Bài tập lớn - Ô tô camera điều khiển wifi và nhận diện vật thể môn IoT và ứng dụng | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

lOMoAR cPSD| 58647650
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
______________________________________
Mạng Truyền Thông Vô Tuyến BÀI TẬP LỚN
Ô TÔ CAMERA ĐIỀU KHIỂN BẰNG WIFI
NHẬN DIỆN THỰC THỂ
Họ và Tên: Nguyễn Minh Tuấn Mã SV: B20DCVT336
Hà Nội, Tháng 5, 2023 lOMoAR cPSD| 58647650 MỤC LỤC
I. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ............................................................................. 2
II. NỘI DUNG CHÍNH ............................................................................... 3
1. Yêu cầu ối với Hệ thống cần xây dựng .............................................. 3
1.1. Chức năng chính: ............................................................................ 3
1.2. Miêu tả các yêu cầu ối với Hệ thống cần xây dựng: ...................... 3
2. Phần cứng của hệ thống:........................................................................ 3
2.1.Khối nguồn ...................................................................................... 3
2.2. ESP32 CAM ................................................................................... 4
2.3. Motor driver L298N ....................................................................... 5
2.4. Động cơ bánh xe ............................................................................. 6
2.5. Khung xe Car kit 4WD ................................................................... 6
2.6. Động cơ Servo sử dụng ể nâng hạ camera ..................................... 7
3. Phần mềm của hệ thống: ....................................................................... 7
3.1. Module iều khiển xe ....................................................................... 7
3.2. Module nhận diện vật thể ............................................................... 8
4. Phương pháp thực hiện .......................................................................... 9
4.1. Sơ ồ khối toàn hệ thống: ................................................................. 9
4.2. Sơ ồ mạch kết nối: ........................................................................ 10
5. Kết quả của ề tài: ................................................................................. 11
III. KẾT LUẬN ......................................................................................... 14
IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 14
I. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Trong thực tế, có rất nhiều nơi con người không thể ến ược vì nhiều nguyên
nhân như môi trường ộc hại, bị ô nhiểm, phóng xạ, hay những không gian nhỏ
hẹp con người không thể tiếp cận ến ược.
Để ưa ra giải pháp cho vấn ề thám hiểm khu vực con người khó tiếp cận,
nhóm chúng em quyết ịnh chọn ề tài “Ô tô camera iều khiển bằng wifi nhận
diện thực thể” ể thay thế con người tiên phong kiểm tra môi trường khu vực
cần tác nghiệp, hệ thống này có thể giúp ích trong việc thám hiểm, cứu hộ,
nghiên cứu ịa chất,... lOMoAR cPSD| 58647650 II. NỘI DUNG CHÍNH
1. Yêu cầu ối với Hệ thống cần xây dựng
1.1. Chức năng chính:
− Khả năng di chuyển thông qua iều khiển từ xa bằng wifi.
− Camera quay lên xuống và nhận diện thực thể.
1.2. Miêu tả các yêu cầu ối với Hệ thống cần xây dựng:
− Hệ thống sử dụng ESP32-CAM như một iểm truy cập ( iểm phát sóng), từ ó có
thể sử dụng iện thoại ể kết nối tới thông qua Wifi.
Khi thiết bị di ộng ã kết nối ược tới ESP32-CAM.
− Người dùng nhập ịa chỉ IP 192.168.4.1 vào trình duyệt ể ược hướng tới trang
web iều khiển. Tại ây người dùng có thể thấy ược hình ảnh thông qua camera
của ESP32-CAM, người dùng ấn vào 4 nút mũi tên tương ứng với các hướng
trên, dưới, trái, phải thì nó sẽ gửi dữ liệu về ESP32-CAM ể xử lý và di chuyển
xe theo hướng người dùng ấn.
Ngoài ra, người dùng có thể iều chỉnh tốc ộ xe, èn flash.
− Có thể nhận diện vật thể qua app trên iện thoại.
2. Phần cứng của hệ thống: 2.1.Khối nguồn
Hệ thống sử dụng Pin Lipo 3s 2200mAh 45C Điện áp ầu vào 11.1v lOMoAR cPSD| 58647650 2.2. ESP32 CAM
 Thông số kỹ thuật: − Module: ESP32-CAM
− Kích thước: 27 x 40.5 x 4.5 mm
− SPI Flash: Mặc ịnh 32Mbit
− RAM: Internal520KB + PSRAM 4M bên ngoài
− Bluetooth: tiêu chuẩn Bluetooth4.2BR / EDR và BLE − Wifi: 802.11 b/g/n/e/i
− Giao diện hỗ trợ: UART, SPI, I2C, PWM
− Hỗ trợ thẻ TF: Hỗ trợ tối a 4G − Cổng IO: 9
− Tốc ộ cổng giao tiếp: 115200 bps mặc ịnh
− Định dạng ầu ra hình ảnh: JPEG (chỉ ược hỗ trợ bởi OV2640), BMP
− Phạm vi phổ: 2412 ~ 2484 MHz
− Dạng ăng ten: ăng-ten PCB trên bo mạch, ạt ược 2dBi − Truyền tín hiệu:
o 802.11b: 17 ± 2 dBm (@ 11Mbps) o 802.11g: 14 ± 2 dBm (@ 54Mbps)
o 802.11n: 13 ± 2 dBm (@ MCS7) − Độ nhạy
o CCK, 1 Mb/giây: -90dBm o CCK, 11 Mb/giây: -85dBm o 6
Mb/giây (1/2 BPSK): -88dBm o 54 Mbps (3/4 64-QAM): -
70dBm o MCS7 (65 Mb/giây, 72,2 Mb/giây): -67dBm
− Sự tiêu thụ năng lượng lOMoAR cPSD| 58647650
o Tắt èn flash: 180mA @ 5V o Bật èn flash và iều chỉnh ộ sáng
tối a: 310mA @ 5V o Sleep Deep: Mức tiêu thụ iện năng
thấp nhất có thể ạt 6mA @
5V o Modem-bed: lên tới 20mA @ 5V
o Sleep Light: lên tới 6,7mA@5V
− Bảo vệ: WPA / WPA2 / WPA2-Enterprise / WPS
− Phạm vi cung cấp iện: 5V
− Nhiệt ộ hoạt ộng: -20 °C ~ 85 °C
− Môi trường lưu trữ: -40 °C ~ 90 °C, <90% rh
2.3. Motor driver L298N
 Thông số kỹ thuật:
− Driver: L298N tích hợp hai mạch cầu H.
− Điện áp iều khiển: +5 V ~ +12 V
− Dòng tối a cho mỗi cầu H là: 2A (=>2A cho mỗi motor)
− Điện áp của tín hiệu iều khiển: +5 V ~ +7 V
− Dòng của tín hiệu iều khiển: 0 ~ 36mA
− Công suất hao phí: 20W (khi nhiệt ộ T = 75 ℃)
− Nhiệt ộ bảo quản: -25 ℃ ~ +130 ℃ lOMoAR cPSD| 58647650
2.4. Động cơ bánh xe
 Thông số kỹ thuật: − Nguồn vào DC 3V-6V
− Kích thước 25 x 15 x 20mm
2.5. Khung xe Car kit 4WD
− Kích thước khung xe: 255 x 160 x 65 mm − Bánh xe: D: 65 mm W: 30 mm lOMoAR cPSD| 58647650
2.6. Động cơ Servo sử dụng ể nâng hạ camera
 Thông số kỹ thuật: − Khối lượng : 9g − Điện áp: DC5V
− Kích thước: 22.2x11.8.32 mm − Momen xoắn: 1.8kg/cm −
Tốc ộ hoạt ộng: 60 ộ trong 0.1 giây
− Điện áp hoạt ộng: 4.8V(~5V)
− Nhiệt ộ hoạt ộng: 0 ºC – 55 ºC
− Kết nối dây màu ỏ với 5V, dây màu nâu với mass, dây màu cam với chân phát xung
của vi iều khiển. Ở chân xung cấp một xung từ 1ms-2ms theo ể iều khiển góc quay theo ý muốn.
3. Phần mềm của hệ thống:
3.1. Module iều khiển xe
- Nạp code qua Arduino, code nạp các hàm cho ESP32 CAM xử lí iều khiển cam, èn, bánh xe.
- Hệ thống sử dụng giao diện web ể iều khiển hoạt ộng của xe
- Sử dụng smartphone kết nối với wifi nguồn phát từ chip ESP 32CAM, sau ó
truy cập vào ịa chỉ 192.168.4.1 ược thiết lập trong code ể vào giao diện iều khiển
- Chương trình iều khiển sử dụng thư viện AsyncTCP.h ,
ESPAsyncWebServer.h ể truyền nhận tín hiệu và dữ liệu có các hàm cơ bản ể iều khiển:
▪ void setUpPinModes(): ể cấu hình các chân nhận tín hiệu
▪ void moveCar(int inputValue): nhận vào giá trị là int trong ó ược ịnh nghĩa #define UP 1 lOMoAR cPSD| 58647650 #define DOWN 2 #define LEFT 3 #define RIGHT 4 #define STOP 0
▪ void onCarInputWebSocketEvent(AsyncWebSocket *server,
AsyncWebSocketClient *client, AwsEventType type, void *arg, uint8_t *data,
size_t len): hàm này sử dụng web socket ể truyền tín hiệu iều khiển xe
▪ void setupCamera(): ể cấu hình camera
▪ void sendCameraPicture(): hàm này gửi ảnh thu ược từ cam ến bộ iều khiển
3.2. Module nhận diện vật thể
- Sử dụng app android “ESP32 AI Camera” ã tích hợp AI model giúp nhận diện
các vật thể từ ESP32 CAM gửi về lOMoAR cPSD| 58647650
4. Phương pháp thực hiện
4.1. Sơ ồ khối toàn hệ thống: lOMoAR cPSD| 58647650
4.2. Sơ ồ mạch kết nối: lOMoAR cPSD| 58647650
5. Kết quả của ề tài: - Giao diện thu ược: - Sản phẩm thu ược: lOMoAR cPSD| 58647650 lOMoAR cPSD| 58647650 lOMoAR cPSD| 58647650 III. KẾT LUẬN
- Trải qua thời gian tìm hiểu, nghiên cứu xây dựng ề cương và thiết kế, thử
nghiệm thực tế, em ã dần hoàn thành ược các nội dung bài tập lớn ã ặt ra ban ầu.
- Nắm ược kiến thức về các linh kiện iện tử sử dụng trong Nhúng như ESP32
CAM, L298N,... và lập trình Arduino.
- Xe có nhiều cơ hội ể bổ sung và cải tiến.
IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO
- ESP32-CAM AI Robot - Hackster.io
- Surveillance Car using ESP32 Cam module | ESP32 Camera wi-fi car - YouTube