Útfigyelés: 15 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Ma megmutatjuk, hogyan állítunk be gyorsulásmérőkön, LoRaWAN -on, Amazon Web Services -en és Google Cloud API -n alapuló közúti rendellenességek figyelő rendszert.

1. lépés: Követelmények

• DISCO-L072CZ-LRWAN1 tábla
• X-NUCLEO-IKS01A2 bővítő modul (a gyorsulásmérőhöz)
• X-NUCLEO-GNSS1A1 (a lokalizációhoz)
• AWS fiók
• Google Cloud Platform -fiók

2. lépés: Az érzékelő firmware -jének létrehozása és felvillanása

Csatlakoztassa az IKS01A2 és a GNSS1A1 a tábla tetejére a GPIO csapokon keresztül. Töltse le a firmware kódját a GitHub webhelyről. Hozzon létre (ha még nincs) fiókot az ARM Mbed -en, és importálja a kódot az online fordító repójában. Állítsa a célplatformot DISCO-L072CZ-LRWAN1-re, és mentse el a projektet. Most menjen a The Things Network oldalra, és hozzon létre egy fiókot, ha még nem rendelkezik vele. Hozzon létre egy alkalmazást, hozzon létre egy új eszközt az alkalmazáson belül, és állítsa a csatlakozási módot OTAA -ra. Fogja meg a megfelelő paramétereket az mbed_app.json fájl következő mezőinek kitöltéséhez: "lora.appskey", "lora.nwkskey", "lora.device-address".

Az érzékelő rendszeresen rögzíti a gyorsulásmérő és a GNSS adatait, és elküldi azokat a LoRa kapcsolaton keresztül a legközelebbi átjáróhoz, amely továbbítja azokat a The Things Network alkalmazásunkhoz. A következő lépés egy felhőalapú szerver és egy HTTP -integráció beállítása a TTN -en.

3. lépés: A felhő beállítása

Most készen állunk a felhőinfrastruktúra beállítására, amely összegyűjti és összesíti az összes telepített tábla adatait. Ez az infrastruktúra az alábbi ábrán látható, és a következőkből áll:

• Kinezis, a bejövő adatfolyam kezelésére;
• Lambda, az adatok szűrése és előfeldolgozása tárolás előtt;
• S3, az összes adat tárolására;
• EC2, az adatok elemzésére és a kezelőfelület üzemeltetésére.

4. lépés: Az AWS Lambda beállítása

Szemléltetjük az infrastruktúra beállításához szükséges lépéseket, kezdve a Lambda -val.

1. Jelentkezzen be AWS -fiókjával, és a konzol főoldaláról lépjen a Lambda oldalra
2. Kattintson a Funkció létrehozása elemre
3. Az oldal felső részén válassza ki a Szerző a Scratchből lehetőséget. Ezután töltse ki a többi mezőt a képen látható módon, majd kattintson a Funkció létrehozása gombra
4. Most, hogy létrehozta az AWS Lambda funkciót, keresse fel a https://github.com/roadteam/data-server webhelyet, és másolja az aws_lambda.py fájl tartalmát az oldal második felében található szerkesztőbe. A Lambda funkció most készen áll:)

5. lépés: Állítsa be az AWS Kinesis Firehose adatfolyamot

1. Most térjen vissza az AWS konzol főoldalára, és lépjen a Szolgáltatásokba a Kinesis oldalra
2. Most a Kinesis főoldalán vagy. Az oldal jobb oldalán, a „Kinesis Firehose szállítási folyamok” alatt válassza az „Új szállítási adatfolyam létrehozása” lehetőséget.
3. A „Kézbesítési adatfolyam” mezőbe írja be az „útfelügyelet-adatfolyam” lehetőséget. Hagyja a többi mezőt alapértelmezettként, majd kattintson a Tovább gombra
4. Most a „Forrásrekordok átalakítása AWS Lambdával” alatt válassza az Engedélyezve lehetőséget, és Lambda funkcióként kattintson az újonnan létrehozott „útfigyelő-lambda” elemre. Ne aggódjon, ha a funkció időtúllépésére figyelmeztető üzenet jelenik meg, mivel az általunk végzett művelet nem számítási szempontból drága. Hagyja a többi mezőt alapértelmezettként, majd kattintson a Tovább gombra
5. Célállomásként válassza az Amazon S3, és S3 célállomásként az Új létrehozása lehetőséget. Vödörnévként írja be az „útfigyelő vödör” szót, majd menjen. Most hagyja a többi mezőt alapértelmezettként, és kattintson a Tovább gombra
6. Érdemes a puffer méretét 1 MB -ra, a pufferintervallumot pedig 60 másodpercre állítani. A puffert az S3 -ra öblítik, amikor a két feltétel egyike teljesül. Ne hagyja el az oldalt, lásd a következő lépést

6. lépés: Állítsa be az IAM szerepét a Kinesis számára

Most beállítottuk a Kinesis biztonsági engedélyeit, mivel meg kell hívnia a Lambda függvényt az előfeldolgozáshoz, majd írni fog az S3 -on

1. Az oldal alján, ahol „IAM szerepkör” van, válassza az „Új választás létrehozása” lehetőséget, hozzon létre egy új IAM -szerepet, mint a képen, majd kattintson az Engedélyezés gombra.
2. Most visszatért az előző oldalra, kattintson a Tovább gombra. Most érdemes ellenőrizni az összes paramétert. Ha elkészült, kattintson a „Szállítási adatfolyam létrehozása” gombra

A Kinesis-Lambda-S3 csővezeték üzemkész!

7. lépés: Az AWS EC2 beállítása

Most beállítunk egy EC2 példányt néhány API -val, amelyek lehetővé teszik számunkra az adatok küldését és lehívását az AWS felhőből, valamint azt a szervert, ahol az alkalmazás kezelőfelületét tároljuk. Éles környezetben érdemes az API -t a skálázhatóbb AWS API -átjáró használatával közzétenni.

1. Az AWS konzol főoldaláról lépjen az EC2 szolgáltatáshoz
2. Kattintson a Példány indítása elemre
3. A felső keresősávba illessze be ezt a kódot: „ami-08935252a36e25f85”, azaz a használni kívánt előre konfigurált virtuális gép azonosító kódja. Kattintson a jobb oldalon található Kiválasztás gombra
4. A „Típus” oszlopban válassza a t2.micro elemet, majd kattintson az „Áttekintés és indítás” gombra. Még ne indítsa el a példányt, folytassa a következő lépéssel

8. lépés: Állítsa be az IAM biztonsági szerepkört az EC2 számára

1. Indítás előtt módosítani szeretnénk példányunk biztonsági csoportját. Ehhez kattintson a „Biztonsági csoportok” szakasz jobb szélén található „Biztonsági csoportok szerkesztése” lehetőségre. Állítson be új biztonsági csoportot az alábbiak szerint. Ez alapvetően konfigurálja a példány tűzfalát, amely a 22 -es portot teszi ki az SSH -kapcsolathoz, és a 80 -as portot a http -szolgáltatásokhoz
2. Kattintson ismét az „Áttekintés és indítás” gombra. Most ellenőrizze, hogy minden paraméter be van -e állítva. Ha végzett, kattintson az Indítás gombra
3. Ha rákattint, megjelenik egy új ablak, amely kulcspárt állít be a példányhoz való ssh -kapcsolathoz. Válassza az „Új kulcspár létrehozása” lehetőséget, és névként írja be az „ec2-road-monitoring” lehetőséget. Kattintson a Kulcspár letöltése gombra. Rendkívül fontos, hogy ez a fájl elveszzen, vagy (ami még rosszabb) nem biztonságos tárolás: nem fogja tudni újra letölteni a kulcsot. A.pem kulcs letöltése után a példány készen áll az indításra

9. lépés: Hozzáférés az EC2 példányhoz

Friss EC2 példánya fent van az AWS felhőben. Csatlakozhat a korábban letöltött kulcsfájlhoz (ehhez az oktatóanyaghoz feltételezzük, hogy ismeri az ssh alapjait). A példány IP -címét a „Leírás” szakasz irányítópultján választhatja ki, az alábbiak szerint: Használhatja mind a nyilvános IP -címét, mind a nyilvános DNS -t. Most egy ssh klienssel írja be a következő parancsot:

ssh -i ec2-road-monitoring.pem ec2-user@YOUR-IP-ADDR-OR-DNS

ahol az ec2-road-monitoring.pem a korábban generált kulcs.

Most folytassa a szerveroldali kód áthúzását

git klón-rekursív

10. lépés: A Google Térkép API letöltése

Majdnem végeztünk. Most be kell állítanunk a google maps API -t a html oldalunkon, hogy megjeleníthessük a térképet az útvonalpontokkal a felhasználó számára:

1. Jelentkezzen be Google-fiókjába, és lépjen a https://cloud.google.com/maps-platform/ oldalra
2. Kattintson az „Első lépések” gombra az oldal bal oldalán
3. A menüben válassza a „Térképek” lehetőséget, majd kattintson a Tovább gombra
4. A projekt névként írja be az „útfelügyelet” lehetőséget, majd kattintson a Tovább gombra
5. Adja meg számlázási adatait, majd kattintson a Folytatás gombra
6. Most a projekt készen áll, és az API -kulcsot az API -k és szolgáltatások -> Hitelesítő adatok elemre kattintva szerezzük be

11. lépés: Indítsa el a szervert

És itt van az API kulcsa. Utolsó lépésként lépjen a data_visualization/anomalies_map.html oldalra, és másolja át a kulcsot a fájl végére, a „YOUR-KEY-IT” helyett.

Most minden kész és indulásra kész! Ahhoz, hogy elinduljon a végrehajtás az EC2 példányban: „cd data-server” „python flask_app.py”

Írja be böngészőjébe az EC2 példányának IP- vagy dns -címét, látni kell az anomáliák térképét néhány ál adatgal

12. lépés: Végezze el a HTTP -integrációt a Things hálózaton

Most, hogy minden háttér -infrastruktúra fel van dolgozva, feldolgozhatjuk a HTTP -integráció végrehajtását.

1. Hozzon létre egy új alkalmazást, és regisztrálja készülékét. Feltételezzük a TTN alapvető ismereteit, ha nem, olvassa el a gyorsindítási útmutatót
2. Az alkalmazás menüjében válassza az „Integrációk”, majd az „integráció hozzáadása” lehetőséget
3. Válassza a HTTP integrációt
4. Írja be a képeket követő mezőket, és cserélje le az EC2 ip vagy nyilvános DNS -re

13. lépés: Adatfeldolgozás

Az érzékelőből gyűjtött minden T adatcsomaghoz a következő lépéseket kell végrehajtania:

1. Szerezze be azokat a sorokat, amelyeknek GPS koordinátái a T. helyi területére esnek.
2. Minden legközelebbi N sorhoz számítsa ki a gyorsulásmérő Z tengelyének négyzetátlagát N.
3. Számítsa ki a négyzetes szórást. Álkódban: std = összeg ([(x. Z_accel ** 2 - átlag) ** 2 x közelben])
4. Kimenet ebben a formátumban: lat, long, Z_accel ** 2, mean, std

A helyi terület kiszámításához használja a GPS távolságot méterben. C ++ - ban:

#define D2R (M_PI / 180.0)

#define EARTH_RAY 6371 dupla távolság (double lat1, double long1, double lat2, double long2) {double dlong = (long2 - long1) * D2R; dupla dlat = (lat2 - lat1) * D2R; kettős a = pow (sin (dlat/2,0), 2) + cos (lat1 * D2R) * cos (lat2 * D2R) * pow (sin (dlong/2,0), 2); kettős c = 2 * atan2 (sqrt (a), sqrt (1-a));

Most, az előző lépésben előállított közbenső adatok felhasználásával, észlelje az anomáliákat, és végezzen naiv osztályozást a következő sorokra alkalmazva:

sor = térkép (float, line.split (","))

v = sor [2] átlag = sor [3] std = sor [4], ha v (átlag + std*3): ha v (átlag + std*2): ha v (átlag + std): o.append ([1, [0]. Sor, [1]) else: o.append ([2, [0]. Sor, [1]) else: o.append ([3, [0]. Sor, [sor] 1])

Az anomáliákat a 68–95–99,7 szabály segítségével osztályozzák

Most van egy ilyen formátumú gyűjteménye [típus, lat, hosszú].

A típus jelentése a következő:

1. Enyhe anomália, valószínűleg lényegtelen
2. Közepes anomália
3. Kritikus anomália

14. lépés: Vizualizáció

Ahhoz, hogy megértsük és esetleg megváltoztassuk a vizualizációs részt, meg kell tanulnunk az egyéni jelölők használatát, a Google Térkép API egyik funkcióját

Először is a térképet inicializálni kell egy visszahívásban:

function initMap () {

adatok = queryData (); map = new google.maps. Map (document.getElementById ('térkép'), {zoom: 15, center: {lat: data [0] [1], lng: data [0] [2]}}); megjegyzés(); }

Adja meg ennek a visszahívásnak a nevét az URL -ben (ezt illesztettük be az API -kulcsunk elé) egy HTML -címkében:

script async defer src = "https://maps.googleapis.com/maps/api/js?key=[KEY]&callback=initMap"

Az objektum létrehozásakor jelölőt lehet beilleszteni a térképbe:

new google.maps. Marker ({pozíció: {lat: LATITUDE, lng: LONGITUDE}, térkép: térkép, ikon: “/path/to/icon.png”})

Látható a kódban, hogy az anomáliák adatkészletének minden adatához jelölőt helyeznek be (lásd a megjegyzés () függvényt), és az ikon az anomália osztályán alapul. Amikor ezt a böngészőbe futtatjuk, feltérképezhetünk egy térképet, amelyben a rendellenességek szűrhetők a jelölőnégyzetek segítségével, amint az a képen látható.

15. lépés: Hitelek és külső linkek

Ezt a projektet Giovanni De Luca, Andrea Fioraldi és Pietro Spadaccino, a Római Sapienza Egyetem számítástechnika elsőéves MSc mérnökei készítették.

• Diák, amelyeket a szerzők a koncepció bizonyításának bemutatására használtak:

  www.slideshare.net/PietroSpadaccino/road-m…

• GitHub repók az összes kóddal:

  github.com/roadteam