描述

為什么需要保持社交距離？這個(gè)項(xiàng)目的動(dòng)機(jī)是什么？

COVID-19（也稱(chēng)為新型冠狀病毒）是一種致命疾病，已感染超過(guò) 2400 萬(wàn)人并導(dǎo)致超過(guò) 80 萬(wàn)人死亡。

僅在美國(guó)，就有600 萬(wàn)例病例。據(jù)Worldometers.info 稱(chēng)，最近 COVID-19 病例一直在增加。

疾病預(yù)防控制中心建議保持社交距離，這是一種人們分開(kāi) 6 英尺的程序，除非他們是同一個(gè)家庭的成員。那么，作為一個(gè)社區(qū)，我們?nèi)绾问褂眉夹g(shù)來(lái)執(zhí)行這個(gè)程序呢？這就是這個(gè)項(xiàng)目的動(dòng)機(jī)。

成本

為了讓每個(gè)人都可以使用這個(gè)項(xiàng)目，我們希望確保成本盡可能低。

一臺(tái)設(shè)備的成本：

• Arduino Nano--10 售價(jià) 36.49 美元，因此每個(gè)售價(jià) 3.65 美元
• HC-05--2 為 12.5 美元，因此每個(gè)為6.25 美元
• LCD--2 售價(jià) 6.49 美元，因此每個(gè)售價(jià) 3.25 美元
• 有源蜂鳴器——20 個(gè)，9.59 美元，所以每個(gè)是0.48 美元
• 10K 歐姆電位器——20 個(gè)，6.39 美元，所以每個(gè)0.32 美元
• 220 歐姆電阻器 - 100 個(gè) 5.69 美元，因此每個(gè)0.06 美元
• 9V 電池——8 塊10.99 美元，所以每塊 1.37 美元
• 9V 電池連接器面包板--40 個(gè)，售價(jià) 6.48 美元，因此每個(gè)售價(jià) 0.16 美元

總計(jì)高達(dá)15.54 美元。這是非常令人印象深刻的，因?yàn)檫@可以挽救無(wú)數(shù)生命。

準(zhǔn)備步驟：安裝庫(kù)

第一步是安裝 LCD 庫(kù)，您將需要這兩個(gè)庫(kù)。這可能預(yù)裝在 Arduino IDE 上，但可能不在某些版本上。

轉(zhuǎn)到工具>管理庫(kù)。在這里，搜索“液晶”。

我們要查找的庫(kù)是列表中的第一個(gè)。如果您還沒(méi)有安裝它。

還使用了 SoftwareSerial 庫(kù)，但它已經(jīng)預(yù)先安裝。

第 1 步：將 HC-05 配置為 AT 模式

第一步是將 HC-05 配置為 AT 模式。在這里，我們可以執(zhí)行 AT+INQ 命令來(lái)掃描其他設(shè)備。

需要兩個(gè)或更多設(shè)備才能相互掃描。在所需的部分中描述了一種“設(shè)備”。

對(duì)于此步驟，設(shè)備應(yīng)按如下方式接線(xiàn)：

有兩種 HC-05 設(shè)備：一種帶有“KEY”引腳不帶按鈕，一種帶有“EN”引腳帶按鈕

AT模式HC-05無(wú)按鍵：

如果 KEY 引腳連接到 +5V DC，它應(yīng)該自動(dòng)處于 AT 模式。

AT 模式 HC-05 帶按鈕

在這種情況下，EN 引腳應(yīng)連接到 +5V DC。插入 Arduino Nano 時(shí)，按下按鈕，插入設(shè)備，然后松開(kāi)。這應(yīng)該激活 AT 模式。

將此代碼復(fù)制并粘貼到 Arduino IDE 中。

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10,11);
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  mySerial.begin(38400);
  Serial.println("Enter AT commands:");

  delay(2000);
}

void loop()
{

  // Keep reading from HC-05 and send to Arduino Serial Monitor
  if (mySerial.available()){
    Serial.write(mySerial.read());}

  // Keep reading from Arduino Serial Monitor and send to HC-05
  if (Serial.available()){
    mySerial.write(Serial.read());}
}

從本質(zhì)上講，這會(huì)將您在串行監(jiān)視器中鍵入的任何內(nèi)容打印到 HC05，等待消息并打印該消息。

運(yùn)行代碼。

運(yùn)行代碼：

打開(kāi)串行監(jiān)視器。

當(dāng)“Enter AT commands:”出現(xiàn)時(shí)，輸入“AT”并按下回車(chē)鍵。您應(yīng)該會(huì)收到一條消息說(shuō)“OK”

鍵入“AT+NAME”并顯示名稱(chēng)。

值

為了獲得設(shè)備之間的距離，我們需要 rssi 值。要獲取 rssi 值，我們需要執(zhí)行 AT+INQ 命令。但是，在此之前還有一些命令要執(zhí)行，一一執(zhí)行：

• AT+復(fù)位
• AT+初始化
• AT+IAC=9e8b33
• AT+CLASS=0
• AT+INQM=1, 9, 48
• AT+INQ

這是執(zhí)行完所有 6 個(gè)命令后串行監(jiān)視器的外觀。（一步步）

請(qǐng)注意，當(dāng)我們執(zhí)行 AT+INQ 命令時(shí)，它會(huì)顯示 +INQ，后跟地址、類(lèi)別，然后是 RSSI 值。RSSI 值是最后 4 個(gè)字符。請(qǐng)注意，這是十六進(jìn)制；要將其轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，我們需要使用帶符號(hào)的二進(jìn)制補(bǔ)碼格式。

如果得到的 RSSI 值為 7FFF，請(qǐng)嘗試再次執(zhí)行上述命令。

如果 rssi 值以 F 開(kāi)頭，那么你很好。

第 2 步：轉(zhuǎn)換 Rssi 值

要轉(zhuǎn)換 rssi 值，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新函數(shù)來(lái)執(zhí)行此操作。

將此代碼復(fù)制并粘貼到 Arduino IDE

#include 

SoftwareSerial mySerial(10,11);
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  mySerial.begin(38400);
  Serial.println("Enter AT commands:");

  delay(2000);
}

unsigned int hexToDec(String hexString) {

  unsigned int decValue = 0;
  int nextInt;

  for (int i = 0; i < hexString.length(); i++) {

    nextInt = int(hexString.charAt(i));
    if (nextInt >= 48 && nextInt <= 57) nextInt = map(nextInt, 48, 57, 0, 9);
    if (nextInt >= 65 && nextInt <= 70) nextInt = map(nextInt, 65, 70, 10, 15);
    if (nextInt >= 97 && nextInt <= 102) nextInt = map(nextInt, 97, 102, 10, 15);
    nextInt = constrain(nextInt, 0, 15);

    decValue = (decValue * 16) + nextInt;
  }

  return decValue;
}

void loop()
{

  // Keep reading from HC-05 and send to Arduino Serial Monitor
  if (mySerial.available()){
    String x = String(mySerial.readString());
    int slashn = x.indexOf("\n");
    Serial.println(slashn);
    int xlen = x.length()/(slashn+1);
    if (x.endsWith("OK\r\n")) {
      x = x.substring(0, x.length() - 4);
    }
    for (int i = 0; i < xlen; i++) {
      if (i != 0) {
        x = x.substring(slashn+1);
      }
      slashn = x.indexOf("\n");
      String rssi = x.substring(slashn-5, slashn-1);
      int decNO = hexToDec(rssi);
      Serial.println(decNO);
}

  // Keep reading from Arduino Serial Monitor and send to HC-05
  if (Serial.available()){

    mySerial.write(Serial.read());
    }

}}

這個(gè)程序是如何工作的

首先，它檢測(cè)數(shù)據(jù)是否可用。然后，它將數(shù)據(jù)復(fù)制到一個(gè)字符串 (X) 并檢測(cè) INQ 行的結(jié)尾（注意所有 INQ 數(shù)據(jù)都是一個(gè)字符串，這需要為單行 INQ 數(shù)據(jù)分成不同的字符串）。

請(qǐng)注意一行是 +INQ:ADDR, CLASS, RSSI\r\n

通過(guò) for 循環(huán)，它正在檢測(cè)單獨(dú)的行并刪除已經(jīng)檢測(cè)到的行。RSSI 值是倒數(shù)第六到第三個(gè)（包括 \r\n），因此是 substring(slashn-5, slashn-1); 我們稱(chēng)結(jié)尾為“斜線(xiàn) n”，因?yàn)槟鞘墙Y(jié)尾，斜線(xiàn) n。

當(dāng)你運(yùn)行這個(gè)程序時(shí)，你應(yīng)該在+INQ....之后得到一個(gè)十進(jìn)制的RSSI值。這應(yīng)該是一個(gè)負(fù)數(shù)。數(shù)字越大，兩個(gè)設(shè)備越接近。

在下一步中，我們將向您展示如何將此數(shù)據(jù)報(bào)告給 LCD。我們還將了解如何檢測(cè)家庭成員

第三步：檢測(cè)家庭成員

通過(guò)設(shè)備的地址可以檢測(cè)到家庭成員。地址從第 5 個(gè)索引開(kāi)始，到第 13 個(gè)結(jié)束，即 substring(5, slashn-11)。

有了這個(gè)，我們還可以統(tǒng)計(jì)局外人和家庭成員的數(shù)量。

對(duì)于外人，可以測(cè)量距離，看是否為 6 英尺。通過(guò)將設(shè)備放在 6 英尺處進(jìn)行一系列試驗(yàn)后，我們確定為 76.91。

這是代碼。

#include 

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

void setup() {
  Serial.begin(9600);


  Serial.println("Enter AT commands:");

  mySerial.begin(38400);

}


unsigned int hexToDec(String hexString) {

  unsigned int decValue = 0;
  int nextInt;

  for (int i = 0; i < hexString.length(); i++) {

    nextInt = int(hexString.charAt(i));
    if (nextInt >= 48 && nextInt <= 57) nextInt = map(nextInt, 48, 57, 0, 9);
    if (nextInt >= 65 && nextInt <= 70) nextInt = map(nextInt, 65, 70, 10, 15);
    if (nextInt >= 97 && nextInt <= 102) nextInt = map(nextInt, 97, 102, 10, 15);
    nextInt = constrain(nextInt, 0, 15);

    decValue = (decValue * 16) + nextInt;
  }

  return decValue;
}


void loop()

{

  
  while (!mySerial.available()) {}
  while (mySerial.available()) {
    
    String x = String(mySerial.readString());
    int slashn = x.indexOf("\n");
    Serial.println(slashn);
    int nod = 0;
    int countf = 0;
    int counto = 0;
    int countd = 0;
    int xlen = x.length()/(slashn+1);
    if (x.endsWith("OK\r\n")) {
      x = x.substring(0, x.length() - 4);
      
    }
    for (int i = 0; i < xlen; i++) {
      if (i != 0) {
        x = x.substring(slashn+1);
      }
      slashn = x.indexOf("\n");
      String rssi = x.substring(slashn-5, slashn-1);
      int decNO = hexToDec(rssi);
      Serial.println(x.substring(5,slashn-11));
      if (x.substring(5, slashn-11) == "FAMILYADDR") {
        countf++;
      }
      else {
        counto++;
        if (decNO > -76.91) {
          countd++;
        }
      
        
      }
      if (decNO > -76.91) {
        Serial.println("near");
      }
      else {
        Serial.println("far");
      }
      Serial.println(decNO);
    }


    Serial.println("Family: " + String(countf) + " Outsider: " + String(counto) + " Danger: " + String(countd));

  }
  delay(100);
}

countf 是家庭成員的數(shù)量，counto 是外來(lái)者的數(shù)量，countd 是小于 6 英尺的危險(xiǎn)外來(lái)者的數(shù)量。

將 FAMILYADDR 替換為您嘗試掃描的“家庭”設(shè)備。任何外部設(shè)備都將自動(dòng)計(jì)為外部設(shè)備。對(duì)于多個(gè)設(shè)備，使用 || 列出多個(gè)設(shè)備的操作。

運(yùn)行此程序時(shí)，您將看到列出的設(shè)備地址以及轉(zhuǎn)換后的 RSSI。掃描完所有內(nèi)容后，它將顯示家庭、局外人和危險(xiǎn)計(jì)數(shù)。

第 4 步：向 LCD 報(bào)告

當(dāng)該設(shè)備在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)施時(shí)，設(shè)備持有者必須有辦法知道 rssi 值以及他們是否有感染 COVID-19 的危險(xiǎn)。

如圖所示為 LCD 接線(xiàn)：

接下來(lái)，將此代碼復(fù)制并粘貼到 Arduino IDE 中。運(yùn)行。

#include 

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

#include 

// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);
int buttonstate = 0;
void setup() {
  lcd.begin(16, 2);
  Serial.begin(9600);


  Serial.println("Enter AT commands:");

}


unsigned int hexToDec(String hexString) {

  unsigned int decValue = 0;
  int nextInt;

  for (int i = 0; i < hexString.length(); i++) {

    nextInt = int(hexString.charAt(i));
    if (nextInt >= 48 && nextInt <= 57) nextInt = map(nextInt, 48, 57, 0, 9);
    if (nextInt >= 65 && nextInt <= 70) nextInt = map(nextInt, 65, 70, 10, 15);
    if (nextInt >= 97 && nextInt <= 102) nextInt = map(nextInt, 97, 102, 10, 15);
    nextInt = constrain(nextInt, 0, 15);

    decValue = (decValue * 16) + nextInt;
  }

  return decValue;
}


void loop()

{

  
  
  while (!mySerial.available()) {}
  while (mySerial.available()) {
    
    String x = String(mySerial.readString());
    int slashn = x.indexOf("\n");
    Serial.println(slashn);
    int nod = 0;
    int countf = 0;
    int counto = 0;
    int countd = 0;
    int xlen = x.length()/(slashn+1);
    if (x.endsWith("OK\r\n")) {
      x = x.substring(0, x.length() - 4);
      
    }
    for (int i = 0; i < xlen; i++) {
      if (i != 0) {
        x = x.substring(slashn+1);
      }
      slashn = x.indexOf("\n");
      String rssi = x.substring(slashn-5, slashn-1);
      int decNO = hexToDec(rssi);
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("RSSI:" + String(decNO));
      Serial.println(x.substring(5,slashn-11));
      if (x.substring(5, slashn-11) == "20:2:2011FB") {
        countf++;

      }
      else {
        counto++;
        if (decNO > -76.91) {
          countd++;
        }
      
        
      }
      if (decNO > -76.91) {
        Serial.println("near");
      }
      else {
        Serial.println("far");
      }
      Serial.println(decNO);
    }


    Serial.println("Family: " + String(countf) + " Outsider: " + String(counto) + " Danger: " + String(countd));
    if (counto/2          lcd.setCursor(10, 1);
          lcd.print("DANGER");
          Serial.println("DANGER");
        }
        else {
          lcd.setCursor(10, 1);
          lcd.print("      ");
          Serial.println("Fine");
        }
  }
  delay(100);
})>

我們覺(jué)得我們需要解釋背后的邏輯counto/2。請(qǐng)注意，76.91 是平均 rssi 值，這意味著一半的值超過(guò)，一半低于。這確保了不超過(guò) 5 個(gè)值低于 76.91；否則它會(huì)說(shuō)“危險(xiǎn)”。<>

第 5 步：蜂鳴器

在過(guò)馬路等場(chǎng)景中看設(shè)備是很危險(xiǎn)的。如果距離小于 6 英尺，我們使用有源蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。只有當(dāng)任何一個(gè)人與另一個(gè)人的距離超過(guò) 6 英尺時(shí)才會(huì)關(guān)閉。將蜂鳴器連接到 D13，如圖所示：

復(fù)制并粘貼代碼，如圖

#include 

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

#include 

// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);
int buttonstate = 0;
void setup() {
  pinMode(13,OUTPUT);
  lcd.begin(16, 2);
  Serial.begin(9600);


  Serial.println("Enter AT commands:");

  mySerial.begin(38400);
  
}


unsigned int hexToDec(String hexString) {

  unsigned int decValue = 0;
  int nextInt;

  for (int i = 0; i < hexString.length(); i++) {

    nextInt = int(hexString.charAt(i));
    if (nextInt >= 48 && nextInt <= 57) nextInt = map(nextInt, 48, 57, 0, 9);
    if (nextInt >= 65 && nextInt <= 70) nextInt = map(nextInt, 65, 70, 10, 15);
    if (nextInt >= 97 && nextInt <= 102) nextInt = map(nextInt, 97, 102, 10, 15);
    nextInt = constrain(nextInt, 0, 15);

    decValue = (decValue * 16) + nextInt;
  }

  return decValue;
}



void loop()

{

  
  
  while (!mySerial.available()) {}
  while (mySerial.available()) {
    
    String x = String(mySerial.readString());
    int slashn = x.indexOf("\n");
    Serial.println(slashn);
    int nod = 0;
    int countf = 0;
    int counto = 0;
    int countd = 0;
    int xlen = x.length()/(slashn+1);
    if (x.endsWith("OK\r\n")) {
      x = x.substring(0, x.length() - 4);
      OK = 1;
    }
    for (int i = 0; i < xlen; i++) {
      if (i != 0) {
        x = x.substring(slashn+1);
      }
      slashn = x.indexOf("\n");
      String rssi = x.substring(slashn-5, slashn-1);
      int decNO = hexToDec(rssi);
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("RSSI:" + String(decNO));
      Serial.println(x.substring(5,slashn-11));
      if (x.substring(5, slashn-11) == "20:2:2011FB") {
        countf++;

      }
      else {
        counto++;
        if (decNO > -76.91) {
          countd++;
        }
      
        
      }
      if (decNO > -76.91) {
        Serial.println("near");
      }
      else {
        Serial.println("far");
      }
      Serial.println(decNO);
    }


    Serial.println("Family: " + String(countf) + " Outsider: " + String(counto) + " Danger: " + String(countd));
    if (counto/2          lcd.setCursor(10, 1);
          lcd.print("DANGER");
          Serial.println("DANGER");
          digitalWrite(13,HIGH);
        }
        else {
          lcd.setCursor(10, 1);
          lcd.print("      ");
          Serial.println("Fine");
          digitalWrite(13,LOW);
        }
  }
  delay(100);
})>

運(yùn)行代碼時(shí)，如果距離小于 6 英尺，設(shè)備會(huì)發(fā)出嗡嗡聲，超過(guò) 6 英尺時(shí)設(shè)備會(huì)正常運(yùn)行。

第 6 步：設(shè)備獨(dú)立性（無(wú)計(jì)算機(jī)）

如果在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備必須在沒(méi)有計(jì)算機(jī)的情況下運(yùn)行并發(fā)送命令。

話(huà)雖如此，9V 電池必須提供必要的電壓。

請(qǐng)注意，可能需要一點(diǎn)透明膠帶將電池粘貼到面包板的背面。這使設(shè)備更易于握持。

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