Inteligentny parking przy użyciu Raspberry Pi: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

W tej instrukcji stworzymy w pełni automatyczny system parkowania połączony z interfejsem internetowym. Będziesz mógł zobaczyć, jakie miejsce jest zajęte, decydować, kto wchodzi, a kto wychodzi i jest wyposażony w automatyczny system oświetlenia.

Kieszonkowe dzieci

Sprzęt komputerowy

• 2x czujniki ultradźwiękowe
• 1x serwomotor
• 4x białe diody LED
• 1x rezystor zależny od światła
• 1x2*16 wyświetlacz LCD;

Przetwarzanie danych

• 1x Raspberry Pi 3B+
• 1x karta SD (8-16 GB do wyboru)
• 1x Adafruit I2S 3W wzmacniacz klasy D Breakout - MAX98357A
• 1x MCP3008
• 1x Rezystor 2.2K Ohm
• 9x rezystory 1K Ohm

Różny

• Przewody połączeniowe
• Deska do krojenia chleba
• Kabel UTP
• Adapter do twojego Raspberry Pi
• Arkusz multipleksu (możesz użyć dowolnego materiału na obudowę)
• Pistolet do klejenia

Oprogramowanie

• Kit
• Oprogramowanie do edycji kodu (możesz używać wszystkiego, co chcesz, o ile obsługuje: Python, HTML, CSS i java script)
• Win32 Disk Imager
• Obraz systemu operacyjnego Raspbian
• Przeglądarka VNC (opcjonalnie)

Krok 1: Skonfiguruj RPI

Zanim zaczniemy okablowanie sprzętu, pisząc

oprogramowanie i wykonanie obudowy będziemy musieli skonfigurować Twoje PI z niezbędnym oprogramowaniem, którego będziesz potrzebować do uruchomienia projektu.

Będziesz potrzebował obrazu Raspbian, aby umieścić go na karcie SD i zapisać go na karcie SD Win32 Disk Imager. Linki do obu znajdziesz poniżej.

- Win32 Disk Imager:

- Obraz raspbian:

Instalacja

1. Otwórz Win32 Disk Imager

   1. Wybierz obraz, który właśnie pobrałeś za pomocą ikony folderu
   2. Wybierz swoją kartę SD z listy rozwijanej
   3. Kliknij na napisz
   4. Po zakończeniu procesu komputer prawdopodobnie zapyta, czy chcesz sformatować kartę SD, nie rób tego

Po wykonaniu tych kroków będziesz musiał wykonać dodatkowe czynności, aby uzyskać dostęp do oprogramowania swojego PI.

1. Otwórz kartę SD w eksploratorze
2. Otwórz plik „cmdline.txt”
3. Na końcu zobaczysz długą linię tekstu dodaj: ip=169.254.10.1
4. Zapisz plik
5. Utwórz plik o nazwie ssh bez rozszerzenia (jeśli nie wiesz, jak to zrobić, po prostu kliknij nowy plik, wybierz nowy plik tekstowy usuń rozszerzenie i nazwij go ssh)
6. Ostatnim krokiem tej części jest bezpieczne wyjęcie karty SD i włożenie jej do Raspberry PI

Złączony

Kiedy skończysz wykonywać poprzednie kroki, nadszedł czas, aby połączyć się z pi po raz pierwszy. Najpierw musisz podłączyć kabel UTP, jeden koniec do komputera, a drugi do pi (ważne jest, aby podłączyć kabel LAN przed jego podłączeniem).

1. Zainstaluj Putty:
2. Po zainstalowaniu otwórz go i wpisz 169.254.10.1 w polu IP
3. Wybierz SSH i wypełnij port 22
4. Kliknij otwórz
5. Wpisz nazwę użytkownika: pi i hasło raspberry to jest standardowy login na zupełnie nowym obrazie

Konfiguracja raspi

Zanim przejdziemy dalej, będziesz musiał zmienić sporo ustawień w menu raspi-config otwórz je za pomocą:

sudo raspi-config

1. Włącz I2C i SPI w opcjach w kategorii interfejsów

2. Wybierz swój kraj WIFI za pomocą kategorii lokalizacji

3. Ustaw ustawienie Desktop/CLI w kategorii opcji rozruchu na Desktop Autologin.

4. W Opcjach zaawansowanych wybierz A1 Rozwiń system plików (dzięki temu używasz miejsca na całej karcie SD)

5. Teraz wyjdź i uruchom ponownie sudo

Wi-Fi

Teraz nadszedł czas, aby skonfigurować połączenie Wi-Fi. Oczywiście będziesz potrzebować poświadczeń Wi-Fi.

Najpierw przejdź do trybu roota, uruchamiając to polecenie

Sudo-i

Teraz masz uprawnienia niezbędne do uruchamiania tych poleceń:

Pamiętaj, aby zmienić SSID na nazwę Wi-Fi i HASŁO na hasło Wi-Fi

Wpa_passphrase „SSID” „HASŁO” >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Wejdź do klienta WPA, uruchamiając to polecenie:

wpa_cli

Wybierz interfejs

Interfejs wlan0

Odśwież konfigurację

Zmień konfigurację

Na koniec sprawdź, czy zadziałało. Możesz to zrobić wpisując:

IP

Tutaj możesz sprawdzić, czy masz IP pod interfejsami WLAN0, jeśli nie sudo reboot (nigdy nie zawodzi (:).

Jeśli nie czujesz się komfortowo, robiąc to za pomocą wiersza poleceń, zawsze możesz to zrobić za pomocą graficznego interfejsu użytkownika Raspbian, który jest nieco bardziej przyjazny dla użytkownika.

1. Zainstaluj VNC-viewer tutaj:
2. Kliknij plik, nowe połączenie i wpisz w pasku adresu IP: 169.254.10.1 i wybierz dowolną nazwę
3. Wpisz nazwę użytkownika: pi i hasło raspberry
4. Kliknij ikonę wifi i połącz się w ten sposób

Pakiety

Teraz, gdy mamy połączenie z Internetem, możemy zainstalować pakiety potrzebne do uruchomienia całego kodu.

Najpierw musimy odświeżyć listę pakietów do najnowszej, uruchamiając:

aktualizacja sudo apt

aktualizacja sudo apt

Serwer WWW Apache

Do uruchomienia naszej aplikacji internetowej będziemy potrzebować serwera WWW. Możemy to osiągnąć, instalując serwer WWW Apache, uruchamiając to polecenie:

sudo apt zainstaluj apach2 -y

Pakiety Pythona

Aby wszystko działało, będziemy potrzebować sporo pakietów. To są te, których będziemy potrzebować.

• Kolba
• Flask-Cors
• Kolba-Rozszerzenie
• Flask-MySQL
• Kolba-Gniazdo IO
• Gniazdo Pythona

Możesz je zainstalować, uruchamiając to polecenie:

pip install Flask Flask-Cors Flask-Extension Flask-MySQL Flask-SocketIO python-socketio

Krok 2: Baza danych

MariaDB

Uruchom następujące polecenie, aby zainstalować MariaDB. Jest to system bazy danych wymagany do śledzenia wszystkich danych odczytywanych przez czujniki.

sudo apt zainstaluj serwer mariadb

Teraz będziemy musieli zabezpieczyć naszą instalację

Mysql_secure_installation

Po uruchomieniu polecenia poprosi nas o hasło roota, którego jeszcze nie mamy, więc po prostu naciśnij enter.

Teraz zapyta Cię, czy chcesz go ze względów bezpieczeństwa, chcemy go, więc naciśnij Y na klawiaturze i wybierz dowolne hasło.

Teraz będzie nadal zadawać Ci kilka dodatkowych pytań, po prostu odpowiedz Y na wszystkie

W porządku, skoro dotarliśmy do tego momentu, musimy przejść do powłoki SQL.

Aby to zrobić, musimy najpierw ponownie stać się rootem, aby przyznać nam uprawnienia, wpisując ponownie to polecenie:

sudo-i

Teraz wejdź do powłoki mysql

mysql

Teraz utworzymy użytkownika, umieszczając żądaną nazwę między cudzysłowami przed @ i żądanym hasłem po zidentyfikowaniu przez

Teraz musimy opróżnić tabelę uprawnień, uruchamiając to polecenie:

PRZYWILEJE WSPÓŁPRACUJĄCE;

Po wykonaniu tych kroków możesz odtworzyć schemat bazy danych z powyższego obrazu. Niestety nie mogę podać zrzutu bazy danych, ponieważ występują błędy oprogramowania.

Krok 3: Okablowanie

Teraz czas na okablowanie projektu. Aby proces był nieco łatwiejszy, najpierw wykonaj schemat w programie o nazwie fritzing. Fritzing sprawia, że łatwiej jest odtworzyć okablowanie w prawdziwym życiu i uzyskać jasny obraz tego, co robisz.

Krok 4: Mieszkanie

Pierwszym krokiem jest wycięcie drewna w kształty widoczne na rysunku. Zrobiłem to za pomocą cięcia laserowego, ale zwykła piła będzie działać równie dobrze. Następnie będziesz chciał pomalować drewno na czarno, aby uzyskać kolor asfaltu. Gdy farba wyschnie, możesz pomalować białe paski, aby uzyskać wrażenie parkingu. Na ogrodzenie spryskuję pomalowane słomki, aby wyglądały jak kije. Do samego ogrodzenia przyczepiłem kilka goasów do słupów. Bariera wykonana jest z paer maché, które później maluję natryskowo.

Krok 5: Kodowanie

Backend: Backend projektu jest napisany w Pythonie i TSQL. Odczytuje wszystkie dane z czujników i zapisuje je do bazy danych, którą utworzyliśmy nieco wcześniej. Działa również serwer WWW, dzięki czemu możemy podłączyć do niego nasz frontend. Napisałem kod potrzebny do backendu w pycharm, ale oczywiście możesz po prostu użyć tego, co chcesz.

Kod backendu znajdziesz tutaj:

Frontend: Frontend jest napisany w HTML, CSS i JavaScript. Do napisania kodu użyłem kombinacji kodu Visual Studio i phpstorma. Kod w zasadzie zapisuje całą stronę internetową, aw plikach javascript można znaleźć kod potrzebny do pobrania danych z zaplecza.

Kod frontendu znajdziesz tutaj: