Mobil plattform med IoT -teknologier: 14 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Følgende trinn beskriver hvordan du monterer en enkel mobil plattform og inkluderer noen IoT -teknologier for fjernkontroll av denne plattformen. Dette prosjektet er en del av Assist - IoT (Domestic Assistant with IoT Technologies) prosjektet utviklet for Qualcomm / Embarcados Contest 2018. For mer informasjon om Assist IoT -prosjektet, se her.

Scenariene nedenfor representerer noen situasjoner der dette prosjektet kan brukes i hjemmemiljø:

Scenario 1: En eldre person som bor alene, men som til slutt trenger litt støtte for å ta medisin eller må overvåkes om nødvendig. Et familiemedlem eller en ansvarlig person kan bruke denne mobile plattformen til hyppig eller sporadisk overvåking og samhandling med den eldre;

Scenario 2: Et kjæledyr som må stå alene i 2 eller 3 dager fordi eierne har reist. Denne mobile plattformen kan overvåke fôret, vannet og hjelpe eierne med å snakke med dyret slik at det ikke blir for trist;

Scenario 3: En forelder som trenger å reise, kan bruke denne mobile plattformen til å overvåke barnet eller barnet (som blir tatt hånd om av et annet familiemedlem eller en ansvarlig person) og til og med for å ha samspill med det lille barnet.

Scenario 4: En forelder som må være borte i noen timer, kan bruke denne mobile plattformen til å overvåke sønnen eller datteren med fysisk eller psykisk funksjonsnedsettelse. Denne sønnen eller datteren må tas vare på av et annet familiemedlem eller en ansvarlig person.

I alle de ovennevnte scenariene kan denne mobile plattformen fjernstyres ved å flytte til stedet i hjemmet der personen eller kjæledyret som skal overvåkes befinner seg.

Gjennom sine innebygde sensorer kan denne mobile plattformen måle omgivelsesvariabler på stedet der personen eller kjæledyret som overvåkes befinner seg. Med denne informasjonen tilgjengelig i en webapplikasjon, kan enheter fjernstyres, reguleres eller deaktiveres for å passe miljøet i henhold til behovene til den overvåkte personen eller kjæledyret.

Trinn 1: Velge materialet som kan brukes til å montere det mobile plattformchassiset

Den mobile plattformen kan monteres ved hjelp av materialet som er vist på bildene ovenfor som følgende:

• en modul med to hjul og to likestrømsmotorer koblet i hvert hjul;
• to hjulstøtter for fri retning;
• tre plastpinner, bolter, muttere og skiver.

Trinn 2: Montering av mobil plattformchassis

Det mobile plattformchassiset kan monteres som vist på bildene ovenfor.

Noen hull kan være laget i plastpinnene med en boremaskin.

Disse hullene brukes til å feste plastpinnene med modulen med to hjul og med de to hjulstøttene, ved å bruke bolter, muttere og skiver.

Trinn 3: Bruk noen reservedeler til å fikse en bringebær -PI (og andre enheter) på mobilplattformen for bildeopptak og overføring

Bildene ovenfor viser noen reservedeler som brukes til å fikse en Raspberry PI på den mobile plattformen.

Et webkamera og en WiFi USB -adapter kan være koblet til Raspberry PI for bildeopptak og overføring i dette prosjektet.

Ytterligere trinn presenterer mer informasjon om bildeopptak og overføring i dette prosjektet.

Trinn 4: Montere en L293D -modul for kontroll av DC -motorer og fikse den på den mobile plattformen

En L293D -modul (som vist på det første bildet ovenfor) kan monteres for å kontrollere DC -motorene til modulen med to hjul.

Denne L293D -modulen kan være basert på denne opplæringen, men i stedet for å koble den til Raspberry PI GPIO -pinnene, kan den være koblet til et annet IoT -utviklingskort som Sierra mangOH Red -kortet.

Ytterligere trinn presenterer mer informasjon om tilkoblingen av L293D -modulen til et mangOH Red -kort.

Det andre bildet ovenfor viser hvordan L293D -modulen kan festes på den mobile plattformen og tilkoblingen til likestrømsmotorene.

Trinn 5: Fiksere og koble til MangOH Red Board på mobilplattformen

Det første bildet ovenfor viser hvordan mangOH Red board kan festes på den mobile plattformen.

Det andre bildet viser hvordan noen GPIO -pinner fra CN307 -kontakten (Raspberry PI -kontakten) på mangOH Red -kortet er koblet til L293D -modulen.

CF3 GPIO -pinnene (pinne 7, 11, 13 og 15) brukes til å styre likestrømsmotorene. For mer informasjon om CN307 -kontakten til mangOH Red -kortet, se her.

Trinn 6: Fastsette batteristøtten på den mobile plattformen

Bildet ovenfor viser hvordan batteristøtten kan festes på den mobile plattformen. Den viser også tilkoblingen av batteristøtten til L293D -modulen.

Denne batteristøtten kan brukes til likestrømsmotoren.

Trinn 7: Implementering av en webapplikasjon for støtte for IoT -funksjoner

Det første bildet ovenfor viser et eksempel på et webprogram, kalt AssistIoT -webapplikasjon i dette prosjektet, som kan kjøres i Cloud for å støtte IoT -funksjoner.

Denne lenken viser AssistIoT -webprogrammet som ble brukt i dette prosjektet, og kjører i Firebase, med fire funksjoner:

• videostrøm fanget av et webkamera på den mobile plattformen;
• fjernkontroll av mobilplattformens bevegelser;
• miljøvariabler måling fra den mobile plattformens innebygde sensorer;
• fjernkontroll av husholdningsapparater hjemme.

Kildekoden til nettapplikasjonseksemplet som ble brukt i dette prosjektet er tilgjengelig her.

Dette nettapplikasjonseksemplet kan bruke teknologier som HTML5, CSS3, Javascript og AngularJS.

Det andre bildet ovenfor viser et diagram over blokker som representerer hvordan de fire funksjonalitetene kan støttes i dette mobile plattformprosjektet.

Trinn 8: Implementering av videostrømmen fanget av en webkamera -funksjonalitet

Bildet ovenfor viser en webapplikasjon (kalt webrtcsend i dette prosjektet), som også kjører i Firebase, som gir videostrøm fanget av et webkamera og overfører til en annen webapplikasjon (AssistIoT -webapplikasjon i dette prosjektet).

I dette prosjektet er Raspberry PI koblet til internett via en WiFi USB -kontakt. Når en nettleser som kjører i Raspberry PI kobler seg til webrtcsend -webprogrammet og ringeknappen trykkes, får du tilgang til webkameraet som er forbundet med Raspberry PI, og en videostrøm overføres til AssistIoT -webprogrammet.

Webrtcsend -webapplikasjonsimplementeringen var basert på denne opplæringen, og kildekoden er tilgjengelig her.

Mobilplattformsprosjektet kan bruke en Raspberry PI versjon 2 eller nyere, med et Raspbian -bilde fra mars/2018 eller senere.

Dette prosjektet brukte også et ELOAM 299 UVC - USB -webkamera og en Netgear WiFi USB -kontakt.

Trinn 9: Klargjøring av MangOH Red Board

Mobilplattformsprosjektet kan bruke mangOH Red board for å støtte de tre andre funksjonene:

• fjernkontroll av mobilplattformens bevegelser;
• miljøvariabler måling fra den mobile plattformens innebygde sensorer;
• fjernkontroll av husholdningsapparater hjemme.

En oversikt over hovedtrekkene til mangOH Red board er her. Flere detaljer om dette brettet er beskrevet her.

For å klargjøre maskinvaren og fastvaren til mangOH Red board som skal brukes i dette prosjektet, må alle trinnene som er tilgjengelig i denne opplæringen følges.

Trinn 10: Testing av MangOH Red Board M2M -kommunikasjon med AirVantage -nettstedet

En av hovedtrekkene til mangOH Red board er støtten for M2M via 3G -teknologi.

Når mangOH Red -kortet er riktig konfigurert og SIM -kortet er registrert på en konto på AirVantage -nettstedet (her), er tilkoblingen til IoT Cloud tillatt.

For mer informasjon om AirVantage -siden, gå til her.

Bildene ovenfor viser kommunikasjonen mellom mangOH Red board og AirVantage -siden. I denne testen sender mangOH Red board data (som måling av innebygde sensorer) til AirVantage -området ved hjelp av eksempelet redSensorToCloud.

Trinn 11: Bruke AirVantage API for måling av miljøvariabler

Bildet ovenfor viser dataene for målte miljøvariabler som er tilgjengelige i AssistIoT -webprogrammet.

Disse dataene ble hentet gjennom API -et fra AirVantage -nettstedet. For mer informasjon om dette API -en, gå til her.

Bare mangOH Red innebygde sensorer ble brukt i dette prosjektet. Derfor ble sensordataene tilpasset for å bli vist i AssistIoT -webprogrammet:

• Temperatur: Temperaturen ombord sensoren måler prosessortemperaturen. Denne verdien trekkes med 15 for å representere en normal temperatur i et rom;
• Lysnivå: denne verdien konverteres til en prosentverdi;
• Trykk: denne verdien konverteres til en prosentverdi og representerer en fuktighetsverdi i et rom.

Trinn 12: Tilpasning av eksempelet RedSensorToCloud -applikasjon for å støtte funksjonaliteten til fjernkontroll av plattformbevegelsen

Eksempelet på redSensorToCloud -applikasjonen kan tilpasses for å støtte funksjonaliteten til fjernkontroll av mobilplattformbevegelsen i dette prosjektet.

Ved å bruke kommandoen "Angi LED -intervall" tilgjengelig i redSensorToCloud -applikasjonen, som vist på det andre bildet ovenfor, er det mulig å sende til mangOH Red board forskjellige verdier og kartlegge dem for forskjellige applikasjoner.

For eksempel, for fjernkontrollens funksjonalitet, ble SetLedBlinkIntervalCmd -funksjonen (i filen "/avPublisherComponent/avPublisher.c") endret kontrollretningen for mobilplattformens bevegelse.

Som kommentert i trinn 5, brukes CF3 GPIO -pinnene (pinne 7, 11, 13 og 15) til å kontrollere DC -motorene. Derfor brukes følgende logikk:

Retningskontroll:

1 - fremover: gpio22 og gpio35 i høy modus

2 - bakover: gpio23 og gpio24 i høy modus

3 - høyre: gpio24 og gpio22 i høy modus

4 - venstre: gpio23 og gpio35 i høy modus

Kildekoden basert på redSensorToCloud -applikasjonseksemplet og tilpasset mobilplattformprosjektet er tilgjengelig her.

Trinn 13: Tilpasning av eksempelet RedSensorToCloud -applikasjon for støtte for fjernkontrollens funksjonalitet for husholdningsapparater

Eksempelet på redSensorToCloud -applikasjonen kan være tilpasset for å støtte fjernkontrollfunksjonene for husholdningsapparater til mobilplattformprosjektet.

Ved å bruke ideen om trinn 12 kan kommandoen "Set LED Interval" tilgjengelig i redSensorToCloud -applikasjonen brukes til å kontrollere forskjellige applikasjoner i mangOH Red -kortet.

Trinn 14: Demonstrasjon av de implementerte funksjonalitetene

Denne videoen presenterer hvordan mobilplattformen med IoT Technologies -prosjektet kan fungere etter å ha fulgt alle trinnene før.