Índice:
- Etapa 1: Seleção do material que pode ser usado para montar o chassi da plataforma móvel
- Etapa 2: montagem do chassi da plataforma móvel
- Etapa 3: Usar algumas peças sobressalentes para consertar um Raspberry PI (e outros dispositivos) na plataforma móvel para captura e transmissão de imagens
- Etapa 4: montagem de um módulo L293D para controle de motores CC e fixação na plataforma móvel
- Etapa 5: consertando e conectando a placa vermelha MangOH na plataforma móvel
- Etapa 6: consertando o suporte da bateria na plataforma móvel
- Etapa 7: Implementar um aplicativo da Web para oferecer suporte às funcionalidades de IoT
- Etapa 8: Implementar a funcionalidade de fluxo de vídeo capturado por uma webcam
- Etapa 9: Preparando o MangOH Red Board
- Etapa 10: Testar a comunicação M2M da placa vermelha MangOH com o site AirVantage
- Etapa 11: Usando a API AirVantage para obter a medição das variáveis de ambiente
- Etapa 12: Adaptando o exemplo de aplicativo RedSensorToCloud para apoiar a funcionalidade de controle remoto do movimento da plataforma
- Etapa 13: Adaptando o Exemplo de Aplicativo RedSensorToCloud para Suporte à Funcionalidade de Controle Remoto de Dispositivos Domésticos
- Etapa 14: Demonstração das Funcionalidades Implementadas
2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58
As etapas a seguir descrevem como montar uma plataforma móvel simples e incluem algumas tecnologias IoT para controlar essa plataforma remotamente. Este projeto faz parte do projeto Assist - IoT (Domestic Assistant with IoT Technologies) desenvolvido para o Qualcomm / Embarcados Contest 2018. Para obter mais informações sobre o projeto Assist IoT, consulte aqui.
Os cenários abaixo representam algumas situações em que este projeto pode ser usado em um ambiente doméstico:
Cenário 1: Uma pessoa idosa que mora sozinha, mas que eventualmente precisa de algum apoio para tomar remédios ou precisa ser monitorada se necessário. Um familiar ou responsável pode usar esta plataforma móvel para monitoramento frequente ou esporádico e interação com o idoso;
Cenário 2: Um animal de estimação que precisa ser deixado sozinho por 2 ou 3 dias porque seus donos viajaram. Esta plataforma móvel pode monitorar a alimentação, a água e ajudar os donos a conversar com o animal para que ele não fique muito triste;
Cenário 3: Um pai que precisa viajar pode usar esta plataforma móvel para monitorar seu filho pequeno ou bebê (que é cuidado por outro membro da família ou pessoa responsável) e até mesmo para interagir com a criança pequena.
Cenário 4: um pai que precisa se ausentar por algumas horas pode usar esta plataforma móvel para monitorar seu filho ou filha com deficiência física ou mental. Este filho ou filha deve ser cuidado por outro membro da família ou responsável.
Em todos os cenários acima, esta plataforma móvel pode ser controlada remotamente movendo-se para o local da casa onde a pessoa ou animal de estimação a ser monitorado está localizado.
Por meio de seus sensores de bordo, essa plataforma móvel pode medir as variáveis ambientais do local onde se encontra a pessoa ou o animal que está sendo monitorado. Com essas informações disponíveis em um aplicativo web, os dispositivos podem ser acionados, regulados ou desabilitados remotamente para se adequar ao ambiente de acordo com as necessidades da pessoa ou animal monitorado.
Etapa 1: Seleção do material que pode ser usado para montar o chassi da plataforma móvel
A plataforma móvel pode ser montada utilizando o material apresentado nas fotos acima da seguinte forma:
- um módulo com duas rodas e dois motores DC conectados em cada roda;
- dois suportes de roda para direção livre;
- três varas de plástico, parafusos, porcas e arruelas.
Etapa 2: montagem do chassi da plataforma móvel
O chassi da plataforma móvel pode ser montado conforme mostrado nas fotos acima.
Alguns furos podem ser feitos nos bastões de plástico com uma furadeira.
Esses furos são usados para fixar os bastões de plástico com o módulo de duas rodas e com os dois suportes de roda, por meio de parafusos, porcas e arruelas.
Etapa 3: Usar algumas peças sobressalentes para consertar um Raspberry PI (e outros dispositivos) na plataforma móvel para captura e transmissão de imagens
As fotos acima mostram algumas peças de reposição usadas para consertar um Raspberry PI na plataforma móvel.
Uma webcam e um adaptador USB WiFi podem ser conectados ao Raspberry PI para captura e transmissão de imagem neste projeto.
As próximas etapas apresentam mais informações sobre a captura e transmissão de imagens neste projeto.
Etapa 4: montagem de um módulo L293D para controle de motores CC e fixação na plataforma móvel
Um módulo L293D (como mostrado na primeira imagem acima) pode ser montado para controlar os motores DC do módulo com duas rodas.
Este módulo L293D pode ser baseado neste tutorial, mas em vez de conectá-lo aos pinos Raspberry PI GPIO, ele pode ser conectado a outra placa de desenvolvimento IoT como a placa Sierra mangOH Red.
As etapas seguintes apresentam mais informações sobre a conexão do módulo L293D com uma placa vermelha mangOH.
A segunda foto acima mostra como o módulo L293D pode ser fixado na plataforma móvel e a conexão com os motores DC.
Etapa 5: consertando e conectando a placa vermelha MangOH na plataforma móvel
A primeira foto acima mostra como a placa vermelha do mangOH pode ser fixada na plataforma móvel.
A segunda imagem mostra como alguns pinos GPIO do conector CN307 (conector Raspberry PI) da placa vermelha mangOH estão conectados ao módulo L293D.
Os pinos CF3 GPIO (pinos 7, 11, 13 e 15) são usados para controlar os motores DC. Para obter mais informações sobre o conector CN307 da placa vermelha mangOH, consulte aqui.
Etapa 6: consertando o suporte da bateria na plataforma móvel
A imagem acima mostra como o suporte da bateria pode ser fixado na plataforma móvel. Mostra também a conexão do suporte da bateria com o módulo L293D.
Este suporte de bateria pode ser usado para alimentação do motor DC.
Etapa 7: Implementar um aplicativo da Web para oferecer suporte às funcionalidades de IoT
A primeira imagem acima mostra um exemplo de aplicativo da web, chamado de aplicativo da web AssistIoT neste projeto, que pode ser executado na nuvem para suportar as funcionalidades de IoT.
Este link mostra o aplicativo da web AssistIoT usado neste projeto, em execução no Firebase, com quatro funcionalidades:
- stream de vídeo capturado por uma webcam na plataforma móvel;
- controle remoto dos movimentos da plataforma móvel;
- medição de variáveis de ambiente a partir dos sensores de bordo da plataforma móvel;
- controle remoto de dispositivos domésticos em uma casa.
O código-fonte do exemplo de aplicativo da web usado neste projeto está disponível aqui.
Este exemplo de aplicativo da web pode usar tecnologias como HTML5, CSS3, Javascript e AngularJS.
A segunda imagem acima mostra um diagrama de blocos representando como as quatro funcionalidades podem ser suportadas neste projeto de plataforma móvel.
Etapa 8: Implementar a funcionalidade de fluxo de vídeo capturado por uma webcam
A imagem acima mostra um aplicativo da web (denominado webrtcsend neste projeto), também em execução no Firebase, que fornece stream de vídeo capturado por uma webcam e transmite para outro aplicativo da web (aplicativo da web AssistIoT neste projeto).
Neste projeto, o Raspberry PI é conectado à internet por meio de um conector USB WiFi. Quando um navegador da web em execução no Raspberry PI se conecta ao aplicativo da web webrtcsend e o botão Chamar é pressionado, a webcam conectada ao Raspberry PI é acessada e um fluxo de vídeo é transmitido ao aplicativo da web AssistIoT.
A implementação do aplicativo web webrtcsend foi baseada neste tutorial e seu código-fonte está disponível aqui.
O projeto da plataforma móvel pode usar um Raspberry PI versão 2 ou posterior, com uma imagem Raspbian de março / 2018 ou posterior.
Este projeto também utilizou uma webcam ELOAM 299 UVC - USB e um conector Netgear WiFi USB.
Etapa 9: Preparando o MangOH Red Board
O projeto da plataforma móvel pode usar a placa vermelha do mangOH para suportar as outras três funcionalidades:
- controle remoto dos movimentos da plataforma móvel;
- medição de variáveis de ambiente a partir dos sensores de bordo da plataforma móvel;
- controle remoto de dispositivos domésticos em uma casa.
Uma visão geral dos principais recursos da placa vermelha do mangOH está aqui. Mais detalhes sobre este conselho são descritos aqui.
Para a preparação do hardware e firmware da placa mangOH Red a ser utilizada neste projeto, todos os passos disponibilizados neste tutorial devem ser seguidos.
Etapa 10: Testar a comunicação M2M da placa vermelha MangOH com o site AirVantage
Uma das principais características da placa mangOH Red é o suporte para M2M via tecnologia 3G.
Uma vez que a placa MangOH Red está configurada corretamente e seu cartão SIM está registrado em uma conta do site AirVantage (aqui), a conexão com a IoT Cloud é permitida.
Para mais informações sobre o site AirVantage, acesse aqui.
As fotos acima mostram a comunicação entre a placa vermelha do mangOH e o site AirVantage. Neste teste, a placa MangOH Red envia dados (como a medição dos sensores a bordo) para o site AirVantage usando o exemplo de aplicativo redSensorToCloud.
Etapa 11: Usando a API AirVantage para obter a medição das variáveis de ambiente
A imagem acima mostra os dados das variáveis de ambiente medidas disponíveis no aplicativo da web AssistIoT.
Esses dados foram obtidos por meio da API disponibilizada pelo site AirVantage. Para obter mais informações sobre esta API, acesse aqui.
Apenas os sensores mangOH Red onboard foram usados neste projeto. Portanto, os dados dos sensores foram adaptados para serem mostrados no aplicativo da web AssistIoT:
- Temperatura: o sensor de temperatura integrado mede a temperatura do processador. Este valor é subtraído de 15 para representar a temperatura normal de uma sala;
- Nível de luz: este valor é convertido em um valor percentual;
- Pressão: este valor é convertido em um valor percentual e representa um valor de umidade de uma sala.
Etapa 12: Adaptando o exemplo de aplicativo RedSensorToCloud para apoiar a funcionalidade de controle remoto do movimento da plataforma
O exemplo de aplicativo redSensorToCloud pode ser adaptado para suportar a funcionalidade de controle remoto do movimento da plataforma móvel neste projeto.
Utilizando o comando “Set LED Interval” disponível no aplicativo redSensorToCloud, conforme mostrado na segunda figura acima, é possível enviar para a placa vermelha do mangOH diferentes valores e mapeá-los para diferentes aplicações.
Por exemplo, para a funcionalidade de controle remoto, a função SetLedBlinkIntervalCmd (no arquivo "/avPublisherComponent/avPublisher.c") foi alterada para controlar a direção do movimento da plataforma móvel.
Conforme comentado na etapa 5, os pinos CF3 GPIO (pinos 7, 11, 13 e 15) são usados para controlar os motores CC. Portanto, a seguinte lógica é usada:
Controle de direção:
1 - encaminhar: gpio22 e gpio35 em modo alto
2 - retrocesso: gpio23 e gpio24 em modo alto
3 - direita: gpio24 e gpio22 em modo alto
4 - esquerda: gpio23 e gpio35 em modo alto
O código-fonte baseado no exemplo do aplicativo redSensorToCloud e adaptado para o projeto da plataforma móvel está disponível aqui.
Etapa 13: Adaptando o Exemplo de Aplicativo RedSensorToCloud para Suporte à Funcionalidade de Controle Remoto de Dispositivos Domésticos
O exemplo de aplicativo redSensorToCloud pode ser adaptado para suportar a funcionalidade de controle remoto de dispositivos domésticos do projeto de plataforma móvel.
Usando a ideia da etapa 12, o comando "Definir intervalo de LED" disponível no aplicativo redSensorToCloud pode ser usado para controlar diferentes aplicativos na placa vermelha do mangOH.
Etapa 14: Demonstração das Funcionalidades Implementadas
Este vídeo apresenta como o projeto Mobile Platform with IoT Technologies pode funcionar após seguir todas as etapas anteriores.