M5Stack NanoC6 je malá a kompaktní vývojová deska určená pro aplikace AIoT (umělá inteligence IoT). Je vybavena výkonným AI inferenčním motorem schopným zpracovávat velké množství dat v prostředí s nízkou spotřebou energie. Tento článek pojednává o potenciálu desky pro edge computing v systémech inteligentního monitorování prostředí a automatizační kontroly.
M5Stack NanoC6
M5Stack NanoC6 vyniká jako nejlepší mini vývojová deska pro AI edge computing v řadě M5Stack, speciálně vytvořená pro scénáře s omezenými zdroji. Její hlavní součásti zahrnují:
-
Hlavní procesor: ARM jádro Cortex-M7, s rychlostí až 480MHz, je optimální volbou pro úlohy edge computingu díky svému vysokému výkonu a nízké spotřebě energie, což z něj činí nejvhodnější možnost na trhu.
-
AI Inference Accelerator: Jednotka pro akceleraci neuronových sítí (NNU) integrovaná do systému je ideální pro efektivní spuštění jednoduchých AI modelů, jako je klasifikace obrázků a rozpoznávání řeči.
-
Bezdrátové připojení: Zařízení podporuje Wi-Fi a Bluetooth, což umožňuje dálkové ovládání a přenos dat mezi zařízeními.
-
Rozšiřující rozhraní: Díky svým všestranným rozhraním GPIO, I2C a SPI se toto zařízení snadno připojuje k široké škále senzorů a periferií, což usnadňuje rozšíření jeho schopností.
-
Velikost: Pouze velikost mince, ideální pro scény s omezeným prostorem.
Žádost o projekt
Projekt si klade za cíl vytvořit inteligentní systém monitorování životního prostředí a automatizované řízení pomocí M5Stack NanoC6. Bude sbírat data o životním prostředí v reálném čase, analyzovat je pomocí edge AI dedukce a automaticky řídit zařízení pro inteligentní správu životního prostředí.
Konkrétní cíle jsou:
-
Monitorování environmentálních dat v reálném čase: Sbírejte a analyzujte environmentální pozorování, zahrnující teplotu, vlhkost, kvalitu vzduchu a úroveň osvětlení.
-
Inteligentní rozhodování a řízení zařízení: Využijte algoritmy umělé inteligence k regulaci různých zařízení, jako jsou ventilátory, zvlhčovače a čističky vzduchu, pomocí získaných dat.
-
Dálkový přenos a monitorování dat: Připojení Wi-Fi usnadňuje přenos environmentálních dat do cloudu, což umožňuje vzdálené monitorování stavu životního prostředí a správu zařízení.
Technická architektura projektu
Hardwarová architektura
-
Jádrové zařízení: M5Stack NanoC6 slouží jako hlavní řadič projektu, zajišťující sběr dat ze senzorů, AI inferenci a ovládání zařízení.
-
Senzory:
-
Senzor teploty a vlhkosti DHT22: Systém poskytuje monitorování teploty a vlhkosti prostředí v reálném čase.
-
MQ-135 Senzor kvality vzduchu: Toto zařízení se používá k detekci množství škodlivých plynů ve vzduchu.
-
BH1750 světelný senzor: Účelem je detekovat intenzitu světla v okolí.
-
-
Řídicí zařízení:
-
Ventilátor: Systém se automaticky zapíná nebo vypíná na základě teploty, vlhkosti a kvality vzduchu.
-
Systém osvětlení: Automatické nastavení podle úrovně světla.
-
-
Komunikační modul: Přenos dat s vzdáleným serverem pomocí Wi-Fi modulu.
Softwarová architektura
-
Modul pro sběr dat ze senzorů: Systém shromažďuje data z různých senzorů a odesílá je do AI modulu. AI modul používá speciální jednotku k analýze dat ze senzorů v reálném čase a určení aktuálního stavu prostředí.
-
Modul řízení zařízení: Řídí připojená zařízení na základě výsledků inferencí, například spuštění ventilátoru nebo úpravu osvětlení.
-
Modul přenosu dat: odesílá environmentální data do cloudu přes Wi-Fi a umožňuje uživatelům vzdáleně zobrazovat data prostřednictvím webových nebo mobilních aplikací.
Místní úložiště a systém upozornění: Ukládá kritická data lokálně pro případ nestabilní sítě a odesílá upozornění v případě environmentálních anomálií (např. vysoká teplota, špatná kvalita vzduchu).
Kroky realizace projektu
Příprava hardwaru
-
Připojte senzory jako DHT22, MQ-135, BH1750 atd. k portu GPIO M5Stack NanoC6.
-
Připojte řídicí zařízení (ventilátory, světla atd.) k NanoC6 přes relé.
Vývoj softwaru
-
Použijte MicroPython nebo C++ vývojová prostředí k napsání ovladačů pro čtení dat ze senzorů.
-
Využijte plyn AI inference na M5Stack NanoC6 k provedení lehkého modelu neuronové sítě za účelem real-time inferencí aktuálního stavu prostředí.
-
Napište logiku řízení zařízení pro realizaci funkcí automatizovaného řízení.
Integrace cloudové platformy
-
Vytvořte platformu pro vzdálené monitorování nahráváním dat na cloudové servery, jako jsou Tencent Cloud a Aliyun, prostřednictvím konfigurace Wi-Fi.
-
Uživatelé mají možnost sledovat environmentální data a vzdáleně spravovat zařízení prostřednictvím webové stránky nebo aplikace.
Testování a optimalizace
Systém projde testováním, aby se potvrdila přesnost získávání dat ze senzorů, rychlost odezvy AI inference a stabilita ovládání zařízení. Kód bude upraven na základě výsledků testů za účelem zvýšení efektivity a stability systému.
Hlavní body projektu
-
Kombinace edge computingu a AI: AI plynový pedál M5Stack NanoC6 umožňuje v reálném čase uvažovat a inteligentně rozhodovat přímo na místním zařízení, čímž eliminuje potřebu závislosti na cloud computingu. Toto lokální zpracování snižuje latenci sítě a zlepšuje celkový výkon systému.
-
Nízká spotřeba energie a vysoký výkon: NanoC6 je kompaktní, ale robustní řešení, které je vhodné pro situace s nízkou spotřebou energie vyžadující prodlouženou dobu provozu.
-
Bohatá rozšiřitelnost: Platforma NanoC6 poskytuje rozsáhlou podporu pro širokou škálu senzorů a periferních rozšíření, což vývojářům umožňuje flexibilitu při rozšiřování hardwarových zařízení a přizpůsobení vývoje inteligentních aplikací tak, aby vyhovovaly specifickým požadavkům projektu.
-
Dálkové monitorování a ovládání: Prostřednictvím Wi-Fi připojení mají jednotlivci možnost vzdáleně přistupovat k environmentálním datům a spravovat zařízení z jakéhokoli místa kdykoli.
