Construindo um sensor de ocupação com um ESP32 de US$ 5 e um banco de dados serverless

 (matthew.science)
2 pontos por GN⁺ 2023-11-14 | 1 comentários | Compartilhar no WhatsApp

Desenvolvimento de uma solução de software para coletar dados de detecção de pessoas em um campus universitário

  • No primeiro ano da universidade, houve a experiência de usar sensores de detecção de pessoas da Bluefox para melhorar a operação do refeitório
  • A universidade mudou a empresa operadora do refeitório para a Aramark, e os dados de detecção de pessoas deixaram de ser fornecidos

Ideia de rastrear métricas de detecção de pessoas usando beacons Bluetooth

  • Consideração sobre a precisão de usar a quantidade de beacons BLE como número de pessoas
  • Consideração sobre a precisão de usar o tempo de disponibilidade dos beacons BLE como tempo de permanência
  • Consideração sobre o impacto da randomização de endereços MAC por fabricantes diversos na coleta de dados
  • Reflexão sobre como enviar os resultados para um servidor central e como coletar e analisar os dados

Desenvolvimento de um dispositivo compacto para implantação de longo prazo

  • Tentativa inicial usando um Raspberry Pi Zero W e os problemas encontrados
  • Complexidade do processamento de Bluetooth no Linux e problemas de conexão Wi-Fi

Uma alternativa barata e eficiente com ESP32

  • Escolha do ESP32 por contar com Wi-Fi e Bluetooth, baixo consumo de energia, preço baixo e tamanho compacto
  • Reescrita do código de coleta de dados em C++ e coleta de dados por meio de funções do Cloudflare e banco de dados D1

Implantação dos dispositivos de coleta de dados e superação de obstáculos

  • Implementação de um hash set para resolver problemas de memória e travamentos dos dispositivos ESP32
  • Escolha dos dispositivos XIAO ESP32C3/S3 para operação estável de longo prazo

Coleta final de dados e previsão de séries temporais

  • Coleta de dados ao longo de um dia confirmou tendências de deslocamento de pessoas conforme as mudanças nos horários de aula
  • Uso do NeuralProphet para previsão de séries temporais

Considerações adicionais e trabalhos futuros

  • Exploração de formas de melhorar a precisão do uso da quantidade de beacons BLE como população
  • Consideração sobre futura expansão para casos de uso por comitês universitários ou pesquisa acadêmica

Opinião do GN⁺

O ponto mais importante deste texto é o compartilhamento da experiência de desenvolver uma solução de software para coletar e analisar dados de detecção de pessoas em um campus universitário usando dispositivos ESP32 baratos e um banco de dados serverless. O texto pode ser interessante para pessoas com interesse em engenharia de software, especialmente oferecendo informações úteis para engenheiros de software iniciantes interessados em sistemas embarcados e análise de dados.

Leituras relacionadas

1 comentários

 
GN⁺ 2023-11-14
Opiniões do Hacker News
    • Compartilhamento de experiência na criação de negócios
    • Como alguém que construiu um negócio baseado em tecnologia de beacon BLE (occuspace.io), oferece respostas às perguntas levantadas
    • A precisão da medição de ocupação pela quantidade de beacons BLE mostra correlação muito alta, mas o coeficiente de correlação varia conforme o local
    • Considera que a precisão da medição de tempo de permanência pelo tempo de disponibilidade dos beacons BLE não é confiável, porque o endereço MAC BT muda a cada 8–20 minutos dependendo do fabricante
    • Menciona que definir um valor mínimo de RSSI para contar apenas dispositivos realmente próximos é uma boa ideia para melhorar a precisão
    • Relato de experiência com sistemas de TI universitários
    • No passado, registrar endereços MAC em whitelist na universidade era um processo trabalhoso que passava por vários estados e vários formulários, mas há a esperança de que a situação tenha melhorado hoje
    • Compartilhamento de resultados de testes de hardware
    • Após testar vários hardwares (Seeed Studio XIAO ESP32S3/C3, WaveShare ESP32S3 Zero etc.), apenas o XIAO ESP32C3/S3 funcionou de forma estável por mais de um mês
    • Para o ESP32, recomenda adicionar um capacitor de alta capacitância ao trilho de alimentação, o que ajuda a melhorar a estabilidade de hardwares sensíveis à fonte de energia
    • Importância de manter o entusiasmo
    • Comentário bem-humorado de que é importante não perder o entusiasmo em uma situação de "nerd snipe"
    • Compartilhamento de experiência com projeto pessoal
    • Compartilha a experiência de ter feito um despertador com ESP32, incluindo matriz de LEDs, buzzer e sensor PIR
    • Descobriu adicionalmente, por meio de logging de RSSI, que era possível obter informações sobre estar na cama e mudar de posição durante a noite
    • Pergunta sobre a “produtização” de projetos com ESP32
    • Pergunta como fazer um projeto com ESP32 parecer um produto real, mencionando a tendência, como desenvolvedor de software, de preferir algo com acabamento final
    • Pontos a considerar ao realizar um projeto na universidade
    • Ao fazer um projeto de rastreamento de pessoas na universidade, pode ser uma oportunidade para buscar orientação sobre protocolos de pesquisa com seres humanos, sendo recomendável consultar o professor
    • Menciona também as políticas universitárias de privacidade e segurança de TI
    • Sugestão de solução para gerenciamento de memória de dados
    • Como solução para o problema de manter os dados na memória, sugere usar um algoritmo de estimativa de cardinalidade, que permite estimar o número de IDs únicos de beacon usando espaço constante
    • Compartilhamento de experiência com projeto semelhante
    • Compartilha a experiência pessoal de ter realizado um projeto parecido alguns anos atrás
    • Dica para escrever posts de blog
    • Aconselha que incluir referências em posts de blog é útil para ajudar a compreensão dos leitores