【玄铁杯第三届RISC-V应用创新大赛】华山派老人跌倒智能识别报警装置的完成+汇总贴

eew_dy9f48

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本帖最后由 eew_dy9f48 于 2023-11-3 09:27 编辑

huashan

本期是最后一期，将完成整个项目。前几期的帖子汇总如下：

【玄铁杯第三届RISC-V应用创新大赛】华山派开箱，硬件介绍与固件烧录

【玄铁杯第三届RISC-V应用创新大赛】华山派开发环境配置

【玄铁杯第三届RISC-V应用创新大赛】华山派外设接入，I2C与GPIO，蜂鸣器的使用，连接网络与接入邮件stmp服务

这一期，我们把上一期的内容连起来。首先，来到/mnt/data目录下，我们创建一个init.sh文件，用来做外设的初始化配置：

echo 470 > /sys/class/gpio/export
echo out > /sys/class/gpio/gpio470/direction

i2cset -y 3 0x68 0x6B 0x80
sleep 1
i2cget -y 3 0x68 0x75
i2cset -y 3 0x68 0x6B 0x00
sleep 1
i2cset -y 3 0x68 0x19 0x07
i2cset -y 3 0x68 0x1A 0x06
i2cset -y 3 0x68 0x1B 0x18
i2cset -y 3 0x68 0x1C 0x01

exit 0

上面的代码里，我们先初始化了GPIO，用来驱动蜂鸣器，接着初始化了MPU6050

接着，我们把初始化脚本添加进上次创建好的auto.sh文件中，文件中我添加了一些别的功能，比如上次提到的有线网卡MAC会变，我们把它固定下来，并检测网络连接。整个auto.sh文件的代码如下：

ifconfig eth0 down
ifconfig eth0 hw ether C2:2B:54:DA:BC:1B
ifconfig eth0 up
insmod /mnt/system/ko/3rd/8723ds.ko
ifconfig wlan0 up
/mnt/data/WiFi/wpa_supplicant -i wlan0 -Dnl80211 -c /mnt/data/WiFi/wpa_supplicant.conf &
udhcpc -b -i wlan0 -R &

/mnt/data/init.sh

function network()
{
    ping -w 1 www.baidu.com > /dev/null
}

network
while [ $? -eq 1 ];
do
        echo "网络不畅通，请检查网络设置！"
        sleep 1
    network
done

echo "网络畅通，你可以上网冲浪！"
echo $(ifconfig)

exit 0

这些都做好后，接好外设重启板子，完成后，就可以正式进入主程序的开发。

首先，先按照上个项目中的描述的，定义好我们发邮件和读取传感器数据相关的函数：

ip="smtp.qq.com 587"
user="email in Base64"
pass="app pwd in Base64"
sender="xxx@qq.com"
receiver="xxx@qq.com"
subject="HELP"
content="Please help me! Call xxxxxxxx"
mail(){
        {
        sleep 1
        echo "helo test"
        sleep 1
        echo "auth login"
        sleep 1
        echo "$user"
        sleep 1
        echo "$pass"
        sleep 1
        echo "mail from:<$sender>"
        sleep 1
        echo "rcpt to:<$receiver>"
        sleep 1
        echo "data"
        sleep 1
        echo "from: $sender"
        echo "to: $receiver"
        echo "subject: $subject"
        echo ""
        echo "$content"
        echo "."
        sleep 1
        echo "quit"
        sleep 1
        }|telnet $ip >> /tmp/mail.log
}

get_value(){
        let "val=$(i2cget -y 3 0x68 $1)<<8|$(i2cget -y 3 0x68 $(echo "obase=16; $(($1+0x01))" | bc))"
        if [ $val -gt 32767 ];
        then
                val=$(( $val - 65536 ))
        fi
        echo $val
        }

echo "Initialized"

完成后，我们就可以编写主循环。先讲一下逻辑，我们站在地球上，无论什么姿势，我们都承受了一个G的重力加速度，指向地心。而传感器上的加速度计读到的数据是xyz轴三个方向的重力加速度。这里我们要清楚，这三个数字是向量而非标量，正负号代表的是方向。那么我们就可以很容易的算出三者的和向量，那么这个向量一定是永远指向地心，且大小为1G.

那么如果这个传感器装在人身上，如果人突然摔倒，那么势必会出现加速度的向量和先是突然小于1G，因为摔倒过程中是一个落体运动，运动加速度方向与地心方向有相同的分量。接下来人接触到地面，加速度向量和又会突然大于1G，因为此使原有速度突然变为0，将出现一个巨大的反向加速度。因此代码中我们只需要读取加速度计三轴的值，并计算出相应的向量和，检测这个向量和的变化，就可以知道人是否出现跌倒。

首先先在每次循环中读取传感器的读数：

ax=`get_value 0x3B`
ay=`get_value 0x3D`
az=`get_value 0x3F`
ax=$(echo "scale=2; $ax/16384" | bc)
ay=$(echo "scale=2; $ay/16384" | bc)
az=$(echo "scale=2; $az/16384" | bc)

ashock=$(echo "scale=2; sqrt(($ax*$ax)+($ay*$ay)+($az*$az))" | bc)

echo "$ashock"

接着，我们需要模拟一下跌倒的场景，然后让我们看看到底加速度变化的大小是多少，我们应该把阈值设置在哪里。先简单的把板子固定在盒子上：

接着运行上述循环，模拟摔倒时的样子，观察数据如何变化：

仔细观察输出的数据，我们可以看到数据的变化模式与预计的差不多：

根据多次尝试，我们可以把阈值设置在1.5G，这样平时走路时不会误触发，跌倒时也可以精准报警。

那么最后，我们需要完成程序主循环部分。原理很简单，循环检测加速度和向量，当大小超过1.5时进行报警，并发邮件。

while [ TRUE ]
do

ax=`get_value 0x3B`
ay=`get_value 0x3D`
az=`get_value 0x3F`
ax=$(echo "scale=2; $ax/16384" | bc)
ay=$(echo "scale=2; $ay/16384" | bc)
az=$(echo "scale=2; $az/16384" | bc)

#gx=`get_value 0x43`
#gy=`get_value 0x45`
#gz=`get_value 0x47`
#gx=$(echo "scale=2; $gx/16.4" | bc)
#gy=$(echo "scale=2; $gy/16.4" | bc)
#gz=$(echo "scale=2; $gz/16.4" | bc)

#temp=`get_value 0x41`
#temp=$(echo "scale=2; ($temp/340)+36.53" | bc)

ashock=$(echo "scale=2; sqrt(($ax*$ax)+($ay*$ay)+($az*$az))" | bc)
#gshock=$(echo "scale=2; sqrt(($gx*$gx)+($gy*$gy)+($gz*$gz))" | bc)


#echo "ax: $ax"
#echo "ay: $ay"
#echo "az: $az"

#echo "gx: $gx"
#echo "gy: $gy"
#echo "gz: $gz"

#echo "temp: $temp"

#echo "$ashock"
#echo "$gshock"

if [ `echo "$ashock > 1.5"|bc` -eq 1 ];
then
        echo "TUMBLE DETECTED!!!"
        echo 1 > /sys/class/gpio/gpio470/value
        mail
        echo "Email Sent"
else
        echo 0 > /sys/class/gpio/gpio470/value
fi
done

完整代码放在了附件中，感兴趣的同学可以自行下载。

华山派cvitek-MPU6050-Email.7z (341.96 KB, 下载次数: 21)

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