دستبند جهت گیری متصل: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

این پروژه آکادمیک ، دستبند جهت گیری متصل ، توسط چهار دانش آموز از دانشکده مهندسی Polytech Paris-UPMC انجام شد: Sébastien Potet ، Pauline Pham ، Kevin Antunes و Boris Bras.

پروژه ما چیست؟

در طول یک ترم ، ما باید یک دستبند متصل ایجاد کنیم که توسط دونده استفاده شود. مسیر مسابقه او با چند نقطه جهت بندی خواهد شد ، در این صورت او می تواند مسیر خود را ثبت کند. این داده ها در زمان واقعی بر روی ابر ذخیره می شوند.

این محصول می تواند دما ، رطوبت و جهت را نشان دهد. علاوه بر این ، ما سه دکمه داریم که یکی از آنها یک موقعیت GPS ارسال می کند تا در صورت بروز مشکل در دونده (دکمه SOS) ، به همین دلیل در زمان واقعی به آن نیاز داریم. دومی اجازه می دهد تا برچسب گذاری شود و مورد آخر دستبند را خاموش می کند زیرا ما محصول کم مصرف می خواهیم.

ما یک bugdet 120 یورو داشتیم. برای درک دستبند جهت گیری متصل ، آموزش ما را دنبال کنید!

مرحله 1: مواد مورد نیاز

لیست اجزاء:

- STM32L432KC-Nucleo فوق العاده کم قدرت

- ماژول SigFox TD1208

- خواننده RFID 125 کیلوهرتز

- حسگر دما/رطوبت HTU21D

- ماژول شتاب سنج 3 محوره ADXL345

- ماژول قطب نما 3 محور HMC5883L

- صفحه نمایش OLED ADA938

- ماژول GPS Grove 31275

- باتری 1.5 V LR6

- تنظیم کننده تنش Pololu 3.3V U1V11F3

- برخی از دکمه های کنترل

مرحله 2: قسمت برنامه نویسی

اول از همه ، ما هر جزء را با سایت توسعه دهنده mbed برنامه ریزی کردیم. برای این منظور ، ما از میکروکنترلر STM32L476RG-Nucleo استفاده کردیم که مصرف کمی دارد.

صفحه نمایش ، سنسور دما/رطوبت و قطب نما در ارتباط I²C کار می کنند. RFID خوان و شتاب سنج در ارتباط سریال کار می کنند. برای هر جزء ، باید کتابخانه خود را اضافه کنید.

برای حسگر دما/رطوبت ، قطب نما و شتاب سنج ، باید تابع تعریف شده ای را در کتابخانه آنها فراخوانی کنید تا داده ها را دریافت کنید.

RFID خوان روی ارتباط سریال کار می کند ، شما باید از تابع "getc ()" استفاده کنید زیرا برچسب داده ها را در char برمی گرداند.

همه کدها به صورت فایل در دسترس هستند ، به جز کد OLED صفحه.

مرحله 3: مونتاژ الکترونیکی

پس از برنامه نویسی هر یک از اجزاء ، یک صفحه labdec گرفتیم و آنها را روی STM32L432KC-Nucleo سیم کشی کردیم. برای مونتاژ همه اجزا ، نمودار سیم کشی پیوست را دنبال کنید ، در غیر اینصورت هر پین روی مجموعه کد ذکر شده است.

ما سه دکمه با سه مقاومت 10 کیلو اهم اضافه کردیم: یکی موقعیت GPS را در صورت خطر ارسال می کند ، یکی برای روشن/خاموش کردن ، و آخرین دکمه که به دونده اجازه می دهد نقطه را نشان کند. وقتی دکمه SOS را فشار می دهید یک زنگ صدا اضافه کردیم.

فایل "braceletOrientation" در پیوست پروژه ما در Fritzing است. این یک فایل خلاصه از اجزای ما و سیم کشی ما در labdec و همچنین در PCB است. علاوه بر این ، کد مونتاژ همه اجزا را اضافه کردیم.

مرحله 4: جمع آوری داده ها

Actoboard

Actoboard یک ابزار مبتنی بر داشبورد است. تمام داده های ارسال شده توسط ماژول Sigfox را نمایش می دهد. سپس این اطلاعات را از طریق URL به nodered ارسال می کند تا در پایگاه داده درج شود.

ارسال داده ها:

برای ارسال داده ها از طریق کد خود ، ابتدا باید PIN (Tx، Rx) ماژول Sigfox را اعلام کنید (می توانید آن را در کد ما ببینید). پس از آن ، به لطف این دستور: "sigfox.printf (" AT $ SF =٪ 02X٪ 02X٪ 02X٪ 02X٪ 02X٪ 02X / r / n "، lat_deg، long_deg، lat_10s، long_10s، lat_100s، long_100s)؛" ، این مثال داده های GPS را به Actoboard ارسال می کند.

دریافت داده ها:

پس از اینکه منابع داده خود را در ارتباط با ماژول Sigfox خود تنظیم کردید ، باید فرمت Data خود را برای دریافت داده ها از طریق کد خود تنظیم کنید. برای مثال مشابه قبل (GPS) باید قالب داده را به این شکل تنظیم کنید: "lat_deg:: uint: 8 long_deg:: uint: 8 lat_10s:: uint: 8 long_10s:: uint: 8 lat_100s:: uint: 8 long_100s:: uint: 8 ".

مراقب نوع و تعداد بیت ها باشید ، باید طول دقیقاً یکسانی داشته باشید. بنابراین به شما توصیه می کنم که داده های خود را در کد خود به این صورت وارد کنید: "lat_deg = (int8_t) lat_deg؛".

در مورد تعداد رقم نیز دقت کنید ، در این مثال ما فقط داده ها را با حداکثر 2 رقم منتقل می کنیم. اما اگر می خواهید داده های بزرگتری مانند "٪ 04X" را منتقل کنید ، ممکن است بدانید که Actoboard رقم را معکوس می کند. به عنوان مثال اگر 0x3040 را ارسال کنید ، Actoboard 0x4030 را درک می کند. بنابراین قبل از ارسال فرمت داده که بیش از 2 رقم است ، باید رقم را معکوس کنید.

ویرایش داشبورد:

برای ویرایش داده های خود در داشبورد در Actoboard ، فقط باید یک ویجت اضافه کنید. لیستی از ویجت ها وجود دارد ، شما باید یکی را انتخاب کنید که مناسب سیستم شما باشد. و بعد از آن شما فقط باید انتخاب کنید که کدام داده ویجت را پر کند.

انتقال به nodered:

برای انتقال تمام داده هایی که در Actoboard دریافت می کنید ، از طریق URL به nodered منتقل می شوند ، فقط باید کادر "url forwarding" را در تنظیمات خود با URL پروژه شماره گذاری شده خود پر کنید. به عنوان مثال ، ما کادر را با "https://noderedprojet.mybluemix.net/projet" پر کرده ایم.

مرحله 5: پایگاه داده

بلومیکس

• Nodered:
• فرم داده Actoboard را دریافت کنید

برای دریافت فرم داده Actoboard ، باید ورودی "websocket" را اضافه کنید که باید روش را با "POST" تنظیم کرده و آدرس اینترنتی خود را مشخص کنید (مثال در عکس).

قالب بندی داده ها

شما باید داده هایی را که می خواهید در پایگاه داده خود (cloudant) اضافه کنید استخراج کرده و آنها را قالب بندی کنید. برای این ، شما باید یک بلوک "تابع" اضافه کنید. برای درک نحوه انجام این کار به عکس پیوست مراجعه کنید.

می توانید چیزهای geomtry را روی نقشه اضافه کنید ، به عنوان مثال ، ما یک تابع داریم که یک نقطه با مختصات GPS روی نقشه اضافه کرده و آنها را پیوند می دهد. ما از این تابع برای ایجاد مسابقه استفاده می کنیم و پس از آن ، تابع دیگری را تغییر می دهیم که در صورت بررسی RFID TAG ، در اطراف نقطه چند ضلعی ایجاد می کند.

ارسال به cloudant

پس از قالب بندی داده های خود ، باید آنها را به DataBase ابری خود ارسال کنید. برای این کار ، شما باید یک بلوک ذخیره سازی "cloudant" اضافه کنید و تنظیمات مانند نام DataBase خود را مشخص کنید ، عملیات "insert" مثال ما را در پیوست ببینید.

فراموش نکنید که "سیستم" خود را برای کارکردن سیستم خود نصب کنید.

ابری:

در پایگاه داده کدر خود ، اکنون می توانید تمام داده هایی را که با sigfox ارسال کرده اید و قالب بندی شده را با گره قرمز مشاهده کنید. می توانید اطلاعاتی را که می خواهید مانند "تاریخ ، دستگاه ، TAG RFID ، GPS" مشاهده کنید ، انتخاب کنید.

و می توانید موارد ژئومتری را که در عملکرد nodered ایجاد کرده اید در منوی "gps Geospatial Indexes" تجسم کنید.

مرحله ششم: تظاهرات

به طور خلاصه ، ما چهار رابط انسان-ماشین را داشتیم که توسط چهار دکمه کنترل می شد.

رابط اصلی دما ، رطوبت ، شماره برچسب ، زمان سنج و جهت مغناطیسی را نشان می دهد.

در یکی از عملکردهای دکمه فشار ، یک قطب نمای رابط واقعی پیدا خواهید کرد. دایره ای روی صفحه ترسیم می شود که جهت به خوبی در آن قرار گرفته است.

در یک عمل فشار دیگر ، یک پیام SOS ارسال می کنید که مکان شما را به پایگاه داده ارسال می کند. علاوه بر این ، یک پیام SOS با کد مورس خواهید شنید.

علاوه بر این ، در آخرین عمل فشار دکمه ، تگ RFID را بیدار می کنید. پس از آن شما پنج ثانیه فرصت دارید تا نقطه عبور خود را نشان کنید. سپس صدای بوق را می شنوید. این عمل شمارنده را روی صفحه نمایش افزایش می دهد و برچسب را با زمان در پایگاه داده ما ارسال می کند. در نهایت ، همه برچسب ها سوار شدن بر روی نقشه می شوند.

ساعت اتوماتیک ساعت ما حدود 4h30 (حدود 660mA/h) است. بستگی به شماره برچسب بررسی شده دارد.

برای نتیجه گیری پس از مسابقه ، همه اقدامات دونده را در bluemix پایگاه داده ما پیدا خواهید کرد.