Desarrolla una aplicación de Edge Impulse en la nube a través de Helium
Actualizable a Sensores Industriales
Con el controlador SenseCAP S2110 y el registrador de datos S2100, puedes convertir fácilmente Grove en un sensor LoRaWAN®. Seeed no solo te ayuda con la creación de prototipos, sino que también te ofrece la posibilidad de expandir tu proyecto con la serie SenseCAP de sensores industriales robustos.
La carcasa IP66, la configuración por Bluetooth, la compatibilidad con redes globales LoRaWAN®, la batería integrada de 19 Ah y el sólido soporte desde la APP hacen del SenseCAP S210x la mejor opción para aplicaciones industriales. La serie incluye sensores para humedad del suelo, temperatura y humedad del aire, intensidad lumínica, CO₂, CE y una estación meteorológica 8 en 1. Prueba el último SenseCAP S210x para tu próximo proyecto industrial exitoso.
Herramientas que utilizamos
- Wio Terminal
- Edge Impulse
- Helium
- Reconocimiento de Movimiento Continuo con Acelerómetro Integrado en Wio Terminal y Edge Impulse
- Google Sheets
- Google Forms
Antes de comenzar esta sección, asegúrate de conocer la producción de Wio Terminal.
Para más detalles, por favor lee:
Este artículo muestra una solución para quienes desean utilizar Edge Impulse para generar modelos y conectarlos con la nube. En nuestra demostración, utilizaremos Google Sheets. Es una forma directa y eficaz.
Configuración de Helium
Paso 1. Crear una Integración con soporte para Google Form
Este paso es similar a los pasos descritos en el artículo Integración con Google Sheets mediante Helium
Lo que debemos hacer es nombrar la integración y simplemente guardar la configuración.
Conexión con Google Form
-
Crear:
-
Conectar con Google Sheets:
-
Vincular con el ID de Google Form:
Paso 2. Crear una Función con soporte para API de Google Form y funciones de decodificación
Asegúrate de que el Google Form esté conectado con la Función y completado con el ID que obtuvimos en los pasos anteriores.
Necesitamos crear una Función con soporte para decodificador (Decoder) para la transferencia de flujo de datos, como se muestra en la imagen.
function Decoder(bytes, port) {
var decoded = {};
function transformers(bytes) {
if (bytes[0] == 255 || bytes[0] == 0) {
value = bytes[2] * 256 + bytes[3];
}
return value;
}
if (port == 8) {
decoded.class = transformers(bytes.slice(0, 4));
}
var decodedPayload = {
"class": decoded.class
};
// END TODO
return Serialize(decodedPayload)
}
var field_mapping = {
"class": "entry.39410305"
};
function Serialize(payload) {
var str = [];
for (var key in payload) {
if (payload.hasOwnProperty(key)) {
var name = encodeURIComponent(field_mapping[key]);
var value = encodeURIComponent(payload[key]);
str.push(name + "=" + value);
}
}
return str.join("&");
}
// DO NOT REMOVE: Google Form Function\
Paso 3. Configurar los Flujos
Asegúrate de que la conexión esté establecida
Configuración de Edge Impulse
Para más detalles, por favor consulta:
Reconocimiento de Movimiento Continuo con Acelerómetro Integrado en Wio Terminal y Edge Impulse
Configuración de Arduino (Wio Terminal)
Dado que los sensores y entornos pueden variar, grabar directamente modelos entrenados en placas base diferentes no siempre es ideal.
Los modelos confiables deben ser entrenados por los propios usuarios, por lo que solo se proporciona un código de prueba para una experiencia rápida.
Prueba rápida
Después de generar la biblioteca desde Edge Impulse, necesitamos modificar el código para el envío de datos vía LoRa en el Wio Terminal.
Si solo deseas tener una experiencia rápida, simplemente copia el siguiente código y flashea tu Wio Terminal usando el IDE de Arduino.
Flashea el siguiente código de prueba.
#include <AIot_Example_inferencing.h>
#include"LIS3DHTR.h"
#include"TFT_eSPI.h"
LIS3DHTR<TwoWire> lis;
TFT_eSPI tft;
#include <SoftwareSerial.h>
#include <Arduino.h>
#include <SensirionI2CSht4x.h>
#include <Wire.h>
SoftwareSerial mySerial(A0, A1); // RX, TX
SensirionI2CSht4x sht4x;
static char recv_buf[512];
static bool is_exist = false;
static bool is_join = false;
static int at_send_check_response(char *p_ack, int timeout_ms, char *p_cmd, ...)
{
int ch;
int num = 0;
int index = 0;
int startMillis = 0;
va_list args;
memset(recv_buf, 0, sizeof(recv_buf));
va_start(args, p_cmd);
mySerial.printf(p_cmd, args);
Serial.printf(p_cmd, args);
va_end(args);
delay(200);
startMillis = millis();
if (p_ack == NULL)
{
return 0;
}
do
{
while (mySerial.available() > 0)
{
ch = mySerial.read();
recv_buf[index++] = ch;
Serial.print((char)ch);
delay(2);
}
if (strstr(recv_buf, p_ack) != NULL)
{
return 1;
}
} while (millis() - startMillis < timeout_ms);
return 0;
}
static void recv_prase(char *p_msg)
{
if (p_msg == NULL)
{
return;
}
char *p_start = NULL;
int data = 0;
int rssi = 0;
int snr = 0;
p_start = strstr(p_msg, "RX");
if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "RX: \"%d\"\r\n", &data)))
{
Serial.println(data);
}
p_start = strstr(p_msg, "RSSI");
if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "RSSI %d,", &rssi)))
{
Serial.println(rssi);
}
p_start = strstr(p_msg, "SNR");
if (p_start && (1 == sscanf(p_start, "SNR %d", &snr)))
{
Serial.println(snr);
}
}
////// Send message block end
/* Constant defines -------------------------------------------------------- */
#define CONVERT_G_TO_MS2 9.80665f
#define MAX_ACCEPTED_RANGE 2.0f // starting 03/2022, models are generated setting range to +-2, but this example use Arudino library which set range to +-4g. If you are using an older model, ignore this value and use 4.0f instead
/* Private variables ------------------------------------------------------- */
static bool debug_nn = false; // Set this to true to see e.g. features generated from the raw signal
/**
* @brief Arduino setup function
*/
void setup()
{
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(115200);
Serial.println("Edge Impulse Inferencing Demo");
tft.begin();
tft.setRotation(3);
tft.fillScreen(TFT_WHITE);
lis.begin(Wire1);
if (!lis.available()) {
Serial.println("Failed to initialize IMU!");
while (1);
}
else {
ei_printf("IMU initialized\r\n");
}
lis.setOutputDataRate(LIS3DHTR_DATARATE_100HZ); // Setting output data rage to 25Hz, can be set up tp 5kHz
lis.setFullScaleRange(LIS3DHTR_RANGE_16G); // Setting scale range to 2g, select from 2,4,8,16g
if (EI_CLASSIFIER_RAW_SAMPLES_PER_FRAME != 3) {
ei_printf("ERR: EI_CLASSIFIER_RAW_SAMPLES_PER_FRAME should be equal to 3 (the 3 sensor axes)\n");
return;
}
mySerial.begin(9600);
Wire.begin();
uint16_t error;
char errorMessage[256];
sht4x.begin(Wire);
uint32_t serialNumber;
error = sht4x.serialNumber(serialNumber);
delay(5000);
if (error) {
Serial.print("Error trying to execute serialNumber(): ");
errorToString(error, errorMessage, 256);
Serial.println(errorMessage);
} else {
Serial.print("Serial Number: ");
Serial.println(serialNumber);
}
Serial.print("E5 LORAWAN TEST\r\n");
if (at_send_check_response("+AT: OK", 100, "AT\r\n"))
{
is_exist = true;
at_send_check_response("+ID: DevEui", 1000, "AT+ID=DevEui,\"608XXXXXXXXEE7\"\r\n");
at_send_check_response("+ID: AppEui", 1000, "AT+ID=AppEui,\"608XXXXXXXX85D\"\r\n");
at_send_check_response("+MODE: LWOTAA", 1000, "AT+MODE=LWOTAA\r\n");
at_send_check_response("+DR: EU868", 1000, "AT+DR=EU868\r\n");
at_send_check_response("+CH: NUM", 1000, "AT+CH=NUM,0-2\r\n");
at_send_check_response("+KEY: APPKEY", 1000, "AT+KEY=APPKEY,\"E1EF1AC8XXXXXXXXXXXXXXXX05C5\"\r\n");
at_send_check_response("+CLASS: A", 1000, "AT+CLASS=A\r\n");
at_send_check_response("+PORT: 8", 1000, "AT+PORT=8\r\n");
delay(200);
is_join = true;
}
else
{
is_exist = false;
Serial.print("No E5 module found.\r\n");
}
}
/**
* @brief Return the sign of the number
*
* @param number
* @return int 1 if positive (or 0) -1 if negative
*/
float ei_get_sign(float number) {
return (number >= 0.0) ? 1.0 : -1.0;
}
/**
* @brief Get data and run inferencing
*
* @param[in] debug Get debug info if true
*/
void loop()
{
ei_printf("\nStarting inferencing in 2 seconds...\n");
delay(2000);
ei_printf("Sampling...\n");
// Allocate a buffer here for the values we'll read from the IMU
float buffer[EI_CLASSIFIER_DSP_INPUT_FRAME_SIZE] = { 0 };
for (size_t ix = 0; ix < EI_CLASSIFIER_DSP_INPUT_FRAME_SIZE; ix += 3) {
// Determine the next tick (and then sleep later)
uint64_t next_tick = micros() + (EI_CLASSIFIER_INTERVAL_MS * 1000);
lis.getAcceleration(&buffer[ix], &buffer[ix + 1], &buffer[ix + 2]);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
if (fabs(buffer[ix + i]) > MAX_ACCEPTED_RANGE) {
buffer[ix + i] = ei_get_sign(buffer[ix + i]) * MAX_ACCEPTED_RANGE;
}
}
buffer[ix + 0] *= CONVERT_G_TO_MS2;
buffer[ix + 1] *= CONVERT_G_TO_MS2;
buffer[ix + 2] *= CONVERT_G_TO_MS2;
delayMicroseconds(next_tick - micros());
}
// Turn the raw buffer in a signal which we can the classify
signal_t signal;
int err = numpy::signal_from_buffer(buffer, EI_CLASSIFIER_DSP_INPUT_FRAME_SIZE, &signal);
if (err != 0) {
ei_printf("Failed to create signal from buffer (%d)\n", err);
return;
}
// Run the classifier
ei_impulse_result_t result = { 0 };
err = run_classifier(&signal, &result, debug_nn);
if (err != EI_IMPULSE_OK) {
ei_printf("ERR: Failed to run classifier (%d)\n", err);
return;
}
// print the predictions
ei_printf("Predictions ");
ei_printf("(DSP: %d ms., Classification: %d ms., Anomaly: %d ms.)",
result.timing.dsp, result.timing.classification, result.timing.anomaly);
ei_printf(": \n");
for (size_t ix = 0; ix < EI_CLASSIFIER_LABEL_COUNT; ix++) {
ei_printf(" %s: %.5f\n", result.classification[ix].label, result.classification[ix].value);
}
#if EI_CLASSIFIER_HAS_ANOMALY == 1
ei_printf(" anomaly score: %.3f\n", result.anomaly);
#endif
int classification_flag = 0;
if (result.classification[1].value > 0.7) {
tft.fillScreen(TFT_PURPLE);
tft.setFreeFont(&FreeSansBoldOblique12pt7b);
tft.drawString("Wave", 20, 80);
delay(1000);
tft.fillScreen(TFT_WHITE);
classification_flag = 1;
}
if (result.classification[2].value > 0.7) {
tft.fillScreen(TFT_RED);
tft.setFreeFont(&FreeSansBoldOblique12pt7b);
tft.drawString("Circle", 20, 80);
delay(1000);
tft.fillScreen(TFT_WHITE);
classification_flag = 2;
}
if (is_exist){
int ret = 0;
if (is_join){
ret = at_send_check_response("+JOIN: Network joined", 12000, "AT+JOIN\r\n");
if (ret){
is_join = false;
}
else{
Serial.println("");
Serial.print("JOIN failed!\r\n\r\n");
delay(5000);
}
}
else{
char cmd[128];
sprintf(cmd, "AT+CMSGHEX=\"%08X %08X\"\r\n", classification_flag);
ret = at_send_check_response("Done", 10000, cmd);
if (ret){
Serial.print("classification_flag:");
Serial.print(classification_flag);
Serial.print("\t");
recv_prase(recv_buf);
}
else{
Serial.print("Send failed!\r\n\r\n");
}
delay(5000);
}
}
else
{
delay(500);
}
}
#if !defined(EI_CLASSIFIER_SENSOR) || EI_CLASSIFIER_SENSOR != EI_CLASSIFIER_SENSOR_ACCELEROMETER
#error "Invalid model for current sensor"
#endif
Hazlo tú mismo para más funcionalidades
Para más detalles, consulta la siguiente documentación:
Algunos aspectos a los que podríamos prestar más atención:
-
Almacenar resultados de clasificación:
Podemos establecer un umbral para cambiar nuestras banderas cuando se detecta cierta condición, y asignar diferentes etiquetas a distintas categorías.
Podemos comentar la función
tftpara aumentar la velocidad.int classification_flag = 0;
if (result.classification[1].value > 0.7) {
tft.fillScreen(TFT_PURPLE);
tft.setFreeFont(&FreeSansBoldOblique12pt7b);
tft.drawString("Wave", 20, 80);
delay(1000);
tft.fillScreen(TFT_WHITE);
classification_flag = 1;
}
if (result.classification[2].value > 0.7) {
tft.fillScreen(TFT_RED);
tft.setFreeFont(&FreeSansBoldOblique12pt7b);
tft.drawString("Circle", 20, 80);
delay(1000);
tft.fillScreen(TFT_WHITE);
classification_flag = 2;
}
.... -
Bloque de código para envío de datos:
Con la red LoRa disponible, podemos usar una función para enviar la etiqueta (tag) a Helium y recuperarla utilizando el decodificador que escribimos previamente en Helium.
if (is_exist){
int ret = 0;
if (is_join){
ret = at_send_check_response("+JOIN: Network joined", 12000, "AT+JOIN\r\n");
if (ret){
is_join = false;
}
else{
Serial.println("");
Serial.print("JOIN failed!\r\n\r\n");
delay(5000);
}
}
else{
char cmd[128];
sprintf(cmd, "AT+CMSGHEX=\"%08X %08X\"\r\n", classification_flag); // Change classification_flag to data wanna transfer
ret = at_send_check_response("Done", 10000, cmd);
if (ret){
Serial.print("classification_flag:");s
Serial.print(classification_flag);
Serial.print("\t");
recv_prase(recv_buf);
}
else{
Serial.print("Send failed!\r\n\r\n");
}
delay(5000);
}
}
else
{
delay(500);
}
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