- 2024-10-31
-
发表了主题帖:
【2024 DigiKey创意大赛】基于树莓派的幸福晚年辅助宝
一、项目简介
1、设计名称
基于树莓派的幸福晚年辅助宝
2、项目照片
3、项目用到的板卡
1)、Raspberry Pi 5
处理器:2.4GHz 4核 64位Cortex-A76
内存:4GB LPDDR4X-4267
通讯接口:Wi-Fi 6(802.11ac) 支持2.4GHz和5GHz频段
Bluetooth 5.2 支持低功耗蓝牙连接
1个2.5Gbps 1000M Ethernet
2个USB3.0
2个USB2.0
GPIO:标准40Pin GPIO插头
音视频接口:双micro HDMI接口,支持双4K@60fps视频输出
2-lane MIPI DSI
2-lane MIPI CSI
通过HDMI和3.5mm复合音频接口
MicroSD卡槽:支持更高速的MicroSD卡
PCIe接口: PCIe 2.0 x1接口,支持高速外设连接
2)、加速计传感器模块
加速计、陀螺仪、磁力计
通信接口支持:I2C
3)、BME680传感器模块
支持气压、温度、湿度、VOC检测
通信接口支持:I2C、SPI
计划是买了芯片自己做板子焊接,考虑到BME680芯片是LGA封装,手工焊接不是很方便,所以后来还是在得捷网站上购买了BME680传感器模块,方便测试。
4、项目功能
本项目旨在利用树莓派5的强大性能,作为本项目的主控,实现对前端各类传感器数据的采集、分析处理,然后通过WiFi上传到服务器,同时接收客户端(手机、PC等)发送过来的指令或其它数据(音频等)并做相应处理。从而达到对独居老人生活状况的实时监控,便于子女或亲人实时了解老人的当前状况,对突发事件如跌倒等及时告警并立即采取对应措施。对老人居住环境状况如温湿度、气压等数据可以实时了解,并在必要时可以通过电话等人工手段或者远程启停空调、抽湿机、制氧机等。
二、系统框图
1、设计思路
物联网的应用已经进入各行各业,本项目也是物联网应用的场景之一。
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议),是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的“轻量级”通讯协议,该协议构建于 TCP/IP 协议上,由 IBM 在 1999 年发布,并于 2013 年发布为开放标准。MQTT 协议专注于在低带宽、不稳定或高延迟的网络环境中,可靠地传输小型数据包。
MQTT协议具有以下特点:
轻量级:MQTT 的协议开销小,适用于资源受限的设备,如传感器、物联网设备等。
灵活和可扩展:MQTT 支持多种传输层协议,如 TCP/IP、WebSocket 等。它还提供了 QoS(Quality of Service)级别,以确保消息的可靠传输。
异步通信:MQTT 使用发布/订阅模型,发布者和订阅者之间不需要直接通信,使得系统的解耦更容易。
处理低带宽和高延迟网络:MQTT 协议可以在网络连接不稳定或带宽有限的环境中可靠地传输数据。
项目的总体设计思路就是利用树莓派强大的软件功能以及自身所带的丰富外设,通过I2C等接口完成对各类传感器数据的实时采集、分析处理,并通过WiFi等将数据上传到MQTT服务器,用户可以通过PC或者手机订阅MQTT服务器数据,从而达到及时了解老人生活状态,也可在需要时通过MQTT服务器发布控制指令,远程开启老人居住处的空调等设备,或者发送语音信息,提醒老人注意事项。
2、软硬件介绍
硬件部分:树莓派5作为主控器,外加各类传感器模块,如气压、温湿度传感器、加速计传感器等。
软件部分:操作系统采用树莓派自带的嵌入式Linux系统,占用空间不到0.5GB,给应用的开发和维护带来了极大便利;
应用软件主要采用C语言完成,主要功能包括各类传感器数据的采集、分析处理,并将处理后的数据定时或实时发布到MQTT服务器。同时订阅/接收服务器端下发的指令,并作出相应处理,如打开/关闭继电器,给家用电器供/断电,或者播放语音消息等。
3、系统框图
三、各部分功能说明
应用软件分为3大块:
主控:通过MQTT协议发布/订阅消息,也就是负责将各类传感器数据发布到MQTT服务器,并订阅MQTT服务器下发的消息;
传感器数据采集:负责定时采集各类传感器的数据,并做一定的分析处理后交由主控处理;
订阅消息处理:收到MQTT服务器下发的消息后做出相应的处理,如打开或关闭继电器等。
四、作品源码
稍后上传
五、作品功能演示视频
稍后上传
六、项目总结
通过本次项目,对物联网的落地应用有了更直观的体会,同时对MQTT协议也有个更深一步的了解。对于项目本身总结如下:
1、由于时间关系,项目只是实现了部分功能,严格来讲原理样机的要求还达不到,后续还需要花时间进一步完善。
2、对于跌倒检测这块,应该属于可穿戴设备范畴,需要考虑电池供电,蓝牙低功耗数据传输等,还需好好规划下产品形态。
3、主控部分,对于成本敏感型产品还需考虑更换更具性价比的平台。
- 2024-08-11
-
发表了主题帖:
【2024 DigiKey 创意大赛】开箱帖:树莓派5、加速计传感器、压力温湿度传感器
本帖最后由 sumoon_yao 于 2024-8-11 14:58 编辑
不得不说得捷发货的速度还是挺快的,周二晚上下单,周三收到确认邮件,隔周的周五就收到货了。
这是收到的包装盒:
打开包装,里面是装箱单和包裹严实的物料。
每种物料都单独包装,并贴有详细的说明标签。
这是两种传感器,加速度计和压力温湿度传感器。
这是主角树莓派5。
里面还有简易纸质手册和重要提醒单页。
最后给主角来个正反面特写。
- 2024-01-12
-
发表了主题帖:
【DigiKey创意大赛】基于树莓派的智能电源控制器
一、项目简介
1、设计名称
基于树莓派的智能电源控制器
2、项目照片
3、项目用到的板卡
1)、Raspberry Pi 4B
处理器:1.5GHz 4核 Cortex-A72
内存:8GB LPDDR4
通讯接口:双频Wi-Fi 5(802.11ac)
Bluetooth 5.0
1个1000M Ethernet
2个USB3.0
2个USB2.0
GPIO:标准40Pin GPIO插头
音视频接口:2个micro HDMI接口
2-lane MIPI DSI
2-lane MIPI CSI
4-pole立体声音频接口
SD卡插座:操作系统和数据存储
2)、MODBUS RTU模块
带有485通讯接口,支持MODBUS协议
4、项目功能
本项目旨在利用树莓派4B强大的嵌入式软硬件性能,实现对电源控制模块以及其它各类传感器的远程采控,实时采集各模块或者传感器的工作状态、工作参数,并根据需要发出相应的控制指令,如打开或关闭某一通道的输出等等。
二、系统框图
1、设计思路
项目的总体设计思路就是利用树莓派强大的软件功能以及自身所带的丰富外设,通过程序设计,完成对电源控制模块以及传感器数据的远程采集与控制,实现对整个系统中各单元供电情况的集中统一管理,增强系统的可靠性。
2、软硬件介绍
硬件部分:树莓派4B作为主控器,外加必要的转换模块,如串口TTL转485模块;
软件部分:操作系统采用嵌入式Linux系统,占用空间不到0.5GB,给应用的开发和维护带来了极大便利;
应用软件目前采用python3实现,虽然python是解释执行的语言,但在树莓派强大硬件的加持下,运行速度没有任何问题。本系统中还实现了轻量型web服务器,给用户更好的操作体验。
3、系统框图
三、各部分功能说明
应用软件分为2大块,一块是模块参数配置,采用嵌入式web服务器,用户可以通过浏览器对系统使用的模块数量、编号、地址等参数进行任意配置修改,同时应用软件的升级也通过这部分实现;
另一块就是主控软件,主要负责接收上位机的指令,对各模块进行控制,同时将各模块的运行状态等数据定时上传,或者根据上位机指令返回应答。
四、作品源码
https://download.eeworld.com.cn/detail/sumoon_yao/630763
五、作品功能演示视频
https://training.eeworld.com.cn/video/38967
六、项目总结
通过本次项目,对树莓派产品有了更进一步的了解,对于项目本身总结如下:
1、由于时间关系,本次的项目只做了个雏形,还需要投入很多时间和精力对项目进行完善;
2、方案上准备做些升级,就是对主控器的访问和控制改为B/S结构,且支持服务器端主动推送方式。
3、后期考虑利用树莓派的强大性能,对部分传感器或者其它采控单元,通过大量的数据采集、分析和分类整理,采用合适的模型实现预测性维护;
-
上传了资料:
树莓派智能电源控制器源码
- 2023-12-28
-
加入了学习《ADI - 世健 工业嘉年华》,观看 ADI - 世健 工业嘉年华 开幕致辞
- 2023-12-09
-
发表了主题帖:
【DigiKey“智造万物,快乐不停”创意大赛】树莓派4B开箱
得捷的发货速度还是挺快的,只要是现货,差不多从下单到收货10天左右就完成了,而且是美国发货哦。
收到的货物外包装盒:
拆开包装盒,里面是层层包裹的产品:
拆开最外层包装,是塑料自封袋装着的产品和发货单:
拆开自封袋,就是静电袋装着的板子啦:
打开静电袋,里面就是纸盒包装的板子哦:
拆开纸盒包装,里面是块树莓派4B板子:
盒子里包括一块板子,一张贴纸样的板子拿取提示,一份用户指南:
最后给主角来个正反面展示: