Κατασκευή ρομπότ για φύλαξη χώρου με αυτόνομη ή τηλεχειριζόμενη λειτουργία μέσω συσκευής Android
| Κύριοι συγγραφείς: | , |
|---|---|
| Μορφή: | Πτυχιακή εργασία |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ.
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5455 |
| _version_ | 1780524637302554624 |
|---|---|
| abstract | Η παρούσα εργασία έχει σαν στόχο την παρακολούθηση ενός κλειστού χώρου με την χρήση μιας αυτόνομης κινούμενης ρομποτικής πλατφόρμας. Επιτρέπει στον κάτοχό της να ελέγχει το περιβάλλον στο οποίο κινείται το ρομπότ παρά το ότι βρίσκεται σε απόσταση από το συγκεκριμένο χώρο. Αυτό πραγματοποιείται ελέγχοντας και ανιχνεύοντας είτε αυτόνομα είτε χειροκίνητα εξ αποστάσεως την είσοδο στον χώρο αλλά και την κίνηση μέσα σε αυτόν κάποιου ανθρώπου ή ζώου ειδοποιώντας τον χειριστή.Για την επίτευξη των παραπάνω θα πραγματοποιηθεί έρευνα για την επιλογή των κατάλληλων αισθητηρίων ανίχνευσης κίνησης, απόστασης αλλά και των κατάλληλων μέσων(υλικών) που θα ανταποκρίνονται στις συνθήκες του κλειστού χώρου. Επίσης θα συγγραφεί και το απαραίτητο λογισμικό έτσι ώστε να αναπτυχθεί μια ρομποτική πλατφόρμα με γνώμονες το χαμηλό κόστος κατασκευής αλλά και την λειτουργικότητα.Για τον χειρισμό του ρομπότ κατά την διάρκεια του χειροκίνητου ελέγχου θα χρησιμοποιηθεί ένα smartphone με λογισμικό Android έκδοσης 5.0.0 ή νεότερης. Οπότε θα αναπτυχθεί και η αντίστοιχη android εφαρμογή που θα έχει ως στόχο την ασύρματη επικοινωνία μεταξύ χειριστή και ρομπότ.
Αναλογιζομένων των αναγκών του συστήματος για την λειτουργία του ρομπότ τόσο κατά την διάρκεια του αυτόματου ελέγχου όσο και του χειροκίνητου θα χρησιμοποιηθούν ως εξαρτήματα (hardware) του συστήματος οι μικροελεγκτές Arduino Yun και Arduino Uno, τα αισθητήρια για την ανίχνευση κίνησης και απόστασης το AM 312 και το HC-SR04 αντίστοιχα. Για την κίνηση του οχήματος χρησιμοποιούνται τέσσερεις dc κινητήρες με έναν τροχό προσαρτημένο στον κάθε ένα αντίστοιχα. Επίσης , θα χρησιμοποιηθεί μια IP camera για την ζωντανή μετάδοση video από το ίδιο το ρομπότ καθώς και μια συστοιχία μπαταριών για την τροφοδοσία του συστήματος. Όλα τα υλικά μέρη του συστήματος είναι προσαρτημένα επάνω σε μια ρομποτική, πλατφόρμα την ‘’4WD SMART ROBOT CHASSIS CAR’’ [1].
Για την εύρυθμη λειτουργία του συστήματος πρέπει το smartphone και οι μικροελεγκτές Arduino Yun και Arduino Uno να βρίσκονται σε συνεχή επικοινωνία. Επομένως , έχει αναπτυχθεί λογισμικό για το καθένα ξεχωριστά με σκοπό την επίτευξη των βασικών τους στόχων και την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ τους. Για το smartphone δημιουργήθηκε ένα android application με την χρήση του προγράμματος Android Studio 3.5 το οποίο έχει ως στόχο την επικοινωνία smartphone - Arduino Yun για την αποστολή εντολών – δεδομένων. Τα Arduino Yun και Uno έχουν προγραμματιστεί με την χρήση του προγράμματος Arduino IDE 1.8.5. Το Yun αναλαμβάνει την ασύρματη σύνδεση και επικοινωνία με το smartphone, την «οδήγηση» των κινητήρων καθώς και την ανίχνευση ανθρώπου ή ζώου στον χώρο. Ο μικροελεγκτής Arduino Uno φροντίζει για την αυτόνομη κίνηση του ρομπότ καθώς ανιχνεύει την απόσταση εμποδίων ώστε να παρακαμφθούν.
Για την σύνθεση της ρομποτικής πλατφόρμας πραγματοποιήθηκε έρευνα για την επιλογή των κατάλληλων εξαρτημάτων αλλά και μεθόδων σε θεωρητικό αλλά και πρακτικό επίπεδο. Κατά την διάρκεια των δοκιμών διαπιστώθηκε πως υπήρχε μια χρονική καθυστέρηση όσων
5αφορά την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ Yun – smartphone, στην ανίχνευση κίνησης και στη λήψη του video stream . Με τις δοκιμές διεξήχθη το συμπέρασμα ότι ανάλογα με την επιλογή του αισθητήριου, της IP camera ή της μεθόδου επικοινωνίας βελτιωνόταν και το σύστημα.Τέλος υπάρχει η δυνατότητα βελτίωσης – επέκτασης του συστήματος με την προσθήκη περισσότερων εξαρτημάτων αλλά και διαφορετικών μεθόδων. Με αυτόν τον τρόπο θα ελέγχεται το ρομπότ και ο χώρος πιο αποτελεσματικά από οποιοδήποτε μέρος του κόσμου. |
| abstracttranslated | The present study aims to monitor an indoor space using an autonomous moving robotic platform. Gives the ability to its user to inspect the environment in which the robot moves despite being at a distance from this space. This is accomplished by controlling and detecting either autonomously or manually from a distance, the entrance but also the movement inside the room of a human or animal by notifying the operator.To achieve the above, research will be held in order to select the appropriate sensors for motion detection, distance counting but also the appropriate means (materials) that meets the conditions of the closed space. Furthermore, the necessary software will be written. In order to develop a robotic platform based on low construction costs and functionality.
The robot will be controlled during manual mode by an android smartphone with software 5.0.0 or later. Accordingly the appropriate android application will be developed that aims at wireless communication between operator and robot.
Considering the system requirements for the operation of the robot during the automatic and manual control, will be used as hardware components of the system the microcontrollers Arduino Yun and Arduino Uno, the motion and distance detection sensors AM 312 and HC-SR04 respectively. For the movement of the robotic vehicle, four dc motors will be used with one wheel attached to each one respectively, an IP camera for live video transmission by the robot itself. As well as a pack of batteries to power the system. All hardware components of the system are mounted on a robotic platform the ''4WD SMART ROBOT CHASSIS CAR'' [1].For the proper function of the system, the smartphone, Arduino Yun and Arduino Uno microcontrollers must be in constant communication. Therefore, software has been developed for each one separately in order to achieve its main goals and exchange information with each other. An Android application for the smartphone has been developed using the Android Studio 3.5 program, in order to establish the communication between smartphone and Arduino Yun for sending commands - data. The Arduino Yun and Uno microcontrollers have been programmed with the use of Arduino IDE 1.8.5 software. Yun takes over the wireless connection and communication with the smartphone, the "driving" of the motors as well as the detection of a man or an animal in the area. The Arduino Uno microcontroller ensures the independent movement of the robot by detecting the distance of obstacles that needs to overcome.
For the synthesis of the robotic platform, a research was conducted to select the appropriate components and methods at a theoretical as well as at practical level. During the hardware and software testing period, it was found that there were time delays in the exchange of Yun-smartphone data, in motion detection and video streaming. So depending on the selection of sensors, IP cameras or of an alternative communication method the system would be improved.
Finally, there is the possibility of improvement - expansion of the system by adding more parts and different methods. Ιn order to control the robot and its space more efficiently from anywhere in the world. |
| advisor | |
| author | Mitre, Aleksandri Κούκλης, Θεόδωρος-Αλέξανδρος |
| author_facet | Mitre, Aleksandri Κούκλης, Θεόδωρος-Αλέξανδρος |
| author_sort | Mitre, Aleksandri |
| collection | Okeanis Institutional Repository |
| facultydepartment | Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού Τ.Ε. |
| format | Πτυχιακή εργασία |
| id | okeanis-123456789-5455 |
| institution | University of West Attica Campus II |
| keyword | Αισθητήρες κίνησης Arduino Καταγραφή κίνησης Ρομποτική πλατφόρμα |
| language | Greek |
| physical | 63 |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. |
| record_format | dspace |
| spelling | okeanis-123456789-54552020-11-12T07:28:28Z Κατασκευή ρομπότ για φύλαξη χώρου με αυτόνομη ή τηλεχειριζόμενη λειτουργία μέσω συσκευής Android Development of a surveillance robot with autonomous or remote via Android device operation. Mitre, Aleksandri Κούκλης, Θεόδωρος-Αλέξανδρος Χατζόπουλος, Αβραάμ Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού Τ.Ε. TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος Έλεγχος::Ηλεκτρικός και Ηλεκτρονικός Έλεγχος TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος Έλεγχος::Ρομποτική Αισθητήρες κίνησης Arduino Καταγραφή κίνησης Ρομποτική πλατφόρμα Η παρούσα εργασία έχει σαν στόχο την παρακολούθηση ενός κλειστού χώρου με την χρήση μιας αυτόνομης κινούμενης ρομποτικής πλατφόρμας. Επιτρέπει στον κάτοχό της να ελέγχει το περιβάλλον στο οποίο κινείται το ρομπότ παρά το ότι βρίσκεται σε απόσταση από το συγκεκριμένο χώρο. Αυτό πραγματοποιείται ελέγχοντας και ανιχνεύοντας είτε αυτόνομα είτε χειροκίνητα εξ αποστάσεως την είσοδο στον χώρο αλλά και την κίνηση μέσα σε αυτόν κάποιου ανθρώπου ή ζώου ειδοποιώντας τον χειριστή.Για την επίτευξη των παραπάνω θα πραγματοποιηθεί έρευνα για την επιλογή των κατάλληλων αισθητηρίων ανίχνευσης κίνησης, απόστασης αλλά και των κατάλληλων μέσων(υλικών) που θα ανταποκρίνονται στις συνθήκες του κλειστού χώρου. Επίσης θα συγγραφεί και το απαραίτητο λογισμικό έτσι ώστε να αναπτυχθεί μια ρομποτική πλατφόρμα με γνώμονες το χαμηλό κόστος κατασκευής αλλά και την λειτουργικότητα.Για τον χειρισμό του ρομπότ κατά την διάρκεια του χειροκίνητου ελέγχου θα χρησιμοποιηθεί ένα smartphone με λογισμικό Android έκδοσης 5.0.0 ή νεότερης. Οπότε θα αναπτυχθεί και η αντίστοιχη android εφαρμογή που θα έχει ως στόχο την ασύρματη επικοινωνία μεταξύ χειριστή και ρομπότ. Αναλογιζομένων των αναγκών του συστήματος για την λειτουργία του ρομπότ τόσο κατά την διάρκεια του αυτόματου ελέγχου όσο και του χειροκίνητου θα χρησιμοποιηθούν ως εξαρτήματα (hardware) του συστήματος οι μικροελεγκτές Arduino Yun και Arduino Uno, τα αισθητήρια για την ανίχνευση κίνησης και απόστασης το AM 312 και το HC-SR04 αντίστοιχα. Για την κίνηση του οχήματος χρησιμοποιούνται τέσσερεις dc κινητήρες με έναν τροχό προσαρτημένο στον κάθε ένα αντίστοιχα. Επίσης , θα χρησιμοποιηθεί μια IP camera για την ζωντανή μετάδοση video από το ίδιο το ρομπότ καθώς και μια συστοιχία μπαταριών για την τροφοδοσία του συστήματος. Όλα τα υλικά μέρη του συστήματος είναι προσαρτημένα επάνω σε μια ρομποτική, πλατφόρμα την ‘’4WD SMART ROBOT CHASSIS CAR’’ [1]. Για την εύρυθμη λειτουργία του συστήματος πρέπει το smartphone και οι μικροελεγκτές Arduino Yun και Arduino Uno να βρίσκονται σε συνεχή επικοινωνία. Επομένως , έχει αναπτυχθεί λογισμικό για το καθένα ξεχωριστά με σκοπό την επίτευξη των βασικών τους στόχων και την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ τους. Για το smartphone δημιουργήθηκε ένα android application με την χρήση του προγράμματος Android Studio 3.5 το οποίο έχει ως στόχο την επικοινωνία smartphone - Arduino Yun για την αποστολή εντολών – δεδομένων. Τα Arduino Yun και Uno έχουν προγραμματιστεί με την χρήση του προγράμματος Arduino IDE 1.8.5. Το Yun αναλαμβάνει την ασύρματη σύνδεση και επικοινωνία με το smartphone, την «οδήγηση» των κινητήρων καθώς και την ανίχνευση ανθρώπου ή ζώου στον χώρο. Ο μικροελεγκτής Arduino Uno φροντίζει για την αυτόνομη κίνηση του ρομπότ καθώς ανιχνεύει την απόσταση εμποδίων ώστε να παρακαμφθούν. Για την σύνθεση της ρομποτικής πλατφόρμας πραγματοποιήθηκε έρευνα για την επιλογή των κατάλληλων εξαρτημάτων αλλά και μεθόδων σε θεωρητικό αλλά και πρακτικό επίπεδο. Κατά την διάρκεια των δοκιμών διαπιστώθηκε πως υπήρχε μια χρονική καθυστέρηση όσων 5αφορά την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ Yun – smartphone, στην ανίχνευση κίνησης και στη λήψη του video stream . Με τις δοκιμές διεξήχθη το συμπέρασμα ότι ανάλογα με την επιλογή του αισθητήριου, της IP camera ή της μεθόδου επικοινωνίας βελτιωνόταν και το σύστημα.Τέλος υπάρχει η δυνατότητα βελτίωσης – επέκτασης του συστήματος με την προσθήκη περισσότερων εξαρτημάτων αλλά και διαφορετικών μεθόδων. Με αυτόν τον τρόπο θα ελέγχεται το ρομπότ και ο χώρος πιο αποτελεσματικά από οποιοδήποτε μέρος του κόσμου. The present study aims to monitor an indoor space using an autonomous moving robotic platform. Gives the ability to its user to inspect the environment in which the robot moves despite being at a distance from this space. This is accomplished by controlling and detecting either autonomously or manually from a distance, the entrance but also the movement inside the room of a human or animal by notifying the operator.To achieve the above, research will be held in order to select the appropriate sensors for motion detection, distance counting but also the appropriate means (materials) that meets the conditions of the closed space. Furthermore, the necessary software will be written. In order to develop a robotic platform based on low construction costs and functionality. The robot will be controlled during manual mode by an android smartphone with software 5.0.0 or later. Accordingly the appropriate android application will be developed that aims at wireless communication between operator and robot. Considering the system requirements for the operation of the robot during the automatic and manual control, will be used as hardware components of the system the microcontrollers Arduino Yun and Arduino Uno, the motion and distance detection sensors AM 312 and HC-SR04 respectively. For the movement of the robotic vehicle, four dc motors will be used with one wheel attached to each one respectively, an IP camera for live video transmission by the robot itself. As well as a pack of batteries to power the system. All hardware components of the system are mounted on a robotic platform the ''4WD SMART ROBOT CHASSIS CAR'' [1].For the proper function of the system, the smartphone, Arduino Yun and Arduino Uno microcontrollers must be in constant communication. Therefore, software has been developed for each one separately in order to achieve its main goals and exchange information with each other. An Android application for the smartphone has been developed using the Android Studio 3.5 program, in order to establish the communication between smartphone and Arduino Yun for sending commands - data. The Arduino Yun and Uno microcontrollers have been programmed with the use of Arduino IDE 1.8.5 software. Yun takes over the wireless connection and communication with the smartphone, the "driving" of the motors as well as the detection of a man or an animal in the area. The Arduino Uno microcontroller ensures the independent movement of the robot by detecting the distance of obstacles that needs to overcome. For the synthesis of the robotic platform, a research was conducted to select the appropriate components and methods at a theoretical as well as at practical level. During the hardware and software testing period, it was found that there were time delays in the exchange of Yun-smartphone data, in motion detection and video streaming. So depending on the selection of sensors, IP cameras or of an alternative communication method the system would be improved. Finally, there is the possibility of improvement - expansion of the system by adding more parts and different methods. Ιn order to control the robot and its space more efficiently from anywhere in the world. 2020-10 Πτυχιακή εργασία http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5455 el http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. 63 http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/bitstream/123456789/5455/5/auto_39748_41514.pdf.jpg |
| spellingShingle | TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος Έλεγχος::Ηλεκτρικός και Ηλεκτρονικός Έλεγχος TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος Έλεγχος::Ρομποτική Mitre, Aleksandri Κούκλης, Θεόδωρος-Αλέξανδρος Κατασκευή ρομπότ για φύλαξη χώρου με αυτόνομη ή τηλεχειριζόμενη λειτουργία μέσω συσκευής Android |
| title | Κατασκευή ρομπότ για φύλαξη χώρου με αυτόνομη ή τηλεχειριζόμενη λειτουργία μέσω συσκευής Android |
| title_full | Κατασκευή ρομπότ για φύλαξη χώρου με αυτόνομη ή τηλεχειριζόμενη λειτουργία μέσω συσκευής Android |
| title_fullStr | Κατασκευή ρομπότ για φύλαξη χώρου με αυτόνομη ή τηλεχειριζόμενη λειτουργία μέσω συσκευής Android |
| title_full_unstemmed | Κατασκευή ρομπότ για φύλαξη χώρου με αυτόνομη ή τηλεχειριζόμενη λειτουργία μέσω συσκευής Android |
| title_short | Κατασκευή ρομπότ για φύλαξη χώρου με αυτόνομη ή τηλεχειριζόμενη λειτουργία μέσω συσκευής Android |
| title_sort | κατασκευή ρομπότ για φύλαξη χώρου με αυτόνομη ή τηλεχειριζόμενη λειτουργία μέσω συσκευής android |
| title_translated | Development of a surveillance robot with autonomous or remote via Android device operation. |
| topic | TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος Έλεγχος::Ηλεκτρικός και Ηλεκτρονικός Έλεγχος TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος Έλεγχος::Ρομποτική |
| url | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5455 |