Bahagian 1. Binaan Perkakasan Sensor Bio-akustik Berfikir ThinkBioT: 13 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

ThinkBioT bertujuan untuk menyediakan kerangka kerja perisian dan perkakasan, yang dirancang sebagai tulang belakang teknologi untuk menyokong penyelidikan lebih lanjut, dengan menangani perkara-perkara pengumpulan data, pra-pemprosesan, penghantaran data dan visualisasi yang memungkinkan para penyelidik untuk memusatkan perhatian pada usaha pengumpulan metrik Pengelasan dan Bioakustik masing-masing..

Prototaip ini masih dalam pembangunan dan dengan itu saya mengesyorkan menunggu sehingga semua tutorial dalam siri ThinkBioT selesai.:) Untuk berita terkini, perhatikan ThinkBioT Github di

Langkah 1: Kumpulkan Komponen

Kumpulkan komponen yang disenaraikan dalam fail Bil Bahan (dilampirkan). Komponen elektronik teras disenaraikan dengan nama jenama masing-masing dan tidak boleh ditukar ganti, selebihnya termasuk kes itu boleh diganti dengan setara generik.

Langkah 2: Kumpulkan Alat yang Diperlukan

Untuk membuat prototaip ini, pastikan anda mempunyai sekurang-kurangnya alat berikut;

• Power Drill dengan lubang gergaji 24mm, dan set bit plastik besar yang sesuai
• Pemutar skru kepala # 1 Phillips
• Pemotong sisi (atau gunting tajam)
• Tang Kecil (hidung jarum atau standard)
• Kacamata Keselamatan

Harap maklum: Tang adalah pilihan dan hanya diperlukan untuk pengguna yang mendapati komponen kecil sukar dikendalikan

Langkah 3: Sediakan Lampiran

Memakai kacamata keselamatan, gerudi lubang untuk penyambung di kandang.

Anda akan memerlukan 3 lubang

1. Penyambung pemasangan panel kalis air USB - gunakan gergaji lubang atau gerudi stepper.
2. Kandang mikrofon - gunakan bit gerudi besar
3. Penyambung lulus SMA (M-M)

Sekiranya anda menggunakan casing Evolution 3525, kami mengesyorkan untuk memasukkan panel rata di seberang kandang. Walau bagaimanapun, ia sangat bergantung pada bagaimana anda ingin memasang unit, pastikan penyambung berada di bawah unit untuk melindungi dari hujan terus.

Setelah digerudi, anda boleh memasukkan mikrofon ke dalam pelekap dan menyambungkan kabel tambalan SMA dan kabel tambalan USB (dibekalkan dengan Voltaic V44).

Langkah 4: Pasang Regangan pada Raspberry Pi 3

Sebelum dipasang dalam prototaip, Raspberry Pi 3 mesti dikonfigurasikan dan dipasang sistem operasi. Dalam komputer papan tunggal Raspberry Pi sistem operasi disimpan pada kad SD yang boleh ditanggalkan.

Saya menggunakan Samsung Micro SD EVO + 128GB.

Untuk memasang Stretch ke kad SD anda;

1. Muat turun Raspbian Stretch dari Raspbian Stretch. Harap maklum: ThinkBioT menggunakan Stretch sebagai model Coral Edgetpu yang kini hanya diuji hingga versi 1.13.0 TensorFlow, yang tidak diuji pada Debian Buster.
2. Pastikan kad SD anda diformat sebagai Fat32 mengikut panduan ini.
3. Ikuti salah satu tutorial di bawah ini (bergantung pada jenis sistem Operasi anda) untuk menulis gambar Stretch ke kad SD anda. Windows, Mac OS atau Linux
4. Sebagai pilihan, sambungkan port HMDI raspberry anda ke skrin pada ketika ini.
5. Masukkan kad SD anda di slot pada raspberry Pi dan sambungkan ke kuasa. Pada mulanya kami mengesyorkan menggunakan Raspberry PSU rasmi untuk memastikan tidak ada amaran di bawah kuasa semasa pemasangan perisian.

Harap maklum: Saya telah memilih versi penuh Stretch) berbanding versi 'Lite' kerana sambungan wayarles awal lebih mudah untuk disiapkan dengan antara muka grafik. Fungsi tambahan dilumpuhkan oleh skrip ThinkBiot ketika peranti berada dalam mod medan sehingga GUI tidak memerlukan overhead daya yang lebih besar di lapangan.

Langkah 5: Sambungkan ke Rangkaian WIFI Tempatan Anda Melalui SSH

Untuk menyediakan prototaip, anda perlu dapat menyambung ke Raspberry Pi untuk menukar perintah dan melihat data penyiapan. Pada mulanya anda mungkin lebih mudah menggunakan antara muka desktop grafik sehingga anda menyambungkan SSH anda. Kami mengesyorkan agar setelah penyediaan awal anda menyambung melalui terminal SSH terus ke baris perintah, seperti yang digariskan pada akhir tutorial.

1. Ikuti tutorial di sini untuk menyambung ke Raspberry Pi kami
2. Anda juga disyorkan untuk memasang Winscp jika anda adalah pengguna wndows, kerana memang begitu

Catatan: Bergantung pada kebolehpercayaan Wifi anda, kami merasa perlu untuk menyambung melalui hotspot telefon bimbit kami. Menyiapkan ini juga akan membolehkan anda berkomunikasi dengan unit anda di lapangan di mana tidak ada WiFi luaran. Tetapi berhati-hati bahawa anda tidak melebihi had data anda!

Langkah 6: Pasang Witty Pi 2

Papan Pi yang cerdas digunakan untuk menjaga waktu sistem ketika Raspberry Pi anda dihidupkan dan menghidupkan dan mematikannya semasa kitaran operasi ThinkBioT.

1. Buka terminal terlebih dahulu melalui sambungan SSH anda atau lihat pilihan Desktop secara tempatan, untuk maklumat mengenai cara membuka dan menggunakan sesi terminal sila klik di sini.
2. Ikuti persediaan dalam dokumentasi Pi yang cerdik.
3. Catatan: ketika ditanya "Buang pakej hwclock palsu dan matikan daemon ntpd? (Disyorkan) [y / n]" balas y. Ketika ditanya "Adakah anda ingin memasang Qt 5 agar GUI berjalan? [Y / n]" balas n
4. Setelah firmware dipasang, lepaskan Raspberry Pi dari sumber kuasa dan pasangkan papan pada Raspberry Pi tanpa menggunakan skru.
5. Pasang kembali kuasa Raspberry Pi dan gunakan arahan dalam dokumentasi Wittty Pi segerak waktu dan matikan Raspberry Pi. Untuk mematikan dan memulakan, anda hanya boleh menekan butang Pi yang cerdik dari sekarang.

Langkah 7: Pasang Komponen Sistem dalam Kes Sokongan Dalaman

Saya menggunakan casing Raspberry Pi akrilik yang murah untuk memasang komponen sistem teras kami, anda boleh menukar susunan dan gaya pemasangan. Saya menggunakan tiang pemasangan 2.5M di antara setiap lapisan untuk membolehkan aliran udara dan menggunakan lubang dalaman untuk memasang komponen.

1. Memasang raspberry Pi (dan Witty Pi terpasang): Menggunakan skru & pelekap yang dibekalkan dengan Witty Pi melekatkannya ke salah satu plat asas
2. Pemasangan Google Coral: Menggunakan dasi kabel pelekat 2 x melekatkan Coral ke pelat dasar melalui ikatan kabel seperti gambar di atas
3. Memasang RockBlock: Gunakan dengan hati-hati satu tiang pelekap di lubang pelekap papan litar dan lubang di pelat asas, kemudian tambahkan pelekap kabel pelekat di bawah unit dan dasi kabel untuk menghentikan unit bergerak. JANGAN terlalu ketat mengikat tali kabel kerana anda boleh merosakkan Rockblock. Pastikan anda memilih tiang pelekap dengan ketinggian yang serupa dengan Rockblock yang terletak di dudukan kabel.
4. Sebaiknya pasangkan kabel RockBlock pada ketika ini kerana boleh menjadi janggal setelah unit disatukan.
5. Potong setiap panjang tali leher kabel dengan berhati-hati dengan pemotong sisi anda sambil memakai cermin mata keselamatan anda.
6. Sambungkan lapisan kes masing-masing dengan tiang pelekap, anda mungkin memerlukan tang pada masa ini bergantung pada ukuran tangan anda.
7. Sapukan cangkuk pelekat ke paras dasar casing komponen yang kini lengkap.
8. JANGAN pasangkan RockBlock dan Google Coral pada ketika ini.

Langkah 8: Pasang TensorFlow Lite

1. Buka tetingkap terminal baru, sama ada di Desktop Raspberry Pi atau melalui sambungan SSH dan masukkan arahan baris demi baris berikut untuk memastikan pemasangan Stretch anda terkini. Baris pertama mengumpulkan kemas kini, baris kedua memasang kemas kini dan ketiga menghidupkan semula raspberry Pi untuk memulakan semula segar dengan fail baru.

sudo apt-get updateudo apt-get upgrade sudo reboot

2. Sekarang untuk memasang TensorFlow Lite 1.13.0 masukkan arahan berikut baris demi baris. Apa yang berlaku dalam coretan kod ini adalah bahawa syarat untuk TensorFlow Lite dipasang, maka mana-mana versi sebelumnya akan dinyahpasang jika ada (untuk mengelakkan konflik) dan binari pra-disusun TensorFlow Lite dimuat turun dari repositori saya dan dipasang.

PERHATIKAN: Kerana beberapa fail ini cukup besar, ia memerlukan sedikit masa untuk memasang dan memerlukan sambungan internet yang stabil dan bekalan kuasa yang baik. Saya mendapati bahawa sambungan jalur lebar Australia saya menyebabkan proses membuang kesilapan sehingga terpaksa menggunakan sambungan 4G melalui hotspot mudah alih saya yang berfungsi dengan sempurna.

sudo apt-get install -y libhdf5-dev libc-ares-dev libeigen3-devsudo pip3 install keras_applications == 1.0.7 --no-deps sudo pip3 install keras_preprocessing == 1.0.9 --no-deps sudo pip3 install h5py = = 2.9.0 sudo apt-get install -y openmpi-bin libopenmpi-dev sudo apt-get install -y libatlas-base-dev pip3 install -U --user enam roda mock sudo pip3 uninstall tensorflow wget https:// github. com / mefitzgerald / Tensorflow-bin / raw / master / tensorflow-1.13.1-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl sudo pip3 install tensorflow-1.13.1-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl

3. Uji pemasangan anda dengan skrip berikut di bawah ini, cukup ketik python3 (di terminal) untuk memulakan prompt python (ditunjukkan oleh >>>). Kemudian anda mengimport TensorFlow (supaya anda dapat menggunakan kaedahnya) dan menggunakan kaedah versi di mana ia mengembalikan nombor versi jika pemasangan anda berjaya, anda kemudian menggunakan exit () untuk menutup permintaan python.

ular sawa3

>> import tensorflow >>> tensorflow._ versi_ 1.13.0 >>> keluar ()

Langkah 9: Pasang TPU Google Coral Edge

Karang Google akan digunakan untuk membuat kesimpulan semasa tugas klasifikasi dan perlu disiapkan dengan firmware sendiri. Akin to the Tensorflow setup ini memerlukan persekitaran muat turun yang stabil jadi replikasi sambungan rangkaian anda dari langkah sebelumnya.

1. Jangan pasangkan usb Google Coral, buka terminal (sama ada di desktop Raspberry Pi atau melalui SSH).
2. Ikuti tutorial di https://coral.withgoogle.com/docs/accelerator/get-started/#set-up-on-linux-or-raspberry-pi untuk memasang dan menguji firmware Google Coral.

Langkah 10: Pasang ThinkBioT

1. Buka tetingkap terminal sama ada di desktop Raspberry Pi anda atau melalui SSH.

2. Masukkan baris kod berikut untuk memuat turun skrip Pemasangan ThinkBioT.

sudo wget -O installThinkBioT.sh https://github.com/mefitzgerald/ThinkBioT/raw/master/installThinkBioT.sh"

3. Sekarang masukkan kod di bawah untuk memulakan pemasangan.

sudo sh installThinkBioT.sh

4. Setelah pemasangan selesai, masukkan yang berikut untuk menghidupkan semula Raspberry Pi anda dengan selamat

rebo sudo

5. Sekarang apabila anda log masuk ke raspberry Pi, anda harus mempunyai fail baru di menu rumah anda, iaitu pangkalan data anda yang disebut tbt_database dan 2 direktori baru, direktori ThinkBioT yang mengandungi semua skrip ThinkBioT dan direktori pyrockblock yang mengandungi perpustakaan rockblock.

Langkah 11: Pembinaan Lengkap

Sekarang kita berada di fasa penyelesaian perkakasan, susun atur fizikal sebenar peranti anda bergantung pada kandang anda namun cara mudah untuk menyelesaikan projek ada di bawah;

1. Dengan menggunakan cangkuk dan gelung pelekat, tutup power bank dan alas kandang pi raspberry anda. Untuk memastikannya sejajar, saya rasa yang terbaik untuk memasangkan kedua cangkuk dan gelung ke permukaan (jadi satu lapisan pelekat terpasang pada bateri dan lapisan cangkuk dan gelung saling bersentuhan dengan lapisan pelekat terakhir yang kosong) kemudian tekan keseluruhannya ke permukaan kes dalaman.
2. Sekarang anda harus mempunyai kedua-duanya dengan raspberry pi, RockBlock dan Google Coral dan power bank yang terpasang di dalam kandang ThinkBioT anda. Sekarang hanya potong cangkuk dan gelung dan ulangi tindakan untuk SoundBlaster Play 3 !.
3. Kabelkan rapi, saya telah menggunakan pelekap kabel pelekat tambahan sehingga saya dapat memasang kabel dengan kemas dengan ikatan kabel.
4. Jangan pasangkan bateri ke soket kuasa Pi yang cerdas.
5. Pasangkan kabel SMA dengan hati-hati ke penyambung SMA di blok batu.
6. Pasang mikrofon primo ke SoundBlaster Play 3!
7. Anda juga boleh memasangkan Rockblock ke dalam raspberry Pi, tetapi lebih mudah untuk menyimpannya daripada dicabut sehingga anda mengetahui operasi sistem ini.

Langkah 12: Kaliskan Sensor Bioakustik Anda

Bergantung pada tempat anda ingin menggunakan peranti anda, anda mungkin memerlukan kalis air.

Saya pernah menggunakan sugru untuk menutup di sekitar port di kandang dan penyambung pada panel suria seperti yang digambarkan, tetapi anda mungkin mendapati silikon atau sealant / silikon kelas laut berfungsi juga. Saya memilih gam silikon yang boleh dicetak kerana saya tidak mahu ada yang masuk ke sendi dan berpotensi menyebabkan litar terbuka.

Langkah 13: Gunakan Sensor Bioakustik Anda

Sekarang anda telah menyelesaikan perkakasan anda membina perisian dan penggunaannya dibahas dalam tutorial berikut;

Bahagian 2. Model Tensorflow Lite Edge untuk ThinkBioT

www.instructables.com/id/ThinkBioT-Model-With-Google-AutoML/

Bahagian 3. Mengendalikan ThinkBioT

tbc