樹莓派的新口味?狂人的實驗大會

樹莓派的新口味?狂人的實驗大會

 

俗稱樹莓派的Raspberry Pi,原先並非運用在物聯網開發,卻意外成為Maker們實踐想法的好材料,如今已廣泛運用於機器人、物聯網、影像識別等多種領域。10月6日南科AI_ROBOT自造基地第二場南科社群開講,由自造者社群創客閣樓召集人Felix Lin主持,和四位在地的南部Maker們,一同帶領社群進入物聯網的世界,同時舉辦一場Raspberry Pi狂人的實驗大會!

隨著行動裝置普及、無線傳輸技術持續地進步,發展物聯網的環境逐漸成熟,不少廠商紛紛為產品開發智慧聯網功能。面對萬物皆可聯網的未來,從電腦、手錶、冰箱甚至於洗衣機,都能利用「網路」來進行控制與溝通,成為彷彿具有生命的物體。若技術成熟後廣泛運用,將可使我們的生活更加便利!

樹莓派是一種派?

第一位講者由Felix Lin打頭陣,為大家深入淺出地解釋樹莓派的發展與應用。「以我在社群接觸的經驗,聽過樹莓派的人不少,但實際將它應用於開發的人卻只有一半。」過去英國樹莓派基金會是以推廣中小學資訊科學教育為目的,而開發出Raspberry Pi這套開發工具,但因為價格便宜以及體積輕便,逐漸受到Maker與工程師的青睞,並透過專案分享累積成龐大社群能量。

從第一代樹莓派的單核心700MHz時脈發展到現在,第三代的處理器已用到四核心1.2GHz時脈,約等於中低階智慧型手機的水準。因應日益增長的商業應用需求,更推出了無對外I/O連接埠的Compute Module,僅30美金的價格大大減低企業導入的成本。而樹莓派風行全球的原因除了價格便宜之外,更重要的是開源專案分享所帶動的社群交流能量,使用者能夠到網路平台上搜尋到各式各樣的專案資源,如家庭影音娛樂中心、監控系統、自駕車等。

面對即將來臨的5G時代,樹莓派更被應用於邊緣運算(Edge Computing)的領域,透過外接AI晶片執行終端的感測任務,如Google所開發的AIY專案,其中的Voice(語音辨識)與Vision(視覺辨識)套件於物聯網及嵌入式系統都具有很大的應用潛力。

 

創客閣樓召集人Felix Lin介紹樹莓派,揭開物聯網開講精彩序幕。(圖片來源:徐筱茹/攝影)

樹莓派遇上ROS,實現無人自駕理念!

第二位講者iCShop.Edu營運長蕭盈璋則是分享樹莓派與ROS的結合,從而實現無人自駕的應用。ROS(Robot Operating System)是一個開源作業系統平台,可視為所有跟機器人有關功能的開發工具,可廣泛應用於智慧移動平台-機器人,包含機構、感知、導航、操作到認知,都能透過ROS與樹莓派合作完成,甚至能以樹莓派做控制中樞,結合Arduino的終端感測去開發自駕功能。

關於ROS的商業前景,蕭盈璋講師說自己過去曾推出不少免費的教學課程,但近年來民間組織已陸續開設許多ROS的課程。而微軟最近也在Win10作業平台上開放ROS的模擬,大幅節省玩家們的作業時間,將能吸引更多人願意進來開發,壯大社群開發能量。

樹莓派雖然小如信用卡,然而麻雀雖小五臟俱全,因此成為不少Maker與工程師的開發首選平台。然而蕭盈璋講師特別強調單板電腦(SBC)的未來應用性,但因為單板電腦需要另外外接螢幕,基層資訊老師多嫌太麻煩而不願意採用。

 

iCShop.Edu營運長蕭盈璋講解樹莓派結合ROS,在無人自駕之應用。(圖片來源:徐筱茹/攝影)

DonappyDonate is Happy

第三位講者神樂企畫資訊譯術師Dofi,因為翻譯過約30本電腦書,因而自稱資訊譯術師,同時也代表他致力於將艱澀的資訊技術轉換成輕鬆容易被瞭解的形式。身為動漫宅的Dofi不愛開發無趣的專案,然而他卻在日本神社的賽錢箱聯想到群眾贊助的點子,且從廟宇牆上的善款芳名錄發想出雲端贊助者照片牆,讓民眾可以透過網路來進行樂捐,同時將照片顯示在善款芳名錄上。他嘗試以樹莓派連結光遮斷器感測贊助者投零錢行為,進而啟動語音系統倒數拍照,最後透過雲端即時分享贊助者照片。

Dofi強調這個時代,開發工具其實非常容易取得及使用,但關鍵是開發者的創意與創造力能否帶給專案趣味性。未來他可能會透過與其他專案的合作,碰撞出有趣的可能性。「3,2,0.5,1。」意想不到的倒數驚喜如果讓照片拍壞了,那就再贊助一張吧!

神樂企劃 資訊譯術師Dofi Lo充滿趣味的分享,讓民眾笑著學習。(圖片來源:徐筱茹/攝影)

打造智慧船廠辦公室

第四位講者是來自台灣國際造船公司的何甘霖工程師,過往在科技公司擁有十分豐富的專案實務經驗,面對台船發展智慧船廠的目標,他選擇以樹莓派將傳統工廠改造成智慧辦公室,共可歸類為四大項目-機房監控系統、會議室環控系統、消防網路廣播系統以及電子資訊看板。

樹莓派在廠區內主要扮演區域型控制中樞,取代過去需設置電腦或者伺服器的作法,如機房監控系統便是以紅外線或電磁遠端控制空調主機,並於樹莓派上整合電源管理。至於會議室環控系統則是因為時常有同仁不會開啟投影機等設備而去詢問資訊處,因此決定以樹莓派整合會議室設備,並透過觸控面板建立友善介面,讓使用者可以一目了然使用各種會議室設備。

台船有一個做早操10分鐘的傳統,要如何使偌大的廠房同時播放出音樂呢?

講者想到可利用消防系統進行廣播,並結合樹莓派環控系統控制音樂播放地點;而原本廣播線路的音質衰竭問題,則是透過FTP將音樂上傳到樹莓派機內,以播放出較好的音質。

然而台船身為造船工廠,現場工作人員遠多於辦公室同仁,為了有效傳達資訊,便開發了電子資訊看板。透過樹莓派從公司內部網路抓取所需資訊,以達到實現輪播內容選定、遠端控制和開關排程等任務。

樹莓派 & Python的工業監控之旅

最後一位講者是韌體工程師Malo,他別出心裁地將簡報與現場實作,全都以python在樹莓派上呈現,講解如何在樹莓派上使用python和PLC(可程式化邏輯控制器)、電表溝通,並把資料送上雲端完成工廠自動化監控的任務。

工廠裡面有非常多電表、水表或PLC,因為工業控制需要快速又穩定的RAD(快速應用程式開發)工具,因此常使用SCADA(資料採集與監控系統)去建立穩定的監控系統。常見的方式為SCADA搭配人機介面去接受終端PLC或IO module的訊息。講者也介紹Modbus傳輸協定,因為無版權要求且易於部署與維護,是目前常被採用的方式。

當資料蒐集到樹莓派後,再經由MQTT通訊協定傳輸到雲端,正因為MQTT協定的訊息內容非常精簡,所以很適合應用於處理器資源及頻寬有限的物聯網裝置。

 

以樹莓派開發的區域控制系統。(圖片來源:徐筱茹/攝影)

結語

物聯網的應用領域十分龐大,從日常家庭應用到引入工業自動化生產,到處都是物聯網的商機所在。透過樹莓派的低廉價格以及開源專案分享,Maker們將能夠靠著對自造的熱情,再加上源源不絕的開發社群能量,爆發出物聯網應用的無限可能。

(本報導整理自2018/10/6【物聯網玩什麼?】Raspberry Pi狂人的實驗大會;作者:楊士賢;責任編輯:葉于甄)

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