RFID + -väritunnistimen IoT -projekti: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämän projektin tarkoituksena on palkita ihmisiä, jotka juovat kahvikuppeista, ja hävittää ne asianmukaisesti. Otetaan esimerkiksi Tim Hortonsin kaltainen yritys; vuonna 2014 he rekisteröivät 2 miljardia kuppia kahvia vuosittain. Vaikka niiden kupit voidaan kierrättää, niitä ei hyväksytä kierrätettäväksi kaikkialla tällä hetkellä. Kuten heidän verkkosivuillaan todetaan,”meillä on tällä hetkellä ohjelmia useissa Kanadan ravintoloissa, joissa keräämme paperikupin (ja muut pakkaukset) kierrätystä tai kompostointia varten. Paikkojen määrä, joissa tarjoamme myymälöissä kierrätystä, kasvaa edelleen, kun teemme yhteistyötä paikallisten jätehuoltoyritysten kanssa laajentaaksemme ohjelmaa…”

Joten kun he laajenevat ja kiipeilevät teollisuutta ympäristöä hoitavana yrityksenä, uskomme, että he voivat myös lisätä asiakkaiden määrää ja lisätä tietoisuutta luomalla kannustuspalkintojärjestelmän.

Tämä projekti on yritys kehittää perusjärjestelmä tämän ajatuksen ympärille.

Vaihe 1: Osat

• Raspberry Pi 3
• Arduino Mega
• Mini leipälauta
• Naaras. Mieshyppyjohdot
• 2 x LEDiä (punainen ja vihreä)
• 2 x 330 ohmin vastukset
• TCS3200 -värianturi
• RC522 RFID -lukija ja tunnisteet
• USB 2.0 -kaapeli, tyyppi A/B
• Tietokone ja Internet
• Kahvikuppi

Vaihe 2: Laitteiston asentaminen

TCS 3200: n liittäminen Arduinoon

VCC 5V

GND GND

S0 4

S1 5

S2 6

S3 7

E0 GND

ULOS 8

Liitä RFID/LEDit Raspberry Pi: hen

SDA 24

SCK 23

MOSI 19

MISO 21

GND 6

RST 22

3.3V 1

VIHREÄ LED 12 ja 330 ohmia GND: hen

PUNAINEN LED 11 ja 330 ohmia - GND

Vaihe 3: Värianturin ohjelmointi

TCS3200 tunnistaa värivalon sisäisen 8 x 8 -valodiodijärjestelmän kautta. Virtataajuusmuuttajaa käytetään muuntamaan fotodiodin lukema neliöaaltoksi, jonka taajuus on verrannollinen valon voimakkuuteen.

Valodiodit sisältävät kolme erilaista värisuodatinta. On 16 punaista suodatinta, 16 vihreää suodatinta, 16 sinistä suodatinta ja muita 16 fotodiodia ilman suodatinta.

Jotta valodiodi voisi lukea värin, meidän on ohjattava nastoja S2 ja S3.

Väritaulukko ：

Väri S2 S3

Punainen LOW LOW

Sininen MATALA KORKEA

Vihreä HIGH HIGH

Kunkin anturin taajuus voi vaihdella hieman. Tuo anturi lähelle kuppia. Käytä Colour_Tester.ino -koodia löytääksesi oikean kupin arvot ja muistaaksesi annetut arvot sarjamonitorista. Kirjoita sitten, jos lausunnot antavat "kyllä" tai "ei", jos anturi havaitsee kupin, kuten Sensor_Data.ino näyttää.

Kun olet valmis, liitä Arduino Raspberry Pi -laitteeseen USB -kaapelilla.

Vaihe 4: Raspbianin määrittäminen RFID RC522: lle

1. Ota SPI (Serial Peripheral Interface) käyttöön avaamalla päätelaite ja suorittamalla seuraava komento.

sudo raspi-config

2. Valitse nuolinäppäimillä”5 rajapintavaihtoehtoa” ja paina Enter.

3. Valitse nuolinäppäimillä “P4 SPI” ja paina Enter.

4. Sinulta kysytään, haluatko ottaa SPI -käyttöliittymän käyttöön, valitse Kyllä nuolinäppäimillä ja jatka painamalla Enter.

5. Kun SPI -käyttöliittymä on otettu käyttöön, näyttöön tulee seuraava teksti: "SPI -käyttöliittymä on käytössä". Käynnistä Raspberry Pi uudelleen painamalla Enter ja sitten ESC. Käynnistä Raspberry Pi uudelleen kirjoittamalla seuraava komento Raspberry Pi -laitteen päätelaitteeseen.

sudo uudelleenkäynnistys

6. Kun Raspberry Pi on käynnistynyt uudelleen, tarkista, että se on todella otettu käyttöön. Suorita seuraava komento nähdäksesi, onko spi_bcm2835 luettelossa.

lsmod | grep spi

7. Asenna Python-dev ja git komennolla.

sudo apt-get install python-dev git

8. Käynnistä Node-Red ja luo kansio ~/.node kotikansioon. Suorita komento

node-red-start

Avaa käyttöliittymä selaimesi avulla, osoita osoitetta https://: 1880. Esimerkiksi Pi on kotitoimistoverkossani osoitteessa 192.168.0.17, joten päästäkseni Node-REDiin selailen osoitteeseen

Pysäytä nyt solmupunainen palvelin komennolla.

node-red-stop

9. Asenna Daemon- ja Serial -solmu.

cd ~./node-red

npm i node-red-node-daemon npm i node-red-node-serialport

10. Asenna SPI-Py.

cd ~

git klooni https://github.com.lthiery/SPI-Py.git cd SPI-Py/sudo python setup.py install

11. Pura nämä tiedostot käyttäjän kotihakemistosi zip -tiedostosta - /home /pi.

12. Käynnistä pi uudelleen ja aloita solmu-punainen uudelleen.

13. Testaa kortinlukija suorittamalla komentosarja komentoriviltä

cd ~

python rfidreader.py

Kun heilutat tunnistetta ~ 1 cm: n sisällä kortinlukijan pääalueesta, skripti tulostaa kortin yksilöllisen UID -tunnuksen ja sen tyypin. Kortteja on erilaisia, yleisimpiä kutsutaan MIFARE 1KB, mutta on muitakin. Kaikki kortit eivät käytä samaa RF -viestintäprotokollaa, joten älä ole yllättynyt, jos noutamaasi satunnaista korttia ei tunnisteta. Muista tunnisteidesi UID myöhempää tarvetta varten.

Vaihe 5: Luo solmupunainen virtaus RFID-tunnisteen ja värianturin lukemiseen

Yhdistä Node-RED -laitteeseesi Pi-laitteellasi selaimella-joko toiselta tietokoneelta tai itse Pi: ltä.

1. Napsauta hampurilaiskuvaketta punaisen käyttöönottopainikkeen vieressä oikeassa yläkulmassa.

2. Siirry kohtaan Tuo ja napsauta leikepöytää.

3. Kopioi koko tekstin sisältö node-red-flow.txt -tiedostoon ja liitä se leikepöydälle ja paina Tuo.

4. Meidän on varmistettava, että kaikki on määritetty oikein. Napsauta ensin oranssia sarjasolmua (vasen yläkulma). Napsauta kynäkuvaketta ja sitten Etsin -kuvaketta ja valitse sarjaportti, johon Arduino on kytketty. Napsauta sitten punaista Päivitä -painiketta ja sen jälkeen punaista Valmis -painiketta.

5. Seuraavaksi määritämme violetin MQTT -solmun (sarjasolmun vieressä). Napsauta kynäkuvaketta. Kirjoita sen IP -osoite, jossa haluat välittäjän olevan. Kun olet valmis, napsauta punaista Päivitä -painiketta ja punaista Valmis -painiketta.

6. Lopuksi määritämme oranssin funktion solmun JSON arvoksi RFIDReader -solmun vieressä oleva objekti. Toiminto sisältää kytkentälausekkeen. Tämä ottaa tunnisteiden UID -tunnuksen ja nimeää ne uudelleen. Meidän tapauksessamme oli kaksi tunnistetta, jotka nimesimme uudelleen käyttäjiksi 1 ja 2.

TÄRKEÄ HUOMAUTUS: Jos aiot käyttää useampaa kuin kahta tunnistetta, sinun on muutettava komentosarjoja/kulkua.

Vaihe 6: Ota käyttöön ja kojelauta

Kaikki on asetettu ja valmis käyttöön. Paina punaista käyttöönottopainiketta oikeassa yläkulmassa.

Napsauta sen alla olevaa pylväskaavio -kuvaketta ja sen jälkeen kuvaketta, joka näyttää olevan ruutu, jossa on nuoli. RFID & SENSOR TABLE- ja RFID-RC522-widgetien kanssa pitäisi avautua uusi ikkuna.

Aloita uusi taulukko ja aloita tunnisteidesi testaus painamalla Luo -painiketta. Sinun pitäisi nähdä taulukko, joka näyttää eri tagit, havaittujen pisteiden/kertojen määrän ja päivämäärän/kellonajan. Sillä välin leipälaudalla vihreän ledin pitäisi syttyä aina, kun tunniste havaitaan, ellei punainen valo palaa. (Tyhjennä taulukko painamalla Tyhjennä ja poista taulukko painamalla Poista). Värianturin pitäisi toimia samalla tavalla. Jos kuppi havaitaan, musta piste muuttuu vihreäksi.

Vaihe 7: Tulevaisuus

• Paremman näköinen käyttöliittymä
• Lisää käyttäjiä
• Kamera-/valokuvatietokanta tarkentaa kahvikupin tunnistusta
• Lähetä pistepäivitykset twitter -tileille