SmartWay

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关于这个项目

概览

父母总是为孩子担心。父母希望他们的孩子准时到达学校并按时回家，走指定的路线。

SmartWay 旨在消除父母日常生活中的这种担忧。 SmartWay 将在您的孩子上学和放学时对其进行监控，确保您的孩子始终选择合适的路径到达他/她的目的地学校。

SWay 将使用 GPS 监控您孩子的地理位置，如果孩子偏离您分配给他/她的路径，它会立即向父母发送电子邮件。 SmartWay 还会在孩子到家或上学时向家长发送电子邮件，并在孩子迟到时通知他们。这样，父母可以坐下来享受咖啡，知道他们的孩子安全到达学校和家。

功能

SmartWay 将持续监控您孩子从醒来到回家的地理位置。该设备还配备了一个RGB LED和一个振动电机，如果您的孩子没有走正确的上学路线或迟到，就会警告您的孩子，并在他/她到达学校时祝贺他/她。

该设备通过多种功能工作，以确保您的孩子安全。

• 第一个循环if(off track) 检测孩子是否偏离了指定的路径，设备有一个系统来检测这种情况发生的次数；如果您的孩子第一次偏离航线，设备会通过将 LED 变为红色并振动电机来警告他/她，然后孩子将有两分钟时间重新回到航线上。如果孩子继续偏离航线两分钟，家长将收到一封电子邮件，警告他们他们的孩子偏离航线以及他/她的地理位置，该电子邮件将每隔 2 分钟发送一次，直到孩子到达在家或在学校。
• if(上学时间) 和 if(home time) 循环检测是否到了上学和回家的时间，然后设备检查孩子是否到了学校或家，如果他/她准时到达，LED 将变为绿色，设备将向家长发送一封电子邮件，通知他们孩子与到达时间一起到达他/她的目的地。否则，如果到了开学时间而孩子不在学校，它也会

设备只能发送 12 个字节的信息，因此发送时需要一个紧凑的数据包。其他变量将在 SigFox 后端配置。

设备可以发送四个数据包

• 孩子偏离了路线 -（“偏离路线”）
• 孩子到家 -（“在家”）
• 孩子到了学校 -（“在学校”）
• 孩子迟到了 -（“迟到”）

警告系统

佩戴该设备的孩子无论何时到校、到家、到达目的地迟到或偏离航线都会收到提醒

正在运行的设备

好处

使用此设备的家长将受益于：

• 确保他们的孩子安全上下学
• 确保他们的孩子准时到达这些地点
• 确保他们的孩子不会偏离路线
• 节能和低成本 - 持久耐用的电池

建设项目

第 1 步：所需设备

要开始制作项目，我们需要收集材料。对于这个项目，你需要：

• 跳线
• 1、NPN三极管
• 1、陶瓷电容（0.1μF）
• 3、电阻（220Ω）
• 1、电阻（1KΩ）
• 1、RGB LED
• 1、GPS模块
• 1、振动电机
• 1、Arduino MKR1200 狐狸
• 1, 2x AAA/AA 电池盒
• 2节AA电池

第 2 步：连接电路

下一步是连接电路；下面的 Fritzing 图像将说明这是如何完成的。接线有多个部分，所以它们被分成不同的图像。

第 3 步：确认代码

代码由多个函数组成，每个函数在项目的组成中扮演特定的角色。

• 警告系统
• 获取 GPS
• 同步实时时钟
• 处理位置
• 发送包裹
• 执行操作

这些部分解释如下。

• 警告系统

void setOutputs(){ pinMode(R, OUTPUT); pinMode（G，输出）； pinMode（B，输出）； pinMode(motorPin, OUTPUT);}void vibrateMotor() // 振动电机单元{ digitalWrite(motorPin, HIGH);延迟（1000）； digitalWrite(motorPin, LOW);}void ledGreen() // LED, Green{analogWrite(R, 0);模拟写入（G，255）； analogWrite(B, 0);}void ledOrange() // LED, Orange{analogWrite(R, 255);模拟写入（G，45）； AnalogWrite(B, 0);}void ledRed() // LED, Red{analogWrite(R, 255);模拟写入（G，0）； AnalogWrite(B, 0);}void resetLED() // 关闭 LED{analogWrite(R, 0);模拟写入（G，0）；模拟写入(B, 0);} 

这部分代码位于 functions.h 文件。该代码将通知佩戴设备的孩子当前状态。总的来说，这些回路控制着 RGB LED 和振动电机。

• 获取 GPS

bool getGPS(int run){ while(Serial1.available()> 0) { if(gps.encode(Serial1.read())) { if(run ==1) { processData(); } else if(run ==2) { synchRTC(); } if(gps.location.isValid() &&gps.time.isValid() &&gps.date.isValid()) { return true; } else { 返回假； } } } if(millis()> 10000 &&gps.charsProcessed() <10) { Serial.println("错误 - GPS 模块响应错误"); Serial.println("终止代码"); Serial.println("________________________________________");同时（1）{}； }} 

这是负责从 GPS 模块接收位置和时间的循环。这个循环有 3 件事，它用在 setup loop 同步 GPS，然后用于将板载 RTC 同步到 GPS'，并在主循环中用于获取设备的地理位置。

• 同步实时时钟

void synchRTC(){ Serial.println("同步RTC"); Serial.println("________________________________________"); Serial.println(" OK - 正在初始化 RTC"); rtc.begin(); Serial.println("OK - 同步时间"); // 我们必须修剪变量的前 2 位数字 (2018 -> 18) uint16_t yearRAW =gps.date.year(); String yearString =String(yearRAW); yearString.remove(0,1); uint16_t 年 =yearString.toInt(); rtc.setTime(gps.time.hour(), gps.time.minute(), gps.time.second()); rtc.setDate(gps.date.day(), gps.date.month(), year); Serial.println("成功 - RTC 同步"); Serial.println("________________________________________"); Serial.println(""); Serial.println(""); Serial.println("");} 

这部分代码将板载 RTC 与从 GPS 模块接收到的时间同步，它首先从 GPS 模块读取数据，然后对其进行处理。然后循环将板载 RTC 的当前时间设置为接收到的时间并启动 RTC。

• 过程 位置

bool processData(){ if(gps.location.isValid()) { latitude =gps.location.lat();经度 =gps.location.lng();纬度 =53.355504；经度 =-6.258452; if(check.isOut()) { if(check.track()) { Serial.println("OUT OF BOUNDS");警告.offTrackLoop(); } } if(check.isHomeTime() &&createdSchool) { if(check.isHome()) { Serial.println("AT HOME");警告.arrivedHomeLoop(); } else { Serial.println("LATE -> HOME");警告.lateLoop(); } } else if(check.isSchoolTime() &&created Home) { Serial.println("."); if(check.isSchool()) { Serial.println("AT SCHOOL");警告.arrivedSchoolLoop(); } else { Serial.println("LATE -> SCHOOL");警告.lateLoop(); } } else { Serial.println("ON WAY"); } }} 

这个循环将处理设备的位置并将其与当前时间进行比较，以查看孩子此时应该在哪里。然后它会根据结果执行相应的操作。

• 做 操作

struct Do{ void offTrackLoop() { if(offTrackVar) { parseData(0); } 振动电机();红灯（）；延迟（1000）；振动电机();重置LED(); offTrackVar =真；延迟（120000）； } void lateLoop() { if(!lateVar) { parseData(1); } 振动电机(); ledOrange();延迟（1000）；重置LED();后期变量 =真； } 无效到达HomeLoop() { lateVar =false; offTrackVar =假；振动电机(); ledGreen();延迟（1000）；重置LED();解析数据（2）；到达家 =真;到达学校 =假； } 无效到达SchoolLoop() { lateVar =false; offTrackVar =假；振动电机(); ledGreen();延迟（1000）；重置LED();解析数据（3）；到达家 =假；到达学校 =真； }}; 

调用此结构以对 Process Location, 给出的响应采取行动 它会警告孩子切换 RGB LED 和振动电机。如有必要，它还会向 SigFox 发送一个包裹。

• 发送 包装

void parseData(int state){ SigFox.beginPacket(); // 开始消息发送过程 if(state ==0) // off track { SigFox.print("off track"); // 发送消息 } else if(state ==1) // late { SigFox.print("late"); // 发送消息 } else if(state ==2) // 到家 { SigFox.print("at home"); // 发送消息 } else // 到达学校 { SigFox.print("at school"); // 发送消息 } SigFox.endPacket();} 

该函数将数据发送到 SigFox，开始发送数据包，然后解析相应的值。

设置变量

代码将包含多个变量，在它们之后写有 TODO 作为注释，这些变量必须自定义以适合客户端，将要求客户端设置

• 上学时间
• 孩子旅行所需的时间
• 放学时间
• 调试？
• 学校地理位置（LAT、LNG）；
• 家庭地理位置（LAT、LNG）；

下面的指南将指导您设置变量。

图书馆

SigFox - 版权所有 (c) 2016 Arduino LLC GNU Lesser General Public License 该库属于公共领域

ctype - 版权所有 (c) 2006 自由软件基金会在 GNU 通用公共许可证下，该库在公共领域

RTCZero - 版权所有 (c) 2015 Arduino LLC，遵循 GNU 宽松通用公共许可证，该库属于公共领域

字符串 - 版权 (c) 2009-10 Hernando Barragan，版权 (c) 2011 Paul Stoffrengen 根据 GNU 宽松通用公共许可证，此库属于公共领域

TinyGPS++ - 版权所有 (c) 2008-13 Mikal Hart 根据 GNU 宽松通用公共许可证，该库属于公共领域

设置

确保电路接线正确。有关设置 MKR fox 的详细信息，请单击此处获取 Arduino 教程。如果您想了解有关 Arduino SigFox 库的更多信息，请单击此处。

后端程序

您必须拥有注册的 Arduino MKR1200 fox 才能对后端进行编程。

• 第一步

打开 SigFox 后端并登录您的 SigFox 帐户。

• 第 2 步

点击页面顶部下拉菜单中的“设备类型”

• 第 3 步：

选择您的 Arduino MKRfox 并点击编辑

• 第 4 步：

从左侧菜单中选择回调并导航至右上角的“新建”按钮。

• 第 5 步：

点击新建后，会出现多个回调配置选项，点击自定义回调

接下来将打开一个窗口，您必须填写给定的表格以创建您的回调

最后，您的消息应如下所示：

现在点击确定，一切就绪。

决赛

您需要做的最后一件事是上传下面的代码，确保您根据自己的喜好自定义了标有“TODO”的变量，等待 GOS 模块上的蓝灯闪烁，然后断开微控制器与计算机的连接，然后将电池放入电池盒中。你已经准备好了。

我设计了一个外壳以确保设备安全并使其看起来很有吸引力，我使用了两块亚克力并将边缘熔化成 90 度弯曲。我把所有的电路都放在里面，把电池盒放在它们下面，然后用两个电缆扎带把塑料片捆在一起。

最后我覆盖了一块顶部（透明盖）以隐藏所有电线，只让项目的大脑可见。

背景

我个人知道执行送您的孩子上学的简单任务是多么紧张，每个人都担心孩子在上学的路上可能发生的所有事情。

该项目面向所有在送孩子上学时感到压力的人。 Sway 会让您放松，因为您知道您的孩子会安全到达学校。

代码

SmartWay

定制零件和外壳

示意图