Raspberry Pi 溫濕度發報機
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Raspberry Pi 溫濕度發報機 https://www.youtube.com/watch?v=Ck7BYB1L-18
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Raspberry Pi 溫濕度發報機
- 3. Raspberry Pi 2 AM2320 LCM Parse Google TTS SpkGPIO Btn I2C TCP/IP 連線架構
- 4. 溫度感測 譚建新 翁南陽 陳志專 LCD顯示 楊清銘 朱芫慧 語音發報 林銘貴 黃建雄 IOT連線 翁偉倬 張榮峰 專案成員
- 5. Main Initial Exceed frequence limit? Measure Temp &Humidity LCD display Temp &Humidity Upload Temp & Humidity to Parse Reset Read Period No Yes Main loop Button Interrupt Sound out Button PressedYes No Waiting
- 6. • 採用 AM2320 I2C介面溫濕度感測器 • 溫度量測範圍 -40度~ 80度C • 溫度量測刻度 0.1度C • 濕度量測範圍 0% ~ 99% • 濕度量測刻度 0.1% • 連接長度20米以下 溫溼度Sensor
- 7. • 經I2C介面讀取溫濕度感測器數值 • 主程式call API getHumidity的濕度值 • 主程式call API getTemperature()的溫度值 • 再顯示於LCM • 再由主程式傳至雲端parse.com 程式模組功能
- 8. 功能簡介 • 採用HD4478/ 1602 LCD Module 搭配艾鍗Rasp Pi I/O 板 • 將溫濕度感測器所得到的溫度/濕度顯示在LCD上 • 只使用4根GPIO, 使其LCM工作於4 BIT 的控制模式,節省寶貴的GIOP接腳 • 使用Driver 去呼叫Kernel API 的方式, 來做為溫濕度資料送出至LCD 顯示 • LCD功能模組化, 增加其維護跟開發彈性, 即時接收資料而顯示輸出 LCD顯示模組
- 9. 方塊圖 LCD顯示模組
- 10. • LCD Module INTERFACE PIN FUNCTIONS (16 pins) LCD顯示模組
- 11. 程式的接腳設定 1.VSS- GND 2.VDD - POWER(3.3V or 5V) 3.VO - 螢幕對比調整 4.RS - 控制 指令 或 資料 的讀寫模式( BCM pin 20) 5. R/W - 控制 讀出 或 寫入 的讀寫模式(BCM pin 21) 6.E - 通知 LCD 模組 執行 動作(BCM pin 5) 7. D4 –D7 - (資料匯流排, 分接至GPIO BCM pin 6, 13.19.26, 工作於4BIT 模式) 完成方式 LCD顯示模組
- 12. • LCD驅動程式結構介紹 – 1. 定義為一個字元裝置型態 – 2. 向系統註冊一個driver – 3. 註冊我們將提供的的服務 – 4. 服務內容規劃 • init – 當驅動程式載入後, 開始執行裝置的註冊程序 – GPIO PIN 的初始化 – LCD module 初始化設定4bit 工作模式 – LCD 顯示歡迎訊息, 溫濕度顯示格式 • exit –當驅動程式移除, 關掉LCD, 釋放系統資源. 釋放GPIO. • open - LCD 被使用者程式用 fopen 之類的函式開啟時所執行的對應處理 函式 • close –當使用者程式關閉我們的 device 時執行的對應處理函式 • Ioctl –提供讓使用者程式傳送溫濕度資料與呼叫驅動程式內的溫濕度顯示 函數 LCD顯示模組
- 13. • 功能 – 函式提供文字轉語音的功能在 Raspberry Pi 上播放 • Google文字轉語音服務 – 利用Google文字轉語音服務 , 從網路下載語音 – 提供較佳的語音品質 – 可直接由URL 參數直接傳送文字 – 下載的語音為MP3格式 Text to Speech
- 14. Sound out libao libmpg123 libcurl Audio Raw Stream Mp3 Stream Google TTS url Text Text to Speech
- 15. • 實作 – 函式str_url負責將文字轉成URL – 函式play_stream 將MP3 stream 聲音輸出 •MP3轉成audio raw stream—編入libmpg123 •聲音輸出—編入libao – URL轉成MP3—編入libcurl •CURLOPT_URL: 設定URL目標網址, •CURLOPT_WRITEFUNCTION: 指到play_stream告訴程式要對傳回值作播放 Text to Speech
- 16. • 功能 – 提供按鍵功能,作為使用者介面 – 中斷即時觸發,觸發系統即時處理 Button Interrupt
- 17. • Kernel實作 – Kernel Space Driver •在Module initial時加入Btn Device •file_operations 加入 fasync 作為Signal 傳遞介面 – GPIO 中斷 •在Module initial時,註冊gpio_to_irq 作為Button中斷來源 •中斷函式中 呼叫tasklet_schedule(&mytasklet); – Tasklet •DECLARE_TASKLET •Tasklet handler 中,呼叫kill_fasync(&my_async_list , SIGIO, POLL_IN)傳遞 Signal Button Interrupt
- 18. • User Space實作 – 1. Establish a handler for the signal delivered by the signal-driven I/O mechanism; –signal(SIGIO, signal_handler); – Open Btn Device ; – fd = open(dev_name ,O_RDWR); – Set the owner of the file; –fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); – Enable signal-driven I/O by turning on the FASYNC open file status flag –fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | FASYNC); Button Interrupt
- 19. IOT網路連線 • 以雲端BaaS(Back end as a Service)作為資料儲存層 • 透過HTTP協定傳遞資料，呼叫儲存層REST API處理 • 以JSON格式封裝資料 • 封裝JSON/REST API, 簡化模組儲存及提取資料工序 • 藉由改變實作方式，可因應需求抽換不同儲存後端 功能簡介
- 20. • Data storage • 30 request/sec， $100/10 requests • 20G file storage， $0.03/GB extra • 20G DB storage， $200/20GB extra • 2TB data transfer，$0.10/GB extra • Pushing service • 1M unique recipients • Social integration • Twitter auth • FaceBook auth • Cloud Code • node.js • Web Hosting BaaS(http://www.parse.com) IOT網路連線
- 21. • 一種設計風格，非標準，相較於SOAP、XML-RPC簡潔 • 基於使用HTTP、URI、XML、HTML等廣泛使用協議或標準 • 資源由URI指定 • Ex. http://example.com/resources • 對應HTTP協議的GET/POST/PUT/DELETE方法 • Ex. GET http://example.com/resource • Ex. POST http://example.com/order <purchase-order> <item> ... </item1> </purchase-order> RESTful (Representational State Transfer) IOT網路連線
- 22. • 以文字為基礎，輕量級的資料交換語言，有下列型式： • Object :以{}包覆一系列無序key/value pair，內容以逗號「，」隔開 • Key/Value pair :以「：」隔開 • Array :以[]包覆一個或多個以，分割的值 • String :以””包覆的字符串 • Numeric :0~9的集合，可表示負數、指數或浮點數 • Boolean :True or False JSON IOT網路連線
- 25. 未來應用 • 機房環控 • 恆溫、恆濕環境維持 • 照度調節 • 異常告警 • 虛實結合、降低耗能 • 智慧家庭 • 自動溫控 • 入侵告警 • 獨居老人 • 冷凍物流 • 運送路線、環境履歷 • 自動調溫 • 高溫提示
- 26. Q&A