Platform Mudah Alih Dengan Teknologi IoT: 14 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Langkah-langkah berikut menerangkan cara memasang platform mudah alih yang sederhana dan memasukkan beberapa teknologi IoT untuk mengendalikan platform ini dari jauh. Projek ini adalah sebahagian daripada projek Assist - IoT (Pembantu Rumah Tangga dengan IoT Technologies) yang dibangunkan untuk Peraduan Qualcomm / Embarcados 2018. Untuk maklumat lebih lanjut mengenai projek Assist IoT, rujuk di sini.

Senario di bawah menunjukkan beberapa keadaan bahawa projek ini mungkin digunakan di persekitaran rumah:

Senario 1: Orang tua yang tinggal sendirian tetapi akhirnya memerlukan sokongan untuk mengambil ubat atau perlu dipantau jika perlu. Ahli keluarga atau orang yang bertanggungjawab boleh menggunakan platform mudah alih ini untuk pemantauan dan interaksi yang kerap atau sporadis dengan orang tua;

Senario 2: Haiwan peliharaan yang perlu ditinggalkan sendirian selama 2 atau 3 hari kerana pemiliknya telah melakukan perjalanan. Platform mudah alih ini dapat memantau makanan, air dan membantu pemiliknya untuk bercakap dengan haiwan itu agar tidak terlalu sedih;

Senario 3: Ibu bapa yang perlu melakukan perjalanan boleh menggunakan platform mudah alih ini untuk memantau anak atau bayinya yang masih kecil (yang dijaga oleh ahli keluarga atau orang lain yang bertanggungjawab) dan bahkan untuk berinteraksi dengan anak kecil itu.

Senario 4: Ibu bapa yang perlu berjauhan selama beberapa jam boleh menggunakan platform mudah alih ini untuk memantau anak lelaki atau anak perempuannya yang mengalami masalah fizikal atau mental. Anak lelaki atau anak perempuan ini mesti dijaga oleh ahli keluarga lain atau orang yang bertanggungjawab.

Dalam semua senario di atas, platform mudah alih ini dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan berpindah ke tempat kediaman di mana orang atau haiwan kesayangan yang akan dipantau berada.

Melalui sensor onboardnya, platform mudah alih ini dapat mengukur pemboleh ubah persekitaran tempat di mana orang atau haiwan kesayangan yang sedang dipantau berada. Dengan maklumat ini tersedia dalam aplikasi web, perangkat dapat dipicu, diatur atau dinonaktifkan dari jarak jauh agar sesuai dengan lingkungan sesuai dengan kebutuhan orang atau hewan peliharaan yang dipantau.

Langkah 1: Memilih Bahan Yang Boleh Digunakan untuk Menyusun Casis Platform Mudah Alih

Platform mudah alih boleh dipasang menggunakan bahan yang ditunjukkan dalam gambar di atas sebagai berikut:

• satu modul dengan dua roda dan dua motor DC disambungkan di setiap roda;
• sokongan dua roda untuk arah bebas;
• tiga batang plastik, selak, mur dan mesin basuh.

Langkah 2: Menyusun Casis Platform Mudah Alih

Casis platform mudah alih boleh dipasang seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas.

Sebilangan lubang boleh dibuat pada batang plastik dengan mesin penggerudi.

Lubang-lubang ini digunakan untuk memasang batang plastik dengan modul dengan dua roda dan dengan penyokong dua roda, dengan menggunakan baut, mur, dan mesin basuh.

Langkah 3: Menggunakan Beberapa Alat Ganti untuk Memperbaiki Raspberry PI (dan Peranti Lain) di Platform Mudah Alih untuk Pengambilan dan Penghantaran Gambar

Gambar di atas menunjukkan beberapa alat ganti yang digunakan untuk memperbaiki Raspberry PI di platform mudah alih.

Kamera web dan penyesuai USB WiFi mungkin disambungkan dengan Raspberry PI untuk menangkap dan menghantar gambar dalam projek ini.

Langkah selanjutnya memberikan lebih banyak maklumat mengenai pengambilan gambar dan penghantaran dalam projek ini.

Langkah 4: Menyusun Modul L293D untuk Kawalan Motor DC dan Memperbaikinya di Platform Mudah Alih

Modul L293D (seperti yang ditunjukkan pada gambar pertama di atas) dapat dipasang untuk mengendalikan motor DC modul dengan dua roda.

Modul L293D ini mungkin berdasarkan tutorial ini, tetapi bukannya menghubungkannya dengan pin GPI Raspberry PI, ia mungkin dihubungkan dengan papan pengembangan IoT yang lain sebagai papan Merah Sierra mangOH.

Langkah selanjutnya menunjukkan lebih banyak maklumat mengenai sambungan modul L293D dengan papan Merah mangOH.

Gambar kedua di atas menunjukkan bagaimana modul L293D boleh dipasang pada platform mudah alih dan sambungannya dengan motor DC.

Langkah 5: Memperbaiki dan Menghubungkan Papan Merah MangOH di Platform Mudah Alih

Gambar pertama di atas menunjukkan bagaimana papan Merah mangOH boleh dipasang pada platform mudah alih.

Gambar kedua menunjukkan bagaimana beberapa pin GPIO dari penyambung CN307 (penyambung Raspberry PI) papan mangOH Red dihubungkan dengan modul L293D.

Pin CFIO GP3 (pin 7, 11, 13 dan 15) digunakan untuk mengawal motor DC. Untuk maklumat lebih lanjut mengenai penyambung CN307 papan merah mangOH, rujuk di sini.

Langkah 6: Memperbaiki Sokongan Bateri di Platform Mudah Alih

Gambar di atas menunjukkan bagaimana sokongan bateri boleh dipasang pada platform mudah alih. Ini menunjukkan juga hubungan sokongan bateri dengan modul L293D.

Sokongan bateri ini mungkin digunakan untuk bekalan kuasa motor DC.

Langkah 7: Melaksanakan Aplikasi Web untuk Menyokong Fungsi IoT

Gambar pertama di atas menunjukkan contoh aplikasi web, yang disebut aplikasi web AssistIoT dalam projek ini, yang mungkin berjalan di Cloud untuk menyokong fungsi IoT.

Pautan ini menunjukkan aplikasi web AssistIoT yang digunakan dalam projek ini, berjalan di Firebase, dengan empat fungsi:

• aliran video yang dirakam oleh kamera web di platform mudah alih;
• kawalan jauh pergerakan platform mudah alih;
• pengukuran pemboleh ubah persekitaran dari sensor onboard platform mudah alih;
• alat kawalan jauh alat domestik di tempat kediaman.

Kod sumber contoh aplikasi web yang digunakan dalam projek ini terdapat di sini.

Contoh aplikasi web ini mungkin menggunakan teknologi seperti HTML5, CSS3, Javascript, dan AngularJS.

Gambar kedua di atas menunjukkan gambarajah blok yang menunjukkan bagaimana keempat-empat fungsi tersebut dapat disokong dalam projek platform mudah alih ini.

Langkah 8: Melaksanakan Stream Video yang Ditangkap oleh Fungsi Kamera Web

Gambar di atas menunjukkan aplikasi web (disebut webrtcsend dalam proyek ini), juga berjalan di Firebase, yang menyediakan aliran video yang ditangkap oleh kamera web dan menghantar ke aplikasi web lain (aplikasi web AssistIoT dalam projek ini).

Dalam projek ini, Raspberry PI disambungkan di internet melalui penyambung USB WiFi. Apabila penyemak imbas web yang berjalan di Raspberry PI terhubung dengan aplikasi web webrtcsend dan butang Panggil ditekan, kamera web yang dihubungkan dengan Raspberry PI diakses dan aliran video dihantar ke aplikasi web AssistIoT.

Pelaksanaan aplikasi web webrtcsend berdasarkan tutorial ini dan kod sumbernya terdapat di sini.

Projek platform mudah alih mungkin menggunakan Raspberry PI versi 2 atau lebih baru, dengan gambar Raspbian dari Mac / 2018 atau lebih baru.

Projek ini juga menggunakan webcam ELOAM 299 UVC - USB dan penyambung USB Netgear WiFi.

Langkah 9: Menyiapkan Papan Merah MangOH

Projek platform mudah alih boleh menggunakan papan merah mangOH untuk menyokong tiga fungsi lain:

• kawalan jauh pergerakan platform mudah alih;
• pengukuran pemboleh ubah persekitaran dari sensor onboard platform mudah alih;
• alat kawalan jauh alat domestik di tempat kediaman.

Gambaran keseluruhan ciri utama papan mangOH Red ada di sini. Maklumat lebih lanjut mengenai papan ini dijelaskan di sini.

Untuk menyediakan perkakasan dan firmware papan mangOH Red yang akan digunakan dalam projek ini, semua langkah yang tersedia dalam tutorial ini mesti diikuti.

Langkah 10: Menguji Komunikasi M2M Papan Merah MangOH Dengan Laman AirVantage

Salah satu ciri utama papan mangOH Red adalah sokongan untuk M2M melalui teknologi 3G.

Setelah papan merah mangOH dikonfigurasi dengan betul dan kad SIMnya didaftarkan di akaun laman AirVantage (di sini), sambungan dengan IoT Cloud dibenarkan.

Untuk maklumat lebih lanjut mengenai laman AirVantage, akses di sini.

Gambar di atas menunjukkan komunikasi antara papan merah mangOH dan laman AirVantage. Dalam ujian ini, papan merah mangOH mengirimkan data (sebagai pengukuran sensor onboard) ke laman AirVantage menggunakan contoh aplikasi redSensorToCloud.

Langkah 11: Menggunakan AirVantage API untuk Mendapatkan Pengukuran Pembolehubah Persekitaran

Gambar di atas menunjukkan data pemboleh ubah persekitaran yang diukur yang terdapat dalam aplikasi web AssistIoT.

Data ini diperoleh melalui API yang disediakan oleh laman AirVantage. Untuk maklumat lebih lanjut mengenai API ini, akses di sini.

Hanya sensor onboard mangOH Red yang digunakan dalam projek ini. Oleh itu, data sensor disesuaikan untuk ditunjukkan dalam aplikasi web AssistIoT:

• Suhu: suhu onboard sensor mengukur suhu pemproses. Nilai ini dikurangkan oleh 15 untuk mewakili suhu normal bilik;
• Tahap Cahaya: nilai ini ditukar menjadi nilai peratusan;
• Tekanan: nilai ini ditukar menjadi nilai peratusan dan mewakili nilai kelembapan bilik.

Langkah 12: Mengadaptasi Contoh Aplikasi RedSensorToCloud untuk Menyokong Fungsi Kawalan Jauh Pergerakan Platform

Contoh aplikasi redSensorToCloud boleh disesuaikan untuk menyokong fungsi kawalan jauh pergerakan platform mudah alih dalam projek ini.

Dengan menggunakan perintah "Set LED Interval" yang terdapat dalam aplikasi redSensorToCloud, seperti yang ditunjukkan pada gambar kedua di atas, adalah mungkin untuk mengirim ke papan mangOH Red nilai yang berbeza dan memetakannya untuk aplikasi yang berbeza.

Sebagai contoh, untuk fungsi kawalan jauh, fungsi SetLedBlinkIntervalCmd (dalam fail "/avPublisherComponent/avPublisher.c") telah diubah kawalan arah pergerakan platform mudah alih.

Seperti yang dikomentari pada langkah 5, pin GPIO CF3 (pin 7, 11, 13 dan 15) digunakan untuk mengendalikan motor DC. Oleh itu logik berikut digunakan:

Kawalan Arah:

1 - maju: gpio22 dan gpio35 dalam mod tinggi

2 - ke belakang: gpio23 dan gpio24 dalam mod tinggi

3 - kanan: gpio24 dan gpio22 dalam mod tinggi

4 - kiri: gpio23 dan gpio35 dalam mod tinggi

Kod sumber berdasarkan contoh aplikasi redSensorToCloud dan disesuaikan untuk projek platform mudah alih boleh didapati di sini.

Langkah 13: Mengadaptasi Contoh Aplikasi RedSensorToCloud untuk Menyokong Fungsi Kawalan Jauh Peranti Domestik

Contoh aplikasi redSensorToCloud boleh disesuaikan untuk menyokong fungsi kawalan jauh peranti domestik dari projek platform mudah alih.

Menggunakan idea langkah 12, perintah "Set LED Interval" yang tersedia dalam aplikasi redSensorToCloud dapat digunakan untuk mengendalikan aplikasi yang berlainan di papan merah mangOH.

Langkah 14: Demonstrasi Fungsi yang Dilaksanakan

Video ini memaparkan bagaimana platform Mobile Platform dengan IoT Technologies dapat berfungsi setelah mengikuti semua langkah sebelumnya.