljinsko upravljanje kućanskim uređajima na kućnom mjestu.

Izvorni kod primjera web aplikacije koji se koristi u ovom projektu dostupan je ovdje.

Ovaj primjer web aplikacije može koristiti tehnologije poput HTML5, CSS3, Javascript i AngularJS.

Druga gornja slika prikazuje dijagram blokova koji predstavljaju način na koji se četiri funkcionalnosti mogu podržati u ovom projektu mobilne platforme.

Korak 8: Implementacija videotoka snimljenog funkcionalnošću web kamere

Gornja slika prikazuje web aplikaciju (koja se u ovom projektu naziva webrtcsend), koja se također izvodi u Firebaseu, a koja pruža video stream snimljen web kamerom i prenosi ga u drugu web aplikaciju (web aplikacija AssistIoT u ovom projektu).

U ovom projektu, Raspberry PI je povezan na internet putem WiFi USB konektora. Kad se web preglednik koji radi u Raspberry PI poveže s webrtcsend web aplikacijom i pritisne tipka Poziv, pristupa se web kameri povezanoj s Raspberry PI i video stream prenosi se u web aplikaciju AssistIoT.

Implementacija webrtcsend web aplikacije temeljila se na ovom vodiču, a njezin izvorni kod dostupan je ovdje.

Projekt mobilne platforme može koristiti Raspberry PI verziju 2 ili noviju, sa Raspbian slikom iz ožujka/2018. ili kasnije.

Ovaj projekt također je koristio ELOAM 299 UVC - USB web kameru i Netgear WiFi USB konektor.

Korak 9: Priprema MangOH Crvene ploče

Projekt mobilne platforme može koristiti mangOH Red board za podršku ostale tri funkcionalnosti:

• daljinsko upravljanje pokretima mobilne platforme;
• mjerenje varijabli okruženja s ugrađenih senzora mobilne platforme;
• daljinsko upravljanje kućnim uređajima na kućnom mjestu.

Ovdje je pregled glavnih značajki mangOH Crvene ploče. Više detalja o ovoj ploči opisano je ovdje.

Za pripremu hardvera i firmvera mangOH Crvene ploče koja će se koristiti u ovom projektu, moraju se slijediti svi koraci dostupni u ovom vodiču.

Korak 10: Testiranje M2O komunikacije MangOH Red Board -a s web mjestom AirVantage

Jedna od glavnih značajki mangOH Crvene ploče je podrška za M2M putem 3G tehnologije.

Nakon što je mangOH Red ploča ispravno konfigurirana i njezina SIM kartica registrirana na računu AirVantage stranice (ovdje), veza s IoT Cloudom je dopuštena.

Za više informacija o web mjestu AirVantage, pristupite ovdje.

Gornje slike prikazuju komunikaciju između mangOH Crvene ploče i web stranice AirVantage. U ovom testu mangOH Crvena ploča šalje podatke (kao mjerenje ugrađenih senzora) na web mjesto AirVantage koristeći primjer aplikacije redSensorToCloud.

11. korak: Korištenje AirVantage API -ja za mjerenje varijabli okoliša

Gornja slika prikazuje podatke izmjerenih varijabli okruženja dostupne u web aplikaciji AssistIoT.

Ti su podaci dobiveni putem API -ja koji pruža web stranica AirVantage. Za više informacija o ovom API -ju pristupite ovdje.

U ovom su projektu korišteni samo ugrađeni senzori mangOH Red. Stoga su podaci senzora prilagođeni za prikaz u web aplikaciji AssistIoT:

• Temperatura: osjetnik temperature na ploči mjeri temperaturu procesora. Ova se vrijednost oduzima za 15 kako bi predstavljala normalnu temperaturu prostorije;
• Razina svjetlosti: ova se vrijednost pretvara u postotnu vrijednost;
• Tlak: ova se vrijednost pretvara u postotnu vrijednost i predstavlja vrijednost vlažnosti prostorije.

Korak 12: Prilagođavanje primjera aplikacije RedSensorToCloud za podršku funkcionalnosti daljinskog upravljanja kretanjem platforme

Primjer aplikacije redSensorToCloud može se prilagoditi za podršku funkcionalnosti daljinskog upravljanja kretanjem mobilne platforme u ovom projektu.

Pomoću naredbe "Postavi LED interval" koja je dostupna u aplikaciji redSensorToCloud, kao što je prikazano na drugoj slici iznad, moguće je poslati na mangOH Crvenu ploču različite vrijednosti i mapirati ih za različite aplikacije.

Na primjer, za funkcionalnost daljinskog upravljanja, funkcija SetLedBlinkIntervalCmd (u datoteci "/avPublisherComponent/avPublisher.c") je promijenila kontrolu smjera kretanja mobilne platforme.

Kao što je komentirano u koraku 5, CF3 GPIO pinovi (pinovi 7, 11, 13 i 15) koriste se za upravljanje istosmjernim motorima. Stoga se koristi sljedeća logika:

Kontrola smjera:

1 - naprijed: gpio22 i gpio35 u visokom načinu rada

2 - unatrag: gpio23 i gpio24 u visokom načinu rada

3 - desno: gpio24 i gpio22 u visokom načinu rada

4 - lijevo: gpio23 i gpio35 u visokom načinu rada

Izvorni kôd temeljen na primjeru aplikacije redSensorToCloud i prilagođen projektu mobilne platforme dostupan je ovdje.

Korak 13: Prilagođavanje primjera aplikacije RedSensorToCloud za podršku funkcionalnosti daljinskog upravljača domaćih uređaja

Primjer aplikacije redSensorToCloud može se prilagoditi za podršku funkcionalnosti daljinskog upravljanja kućnim uređajima projekta mobilne platforme.

Koristeći ideju iz 12. koraka, naredba "Postavi LED interval" dostupna u aplikaciji redSensorToCloud može se koristiti za upravljanje različitim aplikacijama na mangOH crvenoj ploči.

Korak 14: Demonstracija implementiranih funkcija

Ovaj video prikazuje kako bi projekt Mobilna platforma s IoT tehnologijom mogao funkcionirati nakon što ste slijedili sve prethodno navedene korake.