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小朋友偷懒不刷牙,运用IoT不用盯着也能做到监督


小朋友偷懒不刷牙,运用IoT不用盯着也能做到监督

Nathan C. 于 2015,1 月 15 提交 Share

这个 DIY 专案向您展示如何将一个从商店里买来的牙刷架转变成一个家用物连网的产品。英特尔 Edison 开发板提供了 一个小巧且有计算能力的方式来鼓励健康习惯—只需要使用您既有牙刷与牙膏。 为英特尔 Edison 开发板开发程式可能会用到您已经掌握的程式技能。因为这个开发板内建无线功能并且执行 node.js 来连接硬体,您可以使用 JavaScript*来编写程式。这意谓着大多数的网页开发人员能够以英特尔 Edison 开发板快速的开始编写物联网程式。 下列步骤概述所需的开关、萤幕和感测器并将任何一个牙刷支架转变成为 T.E.E.T.H 鼓励每人健康的定时器。原始码的部分展示了一个简单的 node.js 专案如何控制那些功能并联结到网际网路来做云端分析与邮件传送。图一为整个专案的显示图。

使用 T.E.E.T.H 智慧型牙刷计时器

首先将您的牙刷从支架中取出。计时器便启动并等待您开始刷牙。由美国牙科协会*所推荐的两分钟刷牙时间,计时开始时 LED 萤幕中会显示鼓励的文字。萤幕中的颜色会逐渐淡去直到您刷牙结束。别担心如果您闭着眼睛刷牙,会有声音播放直到结束来提醒您。当您放回牙刷之后计时器便会停止。在这之后,支架会将您的时间资料上传云端。如果您有达到您的目标,他还会发送一个祝贺电子邮件。最后您能登入云端查看每只在支架里的牙刷的进度。您可以监控这些物联网资料来鼓励家中成员养成健康习惯。

购买与计画

开发此专案所需时间预估: 2-3 小时

费用: $75 -- $100

图2显示这个专案所用到的各个部分

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图 2 – T.E.E.T.H 专案所用到的各个部分
材料

设定 SMTP 服务

在 main.js 上方定义了许多的常量。您将需更新很多值来匹配您的家里环境与您的喜好。至少,您需要更改 MAIL.user,MAIL.pass 和 Mail.brushTo 的值。这些属性定义了 SMTP 邮件服务如何联接网际网路以及 T.E.E.T.H 电子邮件应该送往何处。

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图 10 – 设置 Mail.user,Mail.pass,Mail.brushTo

使用已注册的分析元件名称

使用您在常量区域里所注册的物联网分析表中的名称, METRICS.brushComponent. 这是一个您的专案当所有元件的阵列。对我而言,它有两个元素。

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图 11 – 物联网分析表

加入更多的牙刷

如果您已经做好一个容纳两支牙刷以上的支架,您必须更改程式中的常量区域来反映这个事实。当牙刷相关数值出现时,程式会使用阵列结构。按照这些常量为每支牙刷新增额外的阵列元素: METRICS.brushComponent, MAIL. brushTo.PINS.brushSwitch, SCREEN_MSG.brushName, TIME.brushPreptime, and TIME.brushGoaltime.

4. 了解程式码

儘管这个专案可能由多个档案组成,每个元件一个档案,我觉得如果只有一个 main.js 档案会更加简单。这个专案不需要很多程式码,因此更多的文件可能複杂化这个简单的专案。

所需的函式库

一个 node.js 专案,程式码依赖其他的元件来跟硬体、分析程式、和电子邮件沟通。

常量

这是唯一需要修改的地方。根据需求更改常量值,来改变颜色、萤幕讯息、电子邮件,甚至时间间隔。

计时器

为了简单化,所有的计时器都存放在全域物件中。这样允许 setTimeout 和 setInterval 的函式呼叫来存取计时器。

日誌

日誌类别输出控制台讯息,按照传统的方式根据错误、警告和资讯来限制输出。

感测器

感测器类别,您会发现控制通用输入输出脚位的原始码有多简单。牙刷开关与光线感测器的值在这里被读取。

蜂鸣器

蜂鸣器类中的大部分程式码被用来播放计时器开始与结束的轻快鸟叫声。

萤幕

萤幕类负责所有 LCD 萤幕的指令,它通常有两个功能: 显示文字消息和改变背景颜色

邮件

邮件类利用 SMTP 并使用所需的 node_module 来传送电子邮件。当传送嚐试失败时它包含了 一些错误检查。

韵律

韵律类是帮助的最后一项。他用板子上的本端接口来传送分析资料到 iotkit-agent 程式。一旦连线时错误发生,错误讯息会被送到控制台以便侦错。

牙刷

这是主要类别,包含了这个专案中所有的逻辑。牙刷呼叫感测器类别来监控开关与灯光,蜂鸣器发出声音警告,萤幕类别显示讯息,邮件类别传送邮件,韵律类更新物连网开发板。如果您想要更改您的功能,这里就是所需更新的地方。

5. 测试

趁着开发板和牙刷支架还连接在电脑上时花些时间做测试。这是在您的环境下检查控制台输出与侦错程式码最简单的方式。

确认感测器与显示

使用英特尔 XDK IoT Edition 的 Install/Build 按钮将程式码发送到开发板并执行 NPM 来建立 node 专案。按下运行按钮来启动 T.E.E.T.H.

透过使用一根牙刷来启动支架内的每一个控制开关来测试支架。您将看到 LCD 萤幕点亮并且能够显示控制台的输出。同时,蜂鸣器应该响起而且如果您遮住光线感测器,计时器应该关闭。

检查邮件

让计时器运行到最后以便执行电子邮件的功能。根据您的服务而定,您应该在几分钟之内在您的收件夹中收到一封电子邮件。

查看分析

最后需要确认的是分析的部分。使用您的支架上所有的牙刷来测试每个开关。登入分析表并确认您看到每个客製化元件的资料。

6. 加入电源

最后终于準备好将英特尔 Edison 开发板从您的电脑上移开,并将牙刷支架作为一个独立的物连网设备放回浴室。

安装电池

用一个有 USB 线的可充电电池来替扩充板提供电力 。我用的是研讨会时的所送的展场礼物。它本来是帮手机充电的但是在这个专案中也十分适合。我保留了 USB 接口以便充电。

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图 12 – 安装电池
完成英特尔 Edison 开发板封装

记住这个专案会被弄湿。採取预防措施来保护您的电池和开发板以及任何外露的电子元件。这是我最后版本的图片。

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图 13 – 最后版本
更进一步

这个专案中我们只是刚刚开始利用英特尔 Edison 平台的无线网际网路和云端资料的可能性。这些原始码可以简单的修改应用于其他的技术。例如,您也许要用纯文字或是推特来取代电子邮件。又或许您使用其他的云端服务例如 Xively 取代物连网分析。甚至传送给喇叭的开始和结束声可以换成您所喜爱的 mp3 档案。您可以利用替换 node.js 模组来快速的调整您想使用的模组。

此外,智慧型牙刷可以更加智慧化。类似 Nest 遇到 T.E.E.T.H。目前资料只是单向的输出到云端,但是利用这些资料当成计时器的输入将其变成一个学习工具。例如,如果您似乎从未在整整两分钟完成,计时器可以给您设定较低的目标来增加每次成功的机率。与其使用一个固定的準备时间,一个对刷牙环境声音有反应的感应器可以适应你的习惯。即使不做任何调整,这仍是一个将物联网带进你家里非常棒的项目。把它当成浴室 2.0 运动的一部分。

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