Oversikt: Home Entertainment and Security System: 6 trinn

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

Om søknaden

Dette IOT -systemet er et hjemmeunderholdnings- og sikkerhetssystem.

1. Sikkerhet

   1. Trykk på RFID -kort og input lagres i Firebase.
   2. Hvis du er autorisert, kan du gå fredelig inn, og bildet blir tatt og lastet opp til S3
   3. Hvis det er uautorisert, kommer forsvarsseksjonen inn og en LCD -skjerm sier at du ikke er autorisert.

2. Forsvar

   1. Trykk på knappen på dashbordet.
   2. Lasertårn vil angripe i tilfeldig burst og hastighet.

3. Underholdning

   1. Hvis det oppdages bevegelse, starter spillet.
   2. Etter at brukeren har spilt spillet, blir poengsummen lagret i Firebase.
   3. LDR -verdier tas og sendes ut på dashbordet.

Denne applikasjonen er kontrollerbar og synlig via IBM Node-Red-webserveren. Vi bruker AWS og IBM Cloud Services, og vi brukte Firebase som vår database.

Oppsummering av trinnene som vil bli beskrevet

• Krav til maskinvare
• Sikkerhet - Hvordan lage et sikkerhetssystem som bruker RFID -inngang og en programvare for gjenkjenning av bilder
• Forsvar - Hvordan lage et lasertårn
• Underholdning - Hvordan lage et Simon -sier -spill
• IOT App Watson på IBM Bluemix - Slik integrerer du alle systemene i ett dashbord

Gå videre og få tilgang til pdf -filen for en mer detaljert forklaring på hvordan du oppretter dette prosjektet.

Trinn 1: Krav til maskinvare

Dette er hva du trenger

1. Sikkerhet

   • 1 bringebær Pi
   • 1 LCD
   • 1 RFID -leser
   • 1 PiCam
   • 2 RFID -kort/knapper
   • X Kvinne -> Mannlige jumperkabler

2. Forsvar

   • 1 bringebær Pi
   • 2 10 ㏀ Motstand (for knapper)
   • 2 Micro Servo
   • 1 650nm lasersendermodul
   • 2 Trykknapp
   • 1 summer
   • 3 små gummibånd/kabelbindere (for festing)
   • X Kvinne -> Mannlige jumperkabler
   • X Vanlige hoppkabler
   • 1 Transistor
   • 1 kondensator

3. Underholdning

   • 1 bringebær Pi
   • 3 1, motstand (for lysdioder)
   • 1 10㏀ motstand (for LDR)
   • 3 lysdioder (forskjellige farger)
   • 3 knapper
   • 1 LDR
   • 1 LCD
   • 1 Pir -bevegelsessensor
   • X Kvinne -> Mannlige jumperkabler
   • X Vanlige hoppkabler

Trinn 2: Sikkerhet

Opprette maskinvaren til sikkerhetssystemet

Koble kretsene som vist i fritz -diagrammet

Opprette programvaren for sikkerhetssystemet

1. Konfigurer AWS ved å lage en ting
2. Installer AWS Python Library
3. Installer LCD -bibliotek
4. Installer RFID -bibliotek
5. Sett opp Firebase
6. Oppsett S3 -lagring
7. Installer Boto på Raspberry Pi
8. Installer AWS ClI på Raspberry Pi
9. Lag AWS -legitimasjon
10. Konfigurer AWS
11. Last opp security.py til RPi
12. Last opp imagerecognition.py til RPi

security.py er en kode som vil lese rfid -innganger og oppdage om brukeren er en inntrenger eller ikke. Hvis brukeren blir gjenkjent, blir et bilde tatt og lastet opp til s3. Koden publiserer også et emne i aws MQTT

Trinn 3: Forsvar

Opprette lasertårnets maskinvare

1. Vi lager lasertårnet ved å bruke 2 servoer og 1 lasermodul
2. Koble kretsene som vist i fritz -diagrammet

Lage lasertårnprogramvaren

Koden nedenfor vil få lasertårnet til å skyte i tilfeldige retninger, i tilfeldige utbrudd og hastighet

laserturret.py

fra gpiozero import LED, summer, knapp, servoimport tid fra signalimport pause import tilfeldig

#led = LED (12)

#pir = MotionSensor (19, sample_rate = 5, queue_len = 1) buzzer_pin = Summer (17) angrep = Knapp (5, pull_up = False) #reset = Knapp (6, pull_up = False) servo1 = Servo (18) servo2 = Servo (24)

def ledON ():

led.on () print ("LED is on") def ledOFF (): led.off () print ("LED is off")

def fire ():

print ("våpen varmt") buzzer_pin.on () time.sleep (0.1) buzzer_pin.off ()

def laserturret ():

timeBetweenBurst = random.uniform (0.2, 1) timeBetweenShots = random.uniform (0.05, 0.2) servo1start = random.randrange (-1, 1) servo1end = random.randrange (-1, 1) servo2start = random.randrange (-1, 1) servo2end = random.randrange (-1, 1) numShots = random.randrange (5, 20) servo1change = (servo1end - servo1start)/numShots servo2change = (servo2end - servo2start)/numShots servo1.value = servo1start servo2.value = servo2start time.sleep (0.1) shot = 0 detail = [timeBetweenBurst, timeBetweenShots, servo1.value, servo2.value, numShots] print (detail) while shot <numshots: shot+= "1" servo1.value = "servo1start" servo2.value = "servo2start" servo1start = "servo1change" servo2start = "servo2change" fire () = "" time.sleep (timebetweenshots) = "" time.sleep (timebetweenburst)

notater = {

'B0': 31, 'C1': 33, 'CS1': 35, 'D1': 37, 'DS1': 39, 'EB1': 39, 'E1': 41, 'F1': 44, 'FS1 ': 46,' G1 ': 49,' GS1 ': 52,' A1 ': 55,' AS1 ': 58,' BB1 ': 58,' B1 ': 62,' C2 ': 65,' CS2 ': 69, 'D2': 73, 'DS2': 78, 'EB2': 78, 'E2': 82, 'F2': 87, 'FS2': 93, 'G2': 98, 'GS2': 104, 'A2': 110, 'AS2': 117, 'BB2': 123, 'B2': 123, 'C3': 131, 'CS3': 139, 'D3': 147, 'DS3': 156, 'EB3 ': 156,' E3 ': 165,' F3 ': 175,' FS3 ': 185,' G3 ': 196,' GS3 ': 208,' A3 ': 220,' AS3 ': 233,' BB3 ': 233, 'B3': 247, 'C4': 262, 'CS4': 277, 'D4': 294, 'DS4': 311, 'EB4': 311, 'E4': 330, 'F4': 349, 'FS4': 370, 'G4': 392, 'GS4': 415, 'A4': 440, 'AS4': 466, 'BB4': 466, 'B4': 494, 'C5': 523, 'CS5 ': 554,' D5 ': 587,' DS5 ': 622,' EB5 ': 622,' E5 ': 659,' F5 ': 698,' FS5 ': 740,' G5 ': 784,' GS5 ': 831, 'A5': 880, 'AS5': 932, 'BB5': 932, 'B5': 988, 'C6': 1047, 'CS6': 1109, 'D6': 1175, 'DS6': 1245, 'EB6': 1245, 'E6': 1319, 'F6': 1397, 'FS6': 1480, 'G6': 1568, 'GS6': 1661, 'A 6 ': 1760,' AS6 ': 1865,' BB6 ': 1865,' B6 ': 1976,' C7 ': 2093,' CS7 ': 2217,' D7 ': 2349,' DS7 ': 2489,' EB7 ': 2489, 'E7': 2637, 'F7': 2794, 'FS7': 2960, 'G7': 3136, 'GS7': 3322, 'A7': 3520, 'AS7': 3729, 'BB7': 3729, 'B7': 3951, 'C8': 4186, 'CS8': 4435, 'D8': 4699, 'DS8': 4978}

def buzz (frekvens, lengde): #create funksjonen "buzz" og mat den tonehøyde og varighet)

hvis (frekvens == 0):

time.sleep (lengde) returperiode = 1,0 / frekvens #frekvensforsinkelseValue = periode / 2 #calculate the time for half of the wave numCycles = int (length * frequency) #number of waves = duratime x freq for i in range (numCycles): #start en sløyfe fra 0 til variabelen "sykluser" beregnet over buzzer_pin.on () time.sleep (delayValue) buzzer_pin.off () time.sleep (delayValue)

def play (melodi, tempo, pause, tempo = 0,800):

for i i området (0, len (melodi)): # Spill av sangnoteDurasjon = tempo/tempo buzz (melodi , noteDuration) # Endre frekvensen langs sangenoten pauseBetweenNotes = noteDuration * pause tid. sove (pauseBetweenNotes)

mens det er sant:

laserturret () pause;

Trinn 4: Underholdning

Opprette underholdningsmaskinvaren

Vi lager Simon-says-knappespillet, som du må følge mønsteret til lysdiodene lyser opp og trykke på de tilsvarende knappene. Den laster opp score og tidsstempel til brannbasen NoSQL -databasen for videre bruk i dashbordene.

Koble kretsene som vist i Fritzing -diagrammet.

Opprette underholdningsprogramvaren

underholdning.py

import RPi. GPIO som GPIOimport threading import tid import tilfeldig import os import tweepy fra rpi_lcd import LCD fra delprosess import anrop fra tid import søvn fra datetime import datetime fra Fire import Fire CONSUMER_KEY = 'h5Sis7TXdoUVncrpjSzGAvhBH' CONSUMER_SECRET = 'ZfDVxc4aTd9doGmBQO3HiSKKzxSTKT4C3g0B3AGx8eETCJm2rY' ACCESS_KEY = '988333099669901312- YDLEQN1weW2n1JP4lxJcFPppCsbvzQh 'ACCESS_SECRET = 'K2IlUPur6jx7DO5S0HhhZW29H5AQFOvkMMevSsk9ZzwLk' auth = tweepy. OAuthHandler (CONSUMER_KEY, CONSUMER_SECRET) auth.secure = True auth.set_access_token (ACCESS_KEY, ACCESS_SECRET) api = tweepy. API (auth) Fire = firebase. FirebaseApplication (' https:// iotca2 -12f48.firebaseio.com ', None) lcd = LCD () lcd.text (' Have fun! ', 1) lcd.text (' Good Luck! ', 2) sleep (1) # Red, Yellow, Green LIGHT = [40, 38, 36] BUTTONS = [37, 33, 35] NOTES = ["E3", "A4", "E4"] # verdier du kan endre som påvirker spillhastigheten = 0,5 # flagg som brukes til å signalisere spill status is_displaying_pattern = Falsk is_won_curr ent_level = False is_game_over = False # game state current_level = 1 current_step_of_level = 0 pattern = def initialize_gpio (): GPIO.setmode (GPIO. BOARD) GPIO.setup (LIGHTS, GPIO. OUT, initial = GPIO. LOW) GPIO. setup (BUTTONS, GPIO. IN, pull_up_down = GPIO. PUD_DOWN) for i i område (3): GPIO.add_event_detect (BUTTONS , GPIO. FALLING, verify_player_selection) def verify_player_selection (channel): global current_step_of_level, current_, current_ is_game_over hvis ikke is_displaying_pattern og ikke is_won_current_level og ikke is_game_over: flash_led_for_button (kanal) hvis kanal == BUTTONS [mønster [current_step_of_level]: current_step_of_level += 1 hvis current_step_of_level> = current_ is_vel flash_led_for_button (button_channel): led = LIGHT [BUTTONS.index (button_channel)] GPIO.output (led, GPIO. HIGH) time.sleep (0.4) GPIO.output (led, GPIO. LOW) def add_new_color_to_pattern (): global is_won_current_ cur rent_step_of_level is_won_current_level = False current_step_of_level = 0 next_color = random.randint (0, 2) pattern.append (next_color) def display_pattern_to_player (): global is_displaying_pattern is_displaying_pattern = True GPIO. TSput (LINE): GPIO.output (LIGHT [mønster , GPIO. HIGH) time.sleep (hastighet) GPIO.output (LIGHT [mønster , GPIO. LOW) time.sleep (speed) is_displaying_pattern = False def wait_for_player_to_repeat_pattern. GPIO.output (LIGHTS, GPIO. LOW) def send_data (score): lcd.text ('End of game,', 1) lcd.text ('See you soon!', 2) datestr = str (datetime. nå ()) mens True: print (datestr) print (score) data = {'Date': datestr, 'Score': score} result = firebase.post ('/scores/', data) print (result) if score> 2: status = 'Noen har scoret' +(str (score))+'on'+datestr+'!' api.update_status (status = status) break def start_game (): while True: add_new_color_to_pattern () display_pattern_to_player () wait_for_player_to_repeat_pattern () if is_game_over: send_data (current_level - 1) print ("Game Over! score er"} farger!.format (current_level - 1)) sleep (2) print ("Takk for at du spilte! / n") lcd.text ('', 1) lcd.text ('', 2) break time.sleep (2) def start_game_monitor (): t = threading. Thread (target = start_game) t.daemon = True t.start () t.join () def main (): prøv: os.system ('cls' if os.name == 'nt 'annet' klart ') print ("Start ny runde! / n") initialize_gpio () start_game_monitor () endelig: GPIO.cleanup () hvis _name_ ==' _main_ ': main ()

Trinn 5: IOT App Watson på IBM Bluemix [del ett]

Sett opp Blumix IoT Service

1. Sett opp en Gateway -enhetstype
2. Sett opp en enhet

Gjør trinn 1 og 2 3 ganger. En RPi er for en seksjon (Sikkerhet/forsvar/underholdning)

Sett opp Node-Red

Kjør node-rødt

node-rød start

1. Gå til administrasjonspaletten i hamburgermenyen (øverst til høyre)

2. Last ned følgende paller

   1. node-red-dashboard
   2. node-red-contrib-firebase
   3. node-red-contrib-ibm-watson-iot

Trinn 6: Node Red Flows

Last ned filene og eksporter til nodenød.

Sikkerhetsnode-rød

ingen

Forsvar Rpi Node-Red

laserturret.txt

Underholdning Rpi Node-Red

• underholdning rpi flow.txt
• ldr rpi flow.txt

IBM Bluemix Node-Red