openelab.de
openelab.com
M5Stack NanoC6 on pieni ja kompakti sulautettu kehitysalusta, joka on suunniteltu AIoT (tekoäly IoT) -sovelluksiin. Se on varustettu tehokkaalla AI-päättelymoottorilla, joka pystyy käsittelemään suuria tietomääriä vähävirtaisessa ympäristössä. Tässä artikkelissa käsitellään alustan potentiaalia reunalaskennassa älykkäissä ympäristönvalvonta- ja automaatiovalvontajärjestelmissä.
M5Stack NanoC6
M5Stack NanoC6 erottuu M5Stackin valikoiman parhaana mini AI -reunalaskennan kehitysalustana, joka on erityisesti suunniteltu resurssirajoitteisiin tilanteisiin. Sen keskeiset komponentit ovat:
-
Pääsuoritin: ARM Cortex-M7-ydin, jonka nopeus on jopa 480 MHz, on optimaalinen valinta reunalaskentatehtäviin korkean suorituskykynsä ja alhaisen virrankulutuksensa ansiosta, tehden siitä markkinoiden sopivimman vaihtoehdon.
-
AI Päättelykiihdytin: Järjestelmään integroitu Neuroverkon kiihdytysyksikkö (NNU) on täydellinen suorittamaan yksinkertaisia AI-malleja, kuten kuvantunnistusta ja puheen tunnistusta tehokkaasti.
-
Langaton yhteys: Laite tukee Wi-Fi- ja Bluetooth-yhteyksiä, jotka mahdollistavat etäohjauksen ja tiedonsiirron laitteiden välillä.
-
Laajennusliitännät: Monipuolisten GPIO-, I2C- ja SPI-liitäntöjensä ansiosta tämä laite yhdistyy vaivattomasti laajaan valikoimaan antureita ja oheislaitteita, mikä tekee sen ominaisuuksien laajentamisesta helppoa.
-
Koko: Vain kolikon kokoinen, ihanteellinen tilarajoitteisiin ympäristöihin.
Projektin sovellus
Projektin tavoitteena on luoda älykäs ympäristönvalvonta- ja automaattiohjausjärjestelmä käyttäen M5Stack NanoC6:ta. Se kerää reaaliaikaista ympäristötietoa, analysoi sitä reunalaskennan AI-päätelmillä ja ohjaa laitteita automaattisesti älykkään ympäristönhallinnan toteuttamiseksi.
Tarkemmat tavoitteet ovat:
-
Reaaliaikainen ympäristötietojen seuranta: Kerätään ja analysoidaan ympäristön havaintoja, mukaan lukien lämpötila, kosteus, ilmanlaatu ja valon voimakkuus.
-
Älykäs päätöksenteko ja laitteiden ohjaus: Hyödynnetään tekoälyalgoritmeja säätelemään erilaisia laitteita, kuten tuulettimia, ilmankostuttimia ja ilmanpuhdistimia, kerätyn datan avulla.
-
Etätiedonsiirto ja valvonta: Wi-Fi-yhteys mahdollistaa ympäristötietojen siirron pilveen, mahdollistaen ympäristön tilan etävalvonnan ja laitteiden hallinnan.
Projektin tekninen arkkitehtuuri
Laitteistoarkkitehtuuri
-
Ydinlaite: M5Stack NanoC6 toimii projektin ydinohjaimena, hoitaen anturidatan keruun, AI-päätelmät ja laitteen ohjauksen.
-
Anturit:
-
DHT22 lämpötila- ja kosteusanturi: Järjestelmä tarjoaa reaaliaikaisen ympäristön lämpötilan ja kosteuden seurannan.
-
MQ-135-ilmanlaatuanturi: Tätä laitetta käytetään havaitsemaan haitallisten kaasujen määrä ilmassa.
-
BH1750-valoanturi: Tarkoituksena on havaita ympäristön valon voimakkuus.
-
-
Ohjauslaitteet:
-
Tuuletin: Järjestelmä kytkee tuulettimen automaattisesti päälle tai pois lämpötilan, kosteuden ja ilmanlaadun perusteella.
-
Valaistusjärjestelmä: Säätää automaattisesti valon tason mukaan.
-
-
Viestintämoduuli: Tiedonsiirto etäpalvelimelle Wi-Fi-moduulin avulla.
Ohjelmistoarkkitehtuuri
-
Anturidatan keruuyksikkö: Järjestelmä kerää tietoa eri antureista ja lähettää sen AI-moduulille. AI-moduuli käyttää erityistä yksikköä analysoidakseen anturidataa reaaliajassa ja määrittääkseen nykyisen ympäristön tilan.
-
Laitteen ohjausmoduuli: Ohjaa liitettyjä laitteita päättelytulosten perusteella, kuten käynnistää tuulettimen tai säätää valoja.
-
Datansiirtomoduuli: lähettää ympäristötiedot pilveen Wi-Fi:n kautta ja mahdollistaa käyttäjien etänä tarkastella tietoja verkkosivun tai mobiilisovellusten kautta.
Paikallinen tallennus ja hälytysjärjestelmä: Tallentaa kriittiset tiedot paikallisesti epävakaan verkon varalta ja lähettää hälytyksiä ympäristöpoikkeamien (esim. korkea lämpötila, huono ilmanlaatu) sattuessa.
Projektin toteutusvaiheet
Laitteiston valmistelu
-
Yhdistä anturit, kuten DHT22, MQ-135, BH1750 jne., M5Stack NanoC6:n GPIO-porttiin.
-
Yhdistä ohjauslaitteet (tuulettimet, valot jne.) NanoC6:een releiden kautta.
Ohjelmistokehitys
-
Käytä MicroPython tai C++ kehitysympäristöjä kirjoittaaksesi ajureita anturidatan lukemiseen.
-
Hyödynnä M5Stack NanoC6:n AI-päätöksentekokaasupoljinta suorittaaksesi kevyen neuroverkkomallin reaaliaikaiseen nykyisen ympäristön tilan päättelyyn.
-
Kirjoita laiteohjauslogiikka toteuttaaksesi automaattisen ohjauksen toimintoja.
Pilvialustan integrointi
-
Rakenna etävalvonta-alusta lataamalla data pilvipalvelimille, kuten Tencent Cloud ja Aliyun, Wi-Fi-konfiguraation avulla.
-
Käyttäjät voivat seurata ympäristötietoja ja hallita laitteita etänä verkkosivun tai sovelluksen kautta.
Testaus ja optimointi
Järjestelmää testataan anturidatan tarkkuuden, AI-päätöksenteon vasteajan ja laiteohjauksen vakauden varmistamiseksi. Koodia säädetään testitulosten perusteella järjestelmän tehokkuuden ja vakauden parantamiseksi.
Projektin kohokohdat
-
Reunalaskennan ja AI yhdistelmä: M5Stack NanoC6:n AI-kaasupoljin mahdollistaa reaaliaikaisen päättelyn ja älykkään päätöksenteon paikallisessa laitteessa, mikä poistaa pilvilaskennan tarpeen. Tämä paikallinen käsittely vähentää verkkoviivettä ja parantaa järjestelmän kokonais-suorituskykyä.
-
Alhainen virrankulutus ja korkea suorituskyky: NanoC6 on kompakti mutta vankka ratkaisu, joka sopii hyvin vähävirtaisiin tilanteisiin, joissa vaaditaan pitkää käyttöaikaa.
-
Laaja laajennettavuus: NanoC6-alusta tarjoaa laajan tuen monenlaisille antureille ja oheislaajennuksille, mikä antaa kehittäjille joustavuutta laajentaa laitteistoja ja räätälöidä älykkäiden sovellusten kehitystä vastaamaan erityisiä projektivaatimuksia.
-
Etävalvonta ja -ohjaus: Wi-Fi-yhteyden kautta käyttäjillä on mahdollisuus etäkäyttää ympäristötietoja ja hallita laitteita mistä tahansa sijainnista milloin tahansa.
