Mobil plattform med IoT -teknik: 14 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Följande steg beskriver hur man monterar en enkel mobil plattform och inkluderar några IoT -tekniker för fjärrstyrning av denna plattform. Detta projekt är en del av projektet Assist - IoT (Domestic Assistant with IoT Technologies) som utvecklats för Qualcomm / Embarcados Contest 2018. Mer information om Assist IoT -projektet finns här.

Scenarierna nedan representerar några situationer där detta projekt kan användas i en hemmiljö:

Scenario 1: En äldre person som bor ensam men som så småningom behöver lite stöd för att ta medicin eller måste övervakas vid behov. En familjemedlem eller ansvarig person kan använda denna mobila plattform för frekvent eller sporadisk övervakning och interaktion med den äldre.

Scenario 2: Ett husdjur som måste lämnas ensamt i 2 eller 3 dagar eftersom dess ägare har rest. Den här mobila plattformen kan övervaka foder, vatten och hjälpa ägarna att prata med djuret så att det inte blir för sorgligt.

Scenario 3: En förälder som behöver resa kan använda den här mobila plattformen för att övervaka sitt barn eller barn (som tas om hand av en annan familjemedlem eller ansvarig person) och till och med för att interagera med det lilla barnet.

Scenario 4: En förälder som behöver vara borta i några timmar kan använda den här mobila plattformen för att övervaka sin son eller dotter med fysisk eller psykisk funktionsnedsättning. Denna son eller dotter måste tas om hand av en annan familjemedlem eller ansvarig person.

I alla ovanstående scenarier kan denna mobila plattform fjärrstyras genom att flytta till platsen för hemmet där personen eller husdjuret som ska övervakas befinner sig.

Genom sina inbyggda sensorer kan den här mobila plattformen mäta omgivningsvariabler på platsen där personen eller husdjuret som övervakas befinner sig. Med denna information tillgänglig i en webbapplikation kan enheter fjärrstyras, regleras eller inaktiveras för att passa miljön enligt behoven hos den övervakade personen eller husdjuret.

Steg 1: Välja material som kan användas för att montera chassit för den mobila plattformen

Den mobila plattformen kan monteras med hjälp av materialet som visas på bilderna ovan som följande:

• en modul med två hjul och två likströmsmotorer anslutna i varje hjul;
• tvåhjulsstöd för fri riktning;
• tre plastpinnar, bultar, muttrar och brickor.

Steg 2: Montering av mobil plattforms chassi

Mobilplattformens chassi kan monteras som visas på bilderna ovan.

Vissa hål kan göras i plastpinnar med en borrmaskin.

Dessa hål används för att fästa plastpinnar med modulen med två hjul och med de två hjulstöd, med hjälp av bultar, muttrar och brickor.

Steg 3: Använda vissa reservdelar för att fixa ett hallon -PI (och andra enheter) på den mobila plattformen för bildtagning och överföring

Bilderna ovan visar några reservdelar som används för att fixa en Raspberry PI på den mobila plattformen.

En webbkamera och en WiFi USB -adapter kan anslutas till Raspberry PI för bildtagning och överföring i detta projekt.

Ytterligare steg presenterar mer information om bildtagning och överföring i detta projekt.

Steg 4: Montering av en L293D -modul för DC -motorstyrning och fixering på den mobila plattformen

En L293D -modul (som visas på den första bilden ovan) kan monteras för att styra modulens likströmsmotorer med två hjul.

Denna L293D -modul kan vara baserad på den här självstudien, men istället för att ansluta den till Raspberry PI GPIO -stiften kan den vara ansluten till en annan IoT -utvecklingskort som Sierra mangOH Red -kortet.

Ytterligare steg presenterar mer information om anslutningen av L293D -modulen till ett mangOH Red -kort.

Den andra bilden ovan visar hur L293D -modulen kan fixeras på den mobila plattformen och anslutningen till likströmsmotorerna.

Steg 5: Fixering och anslutning av MangOH Red Board på den mobila plattformen

Den första bilden ovan visar hur mangOH Red -kortet kan fixas på den mobila plattformen.

Den andra bilden visar hur några GPIO -stift från CN307 -kontakten (Raspberry PI -kontakt) på mangOH Red -kortet är anslutna till L293D -modulen.

CF3 GPIO -stiften (stift 7, 11, 13 och 15) används för att styra likströmsmotorerna. Mer information om CN307 -kontakten på mangOH Red -kortet finns här.

Steg 6: Fixa batteristödet på den mobila plattformen

Bilden ovan visar hur batteristödet kan fixas på den mobila plattformen. Det visar också anslutningen av batteristödet till L293D -modulen.

Detta batteristöd kan användas för likströmsmotorn.

Steg 7: Implementering av en webbapplikation för stöd för IoT -funktioner

Den första bilden ovan visar ett webbapplikationsexempel, kallat AssistIoT -webbapplikation i detta projekt, som kan köras i Cloud för att stödja IoT -funktioner.

Denna länk visar AssistIoT -webbapplikationen som används i detta projekt, som körs i Firebase, med fyra funktioner:

• videoström tagna av en webbkamera på mobilplattformen;
• fjärrkontroll av mobilplattformens rörelser;
• miljövariabler mätning från den mobila plattformens inbyggda sensorer;
• fjärrkontroll av hushållsapparater på ett hem.

Källkoden för webbapplikationsexemplet som används i detta projekt är tillgängligt här.

Detta webbapplikationsexempel kan använda teknik som HTML5, CSS3, Javascript och AngularJS.

Den andra bilden ovan visar ett diagram över block som representerar hur de fyra funktionaliteterna kan stödjas i detta mobila plattformsprojekt.

Steg 8: Implementering av videoströmmen som fångats med en webbkamerafunktion

Bilden ovan visar en webbapplikation (kallad webrtcsend i detta projekt), som också körs i Firebase, som tillhandahåller videoström som fångas av en webbkamera och överför till en annan webbapplikation (AssistIoT -webbapplikation i detta projekt).

I detta projekt är Raspberry PI ansluten till internet via en WiFi USB -kontakt. När en webbläsare som körs i Raspberry PI ansluter till webrtcsend -webbprogrammet och knappen Ring trycks in, öppnas webbkameran som är ansluten till Raspberry PI och en videoström överförs till AssistIoT -webbprogrammet.

Webrtcsend -webbapplikationsimplementeringen baserades på denna handledning och dess källkod finns här.

Mobilplattformsprojektet kan använda en Raspberry PI version 2 eller senare, med en Raspbian -bild från mars/2018 eller senare.

Detta projekt använde också en ELOAM 299 UVC - USB -webbkamera och en Netgear WiFi USB -kontakt.

Steg 9: Förbereda MangOH Red Board

Mobilplattformsprojektet kan använda mangOH Red board för att stödja de tre andra funktionerna:

• fjärrkontroll av mobilplattformens rörelser;
• miljövariabler mätning från den mobila plattformens inbyggda sensorer;
• fjärrkontroll av hushållsapparater på ett hem.

En översikt över huvuddragen i mangOH Red board finns här. Mer information om denna tavla beskrivs här.

För att förbereda hårdvaran och den fasta programvaran för mangOH Red board som ska användas i detta projekt måste alla tillgängliga steg i denna handledning följas.

Steg 10: Testa MangOH Red Board M2M -kommunikation med AirVantage -webbplatsen

En av huvuddragen i mangOH Red board är stödet för M2M via 3G -teknik.

När mangOH Red -kortet är korrekt konfigurerat och dess SIM -kort har registrerats på ett konto på AirVantage -webbplatsen (här), är anslutningen till IoT Cloud tillåten.

Mer information om AirVantage -webbplatsen finns här.

Bilderna ovan visar kommunikationen mellan mangOH Red board och AirVantage -webbplatsen. I detta test skickar mangOH Red board data (som mätning av de inbyggda sensorerna) till AirVantage -webbplatsen med hjälp av redSensorToCloud -applikationsexemplet.

Steg 11: Användning av AirVantage API för mätning av miljövariabler

Bilden ovan visar data för uppmätta miljövariabler som finns tillgängliga i AssistIoT -webbprogrammet.

Dessa data erhölls via API: et från AirVantage -webbplatsen. Mer information om detta API finns här.

Endast mangOH röda inbyggda sensorer användes i detta projekt. Därför anpassades sensordata för att visas i AssistIoT -webbapplikationen:

• Temperatur: temperatursensorn ombord mäter processortemperaturen. Detta värde subtraheras med 15 för att representera en rumstemperatur.
• Ljusnivå: detta värde konverteras till ett procentuellt värde;
• Tryck: detta värde omvandlas till ett procentvärde och representerar ett luftfuktighetsvärde i ett rum.

Steg 12: Anpassning av RedSensorToCloud -applikationsexempel för att stödja funktionen för fjärrkontroll av plattformsrörelsen

Exemplet redSensorToCloud kan anpassas för att stödja funktionaliteten för fjärrstyrning av mobilplattformens rörelse i detta projekt.

Med kommandot "Set LED Interval" som finns i redSensorToCloud -applikationen, som visas på den andra bilden ovan, är det möjligt att skicka till mangOH Red board olika värden och kartlägga dem för olika applikationer.

Till exempel för fjärrkontrollens funktionalitet ändrades funktionen SetLedBlinkIntervalCmd (i "/avPublisherComponent/avPublisher.c" -filen) styrriktningen för mobilplattformens rörelse.

Som kommenterades i steg 5 används CF3 GPIO -stiften (stift 7, 11, 13 och 15) för att styra likströmsmotorerna. Därför används följande logik:

Riktningskontroll:

1 - framåt: gpio22 och gpio35 i högläge

2 - bakåt: gpio23 och gpio24 i högläge

3 - höger: gpio24 och gpio22 i högläge

4 - vänster: gpio23 och gpio35 i högläge

Källkoden baserad på redSensorToCloud -applikationsexemplet och anpassad för mobilplattformsprojektet finns här.

Steg 13: Anpassning av RedSensorToCloud -applikationsexempel för stöd för fjärrkontrollfunktioner för hushållsapparater

Exemplet redSensorToCloud kan vara anpassat för att stödja fjärrkontrollfunktionen för hushållsapparater för mobilplattformsprojektet.

Med hjälp av idén om steg 12 kan kommandot "Set LED Interval" i redSensorToCloud -applikationen användas för att styra olika applikationer i mangOH Red -kortet.

Steg 14: Demonstration av implementerade funktioner

I den här videon presenteras hur Mobile Platform with IoT Technologies -projektet kan fungera efter att ha följt alla steg innan.