菜是原罪 · 2023年09月05日 · 陕西

【全国大学生IoT设计竞赛】安谋科技国赛三等奖分享:ISAC——基于MM32的智门口道监控系统

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非常感性安谋给我们提供的机会,下面将分享我们团队的作品。

团队介绍

参赛单位:西北大学
队伍名字:这也太裤辣
指导老师:胡琦瑶
参赛队员:陈威、杜镕瑜、李佳哲、刘宇哲

赛题任务

我们选择的是命题(1),要求如下:
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项目简介

该系统基于安谋科技的命题一设计, 使用MM32F5270为主控设计一个智门口道监控系统,实现人体感知,门口刷卡、密码开门,警报追踪,数据存储、云端控制等功能。系统整体架构图如下:
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使用MM32F5270作为系统主控,完成门禁系统控制、通信以及图像数据本地存储。使用EMQX Cloud作为MQTT代理,ESP32通过MQTT协议和云端通信完成数据传输。使用树莓派作为本地服务器,通过TCP协议与其通信完成人脸识别。 基于Flask、HTML、CSS、JavaScript构建的前后端Web系统,通过弹性云服务保障图像的云端存储和系统的云端控制。
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系统实现

基础部分

基础部分的要求还是比较简单的。我们采用2.4G毫米波检测雷达感知人体存在开启灯光照明。同时感知是否存在可疑人员,开启警报和数据上传。采用矩阵键盘扫描获取用户输入。使用PN532芯片设计NFC读卡器模块实现用户使用NFC打开门禁。通过MQTT协议将数据上传到云端的数据库。
由于赛方给的拓展版是面向赛题2环境检测小车的,我们便自己设计了一个拓展版, MM32拓展板的稳压电路使用的LM2596s、RT9013-33GB这两款芯片实现降5V和3.3V。
网页使用Flask、HTML、CSS、JavaScript完成,实现用户超控、数据云端存储查询等功能。

提高部分

首先是云台追踪,使用2.4G毫米波雷达结HC-SR04超声波感知人体位置MM32串口接受雷达数据解析处理,计算输出PWM方波,控制舵机转动。
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图像数据上传云端,我们使用ESP32-CAM获取图像,将图像的JPG字节码进行Base64编码,
通过MQTT协议,发布到MQTT代理主机。基于Flask的后端服务,订阅主题,获得图像数据,保存到数据库中并进行Base64解码,在前端网页上显示图像。
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数据保存本地,这个部分我个人感觉是难度最大的,提供的库文件里面没有SD卡的驱动文件,这个需要自己进行移植,我们选用的是SPI协议进行SD卡的读写,之后还需要移植一个文件系统到MM32上,这个我们移植的是FATFS,由于我们的图像数据是JPG格式,TFT屏幕显示格式是RGB565格式,图像本地显示就涉及到JPG解码转为RGB565,移植TJPGDec完成JPG格式解码。
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云端远程控制,通过网页下发控制命令至MQTT代理主机,ESP32-CAM将控制命令发送MM32,MM32收到命令后控制舵机转动,从而实现远程操控。
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人脸识别,树莓派作为人脸识别的本地服务器,ESP32-CAM接收MM32发送的人脸识别命令后进行拍照,通过TCP协议将图片传输给树莓派,树莓派开始人脸识别,将识别结果通过TCP协议返回,实现开关门。

参赛感悟

这次物联网竞赛将是我们大学生涯中非常难忘的经历,三年疫情之后的第一次线下,一次又一次的讨论修改作品。这次竞赛是一次全面的考验,要求我们将创新思维与实际操作相结合。从构思到实施、测试再到最后的评审,我都亲身参与了整个项目的每一个环节。这个过程不仅让我深刻了解了物联网技术和智能系统的应用,还锻炼了我沟通协作、分析问题和时间管理的能力。
衷心地感谢赞助安谋科技、灵动微电子、逐飞科技等。感谢他们提供的平台,感谢他们的芯片和技术支持。

比赛已经结束,过程中还有许多不足之处,作品需要持续的优化和改进,自身还需要不断学习提高。未来还有更多的技术值得学习探索,并将其转为实用,为生活生产赋能。

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