背景概述
在我们孩子年纪还小，刚好到了需要独立上下学的时候，父母总是会担心他们的孩子。并且我们会希望他们的孩子准时到校，按时回家，走指定的路。
SmartWay 旨在消除父母日常生活中的这种担忧。SmartWay 将在您的孩子上下学时监控他/她，确保您的孩子始终采取适当的路径到达他/她的目的地学校。我自己也知道送孩子上学的简单任务会有多大压力，每个人都无法预测孩子上下学时可能发生的所有事情。
该项目针对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。
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，将立即向家长发送电子邮件。当孩子到家或上学时，SmartWay 还会向家长发送一封电子邮件，并在孩子迟到时通知他们。通过这种方式，父母可以坐下来享受他们的咖啡，因为他们能够知道他们的孩子安全到达学校和家。
功能性
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，如果您的孩子没有采取正确的上学方式或迟到了，它会警告您的孩子，并在到达学校时发送通知。
该设备通过许多功能工作，以确保您的孩子是安全的。
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向，设备将通过将 LED 变为红色并振动电机来警告他/她，然后孩子将有两分钟的时间回到航向。如果孩子继续偏离航线两分钟，家长将收到一封电子邮件，警告他们的孩子偏离航线以及他/她的地理位置，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（school TIme）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校或回家，如果他/她及时到达，LED 将变为绿色，并且设备将向家长发送一封电子邮件，通知他们他们的孩子连同到达时间一起到达了他/她的目的地。否则，如果到了开学时间而孩子不上学，它也会
设备只能发送 12 个字节的信息，因此发送时需要压缩包。其他变量将在 SigFox 后端配置。
设备可以发送四个数据包：
孩子偏离路线 - （“路线偏离”）
孩子到家——（“在家”）
孩子到学校——（“在学校”）
孩子迟到——（“迟到”）
预警系统
每当孩子到校、到家、迟到或偏离路线时，佩戴设备的孩子都会收到提醒
迟到：
到达目的地：
偏离路线：
设备工作中：
项目优势
使用此设备的家长可以：
确保他们的孩子安全往返学校
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 - 长效电池
构建项目
第 1 步：所需设备
要开始制作这个项目，我们需要收集材料。对于这个项目，您将需要：
跳线
NPN晶体管
陶瓷电容（0.1µF）
电阻器（220Ω）
电阻（1KΩ）
RGB LED
GPS模块
振动电机单元
Arduino MKR Fox 1200
2x AAA/ AA 电池盒
AA电池
第 2 步：连接电路
下一步是连接电路；下面的图片说明了具体是如何连接的。布线有多个部分，因此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，每个函数在项目的构成中发挥特定的作用。
警告系统
获取 GPS
同步实时时钟
实时位置
发送数据
动作响应
下面对这些部分进行说明：
void setOutputs()
{
pinMode(R, OUTPUT);
pinMode(G, OUTPUT);
pinMode(B, OUTPUT);
pinMode(motorPin, OUTPUT);
}
void vibrateMotor() // vibrate the motor cell
{
digitalWrite(motorPin, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(motorPin, LOW);
}
void ledGreen() // LED, Green
{
analogWrite(R, 0);
analogWrite(G, 255);
analogWrite(B, 0);
}
void ledOrange() // LED, Orange
{
analogWrite(R, 255);
analogWrite(G, 45);
analogWrite(B, 0);
}
void ledRed() // LED, Red
{
analogWrite(R, 255);
analogWrite(G, 0);
analogWrite(B, 0);
}
void resetLED() // Turn off LED
{
analogWrite(R, 0);
analogWrite(G, 0);
analogWrite(B, 0);
}
这部分代码可以在funcTIons.h文件中找到。该代码将通知孩子在当前状态下佩戴该设备。总的来说，这些回路控制 RGB LED 和振动电机单元。
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
{
return false;
}
}
}
if(millis() > 10000 && gps.charsProcessed() < 10)
{
Serial.println("Error - GPS Module Responded with Error");
Serial.println(" Terminating Code");
Serial.println("________________________________________");
while(1) {};
}
}
这是负责从 GPS 模块接收位置和时间的循环。这个循环做了 3 件事，它用于setup loop同步 GPS，然后用于将板载 RTC 与 GPS 同步，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("Synching RTC");
Serial.println("________________________________________");
Serial.println(" OK - Initialising RTC");
rtc.begin();
Serial.println(" OK - Synching Time");
// we have to trim the variable's first 2 digits (2018 -> 18)
uint16_t yearRAW = gps.date.year();
String yearString = String(yearRAW);
yearString.remove(0,1);
uint16_t year = yearString.toInt();
rtc.setTime(gps.time.hour(), gps.time.minute(), gps.time.second());
rtc.setDate(gps.date.day(), gps.date.month(), year);
Serial.println(" Success - RTC Synched");
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。
实时位置
bool processData()
{
if(gps.location.isValid())
{
latitude = gps.location.lat();
longitude = gps.location.lng();
latitude = 53.355504;
longitude = -6.258452;
if(check.isOut())
{
if(check.track())
{
Serial.println("OUT OF BOUNDS");
warn.offTrackLoop();
}
}
if(check.isHomeTime() && arrivedSchool)
{
if(check.isHome())
{
Serial.println("AT HOME");
warn.arrivedHomeLoop();
}
else
{
Serial.println("LATE -> HOME");
warn.lateLoop();
}
}
else if(check.isSchoolTime() && arrivedHome)
{
Serial.println(".");
if(check.isSchool())
{
Serial.println("AT SCHOOL");
warn.arrivedSchoolLoop();
}
else
{
Serial.println("LATE -> SCHOOL");
warn.lateLoop();
}
}
else
{
Serial.println("ON WAY");
}
}
}
该循环将处理设备的位置并将其与当前时间进行比较，以查看此时孩子应该在哪里。然后它将根据结果执行适当的 *** 作。
动作响应
struct Do
{
void offTrackLoop()
{
if(offTrackVar)
{
parseData(0);
}
vibrateMotor();
ledRed();
delay(1000);
vibrateMotor();
resetLED();
offTrackVar = true;
delay(120000);
}
void lateLoop()
{
if(!lateVar)
{
parseData(1);
}
vibrateMotor();
ledOrange();
delay(1000);
resetLED();
lateVar = true;
}
void arrivedHomeLoop()
{
lateVar = false;
offTrackVar = false;
vibrateMotor();
ledGreen();
delay(1000);
resetLED();
parseData(2);
arrivedHome = true;
arrivedSchool = false;
}
void arrivedSchoolLoop()
{
lateVar = false;
offTrackVar = false;
vibrateMotor();
ledGreen();
delay(1000);
resetLED();
parseData(3);
arrivedHome = false;
arrivedSchool = true;
}
};
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 和振动电机单元。如有必要，它还会向 SigFox 发送一个包。
发送数据
void parseData(int state)
{
SigFox.beginPacket(); // begin the message sending process
if(state == 0) // off track
{
SigFox.print("off track"); // send the message
}
else if(state == 1) // late
{
SigFox.print("late"); // send the message
}
else if(state == 2) // arrived home
{
SigFox.print("at home"); // send the message
}
else // arrived school
{
SigFox.print("at school"); // send the message
}
SigFox.endPacket();
}
该函数将数据发送到 SigFox，开始发送数据包，然后解析适当的值。
设置变量
代码将包含多个变量，这些变量必须自定义以适应客户端，客户端将被要求设置
上学时间
孩子旅行的时间
学校结束的时间
调试
学校地理位置（LAT、LNG）；
家庭地理位置（LAT、LNG）；
设置变量：
设置
确保电路接线正确后
第 1 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 并单击编辑
第 4 步
从左侧菜单中选择回调，然后导航到右上角的“新建”按钮。
第 5 步
单击新建后，您将看到一些回调配置选项，单击自定义回调
接下来将打开一个窗口，填写给定的表格来创建您的回调
将类型设置为数据、上行链路
将频道设置为电子邮件
自定义有效负载将读取板子发送的数据然后对其进行格式化，在我们的例子中，您必须声明一个变量str ，：： 然后是变量类型char 和该变量占用的字符数10 。最后你应该有这样的东西str：：char:10
将收件人设置为数据将发送到的电子邮件地址。
根据需要设置电子邮件的主题。
在消息字段中，您可以默认使用多个变量，无需从您的设备发送它们，我们将使用{device} （设备 ID）、{lat} （模块的纬度）和{lng} （模块的经度），这些变量将自动发送到 SigFox到 12 个字节的有效负载中，因此您可以使用它们而无需专门从您的设备发送这些字符串。我们还将使用{customData#str} 这个变量来保存 Arduino MKR1200 fox 发送的数据，customData 指的是设备发送的个性化数据#str 表明设备将读取设备str 发送的字符串。
我们还将添加一个网站来检查接收到的坐标，使用谷歌地图，我们可以在地图上精确定位接收到的数据。这是 url https://www.google.com/maps/？q={lat}，{lng} ， lat 和 lng 将自动更改为纬度和经度变量。
最后，您的消息应如下所示：
现在单击确定，一切就绪。
收尾
您需要做的最后一件事是上传本文下方的代码，确保您已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。你都准备好了。
我设计了一个外壳来保证设备的安全并使其看起来更有吸引力，用了两块丙烯酸并将边缘熔化成 90 度弯曲。我把所有的电路放在里面，把电池盒放在它们下面，然后用两条电缆扎带把塑料片绑在一起。
最后，我覆盖了一块顶部（透明盖）以隐藏所有电线，只让项目的主控可见。
最终成果：
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