פלטפורמה ניידת עם טכנולוגיות IoT: 14 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

השלבים הבאים מתארים כיצד להרכיב פלטפורמה ניידת פשוטה ולכלול כמה טכנולוגיות IoT לשליטה בפלטפורמה זו מרחוק. פרויקט זה הוא חלק מפרויקט Assist - IoT (Domestic Assistant with IoT Technologies) שפותח עבור תחרות Qualcomm / Embarcados 2018. למידע נוסף על פרויקט Assist IoT, עיין כאן.

התרחישים להלן מייצגים כמה מצבים בהם ניתן להשתמש בפרויקט זה בסביבה ביתית:

תרחיש 1: קשיש שחי לבד אך בסופו של דבר זקוק לתמיכה מסוימת כדי לקחת תרופות או שצריך לפקח עליו במידת הצורך. בן משפחה או אדם אחראי יכול להשתמש בפלטפורמה ניידת זו לצורך ניטור תכוף או ספורדי ואינטראקציה עם הקשיש;

תרחיש 2: חיית מחמד שצריך להשאיר אותה לבד במשך יומיים או שלושה כיוון שבעליה נסעו. פלטפורמה ניידת זו עשויה לעקוב אחר ההזנה, המים ולעזור לבעלים לדבר עם החיה כדי שלא יהיה עצוב מדי;

תרחיש 3: הורה שצריך לנסוע רשאי להשתמש בפלטפורמה ניידת זו לניטור הילד או התינוק הצעיר שלו (שמטופל על ידי בן משפחה אחר או אדם אחראי) ואפילו לאינטראקציה עם הילד הצעיר.

תרחיש 4: הורה שצריך להיעדר לכמה שעות עשוי להשתמש בפלטפורמה ניידת זו כדי לעקוב אחר בנו או בתו עם ליקוי פיזי או נפשי. בן או בת זו צריכים להיות מטופלים על ידי בן משפחה אחר או אדם אחראי.

בכל התרחישים הנ ל, פלטפורמה ניידת זו עשויה להיות נשלטת מרחוק על ידי מעבר למקום הבית בו נמצא האדם או חיית המחמד שיש לעקוב אחריו.

באמצעות החיישנים המשולבים שלה, פלטפורמה ניידת זו עשויה למדוד משתני סביבה של המקום בו נמצא האדם או חיית המחמד שעוקבים אחריו. כאשר מידע זה זמין ביישום אינטרנט, התקנים עשויים להיות מופעלים מרחוק, מוסדרים או מושבתים כך שיתאימו לסביבה בהתאם לצרכי האדם או חיית המחמד.

שלב 1: בחירת החומר שעשוי לשמש להרכבת מארז הפלטפורמה הניידת

ניתן להרכיב את הפלטפורמה הניידת באמצעות החומר המוצג בתמונות למעלה כדלקמן:

• מודול אחד עם שני גלגלים ושני מנועי DC המחוברים בכל גלגל;
• תומך בשני גלגלים לכיוון חופשי;
• שלושה מקלות פלסטיק, ברגים, אגוזים וכביסות.

שלב 2: הרכבת מארז הפלטפורמה הניידת

ניתן להרכיב את שלדת הפלטפורמה הניידת כפי שמוצג בתמונות למעלה.

כמה חורים עשויים להיעשות במקלות הפלסטיק בעזרת מכונת קידוח.

חורים אלה משמשים לתיקון מקלות הפלסטיק בעזרת המודול עם שני גלגלים ועם שני תומכי הגלגלים, בעזרת הברגים, האומים והמחברים.

שלב 3: שימוש בכמה חלקי חילוף לתיקון PI של פטל (והתקנים אחרים) בפלטפורמה הניידת לצילום ושידור תמונות

התמונות למעלה מראות כמה חלקי חילוף המשמשים לתיקון פטל PI בפלטפורמה הניידת.

מצלמת אינטרנט ומתאם USB USB עשויים להיות מחוברים ל- Raspberry PI לצילום והעברת תמונות בפרויקט זה.

שלבים נוספים מציגים מידע נוסף אודות צילום ושידור התמונה בפרויקט זה.

שלב 4: הרכבת מודול L293D לבקרת מנועי DC ותיקוןו בפלטפורמה הניידת

ניתן להרכיב מודול L293D (כפי שמוצג בתמונה הראשונה למעלה) לשליטה במנועי ה- DC של המודול עם שני גלגלים.

מודול L293D זה עשוי להתבסס על הדרכה זו, אך במקום לחבר אותו עם סיכות Raspberry PI GPIO, הוא עשוי להיות מחובר ללוח פיתוח IoT אחר כמו הלוח Sierra MangOH Red.

שלבים נוספים מציגים מידע נוסף אודות חיבור מודול L293D עם לוח אדום של mangOH.

התמונה השנייה למעלה מראה כיצד ניתן לתקן את מודול L293D בפלטפורמה הניידת ובחיבור עם מנועי DC.

שלב 5: תיקון וחיבור הלוח האדום של MangOH בפלטפורמה הניידת

התמונה הראשונה למעלה מראה כיצד ניתן לתקן את הלוח האדום של mangOH בפלטפורמה הניידת.

התמונה השנייה מראה כיצד כמה סיכות GPIO ממחבר CN307 (מחבר פטל PI) של הלוח האדום mangOH מחוברים למודול L293D.

סיכות CF3 GPIO (סיכות 7, 11, 13 ו -15) משמשות לשליטה במנועי DC. למידע נוסף על מחבר CN307 של הלוח האדום mangOH, עיין כאן.

שלב 6: תיקון תמיכת הסוללה בפלטפורמה הניידת

התמונה למעלה מראה כיצד תמיכת הסוללה עשויה להיות קבועה בפלטפורמה הניידת. הוא מראה גם את החיבור של תמיכת הסוללה למודול L293D.

ניתן להשתמש בתמיכת סוללה זו לאספקת החשמל של מנוע DC.

שלב 7: יישום יישום אינטרנט לתמיכה בפונקציות IoT

התמונה הראשונה למעלה מציגה דוגמה של יישום אינטרנט, הנקראת יישום אינטרנט AssistIoT בפרויקט זה, שעשויה לפעול בענן לתמיכה בפונקציות IoT.

קישור זה מציג את יישום האינטרנט AssistIoT המשמש בפרויקט זה, הפועל ב- Firebase, עם ארבע פונקציות:

• זרם וידאו שצולם במצלמת אינטרנט בפלטפורמה הניידת;
• שלט רחוק בתנועות הפלטפורמה הניידת;
• מדידת משתני סביבה מהחיישנים המשולבים של הפלטפורמה הניידת;
• שלט רחוק של מכשירים ביתיים במקום ביתי.

קוד המקור של דוגמת יישום האינטרנט המשמש בפרויקט זה זמין כאן.

דוגמה זו של יישום אינטרנט עשויה להשתמש בטכנולוגיות כמו HTML5, CSS3, Javascript ו- AngularJS.

התמונה השנייה למעלה מציגה תרשים של בלוקים המייצגים כיצד ניתן לתמוך בארבע הפונקציות בפרוייקט פלטפורמה נייד זה.

שלב 8: יישום זרם הווידיאו שנלכד על ידי פונקציונליות של מצלמת רשת

התמונה למעלה מציגה יישום אינטרנט (הנקרא webrtcsend בפרויקט זה), הפועל גם ב- Firebase, המספק זרם וידאו שצולם במצלמת רשת ומשדר ליישום אינטרנט אחר (יישום אינטרנט AssistIoT בפרויקט זה).

בפרויקט זה, ה- Raspberry PI מחובר לאינטרנט באמצעות מחבר USB WiFi. כאשר דפדפן אינטרנט הפועל ב- Raspberry PI מתחבר עם יישום האינטרנט webrtcsend ולוחצים על כפתור השיחה, ניגשת למצלמת האינטרנט המחוברת ל- Raspberry PI וזרם וידאו מועבר ליישום האינטרנט AssistIoT.

יישום יישום האינטרנט של webrtcsend התבסס על הדרכה זו וקוד המקור שלה זמין כאן.

פרויקט הפלטפורמה הניידת עשוי להשתמש ב- Raspberry PI גירסה 2 ואילך, עם תמונת Raspbian ממרץ/2018 ואילך.

בפרויקט זה נעשה שימוש גם במצלמת ELOAM 299 UVC - USB ומחבר USB USB של Netgear.

שלב 9: הכנת הלוח האדום של MangOH

פרויקט הפלטפורמה הניידת עשוי להשתמש בלוח האדום של mangOH לתמיכה בשלוש הפונקציות האחרות:

• שלט רחוק בתנועות הפלטפורמה הניידת;
• מדידת משתני סביבה מהחיישנים המשולבים של הפלטפורמה הניידת;
• שלט רחוק של מכשירים ביתיים במקום ביתי.

סקירה כללית של המאפיינים העיקריים של הלוח האדום של mangOH נמצאת כאן. פרטים נוספים על לוח זה מתוארים כאן.

להכנת החומרה והקושחה של הלוח האדום mangOH שישמשו בפרויקט זה, יש לבצע את כל השלבים הקיימים במדריך זה.

שלב 10: בדיקת תקשורת M2M של MangOH Red Board עם אתר AirVantage

אחד המאפיינים העיקריים של הלוח האדום של mangOH הוא התמיכה ב- M2M באמצעות טכנולוגיית 3G.

לאחר הגדרת הלוח האדום של mangOH וכרטיס ה- SIM שלו נרשם בחשבון של אתר AirVantage (כאן), החיבור עם ענן IoT מותר.

למידע נוסף על אתר AirVantage, היכנס לכאן.

התמונות למעלה מראות את התקשורת בין הלוח האדום של mangOH לאתר AirVantage. בבדיקה זו, לוח ה- MangOH Red שולח נתונים (כמדידת החיישנים המשולבים) לאתר AirVantage באמצעות דוגמת היישום redSensorToCloud.

שלב 11: שימוש ב- API של AirVantage לצורך מדידת משתני הסביבה

התמונה למעלה מציגה את הנתונים של משתני הסביבה הנמדדים הזמינים ביישום האינטרנט AssistIoT.

נתונים אלה התקבלו באמצעות ה- API שסיפק אתר AirVantage. למידע נוסף אודות ממשק API זה, היכנס לכאן.

בפרויקט זה נעשה שימוש רק בחיישני המשולב האדום של mangOH אדום. לכן נתוני החיישנים הותאמו להצגה ביישום האינטרנט AssistIoT:

• טמפרטורה: חיישן הטמפרטורה המשולב מודד את טמפרטורת המעבד. ערך זה מופחת ב -15 כדי לייצג טמפרטורה רגילה של חדר;
• רמת אור: ערך זה מומר לערך אחוז;
• לחץ: ערך זה מומר לערך אחוזים ומייצג ערך לחות של חדר.

שלב 12: התאמת דוגמת יישום RedSensorToCloud לתמיכה בפונקציונליות של שלט רחוק בתנועת הפלטפורמה

דוגמת היישום redSensorToCloud עשויה להיות מותאמת לתמיכה בפונקציונליות של שלט רחוק בתנועת הפלטפורמה הניידת בפרויקט זה.

באמצעות הפקודה "הגדר מרווח LED" הזמינה ביישום redSensorToCloud, כפי שמוצג בתמונה השנייה למעלה, ניתן לשלוח ללוח mangOH Red ערכים שונים ולמפות אותם ליישומים שונים.

לדוגמה, עבור פונקציונליות השלט הרחוק, הפונקציה SetLedBlinkIntervalCmd (בקובץ "/avPublisherComponent/avPublisher.c") שינתה את השליטה בכיוון תנועת הפלטפורמה הניידת.

כפי שצוין בשלב 5, סיכות ה- CF3 GPIO (סיכות 7, 11, 13 ו -15) משמשות לשליטה במנועי DC. לכן ההגיון הבא משמש:

בקרת כיוון:

1 - קדימה: gpio22 ו- gpio35 במצב גבוה

2 - לאחור: gpio23 ו- gpio24 במצב גבוה

3 - מימין: gpio24 ו- gpio22 במצב גבוה

4 - משמאל: gpio23 ו- gpio35 במצב גבוה

קוד המקור המבוסס על דוגמת היישום redSensorToCloud המותאם לפרויקט הפלטפורמה הניידת זמין כאן.

שלב 13: התאמת דוגמא ליישום RedSensorToCloud לתמיכה בפונקציונליות השליטה מרחוק של מכשירים ביתיים

דוגמת היישום redSensorToCloud עשויה להיות מותאמת לתמיכה בפונקציונליות השלט רחוק של מכשירים ביתיים של פרויקט הפלטפורמה הניידת.

באמצעות הרעיון של שלב 12, ניתן להשתמש בפקודה "Set LED Interval" הזמינה ביישום redSensorToCloud לשליטה ביישומים שונים בלוח ה- MangOH Red.

שלב 14: הפגנת הפונקציונליות המיושמות

סרטון זה מציג כיצד פרויקט הפלטפורמה הניידת עם טכנולוגיות IoT עשוי לפעול לאחר ביצוע כל השלבים שלפני.