[MakerConf2014] Raspberry P as an Attending System

用 Raspberry Pi 做報到系統，結合了觸控螢幕 + NFC Reader + 熱感式印表機。本系統在 MakerConf 2014 報到時實際使用。
https://makerconf.tw

Transcript

1. Raspberry Pi 好好玩 - 報到系統篇 台灣樹莓派 <sosorry@piepie.com.tw> Aug 9, 2014 /MakerConf
2. 姓名標示 — 非商業性 — 相同方式分享 CC (Creative Commons) 姓名標示 — 你必須給予 適當表彰、提供指向本授權 條款的連結，以及 指出（本作品的原始版本）是否已 被變更。你可以任何合理方式為前述表彰，但不得以 任何方式暗示授權人為你或你的使用方式背書。 非商業性 — 你不得將本素材進行商業目的之使 用。 相同方式分享 — 若你重混、轉換本素材，或依本 素材建立新素材，你必須依本素材的授權條款來 散布你的貢獻物。
3. 3 • Raspberry Pi 官方經銷商 • 專注 Raspberry Pi 應用與推廣 , 舉辦社群活動 關於我們
4. 4 • COSCUP,MakerConf,PyCon,HKOSCon 講者 • 投影片 • https://speakerdeck.com/piepie_tw • 程式碼 • https://github.com/piepie-tw 分享 x 教學
5. 本場次屬「教學與教育的應用」
6. Maker = 解決問題的人
7. 2012 COSCUP 報到 http://www.plurk.com/p/h39baa
8. 2013 COSCUP 報到 https://www.flickr.com/photos/coscup/9634483039/
9. 2014 COSCUP 報到 http://www.ithome.com.tw/news/89509
10. • 2012 年以人工開 10 個櫃台報到 (1119 人 ) • 2013 年以平板感應 NFC 的方式 ( 約 1500 人 ) • 2014 年在報到入口加裝感應門 ( 約 1560 人 ) • 1 分鐘可以有 41 人報到 • 平均一人報到時間為 1.46 秒 • 有 197 人通過閘門但卡片感應失敗 • 2013/2014 的 NFC 由雪爾萊克 (Sharelike) 提供 近年來 COSCUP 報到方式 http://www.ithome.com.tw/news/89509
11. • 問題： • 本次活動原來預估會有 300 人參加 • 報到區需要 3 人以上
12. • 問題： • 本次活動原來預估會有 300 人參加 • 報到區需要 3 人以上 • 可能的解決方法： • 每個人上傳照片 , 會場以人臉識別報到 • 寫手機 App, 讓所有人安裝 , 報到用手機感應 • 寄發 NFC 識別證 , 報到時用識別證感應
13. • 問題： • 本次活動原來預估會有 300 人參加 • 報到區需要 3 人以上 • 可能的解決方法： • 每個人上傳照片 , 會場以人臉識別報到 • 寫手機 App, 讓所有人安裝 , 報到用手機感應 • 寄發 NFC 識別證 , 報到時用識別證感應 • 考慮因素： • 實做時間 , 價格 , 學習性
14. NFC 近場通訊
15. 15 http://blogs.ifsworld.com/2013/06/come-on-apple-nfc-is-good-for-business/ NFC 線圈
16. 16 http://us.moo.com/nfc/ http://blogs.ifsworld.com/2013/06/come-on-apple-nfc-is-good-for-business/ NFC 線圈 可做成貼紙
17. 17 http://2d-code.co.uk/nfc-business-card/ http://us.moo.com/nfc/ http://blogs.ifsworld.com/2013/06/come-on-apple-nfc-is-good-for-business/ NFC 線圈 可做成貼紙 NFC 名片和手機互動的應用
18. 常用的 NFC Reader + NFC Tag: PN532 + MiFare Classic Cards https://www.adafruit.com/products/364
19. NFC Data Exchange Format (NDEF) Beginning NFC - Near Field Communication with Arduino, Android, and PhoneGap
20. • 硬體 • NFC Reader: PN532 • NFC Tag: MiFare 感應白卡 • 軟體 • Libnfc, pynfc • 邏輯 • 事先儲存感應白卡的 UID • 當 reader 讀到 tag 的 UID 時做比對 實做 NFC 感應所需要的準備
21. 這樣就可以紀錄不同的識別證
22. 為這次報到系統再加一些東西吧
23. • 能顯示報到者的資訊 • 除了會場報到 , 工作坊報到也能使用 • 可以列印抽獎聯或收據 • 可雲端同步資料 • 可擴充硬體 多加的功能與對應的硬體
24. • 能顯示報到者的資訊 ( 螢幕顯示 ) • 除了會場報到 , 工作坊報到也能使用 ( 資料庫 ) • 可以列印抽獎聯或收據 ( 熱感式印表機 ) • 可雲端同步資料 ( 無線網卡 ) • 可擴充硬體 ( 串接 ) 多加的功能與對應的硬體
25. 熱感式印表機
26. 熱感式紙張應用
27. 熱感式紙張應用 熱感式印刷原理
28. 熱感式紙張應用 熱感式印刷原理 常見熱感式印表機
29. 熱感式紙張應用 熱感式印刷原理 常見熱感式印表機 手持式熱感式印表機
30. • 內建 BIG-5 中文字型 • 支援 RS-232 或 TTL 通訊介面 • 可印圖形 / 曲線 / 文字等 • 印刷速度 : 6cm/s • 解析度 : 8 點 /cm 本次選用的印表機特色與規格
31. 和印表機溝通：從 Serial 送 Raw Byte
32. 再來說說觸控螢幕吧
33. • 觸控螢幕 = 螢幕 + 觸控 • 螢幕 = HDMI 或 RCA 或 RGB • 觸控 = USB 或 SPI/I2C Raspberry Pi 的觸控螢幕選擇 chalk-elec HDMI + USB Gechic 1002 HDMI + USB Adafruit PiTFT RGB + SPI SainSmart 3.2” RGB + SPI
34. 34 如何將畫面輸出到螢幕？
35. 35 先從硬體架構講起
36. 36 LCD 和 Framebuffer 的關係 http://www.clivemaxfield.com/diycalculator/popup-h-console.shtml 不同顏色深度顯示的結果 資料透過顯示卡輸出到螢幕的示意圖 從 Framebuffer 透過 DAC 轉換後輸出到螢幕
37. 37 16-bit = 16 pin 現實是：沒有這麼多腳位可以用
38. 38 4094 - 序列轉並列 http://www.channel9.msdn.com http://www.xuan.idv.tw/wordpress/?p=1181 4094 腳位說明 4094 時序圖 序列轉並列示意圖
39. 39 • 一個 4094 只能輸出 8bits • 16bits 需串接兩個 4094 • 再外接一顆 IC 做訊號同步處理 訊號同步 http://www.myu.ac.jp/~xkozima/lab/raspTutorial3.html
40. 40 電路圖 http://www.myu.ac.jp/~xkozima/lab/raspTutorial3.html
41. 41 ÷Pi – 轉換電路 - LCD http://www.myu.ac.jp/~xkozima/lab/raspTutorial3.html
42. 42 以上是顯示部份電路圖 再加上觸控的電路圖吧
43. 43 電路圖 http://ozzmaker.com/2013/05/23/raspberry-pi-with-a-3-2-tft-with-touch-control/
44. 44 再講講軟體
45. 45 http://blog.csdn.net/stefzeus/article/details/6258216 SPI / I2C / UART / PWM GPIO (General Purpose Input/Output)
46. • 決定是輸入還是輸出 • 寫值到某根腳位 • 從某根腳位讀值 • 決定是正緣觸發還是負緣觸發 • 等待中斷 (interrupt) 的發生 那軟體做什麼 ? 控制硬體
47. • 直接修改 register 的值 • 步驟 1, 看 datasheet • 步驟 2, 查 register • 步驟 3, 填對應的值 • 透過 driver 進行操作 控制硬體的方法
48. 48 看 datasheet
49. BCM2835 ARM Peripherals http://www.raspberrypi.org/wp-content/uploads/2012/02/BCM2835-ARM-Peripherals.pdf 共 205 頁
50. 50 查 register
51. • Page 5
52. 存取 register= 在記憶體位置讀寫值
53. // RPI.h struct bcm2835_peripheral { unsigned long addr_p; // 指到實體記憶體位址 int mem_fd; // 開啟/dev/mem 的fd void *map; // memory map 的回傳 volatile unsigned int *addr; // 指到register 的位址 }; // RPI.c struct bcm2835_peripheral gpio = {GPIO_BASE}; 先定義週邊成一個 structure
54. 1. 開啟記憶體裝置 2. 映射到實體記憶體空間 // RPI.c fd = open(“/dev/mem”, O_RDWR|O_SYNC); mmap(NULL, BLOCK_SIZE, PROT_READ, MAP_SHARED, mem_fd, addr_p);
55. 在顯示器上畫畫面 = 寫 Framebuffer
56. void fb_init (int *fb_width, int *fb_height) • { • fb_fd = open(“/dev/fb0”, O_RDWR); • fb_mem = (unsigned char *) • mmap(NULL, fb_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fb_fd, 0); • } • • unsigned char *fb_get () • { • return (unsigned char *) fb_mem; • } 開啟 Framebuffer 裝置 http://www.myu.ac.jp/~xkozima/lab/raspTutorial3.html
57. void lcd_send (unsigned char *buffer) • { • lcd_comdat(0x4f, 0x00, 0x00); // 繪圖開始位置(x,y) = (0,0) • lcd_comdat(0x4e, 0x00, 0xef); • lcd_com(0x22); // 繪圖命令傳輸 • spi_send_buffer(buffer); • } • • void main () • { • lcd_init(IMAGE_SIZE); • while (1)lcd_send(fb_get()); • } 將 /dev/fb0 資料轉送到 GPIO http://www.myu.ac.jp/~xkozima/lab/raspTutorial3.html
58. 58 第一版：沒有觸控功能的觸控螢幕
59. 59 第二版：觸控功能接上去了
60. 最後：整合硬體並實做報到功能
61. • Raspberry Pi Model B • PN532 NFC Reader + NFC Tag • 觸控螢幕 • 熱感應印表機 • 一堆線材和電容電阻 所需零件
62. 指揮挺組合 +UI
63. DEMO 請到報到處看
64. 結果還是有三個人在報到櫃台 - 因為要給發票和識別證吊牌 https://www.flickr.com/photos/sph999999/14718132127/in/set-72157646412879852
65. • 以觸控螢幕說明 Linux 顯示系統 • 從查找 datasheet 學習軟硬整合能力 • 透過不同的硬體介面控制週邊裝置 • 以一個簡單的系統解決實際問題 • 合作的重要性 ... 本次實做在教學上的應用
66. 識別證加工過程 感謝辛苦的師大學弟們
67. Raspberry Pi Rocks the World Thanks