描述

公共交通主管

你要解決什么問題？

隨著大流行在全球范圍內(nèi)得到控制，許多國家正在向前開放其城市以恢復(fù)勢頭，但由于這些原因，人們正在離開家園進(jìn)行工作、公共集會、緊急情況等。

• 世界各地的大量人口沒有私人車輛，因此他們必須借助公共交通工具（如公共汽車、火車、出租車等）前往工作、活動或任何地方。
• 這些公共交通工具確實可以證明是 Covid-19 病毒的感染區(qū)，這可能會導(dǎo)致一波又一波的爆發(fā)。

你打算構(gòu)建什么來解決這個問題？它與現(xiàn)有解決方案有何不同？為什么有用？

為了控制有關(guān) Covid-19 指南和上述問題的安全措施，我將基于“AWS IoT EduKit”構(gòu)建一個 Pandemic 智能系統(tǒng)，它可以通過多種方式使用，例如，

1. 計算應(yīng)在公共汽車/火車內(nèi)旅行的固定人數(shù)，以維護(hù)當(dāng)局發(fā)布的安全指南。（機(jī)器學(xué)習(xí)可用于此）

2. 根據(jù)上述指南計算所有旅客的體溫。

3. 弄清楚旅行者之間的社交距離。

4. 摸清公共交通封閉環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量，采取多種措施保持空氣流通，“防止病毒傳播”。

5. 制作基于上述所有要點的 AV（視聽）反饋系統(tǒng)和警報系統(tǒng)，通過實施該技術(shù)，每個人都可以以經(jīng)濟(jì)的方式遵循安全準(zhǔn)則。

6. 當(dāng)情況超出可行的安全措施限制時發(fā)出警報，并指導(dǎo)當(dāng)局重新控制。

• >它不同于現(xiàn)有技術(shù)，因為它具有移動性、更智能、易于使用、體積小且成本更低。它是用戶友好的，簡單易行！
• > AWS IoT EduKit 配備了所有必要的技術(shù)，以一種可行、簡單和經(jīng)濟(jì)的方式解決上述問題，因為它擁有物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、TinyML、Alexa 和其他可以足夠使用的技術(shù)，這真的很有用戰(zhàn)略上。

您的解決方案如何運(yùn)作？主要特點是什么？請指定您將如何在您的解決方案中使用 Core2 for AWS IoT EduKit。

我們的解決方案適用于物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、TinyML、與傳感器網(wǎng)格集成的 Alexa，用于空氣質(zhì)量、溫度測量、與 AWS IoT EduKit 集成的攝像頭。主要特點：

1. 根據(jù)指南確定人們是否正確佩戴口罩（機(jī)器學(xué)習(xí)可用于此）

2. 根據(jù)上述指南計算所有旅客的體溫。

3. 弄清楚旅行者之間的社交距離。

4. 摸清公共交通封閉環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量，采取多種措施保持空氣流通，“防止病毒傳播”。

5. 基于上述所有要點的反饋系統(tǒng)和警報系統(tǒng)，通過實施該技術(shù)，每個人都可以以經(jīng)濟(jì)的方式遵循安全準(zhǔn)則。

6.當(dāng)情況超出可行的安全措施范圍時發(fā)出警報，并指導(dǎo)當(dāng)局重新控制。

入門

1. 開發(fā)任何電子項目（包括微處理器、電路、編程語言等）首先需要的是一個可以由 IDE 輕松提供的開發(fā)環(huán)境。

所以在這里，我們將為這個項目安裝一個合適的 IDE，它是帶有 PlatformIO 的 Visual Studio Code。

為了不讓寫的內(nèi)容太長太無聊，我提一下 Amazon AWS Edukit Workshop 的官方教程鏈接：

按照此鏈接安裝所有先決條件，例如：

• git & git 依賴
• Silicon Labs USB 到 UART 橋接設(shè)置
• Visual Studio 代碼安裝
• 平臺IO
• 智能手機(jī)應(yīng)用程序等

智能恒溫器 - 控制不必要的家用冷卻/加熱設(shè)備的使用

在我的項目中，我們將實施智能恒溫器設(shè)置，借助它我們將控制家庭/公共空間冷卻/加熱設(shè)備（基于您自己的領(lǐng)土天氣條件）以節(jié)省電力/燃料，無論我們在公共交通工具、公共空間甚至家中。

由于智能恒溫器實施的設(shè)置和步驟相當(dāng)長，而且不會讓這一切變得無聊，我將分享官方 Edukit Workshop 鏈接，以便您可以在自己的 AWS IOT Edukit 上跟蹤和實施智能恒溫器。

但是，我將分享我自己通過 Smart Thermostat 實現(xiàn)的所有內(nèi)容：

#因此，首先，我們將實施經(jīng)濟(jì)的解決方案，以節(jié)省空間內(nèi)的電力并有效地使用冷卻/加熱設(shè)備，而不會讓它不必要地浪費(fèi)電力。

• 為此，我們將使用IoT Core Cloud和我們的物理M5Stack Core2 機(jī)器同步數(shù)據(jù) MQTT消息傳遞協(xié)議。我希望您已經(jīng)正確地遵循了 AWS Edukit 教程的所有步驟，從分配證書、策略到實施HVAC 應(yīng)用程序并充分利用Shadows的功能?。?！;)

狀態(tài)，同時加熱空間

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• 最后！當(dāng)您開始在您的設(shè)備上接收更新以及使用 MQTT 通過 IOT Core 過度訂閱主題以及當(dāng)檢測到制冷/制熱的室溫變化更新時側(cè)欄 LED 也開始顯示紅色/藍(lán)色時，您可以現(xiàn)在將其與電源繼電器連接到交流電源設(shè)備上，以在智能空間內(nèi)進(jìn)行冷卻/加熱！

注意：由于安全原因以及我所在地區(qū)沒有 Grove Relay，我無法使用直流電源設(shè)備。

更遠(yuǎn)

從這里下載我的智能恒溫器代碼版本：https ://github.com/SAILARK001/Smart-Thermostat/blob/main/ST_1.c

1. 打開代碼并跳轉(zhuǎn)到第 174 行。在這里你會發(fā)現(xiàn)一個名為 'pin_read_task()' 的 void 函數(shù)來讀取 GPIO 引腳狀態(tài)（數(shù)字 -> 0 或 1）。

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此 GPIO 引腳連接到 Arduino。Arduino 從 Grove 空氣質(zhì)量傳感器 v1.3 接收有關(guān)空氣質(zhì)量指數(shù)的數(shù)據(jù)，通過代碼中指定的 GPIO 引腳（數(shù)字形式 0 或 1）將數(shù)據(jù)發(fā)送到 M5Stack IOT Edukit。

• 這里 arduino 正在上傳一個代碼，該代碼確定周圍空氣的 AQI，并將 M5Stack 的 GPIO 引腳更新為 0 或 1。如果 arduino 傳輸 1/HIGH，這意味著 AQI 對“公共空間”有害，新鮮空氣必須被傳閱。注意：Arduino 方面發(fā)生了什么，我們很快就會學(xué)習(xí)。
• 如果傳輸 0/LOW，循環(huán)新鮮空氣的通風(fēng)風(fēng)扇將關(guān)閉，使其成為公共空間的經(jīng)濟(jì)實施方案。

2. 現(xiàn)在，跳轉(zhuǎn)到ST_1.c的第 182 行。在這里，您將找到通過 M5Stack 的 GPIO 引腳寫入數(shù)字命令的功能。該引腳可激活通風(fēng)風(fēng)扇以提供新鮮空氣，并使用 2.5m 過濾器過濾空氣，以抵抗進(jìn)入公共空間的 covid-19 病毒和有害 pm 顆粒。該引腳在公共空間內(nèi)超出 AQI 范圍時被激活。

三、邏輯解釋：

• Core2ForAWS_Port_Write(GPIO_NUM_14, 輸出);

ESP_LOGI（標(biāo)簽，“GPIO %d 上的輸出：%s”，GPIO_NUM_14，輸出？“HIGH”：“LOW”）；

在這里，Core2 Edukit M5Stack 的 GPIO 編號 14 在 Outout 模式下被激活，并且相應(yīng)地提到了高/低狀態(tài)的邏輯。

• 然后是 do-while 循環(huán) - 用于計算 M5Stack 的輸入引腳狀態(tài)。雖然輸入為 1（來自帶有 AQI 傳感器的 arduino 的二進(jìn)制數(shù)據(jù)）意味著 AQI 足夠高以激活通風(fēng)風(fēng)扇，但 M5Stack 端口 C 的第 26 個 GPIO 被激活并且風(fēng)扇開始運(yùn)行。
• 最后，程序最后的 main 函數(shù)調(diào)用 read 和 write 函數(shù)來執(zhí)行重要的任務(wù)?。?！

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所以在這里，這個問題的故事中的問題陳述的第 4 點正在得到解決：

弄清楚公共交通封閉環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量，并采取各種措施保持空氣流通，以“防止病毒傳播”。

本節(jié)是在 AWS IOT Core 的幫助下完成的，我們在其中使用了 IOT Core 服務(wù)，例如 MQTT、檢測器模型、IOT 分析、IOT Lambda、Arduino 和各種傳感器。

注意：我無法向您展示它在 Smart Spaces 數(shù)據(jù)集和模型上的實施，因為根據(jù)我對該項目的預(yù)算，我已經(jīng)超出了 AWS Sagemaker 的費(fèi)用。

但是，我相信您已經(jīng)遵循 AWS Edukit Workshot for Smart Spaces的教程，它主要用于消除收到的任何錯誤值并改進(jìn)應(yīng)用程序的工作以實現(xiàn)精確的結(jié)果。建議使用“ Smart Spaces”模型以確保該項目的準(zhǔn)確性！

找出第二條 covid-19 指南 - 社交距離

在這里，我們將使用 M5Stack 開發(fā)的另一種很棒的軟件技術(shù)，它是基于 MicroPython 的 UIFlow 。它用于開發(fā)基于 M5Stack 的智能交互式圖形用戶界面（GUI）。

它們是大量基于 Grove 的傳感器，可與 M5Stack 結(jié)合使用，并結(jié)合 UIFlow

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但是在這里，在這個模塊中，我們將只使用蜂鳴器、PIR 和繼電器傳感器單元

保持和分析遵守適當(dāng)?shù)纳缃痪嚯x，以便控制 Covid-19 病毒傳播，如本項目問題陳述和解決方案第 3 點所述。為此，正在應(yīng)用 2 種方法：

• 被動紅外 - PIR：由于基本的 PIR 傳感器具有約 120 度的傳感器場，我們將使用錐形投影將其展開角度控制到 20 度，以便只能識別站在其下方的一個人。這些傳感器的網(wǎng)格將放置在公共交通工具內(nèi)，以便當(dāng) 2 人靠近時，備用傳感器會檢測到它們并發(fā)出警告警報。所以，為此，
• 我們將蜂鳴器連接到 Arduino 并為 arduino 指定輸入引腳，以便當(dāng) M5Stack 的 PIR 程序?qū)?M5Stack 的端口 C 執(zhí)行 (HIGH/1) 時，arduino 代碼將激活 Arduino 上的輸出引腳然后將其連接到蜂鳴器，蜂鳴器將充當(dāng)警告警報以保持更安全的距離！

注意：您一定在想，為什么我們不能將蜂鳴器直接連接到 M5Stack 上？原因：UIFlow IDE 在 Units 部分沒有 Buzzer 選項，因此，我們將聲明一個“中繼”單元并將輸出發(fā)送到 arduino 以間接發(fā)出警報。現(xiàn)在，按照前面的教程...

UIFlow 社交距離報警系統(tǒng)教程

1. 按照以下步驟安裝 UIFlow 軟件：https ://docs.m5stack.com/en/quick_start/m5core/m5stack_core_get_started_MicroPython

2.安裝軟件，選擇設(shè)備：

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3. 按照視頻中的步驟在 Edukit M5Stack 上編程和設(shè)置 UIFlow

4. 設(shè)置并上傳您制作的 UIFlow 程序后，您的屏幕將如下所示：

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5. 還將輸出引腳連接到 Arduino。輸出引腳是 UIFlow 程序中作為繼電器提到的引腳。將 M5Stack 的端口 C 上的引腳 Rx 連接到 Arduino 的數(shù)字引腳 2。代碼片段如下，供 Arduino 從 M5Stack 讀?。?/font>

// THIS IS JUST A PARTIAL PROGRAM SNIPPET, WHOLE PROGRAM IS DOWNLOADABLE BELOW
const int buzzer = 9; //buzzer to arduino pin 9 // DECLARE BEFORE VOID SETUP
pinMode(2,INPUT);   //DECLARE INSIDE VOID SETUP
pinMode(buzzer, OUTPUT); // Set buzzer - pin 9 as an output
    Serial.begin(9600);
//DECLARE IN VOID LOOP
Serial.println("High pollution!");
          digitalWrite(12,HIGH);
THIS IS JUST A PARTIAL PROGRAM SNIPPET, WHOLE PROGRAM IS DOWNLOADABLE BELOW

6. 像這樣進(jìn)行連接：

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與 Core2 的 PIR 連接

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7、現(xiàn)在到了重要的一步：

• 我沒有制作多個編碼文件，而是將所有 Arduino 特定代碼合并到一個文件中，您可以在下面下載或在此處復(fù)制代碼表格，因為此代碼還包含 AQI 傳感器和其他功能的代碼：

/*
    Grove_Air_Quality_Sensor.ino
    Demo for Grove - Air Quality Sensor.

    Copyright (c) 2019 seeed technology inc.
    Author    : Lets Blu
    Created Time : Jan 2019
    Modified Time:

    The MIT License (MIT)

    Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
    of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
    in the Software without restriction, including without limitation the rights
    to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
    copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
    furnished to do so, subject to the following conditions:

    The above copyright notice and this permission notice shall be included in
    all copies or substantial portions of the Software.

    THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
    IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
    FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
    AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
    LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
    OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
    THE SOFTWARE.
*/
#include "Air_Quality_Sensor.h"

AirQualitySensor sensor(A0);
const int buzzer = 9; //buzzer to arduino pin 9

void setup(void) {
  pinMode(2,INPUT); 
  pinMode(12,OUTPUT);//LED

  pinMode(buzzer, OUTPUT); // Set buzzer - pin 9 as an output
    Serial.begin(9600);
    while (!Serial);

    Serial.println("Waiting sensor to init...");
    delay(20000);

    if (sensor.init()) {
        Serial.println("Sensor ready.");
    } else {
        Serial.println("Sensor ERROR!");
    }
}

void loop(void) {
    int quality = sensor.slope();

    Serial.print("Sensor value: ");
    Serial.println(sensor.getValue());

    if (quality == AirQualitySensor::FORCE_SIGNAL) {
        Serial.println("High pollution! Force signal active.");
    } else if (quality == AirQualitySensor::HIGH_POLLUTION) {
        Serial.println("High pollution!");
          digitalWrite(12,HIGH);
          delay(5000);
          digitalWrite(12,LOW);
    } else if (quality == AirQualitySensor::LOW_POLLUTION) {
        Serial.println("Low pollution!");
    } else if (quality == AirQualitySensor::FRESH_AIR) {
        Serial.println("Fresh air.");
    }
if(digitalRead(2)==HIGH){
  tone(buzzer, 1000); // Send 1KHz sound signal...
  delay(1000);        // ...for 1 sec
  //noTone(buzzer);     // Stop sound...
  //delay(1000);        // ...for 1sec
}
else{
  noTone(buzzer); 
}
    delay(1000);
}

智能空氣質(zhì)量維護(hù)

現(xiàn)在是第三個也是最重要的實施，智能空氣質(zhì)量維護(hù)。

這也是 Edukit IoT Core2 M5Stack + Arduino（使用 AQI 傳感器 Grove v1.3）之間進(jìn)行的整個設(shè)置的一部分

首先，像這樣固定所有組件：

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• 在此之后，在 VSCode PlatforIO CLI 終端上運(yùn)行此命令：

pio run --environment core2foraws --target monitor

我希望您已經(jīng)在智能恒溫器注冊表中替換了我的 Smart Thermostat & Air quality control.h 文件。

運(yùn)行命令后，您將看到如下內(nèi)容：

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在公共空間的空氣質(zhì)量指數(shù)測量值超過“70”后，將通過連接到 M5Stack 的寫入（輸出）引腳 GPIO 14 的繼電器激活風(fēng)扇。

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該風(fēng)扇配備 PM2.5 過濾器，可過濾公共交通工具/空間內(nèi)的任何可能威脅，如 Covid-19 病毒、有害污染物等。

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輸出讀數(shù)：

• 當(dāng)空氣新鮮時，AQI 傳感器通過 arduino 的輸出為“0”

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• 當(dāng)空氣被污染時，AQI 傳感器通過 arduino 的輸出為“1”，GPIO 14 激活為“HIGH”

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#所以，最后問題陳述和解決方案的第五點正在解決...... :)

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組合所有模塊后，公共運(yùn)輸監(jiān)督員將如下所示并且功能齊全！;)

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