แพลตฟอร์มมือถือพร้อมเทคโนโลยี IoT: 14 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58

ขั้นตอนต่อไปนี้อธิบายวิธีประกอบแพลตฟอร์มมือถืออย่างง่าย และรวมเทคโนโลยี IoT บางอย่างสำหรับการควบคุมแพลตฟอร์มนี้จากระยะไกล โครงการนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Assist - IoT (ผู้ช่วยในประเทศด้วย IoT Technologies) ที่พัฒนาขึ้นสำหรับการประกวด Qualcomm / Embarcados Contest 2018 สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงการ Assist IoT โปรดดูที่นี่

สถานการณ์ด้านล่างแสดงถึงสถานการณ์บางอย่างที่อาจใช้โครงการนี้ในสภาพแวดล้อมที่บ้าน:

สถานการณ์ที่ 1: ผู้สูงอายุที่อาศัยอยู่ตามลำพังแต่สุดท้ายต้องการความช่วยเหลือในการใช้ยาหรือต้องได้รับการดูแลหากจำเป็น สมาชิกในครอบครัวหรือผู้รับผิดชอบสามารถใช้แพลตฟอร์มมือถือนี้เพื่อติดตามและโต้ตอบกับผู้สูงอายุได้บ่อยครั้งหรือเป็นระยะ

สถานการณ์ที่ 2: สัตว์เลี้ยงที่ต้องอยู่คนเดียวเป็นเวลา 2 หรือ 3 วันเนื่องจากเจ้าของได้เดินทางแล้ว แพลตฟอร์มมือถือนี้อาจตรวจสอบอาหาร น้ำ และช่วยให้เจ้าของพูดคุยกับสัตว์เพื่อไม่ให้เศร้าเกินไป

สถานการณ์ที่ 3: ผู้ปกครองที่ต้องการเดินทางอาจใช้แพลตฟอร์มมือถือนี้เพื่อติดตามเด็กหรือทารกของเขาหรือเธอ (ที่ดูแลโดยสมาชิกในครอบครัวหรือบุคคลที่รับผิดชอบ) และแม้กระทั่งสำหรับการโต้ตอบกับเด็กเล็ก

สถานการณ์ที่ 4: ผู้ปกครองที่ต้องไม่อยู่เป็นเวลาสองสามชั่วโมงอาจใช้แพลตฟอร์มมือถือนี้เพื่อติดตามลูกชายหรือลูกสาวที่มีความบกพร่องทางร่างกายหรือจิตใจ ลูกชายหรือลูกสาวคนนี้ต้องได้รับการดูแลจากสมาชิกในครอบครัวหรือบุคคลที่รับผิดชอบ

ในสถานการณ์ทั้งหมดข้างต้น แพลตฟอร์มมือถือนี้อาจถูกควบคุมจากระยะไกลโดยการย้ายไปยังสถานที่ของบ้านที่บุคคลหรือสัตว์เลี้ยงที่จะตรวจสอบตั้งอยู่

ผ่านเซ็นเซอร์ออนบอร์ด แพลตฟอร์มมือถือนี้อาจวัดตัวแปรแวดล้อมของสถานที่ที่บุคคลหรือสัตว์เลี้ยงที่ถูกตรวจสอบตั้งอยู่ ด้วยข้อมูลนี้ที่มีอยู่ในเว็บแอปพลิเคชัน อุปกรณ์อาจถูกทริกเกอร์ ควบคุม หรือปิดใช้งานจากระยะไกล เพื่อให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมตามความต้องการของบุคคลหรือสัตว์เลี้ยงที่ถูกตรวจสอบ

ขั้นตอนที่ 1: การเลือกวัสดุที่อาจใช้ในการประกอบโครงแพลตฟอร์มมือถือ

แพลตฟอร์มมือถืออาจประกอบขึ้นโดยใช้วัสดุที่แสดงในภาพด้านบนดังต่อไปนี้:

• หนึ่งโมดูลที่มีสองล้อและมอเตอร์ DC สองตัวเชื่อมต่อกันในแต่ละล้อ
• รองรับสองล้อสำหรับทิศทางอิสระ
• แท่งพลาสติกสามอัน, สลักเกลียว, ถั่วและแหวนรอง

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบแชสซีแพลตฟอร์มมือถือ

แชสซีแพลตฟอร์มแบบเคลื่อนที่อาจประกอบได้ดังแสดงในภาพด้านบน

บางรูอาจจะทำในแท่งพลาสติกด้วยเครื่องเจาะ

รูเหล่านี้ใช้สำหรับยึดแท่งพลาสติกกับโมดูลที่มีล้อสองล้อและรองรับสองล้อ โดยใช้สลักเกลียว น็อต และแหวนรอง

ขั้นตอนที่ 3: การใช้อะไหล่บางส่วนเพื่อแก้ไข Raspberry PI (และอุปกรณ์อื่นๆ) บนแพลตฟอร์มมือถือสำหรับการจับภาพและการส่ง

รูปภาพด้านบนแสดงชิ้นส่วนอะไหล่ที่ใช้ในการแก้ไข Raspberry PI บนแพลตฟอร์มมือถือ

เว็บแคมและอแด็ปเตอร์ WiFi USB อาจเชื่อมต่อกับ Raspberry PI สำหรับการจับภาพและส่งในโปรเจ็กต์นี้

ขั้นตอนเพิ่มเติมนำเสนอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการจับภาพและการส่งภาพในโครงการนี้

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบโมดูล L293D สำหรับการควบคุมมอเตอร์กระแสตรงและแก้ไขบนแพลตฟอร์มมือถือ

อาจประกอบโมดูล L293D (ดังแสดงในภาพแรกด้านบน) เพื่อควบคุมมอเตอร์กระแสตรงของโมดูลด้วยสองล้อ

โมดูล L293D นี้อาจใช้บทช่วยสอนนี้ แต่แทนที่จะเชื่อมต่อกับหมุด Raspberry PI GPIO โมดูลนี้อาจเชื่อมต่อกับบอร์ดพัฒนา IoT อื่นเช่นบอร์ด Sierra mangOH Red

ขั้นตอนเพิ่มเติมแสดงข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเชื่อมต่อโมดูล L293D กับบอร์ด mangOH Red

ภาพที่สองด้านบนแสดงให้เห็นว่าโมดูล L293D อาจได้รับการแก้ไขบนแพลตฟอร์มมือถือและการเชื่อมต่อกับมอเตอร์กระแสตรงได้อย่างไร

ขั้นตอนที่ 5: การแก้ไขและเชื่อมต่อ MangOH Red Board บนแพลตฟอร์มมือถือ

ภาพแรกด้านบนแสดงให้เห็นว่าบอร์ด mangOH Red สามารถแก้ไขบนแพลตฟอร์มมือถือได้อย่างไร

ภาพที่สองแสดงให้เห็นว่าพิน GPIO บางตัวจากขั้วต่อ CN307 (ขั้วต่อ Raspberry PI) ของบอร์ด mangOH Red เชื่อมต่อกับโมดูล L293D อย่างไร

หมุด CF3 GPIO (พิน 7, 11, 13 และ 15) ใช้สำหรับควบคุมมอเตอร์กระแสตรง สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับคอนเน็กเตอร์ CN307 ของบอร์ด mangOH Red โปรดดูที่นี่

ขั้นตอนที่ 6: แก้ไขการรองรับแบตเตอรี่บนแพลตฟอร์มมือถือ

ภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าการรองรับแบตเตอรี่อาจได้รับการแก้ไขบนแพลตฟอร์มมือถือได้อย่างไร นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นการเชื่อมต่อของการรองรับแบตเตอรี่กับโมดูล L293D

การสนับสนุนแบตเตอรี่นี้อาจใช้สำหรับแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์กระแสตรง

ขั้นตอนที่ 7: การใช้เว็บแอปพลิเคชันเพื่อรองรับฟังก์ชัน IoT

ภาพแรกด้านบนแสดงตัวอย่างเว็บแอปพลิเคชันที่เรียกว่าเว็บแอปพลิเคชัน AssistIoT ในโปรเจ็กต์นี้ ซึ่งอาจทำงานใน Cloud เพื่อรองรับฟังก์ชัน IoT

ลิงก์นี้แสดงเว็บแอปพลิเคชัน AssistIoT ที่ใช้ในโปรเจ็กต์นี้ ซึ่งทำงานใน Firebase โดยมีฟังก์ชันสี่อย่าง:

• สตรีมวิดีโอที่ถ่ายโดยเว็บแคมบนแพลตฟอร์มมือถือ
• การควบคุมระยะไกลของการเคลื่อนไหวของแพลตฟอร์มมือถือ
• การวัดตัวแปรสภาพแวดล้อมจากเซ็นเซอร์ออนบอร์ดของแพลตฟอร์มมือถือ
• การควบคุมระยะไกลของอุปกรณ์ภายในประเทศที่บ้าน

ซอร์สโค้ดของตัวอย่างเว็บแอปพลิเคชันที่ใช้ในโครงการนี้มีให้ที่นี่

ตัวอย่างเว็บแอปพลิเคชันนี้อาจใช้เทคโนโลยีเช่น HTML5, CSS3, Javascript และ AngularJS

ภาพที่สองด้านบนแสดงไดอะแกรมของบล็อกที่แสดงวิธีการรองรับฟังก์ชันการทำงานทั้งสี่ในโครงการแพลตฟอร์มมือถือนี้

ขั้นตอนที่ 8: ใช้งานสตรีมวิดีโอที่บันทึกโดยฟังก์ชันเว็บแคม

ภาพด้านบนแสดงเว็บแอปพลิเคชัน (เรียกว่า webrtcsend ในโครงการนี้) ซึ่งทำงานอยู่ใน Firebase ซึ่งให้สตรีมวิดีโอที่เว็บแคมจับและส่งไปยังเว็บแอปพลิเคชันอื่น (เว็บแอปพลิเคชัน AssistIoT ในโครงการนี้)

ในโครงการนี้ Raspberry PI เชื่อมต่อบนอินเทอร์เน็ตผ่านตัวเชื่อมต่อ WiFi USB เมื่อเว็บเบราว์เซอร์ที่ทำงานใน Raspberry PI เชื่อมต่อกับเว็บแอปพลิเคชัน webrtcsend และกดปุ่มโทร เว็บแคมที่เชื่อมต่อกับ Raspberry PI จะเข้าถึงได้ และสตรีมวิดีโอจะถูกส่งไปยังเว็บแอปพลิเคชัน AssistIoT

การใช้งานเว็บแอปพลิเคชัน webrtcsend เป็นไปตามบทช่วยสอนนี้และมีซอร์สโค้ดอยู่ที่นี่

โครงการแพลตฟอร์มมือถืออาจใช้ Raspberry PI เวอร์ชัน 2 หรือใหม่กว่า โดยมีอิมเมจ Raspbian ตั้งแต่เดือนมีนาคม/2018 หรือใหม่กว่า

โปรเจ็กต์นี้ยังใช้เว็บแคม ELOAM 299 UVC – USB และตัวเชื่อมต่อ Netgear WiFi USB

ขั้นตอนที่ 9: การเตรียม MangOH Red Board

โครงการแพลตฟอร์มมือถืออาจใช้กระดาน mangOH Red เพื่อรองรับฟังก์ชันการทำงานอีกสามประการ:

• การควบคุมระยะไกลของการเคลื่อนไหวของแพลตฟอร์มมือถือ
• การวัดตัวแปรสภาพแวดล้อมจากเซ็นเซอร์ออนบอร์ดของแพลตฟอร์มมือถือ
• การควบคุมระยะไกลของอุปกรณ์ภายในประเทศที่บ้าน

ภาพรวมของคุณสมบัติหลักของกระดาน mangOH Red อยู่ที่นี่ รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับบอร์ดนี้มีอธิบายไว้ที่นี่

สำหรับการเตรียมฮาร์ดแวร์และเฟิร์มแวร์ของบอร์ด mangOH Red เพื่อใช้ในโครงการนี้ ต้องปฏิบัติตามขั้นตอนทั้งหมดที่มีในบทช่วยสอนนี้

ขั้นตอนที่ 10: ทดสอบการสื่อสาร M2M ของ MangOH Red Board กับไซต์ AirVantage

หนึ่งในคุณสมบัติหลักของ mangOH Red board คือการรองรับ M2M ผ่านเทคโนโลยี 3G

เมื่อกำหนดค่าบอร์ด mangOH Red อย่างเหมาะสมและลงทะเบียนซิมการ์ดในบัญชีของไซต์ AirVantage (ที่นี่) การเชื่อมต่อกับ IoT Cloud จะได้รับอนุญาต

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไซต์ AirVantage เข้าไปที่นี่

ภาพด้านบนแสดงการสื่อสารระหว่างกระดาน mangOH Red กับเว็บไซต์ AirVantage ในการทดสอบนี้ บอร์ด mangOH Red จะส่งข้อมูล (เป็นการวัดของเซ็นเซอร์ออนบอร์ด) ไปยังไซต์ AirVantage โดยใช้ตัวอย่างแอปพลิเคชัน redSensorToCloud

ขั้นตอนที่ 11: การใช้ AirVantage API เพื่อรับการวัดตัวแปรสภาพแวดล้อม

ภาพด้านบนแสดงข้อมูลของตัวแปรสภาพแวดล้อมที่วัดได้ในเว็บแอปพลิเคชัน AssistIoT

ข้อมูลเหล่านี้ได้รับผ่าน API ที่ให้บริการโดยไซต์ AirVantage สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ API นี้ เข้าไปที่นี่

เฉพาะเซ็นเซอร์ออนบอร์ด mangOH Red เท่านั้นที่ใช้ในโปรเจ็กต์นี้ ดังนั้น ข้อมูลเซ็นเซอร์จึงถูกปรับให้แสดงในเว็บแอปพลิเคชัน AssistIoT:

• อุณหภูมิ: อุณหภูมิเซ็นเซอร์ออนบอร์ดจะวัดอุณหภูมิของโปรเซสเซอร์ ค่านี้ถูกลบด้วย 15 เพื่อแสดงอุณหภูมิปกติของห้อง
• ระดับแสง: ค่านี้จะถูกแปลงเป็นค่าเปอร์เซ็นต์
• ความดัน: ค่านี้จะถูกแปลงเป็นค่าเปอร์เซ็นต์และแสดงถึงค่าความชื้นของห้อง

ขั้นตอนที่ 12: การปรับตัวอย่างแอปพลิเคชัน RedSensorToCloud เพื่อรองรับการทำงานของการควบคุมระยะไกลของการเคลื่อนไหวของแพลตฟอร์ม

ตัวอย่างแอปพลิเคชัน redSensorToCloud อาจถูกดัดแปลงเพื่อรองรับการทำงานของการควบคุมระยะไกลของการเคลื่อนไหวแพลตฟอร์มมือถือในโครงการนี้

การใช้คำสั่ง "Set LED Interval" ที่มีอยู่ในแอปพลิเคชัน redSensorToCloud ดังที่แสดงในภาพที่สองด้านบน เป็นไปได้ที่จะส่งค่าต่างๆ ไปที่ mangOH Red board และจับคู่ค่าเหล่านี้สำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ

ตัวอย่างเช่น สำหรับฟังก์ชันการควบคุมระยะไกล ฟังก์ชัน SetLedBlinkIntervalCmd (ในไฟล์ "/avPublisherComponent/avPublisher.c") ได้เปลี่ยนการควบคุมทิศทางของการเคลื่อนไหวของแพลตฟอร์มมือถือ

ตามที่แสดงความเห็นในขั้นตอนที่ 5 พิน CF3 GPIO (พิน 7, 11, 13 และ 15) ใช้เพื่อควบคุมมอเตอร์กระแสตรง ดังนั้นจึงใช้ตรรกะต่อไปนี้:

การควบคุมทิศทาง:

1 – ไปข้างหน้า: gpio22 และ gpio35 ในโหมดสูง

2 – ย้อนกลับ: gpio23 และ gpio24 ในโหมดสูง

3 – ขวา: gpio24 และ gpio22 ในโหมดสูง

4 – ซ้าย: gpio23 และ gpio35 ในโหมดสูง

ซอร์สโค้ดตามตัวอย่างแอปพลิเคชัน redSensorToCloud และดัดแปลงสำหรับโปรเจ็กต์แพลตฟอร์มมือถือมีให้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 13: การปรับตัวอย่างแอปพลิเคชัน RedSensorToCloud เพื่อรองรับฟังก์ชันการควบคุมระยะไกลของอุปกรณ์ภายในประเทศ

ตัวอย่างแอปพลิเคชัน redSensorToCloud อาจถูกดัดแปลงเพื่อรองรับฟังก์ชันการควบคุมระยะไกลของอุปกรณ์ภายในประเทศของโครงการแพลตฟอร์มมือถือ

โดยใช้แนวคิดของขั้นตอนที่ 12 คำสั่ง "Set LED Interval" ที่มีอยู่ในแอปพลิเคชัน redSensorToCloud อาจใช้เพื่อควบคุมแอปพลิเคชันต่างๆ ในบอร์ด mangOH Red

ขั้นตอนที่ 14: การสาธิตการใช้งานที่ใช้งานได้

วิดีโอนี้แสดงให้เห็นว่าโครงการ Mobile Platform with IoT Technologies อาจทำงานอย่างไรหลังจากทำตามขั้นตอนทั้งหมดก่อนหน้านี้