大家好，我是吉田！
我們這次要?jiǎng)?chuàng)作一款讓家中更舒適、讓在家辦公更高效的設(shè)備，本文是第三部分。
在第二部分中，我們用BLE連接了羅姆SensorMedal并測(cè)量了各種數(shù)據(jù)。在第三部分，我希望通過安裝人體傳感器等器件，實(shí)現(xiàn)檢查主人是否久坐不動(dòng)或過度工作的功能！

本部分所需部件

Raspberry Pi 3 B+ 或 Raspberry Pi 4 Model B

Raspberry Pi 3 B+

Raspberry Pi 4 Model B

羅姆SensorMedal（SensorMedal-EVK-002）

熱釋電紅外線傳感器 (SB412A)

Raspberry Pi用液晶顯示器

本部分的流程

給Raspberry Pi連接人體傳感器

添加液晶顯示器

總結(jié)

1. 給Raspberry Pi連接人體傳感器

第二部分中，我們通過羅姆SensorMedal測(cè)量了亮度，并根據(jù)亮度值成功控制了USB燈。在第二部分的基礎(chǔ)上，還可以檢測(cè)溫度和濕度，當(dāng)檢測(cè)到室溫過高時(shí)，可以通過同樣的方法讓風(fēng)扇轉(zhuǎn)起來。

但是，僅僅這樣的功能可能還不夠，我還希望它只在裝有這款Raspberry Pi設(shè)備的工作臺(tái)周圍有人時(shí)才工作！

另外，正如我在第一部分中提到的，我還希望它能起到防止主人在家辦公期間因久坐不動(dòng)而過于疲勞的作用。

所以，這次我們來實(shí)現(xiàn)上述功能，這也是第一部分中列舉的“要是有這樣的功能就好了”的項(xiàng)目之一。具體來講，需要添加一個(gè)能夠讓Raspberry Pi知道是否有人的傳感器，以便確認(rèn)工作臺(tái)周圍的活動(dòng)狀態(tài)。為此，我們將在Raspberry Pi上安裝下面這種熱釋電紅外線傳感器。

與Raspberry Pi的連接如表中所示。實(shí)際安裝的照片如下所示：

在這里，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的程序human.py，來確認(rèn)人體傳感器是否正常發(fā)揮作用，在運(yùn)行該程序時(shí)，如果周圍有人，將顯示為“1”，否則顯示為“0”。

[human.py]

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

human_pin = 13
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(human_pin, GPIO.IN)

try:
    while True:
        human = GPIO.input(human_pin)
        print(human)
        sleep(1)

except KeyboardInterrupt:
    pass

GPIO.cleanup()

運(yùn)行human.py。僅當(dāng)您坐在Raspberry Pi前面或?qū)⑹挚拷鼤r(shí)才會(huì)顯示“1”。

2. 添加液晶顯示器

現(xiàn)在，我們來給Raspberry Pi加一個(gè)液晶顯示器，使之能夠顯示前面添加的SensorMedal和人體傳感器的值。

市場(chǎng)上有很多種液晶顯示器，我選用的是只需將其插入Raspberry Pi的GPIO引腳即可使用的DISPLAYOTRON HAT，它也有一個(gè)可以連接人體傳感器的GPIO引腳。

如照片所示，將顯示器插入Raspberry Pi的 GPIO引腳。

這個(gè)顯示器的庫(kù)來自 Adafruit，所以可以參考其Github頁(yè)面：
https://github.com/pimoroni/displayotron

運(yùn)行頁(yè)面中的安裝腳本。這樣將會(huì)在Home下創(chuàng)建一個(gè)名為“pimoroni”的目錄，并在其中的下述位置保存示例程序。

Dot3000和DotHat都有類似的功能，但是這次我使用的是DotHat，所以我們會(huì)使用DotHat對(duì)應(yīng)的庫(kù)。這里有一些示例程序，您可以嘗試運(yùn)行一下。

$ curl -sS get.pimoroni.com/displayotron | bash
$ cd /home/pi/Pimoroni/displayotron/dothat
$ python3 basic/hello_world.py
$ python3 basic/backlight.py 

下面，讓我們修改一下連接SensorMedal和Raspberry Pi的程序，以實(shí)現(xiàn)在這個(gè)液晶顯示器上顯示測(cè)量值。下面的第4行、第22?27行、第45?50行和第91?115行是對(duì)第二部分中ble程序的補(bǔ)充。

[ble_lcd.py]

#!/usr/bin/env python3
# coding: utf-8

import dothat.lcd as lcd

from datetime import datetime
from bluepy import btle
from sys import argv
import getpass
from time import sleep

def payval(num, bytes=1, sign=False):
    global val
    a = 0
    for i in range(0, bytes):
        a += (256 ** i) * int(val[(num - 2 + i) * 2 : (num - 1 + i) * 2],16)
    if sign:
        if a >= 2 ** (bytes * 8 - 1):
            a -= 2 ** (bytes * 8)
    return a

import RPi.GPIO as GPIO
human_pin = 13
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(human_pin, GPIO.IN)
human_count = 0
human_check = 3

interval = 10 # 工作間隔
scanner = btle.Scanner()

while True:
  
    now = datetime.now()
    d = '{0:0>4d}/{1:0>2d}/{2:0>2d}({3})'.format(now.year, now.month, now.day, now.strftime('%a'))
    t = '{0:0>2d}:{1:0>2d}:{2:0>2d}'.format(now.hour, now.minute, now.second)
    lcd.clear()
    lcd.set_cursor_position(0, 0)
    lcd.write('PiRemote')
    lcd.set_cursor_position(0, 1)
    lcd.write('{}'.format(d))
    lcd.set_cursor_position(2, 2)
    lcd.write('{}'.format(t))

    human = GPIO.input(human_pin)
    print(human)
    if human == 1:
      human_count+=1
    else:
      human_count=0
    
    try:
        devices = scanner.scan(interval)
    except Exception as e:
        print("ERROR",e)
        if getpass.getuser() != 'root':
            print('使用方法: sudo', argv[0])
            exit()
        sleep(interval)
        continue

    for dev in devices:
        print("nDevice %s (%s), RSSI=%d dB" % (dev.addr, dev.addrType, dev.rssi))
        isRohmMedal = False
        sensors = dict()
        for (adtype, desc, val) in dev.getScanData():
            print("  %s = %s" % (desc, val))
            if desc == 'Short Local Name' and val[0:10] == 'ROHMMedal2':
                isRohmMedal = True
            if isRohmMedal and desc == 'Manufacturer':

                sensors['ID'] = hex(payval(2,2))
                sensors['Temperature'] = -45 + 175 * payval(4,2) / 65536
                sensors['Humidity'] = 100 * payval(6,2) / 65536
                sensors['Illuminance'] = payval(25,2) / 1.2
                sensors['Battery Level'] = payval(30)
                sensors['RSSI'] = dev.rssi

                print('    ID            =',sensors['ID'])
                print('    Temperature   =',round(sensors['Temperature'],2),'℃')
                print('    Humidity      =',round(sensors['Humidity'],2),'%')
                print('    Illuminance   =',round(sensors['Illuminance'],1),'lx')
                print('    Battery Level =',sensors['Battery Level'],'%')
                print('    RSSI          =',sensors['RSSI'],'dB')

                '''
                for key, value in sorted(sensors.items(), key=lambda x:x[0]):
                    print('    ',key,'=',value)
                '''

                temp  = sensors['Temperature']
                humid = sensors['Humidity']
                if temp > 26 or humid > 60:
                    temp_msg = "Hot!"
                else:
                    temp_msg = "Not bad"

                illum = sensors['Illuminance']
                if illum < 200:
                    illum_msg = "Dark!"
                else:
                    illum_msg = "Bright"

                if human_count > human_check:
                    human_msg = "Take Rest"
                else:
                    human_msg = "Work Hard!"

                lcd.clear()
                lcd.set_cursor_position(0, 0)
                lcd.write('Temp: {0:1.0f}C {1:1.0f}% {2}'.format(temp, humid, temp_msg))
                lcd.set_cursor_position(0, 1)
                lcd.write('Illum: {0:1.0f}Lx {1}'.format(illum,illum_msg))
                lcd.set_cursor_position(0, 2)
                lcd.write('{0:1.0f} Cnt {1}'.format(human_count, human_msg))

                sleep(interval)

如果您像“sudo python3 ble_lcd.py”一樣運(yùn)行這個(gè)程序，那么將會(huì)首先獲取并顯示當(dāng)前的日期和時(shí)間等信息。

一段時(shí)間后，即可通過BLE獲得SensorMedal的測(cè)量值。然后將會(huì)顯示溫度、濕度和亮度等信息。通過人體傳感器，您還可以查看人在那里呆了多少秒。

如果室溫高于26℃、濕度高于 60%，它會(huì)發(fā)出警告。另外，在亮度為200Lx以下時(shí)，顯示消息也會(huì)發(fā)生變化。
而當(dāng)人體傳感器檢測(cè)到人在那里的停留時(shí)間超過一定時(shí)間時(shí)（為便于測(cè)試，這里設(shè)置為30秒左右），顯示信息就會(huì)變?yōu)椤霸撔菹⒘?！?/p>

您可以根據(jù)房間情況和工作情況嘗試更改每種傳感器的閾值。根據(jù)番茄工作法，采用工作25分鐘休息5分鐘的時(shí)間安排，工作效率會(huì)比較好，您也可以根據(jù)這類方法來設(shè)置數(shù)值。

3. 總結(jié)

這次我們?cè)赟ensorMedal基礎(chǔ)上又添加了一個(gè)人體傳感器，這樣就可以檢測(cè)桌子周圍是否有人了。在我們?cè)诩肄k公過程中，很容易坐的時(shí)間過長(zhǎng)，擁有一個(gè)能夠在這種情況下關(guān)心我們、提醒我們的設(shè)備，真是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

另外，我們還添加了一個(gè)液晶顯示器，用來顯示來自傳感器的值。如果是HAT型顯示器，您可以使用現(xiàn)有的庫(kù)文件輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示。當(dāng)然，您也可以自己連接液晶顯示器并自己嘗試使用。

在第四部分，我們將會(huì)嘗試實(shí)現(xiàn)能夠從互聯(lián)網(wǎng)獲取信息、并通過各種數(shù)值提醒主人行動(dòng)的機(jī)制，并最終完成整個(gè)舒適環(huán)境營(yíng)造設(shè)備。
敬請(qǐng)期待！

審核編輯黃宇