Platforma mobilă cu tehnologii IoT: 14 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Următorii pași descriu cum să asamblați o platformă mobilă simplă și să includeți câteva tehnologii IoT pentru controlul acestei platforme de la distanță. Acest proiect face parte din proiectul Assist - IoT (Asistent intern cu tehnologii IoT) dezvoltat pentru Concursul Qualcomm / Embarcados 2018. Pentru mai multe informații despre proiectul Assist IoT, consultați aici.

Scenariile de mai jos reprezintă câteva situații în care acest proiect poate fi utilizat într-un mediu de acasă:

Scenariul 1: o persoană în vârstă care trăiește singură, dar care, în cele din urmă, are nevoie de sprijin pentru a lua medicamente sau trebuie monitorizată, dacă este necesar. Un membru al familiei sau o persoană responsabilă poate utiliza această platformă mobilă pentru monitorizarea frecventă sau sporadică și interacțiunea cu persoana în vârstă;

Scenariul 2: un animal de companie care trebuie lăsat singur timp de 2 sau 3 zile, deoarece proprietarii săi au călătorit. Această platformă mobilă poate monitoriza hrana, apa și îi poate ajuta pe proprietari să vorbească cu animalul pentru a nu se întrista prea mult;

Scenariul 3: Un părinte care trebuie să călătorească poate folosi această platformă mobilă pentru a-și monitoriza copilul sau bebelușul (care este îngrijit de un alt membru al familiei sau de o persoană responsabilă) și chiar pentru interacțiunea cu copilul mic.

Scenariul 4: Un părinte care trebuie să fie plecat câteva ore poate folosi această platformă mobilă pentru a-și monitoriza fiul sau fiica cu deficiențe fizice sau psihice. Acest fiu sau fiică trebuie să fie îngrijit de un alt membru al familiei sau de o persoană responsabilă.

În toate scenariile de mai sus, această platformă mobilă poate fi controlată de la distanță prin mutarea la locul de acasă unde se află persoana sau animalul de companie care urmează să fie monitorizat.

Prin intermediul senzorilor de la bord, această platformă mobilă poate măsura variabilele ambientale ale locului în care se află persoana sau animalul de companie care este monitorizat. Cu aceste informații disponibile într-o aplicație web, dispozitivele pot fi declanșate de la distanță, reglementate sau dezactivate pentru a se potrivi mediului în funcție de nevoile persoanei sau animalelor de companie monitorizate.

Pasul 1: Selectarea materialului care poate fi folosit pentru asamblarea șasiului platformei mobile

Platforma mobilă poate fi asamblată folosind materialul prezentat în imaginile de mai sus, după cum urmează:

• un modul cu două roți și două motoare de curent continuu conectate în fiecare roată;
• două suporturi pentru roți pentru direcția liberă;
• trei bețe de plastic, șuruburi, piulițe și șaibe.

Pasul 2: Asamblarea șasiului platformei mobile

Șasiul platformei mobile poate fi asamblat așa cum se arată în imaginile de mai sus.

Unele găuri pot fi făcute în bețele de plastic cu o mașină de găurit.

Aceste găuri sunt utilizate pentru a fixa bețele de plastic cu modulul cu două roți și cu cele două suporturi ale roților, prin utilizarea șuruburilor, piulițelor și șaibelor.

Pasul 3: Utilizarea unor piese de schimb pentru a remedia un Raspberry PI (și alte dispozitive) pe platforma mobilă pentru captarea și transmiterea imaginilor

Imaginile de mai sus prezintă câteva piese de schimb utilizate pentru fixarea unui Raspberry PI pe platforma mobilă.

O cameră web și un adaptor USB WiFi pot fi conectate cu Raspberry PI pentru captarea și transmiterea imaginii în acest proiect.

Etapele ulterioare prezintă mai multe informații despre captarea și transmiterea imaginii în acest proiect.

Pasul 4: Asamblarea unui modul L293D pentru controlul motoarelor de curent continuu și fixarea acestuia pe platforma mobilă

Un modul L293D (așa cum se arată în prima imagine de mai sus) poate fi asamblat pentru a controla motoarele de curent continuu ale modulului cu două roți.

Acest modul L293D se poate baza pe acest tutorial, dar în loc să îl conectați cu pinii Raspberry PI GPIO, poate fi conectat cu o altă placă de dezvoltare IoT ca placa Sierra mangOH Red.

Următorii pași prezintă mai multe informații despre conexiunea modulului L293D cu o placă mangOH Red.

A doua imagine de mai sus arată modul în care modulul L293D poate fi fixat pe platforma mobilă și conexiunea cu motoarele de curent continuu.

Pasul 5: Fixarea și conectarea plăcii roșii MangOH pe platforma mobilă

Prima imagine de mai sus arată modul în care placa mangOH Red poate fi fixată pe platforma mobilă.

A doua imagine arată cum sunt conectați unii pini GPIO de la conectorul CN307 (conector Raspberry PI) al plăcii mangOH Red cu modulul L293D.

Pinii GPIO CF3 (pinii 7, 11, 13 și 15) sunt utilizați pentru a controla motoarele de curent continuu. Pentru mai multe informații despre conectorul CN307 al plăcii mangOH Red, consultați aici.

Pasul 6: Fixarea suportului bateriei pe platforma mobilă

Imaginea de mai sus arată cum poate fi fixat suportul bateriei pe platforma mobilă. De asemenea, arată conexiunea suportului bateriei cu modulul L293D.

Acest suport pentru baterie poate fi utilizat pentru alimentarea cu motor DC.

Pasul 7: Implementarea unei aplicații web pentru sprijinirea funcționalităților IoT

Prima imagine de mai sus prezintă un exemplu de aplicație web, numită aplicație web AssistIoT în acest proiect, care poate rula în Cloud pentru a sprijini funcționalitățile IoT.

Acest link prezintă aplicația web AssistIoT utilizată în acest proiect, care rulează în Firebase, cu patru funcționalități:

• flux video capturat de o cameră web pe platforma mobilă;
• control de la distanță al mișcărilor platformei mobile;
• măsurarea variabilelor de mediu de la senzorii de la platforma mobilă;
• telecomandă a dispozitivelor casnice într-un loc de acasă.

Codul sursă al exemplului aplicației web utilizat în acest proiect este disponibil aici.

Acest exemplu de aplicație web poate utiliza tehnologii precum HTML5, CSS3, Javascript și AngularJS.

A doua imagine de mai sus prezintă o diagramă a blocurilor care reprezintă modul în care cele patru funcționalități pot fi acceptate în acest proiect de platformă mobilă.

Pasul 8: Implementarea fluxului video capturat de o funcționalitate a camerei web

Imaginea de mai sus prezintă o aplicație web (numită webrtcsend în acest proiect), care rulează și în Firebase, care oferă un flux video capturat de o cameră web și transmite către o altă aplicație web (aplicația web AssistIoT în acest proiect).

În acest proiect, Raspberry PI este conectat pe internet printr-un conector USB WiFi. Când un browser web care rulează în Raspberry PI se conectează cu aplicația web webrtcsend și se apasă butonul Apelare, camera web conectată cu Raspberry PI este accesată și un flux video este transmis aplicației web AssistIoT.

Implementarea aplicației web webrtcsend sa bazat pe acest tutorial, iar codul său sursă este disponibil aici.

Proiectul platformei mobile poate utiliza o versiune 2 sau mai recentă Raspberry PI, cu o imagine Raspbian din martie / 2018 sau mai târziu.

Acest proiect a folosit, de asemenea, o cameră web ELOAM 299 UVC - USB și un conector USB Netgear WiFi.

Pasul 9: Pregătirea plăcii roșii MangOH

Proiectul platformei mobile poate utiliza placa mangOH Red pentru a sprijini celelalte trei funcționalități:

• control de la distanță al mișcărilor platformei mobile;
• măsurarea variabilelor de mediu de la senzorii de pe platforma mobilă;
• telecomandă a dispozitivelor casnice într-un loc de acasă.

O prezentare generală a principalelor caracteristici ale tabloului mangOH Red este aici. Mai multe detalii despre această placă sunt descrise aici.

Pentru pregătirea hardware-ului și firmware-ului plăcii mangOH Red pentru a fi utilizat în acest proiect, trebuie parcurși toți pașii disponibili în acest tutorial.

Pasul 10: Testarea comunicării MangOH Red Board M2M cu site-ul AirVantage

Una dintre caracteristicile principale ale plăcii mangOH Red este suportul pentru M2M prin tehnologia 3G.

Odată ce placa mangOH Red este corect configurată și cartela SIM a acesteia este înregistrată într-un cont al site-ului AirVantage (aici), conexiunea cu IoT Cloud este permisă.

Pentru mai multe informații despre site-ul AirVantage, accesați aici.

Imaginile de mai sus arată comunicarea dintre placa mangOH Red și site-ul AirVantage. În acest test, placa mangOH Red trimite date (ca măsurare a senzorilor de la bord) către site-ul AirVantage utilizând exemplul aplicației redSensorToCloud.

Pasul 11: Utilizarea API-ului AirVantage pentru măsurarea variabilelor de mediu

Imaginea de mai sus prezintă datele variabilelor de mediu măsurate disponibile în aplicația web AssistIoT.

Aceste date au fost obținute prin intermediul API-ului furnizat de site-ul AirVantage. Pentru mai multe informații despre acest API, accesați aici.

În acest proiect au fost folosiți doar senzorii mangOH Red de la bord. Prin urmare, datele senzorilor au fost adaptate pentru a fi afișate în aplicația web AssistIoT:

• Temperatura: senzorul de temperatură de la bord măsoară temperatura procesorului. Această valoare este scăzută cu 15 pentru a reprezenta temperatura normală a unei camere;
• Nivel de lumină: această valoare este convertită într-o valoare procentuală;
• Presiune: această valoare este convertită într-o valoare procentuală și reprezintă o valoare a umidității unei camere.

Pasul 12: Adaptarea exemplului de aplicație RedSensorToCloud pentru susținerea funcționalității controlului de la distanță a mișcării platformei

Exemplul de aplicație redSensorToCloud poate fi adaptat pentru a susține funcționalitatea controlului de la distanță a mișcării platformei mobile în acest proiect.

Folosind comanda „Set LED Interval” disponibilă în aplicația redSensorToCloud, așa cum se arată în a doua imagine de mai sus, este posibil să trimiteți la placa mangOH Red diferite valori și să le mapați pentru diferite aplicații.

De exemplu, pentru funcționalitatea telecomenzii, funcția SetLedBlinkIntervalCmd (în fișierul "/avPublisherComponent/avPublisher.c") a fost modificată controlul direcția mișcării platformei mobile.

După cum s-a comentat în pasul 5, pinii GPIO CF3 (pinii 7, 11, 13 și 15) sunt utilizați pentru a controla motoarele de curent continuu. Prin urmare, se folosește următoarea logică:

Control direcție:

1 - înainte: gpio22 și gpio35 în modul înalt

2 - înapoi: gpio23 și gpio24 în modul înalt

3 - dreapta: gpio24 și gpio22 în modul înalt

4 - stânga: gpio23 și gpio35 în modul înalt

Codul sursă bazat pe exemplul aplicației redSensorToCloud și adaptat pentru proiectul platformei mobile este disponibil aici.

Pasul 13: Adaptarea exemplului de aplicație RedSensorToCloud pentru acceptarea funcționalității telecomenzii dispozitivelor interne

Exemplul de aplicație redSensorToCloud poate fi adaptat pentru a susține funcționalitatea de control de la distanță a dispozitivelor interne a proiectului platformei mobile.

Folosind ideea pasului 12, comanda „Set LED Interval” disponibilă în aplicația redSensorToCloud poate fi utilizată pentru a controla diferite aplicații din placa mangOH Red.

Pasul 14: Demonstrarea funcționalităților implementate

Acest videoclip prezintă modul în care proiectul Platforma mobilă cu tehnologii IoT poate funcționa după ce ați parcurs toți pașii de mai înainte.