2020-1-capstone-design1 / RIT_Project3

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이수민
05b4c231 1 parent 4bc160e7

최종보고서, 아두이노코드

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1 +#include <Adafruit_Sensor.h>
2 +#include <DHT.h>
3 +#include <DHT_U.h>
4 +
5 +#define DHTPIN 2
6 +#define DHTTYPE DHT22
7 +DHT_Unified dht(DHTPIN, DHTTYPE);
8 +
9 +uint32_t delayMS;
10 +
11 +// 미세먼지 센서
12 +int dust_sensor = A0; // 미세먼지 핀 번호
13 +float dust_value = 0; // 센서에서 입력 받은 미세먼지 값
14 +float dustDensityug=0; // ug/m^3 값을 계산
15 +int sensor_led = 12; // 미세먼지 센서 안에 있는 적외선 led 핀 번호
16 +int sampling = 280; // 적외선 led를 키고, 센서 값을 읽어 들여 미세먼지를 측정하는 샘플링 시간
17 +int waiting = 40;
18 +float stop_time = 9680; // 센서를 구동하지 않는 시간
19 +
20 +// 블루투스 모듈
21 +#include <SoftwareSerial.h>
22 +#define BT_RX 7
23 +#define BT_TX 8
24 +
25 +SoftwareSerial HM10(BT_RX,BT_TX); // RX핀(7번)은 HM10의 TX에 연결
26 + // TX핀(8번)은 HM10의 RX에 연결
27 +// at 설정
28 +char recv_str[100];
29 +
30 +// 변화 유무
31 +bool tempBool;
32 +bool humidBool;
33 +bool dustBool;
34 +
35 +
36 +void setup(){
37 + Serial.begin(9600);
38 +
39 + // 온습도 센서
40 + dht.begin();
41 + sensor_t sensor;
42 + dht.temperature().getSensor(&sensor);
43 + dht.humidity().getSensor(&sensor);
44 + delayMS = sensor.min_delay / 1000;
45 +
46 + // 미세먼지 센서
47 + pinMode(sensor_led,OUTPUT); // 미세먼지 적외선 led를 출력으로 설정
48 + pinMode(4, OUTPUT);
49 +
50 + // 블루투스 모듈
51 + HM10.begin(9600);
52 +
53 + // 블루투스 작동확인
54 + while(1)
55 + {
56 + if(sendBlueToothCommand("AT") == 0)
57 + {
58 + if(strcmp((char *)recv_str, (char *)"OK") == 0)
59 + {
60 + Serial.println("Bluetooth exists\r\n");
61 + break;
62 + }
63 + }
64 + delay(500);
65 +
66 + }
67 + sendBlueToothCommand("AT+NAMEDUSTSENSOR"); // 블루투스 장치 이름설정
68 + sendBlueToothCommand("AT+MODE3"); // 블루투스 모드 설정
69 + sendBlueToothCommand("AT+TYPE3");
70 +
71 + tempBool = true;
72 + humidBool = true;
73 + dustBool = true;
74 +
75 +}
76 +
77 +
78 +void loop(){
79 + delay(delayMS);
80 + sensors_event_t event;
81 +
82 + if(tempBool)
83 + {
84 + dht.temperature().getEvent(&event);
85 + double temp_val = (double)event.temperature;
86 + if (isnan(temp_val)) {
87 + HM10.println(F("Error reading temperature!"));
88 + }
89 + else {
90 + HM10.write(F("temp "));
91 + HM10.println(temp_val);
92 + delay(2000);
93 + }
94 + }
95 +
96 + if(humidBool)
97 + {
98 + dht.humidity().getEvent(&event);
99 + double humid_val = (double)event.relative_humidity;
100 + if (isnan(humid_val)) {
101 + HM10.println(F("Error reading humidity!"));
102 + }
103 + else {
104 + HM10.write(F("humd "));
105 + HM10.println(humid_val);
106 + delay(2000);
107 + }
108 + }
109 +
110 + if(dustBool)
111 + {
112 + // 미세먼지 센서
113 + digitalWrite(sensor_led, LOW); // LED 켜기
114 + delayMicroseconds(sampling); // 샘플링해주는 시간.
115 +
116 + dust_value = analogRead(dust_sensor); // 센서 값 읽어오기
117 +
118 + delayMicroseconds(waiting); // 너무 많은 데이터 입력을 피해주기 위해 잠시 멈춰주는 시간.
119 +
120 + digitalWrite(sensor_led, HIGH); // LED 끄기
121 + delayMicroseconds(stop_time); // LED 끄고 대기
122 +
123 + // 미세먼지 농도 값
124 + dustDensityug = (0.17 * (dust_value * (5.0 / 1024.0)) - 0.1) * 1000; // 미세먼지 값 계산
125 + double dust_val = dustDensityug;
126 + // 센서 값 전송
127 + HM10.write("dust ");
128 + HM10.println(dustDensityug);
129 + delay(2000);
130 + }
131 +
132 +
133 + while(1)
134 + {
135 + delay(1000);
136 +
137 + digitalWrite(sensor_led, LOW); // LED 켜기
138 + delayMicroseconds(sampling); // 샘플링해주는 시간.
139 + dust_value = analogRead(dust_sensor); // 센서 값 읽어오기
140 + delayMicroseconds(waiting); // 너무 많은 데이터 입력을 피해주기 위해 잠시 멈춰주는 시간.
141 + digitalWrite(sensor_led, HIGH); // LED 끄기
142 + delayMicroseconds(stop_time); // LED 끄고 대기
143 + is_dust_different(dustDensityug, dust_val, dustBool);
144 +
145 + dht.temperature().getEvent(&event);
146 + is_temp_different((double)event.temperature, temp_val, tempBool);
147 +
148 + dht.humidity().getEvent(&event);
149 + is_humid_different((double)event.relative_humidity, humid_val, humidBool);
150 +
151 + if(dustBool || tempBool || humidBool){
152 + break;
153 + }
154 + }
155 +}
156 +
157 +// 10의 자리수에 변화가 발생시 값 전송 함수
158 +bool is_dust_different(double now_dustVal, double& past_dustV bool& dustBool){
159 + if((now_dustVal/10)!=(past_dustV/10)){
160 + return true;
161 + }
162 + else{
163 + return false;
164 + }
165 +}
166 +
167 +// 이전 값과 4 초과의 차이가 발생시 값 전송 함수
168 +bool is_humid_different(double now_humidVal, double& past_humidV bool& humidBool){
169 + if((now_humidVal>past_humidV+2) || (now_humidVal<past_humidV-2)){
170 + return true;
171 + }
172 + else{
173 + return false;
174 + }
175 +}
176 +
177 +// 이전 값과 1.5 초과의 차이가 발생시 값 전송 함수
178 +bool is_temp_different(double now_tempVal, double& past_tempV bool& tempBool){
179 + if((now_tempVal>past_tempV+0.75) || (now_tempVal<past_tempV-0.75)){
180 + return true;
181 + }
182 + else{
183 + return false;
184 + }
185 +}
186 +
187 +// at 설정용 함수
188 +int sendBlueToothCommand(char command[])
189 +{
190 + Serial.print("send: ");
191 + Serial.print(command);
192 + Serial.println("");
193 +#if NLCR
194 + HM10.println(command);
195 +#else
196 + HM10.print(command);
197 +#endif
198 + delay(300);
199 +
200 + if(recvMsg(200) != 0) return -1;
201 +
202 + Serial.print("recv: ");
203 + Serial.print(recv_str);
204 + Serial.println("");
205 + return 0;
206 +}
207 +
208 +int recvMsg(unsigned int timeout)
209 +{
210 + //wait for feedback
211 + unsigned int time = 0;
212 + unsigned char num;
213 + unsigned char i;
214 +
215 + //waiting for the first character with time out
216 + i = 0;
217 + while(1)
218 + {
219 + delay(50);
220 + if(HM10.available())
221 + {
222 + recv_str[i] = char(HM10.read());
223 + i++;
224 + break;
225 + }
226 + time++;
227 + if(time > (timeout / 50)) return -1;
228 + }
229 +
230 + //read other characters from uart buffer to string
231 + while(HM10.available() && (i < 100))
232 + {
233 + recv_str[i] = char(HM10.read());
234 + i++;
235 + }
236 +#if NLCR
237 + recv_str[i-2] = '\0'; //discard two character \n\r
238 +#else
239 + recv_str[i] = '\0';
240 +#endif
241 + return 0;
242 +}
1 +#include <Stepper.h>
2 +
3 +// 스텝당 1.8도 회전함. 360/1.8
4 +const int stepsPerRevolution = 200;
5 +
6 +Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 2, 3, 4, 5);
7 +
8 +// 블루투스 모듈
9 +#include <SoftwareSerial.h>
10 +#define BT_RX 7
11 +#define BT_TX 8
12 +
13 +// RX핀(7번)은 HM10의 TX에 연결
14 +// TX핀(8번)은 HM10의 RX에 연결
15 +SoftwareSerial HM10(BT_RX,BT_TX);
16 +
17 +// 동작 수신용
18 +char receivechar;
19 +
20 +// at 설정용
21 +char recv_str[100];
22 +
23 +void setup()
24 +{
25 + // 1분에 n바퀴 회전
26 + myStepper.setSpeed(60);
27 +
28 + Serial.begin(9600);
29 + HM10.begin(9600);
30 +
31 + // 블루투스 작동 확인
32 + while(1)
33 + {
34 + if(sendBlueToothCommand("AT") == 0)
35 + {
36 + if(strcmp((char *)recv_str, (char *)"OK") == 0)
37 + {
38 + Serial.println("Bluetooth exists\r\n");
39 + break;
40 + }
41 + }
42 + delay(500);
43 +
44 + }
45 + sendBlueToothCommand("AT+NAMEMOTOR"); // 블루투스 장치 이름설정
46 + sendBlueToothCommand("AT+MODE3"); // 블루투스 모드 설정
47 + sendBlueToothCommand("AT+TYPE3");
48 +}
49 +
50 +
51 +void loop()
52 +{
53 + if(HM10.available())
54 + {
55 + receivechar = HM10.read();
56 + if(receivechar == 'y'){
57 + // 이상태에서는 360도 회전.
58 + // 회전수 조절시 아래 함수 추가
59 + myStepper.step(stepsPerRevolution);
60 + myStepper.step(stepsPerRevolution);
61 + myStepper.step(50);
62 +
63 +
64 + delay(1500);
65 + }
66 + if(receivechar == 'n'){
67 + // 이상태에서는 -360도 회전.
68 + // stepsPerRevolution = 200일때 1초대기. -> 360도 회전.
69 + myStepper.step(-stepsPerRevolution);
70 + myStepper.step(-stepsPerRevolution);
71 + myStepper.step(-20);
72 +
73 +
74 + delay(1500);
75 + }
76 + }
77 +
78 +}
79 +
80 +// at 설정용 함수
81 +int sendBlueToothCommand(char command[])
82 +{
83 + Serial.print("send: ");
84 + Serial.print(command);
85 + Serial.println("");
86 +#if NLCR
87 + HM10.println(command);
88 +#else
89 + HM10.print(command);
90 +#endif
91 + delay(300);
92 +
93 + if(recvMsg(200) != 0) return -1;
94 +
95 + Serial.print("recv: ");
96 + Serial.print(recv_str);
97 + Serial.println("");
98 + return 0;
99 +}
100 +
101 +int recvMsg(unsigned int timeout)
102 +{
103 + //wait for feedback
104 + unsigned int time = 0;
105 + unsigned char num;
106 + unsigned char i;
107 +
108 + //waiting for the first character with time out
109 + i = 0;
110 + while(1)
111 + {
112 + delay(50);
113 + if(HM10.available())
114 + {
115 + recv_str[i] = char(HM10.read());
116 + i++;
117 + break;
118 + }
119 + time++;
120 + if(time > (timeout / 50)) return -1;
121 + }
122 +
123 + //read other characters from uart buffer to string
124 + while(HM10.available() && (i < 100))
125 + {
126 + recv_str[i] = char(HM10.read());
127 + i++;
128 + }
129 +#if NLCR
130 + recv_str[i-2] = '\0'; //discard two character \n\r
131 +#else
132 + recv_str[i] = '\0';
133 +#endif
134 + return 0;
135 +}
1 +#include <SoftwareSerial.h>
2 +#define BT_RX 7
3 +#define BT_TX 8
4 +
5 +// RX핀(7번)은 HM10의 TX에 연결
6 +// TX핀(8번)은 HM10의 RX에 연결
7 +SoftwareSerial HM10(BT_RX,BT_TX);
8 +
9 +// 적외선 센서
10 +int Sensor = 9; // 센서핀은 9번에 연결
11 +int intruder_val;
12 +
13 +int Raindrops_pin = A0; // 빗방울센서 핀을 A0으로 설정
14 +
15 +// at 설정용
16 +char recv_str[100];
17 +
18 +// 지속시간 체크용
19 +int count_i = 0;
20 +int count_r = 0;
21 +
22 +// 변화체크용
23 +bool is_raining;
24 +bool is_intruded;
25 +
26 +void setup() {
27 + Serial.begin(9600);
28 + HM10.begin(9600);
29 + pinMode(Sensor, INPUT); // 센서값을 입력으로 설정
30 +
31 + // 블루투스 작동확인
32 + while(1)
33 + {
34 + if(sendBlueToothCommand("AT") == 0)
35 + {
36 + if(strcmp((char *)recv_str, (char *)"OK") == 0)
37 + {
38 + Serial.println("Bluetooth exists\r\n");
39 + break;
40 + }
41 + }
42 + delay(500);
43 +
44 + }
45 + sendBlueToothCommand("AT+NAMERAININGSENSOR"); // 블루투스 장치 이름설정
46 + sendBlueToothCommand("AT+MODE3"); // 블루투스 모드 설정
47 + sendBlueToothCommand("AT+TYPE3");
48 +
49 + is_raining = true;
50 + is_intruded = true;
51 +
52 +
53 +}
54 +void loop() {
55 + // Serial.println(analogRead(A0)); // 센서 출력값을 시리얼모니터로 전송. 수동확인용
56 +
57 + intruder_val = digitalRead(Sensor);
58 + // 센서값 읽어옴
59 +
60 + if(is_intruded)
61 + {
62 + delay(500);
63 + if (intruder_val == LOW) {
64 + // 장애물이 감지되면
65 + while(1){
66 + delay(1000);
67 + count_i += 1;
68 + if(count_i >= 3){
69 + HM10.write("intr ");
70 + HM10.write(1);
71 + break;
72 + }
73 + }
74 + count_i = 0;
75 + delay(1000);
76 + is_intruded = false;
77 + }
78 + }
79 + if (intruder_val == HIGH)
80 + {
81 + is_intruded = true;
82 + }
83 +
84 +
85 +
86 + if(is_raining)
87 + {
88 + if(analogRead(A0) < 150){
89 + // 센서 출력값이 150 미만이면
90 + // 빗방울 감지가 5초간 지속되면
91 + delay(100);
92 + while(1){
93 + delay(1000);
94 + count_r += 1;
95 + if(count_r >= 5){
96 + HM10.write("rain ");
97 + HM10.println(1);
98 + break;
99 + }
100 + }
101 + count_r = 0;
102 + delay(1000);
103 + is_raining = false;
104 + }
105 +
106 + }
107 + if(analogRead(A0) > 150)
108 + {
109 + is_raining = true;
110 + }
111 +
112 +}
113 +
114 +// at 설정용 함수
115 +int sendBlueToothCommand(char command[])
116 +{
117 + Serial.print("send: ");
118 + Serial.print(command);
119 + Serial.println("");
120 +#if NLCR
121 + HM10.println(command);
122 +#else
123 + HM10.print(command);
124 +#endif
125 + delay(300);
126 +
127 + if(recvMsg(200) != 0) return -1;
128 +
129 + Serial.print("recv: ");
130 + Serial.print(recv_str);
131 + Serial.println("");
132 + return 0;
133 +}
134 +
135 +int recvMsg(unsigned int timeout)
136 +{
137 + //wait for feedback
138 + unsigned int time = 0;
139 + unsigned char num;
140 + unsigned char i;
141 +
142 + //waiting for the first character with time out
143 + i = 0;
144 + while(1)
145 + {
146 + delay(50);
147 + if(HM10.available())
148 + {
149 + recv_str[i] = char(HM10.read());
150 + i++;
151 + break;
152 + }
153 + time++;
154 + if(time > (timeout / 50)) return -1;
155 + }
156 +
157 + //read other characters from uart buffer to string
158 + while(HM10.available() && (i < 100))
159 + {
160 + recv_str[i] = char(HM10.read());
161 + i++;
162 + }
163 +#if NLCR
164 + recv_str[i-2] = '\0'; //discard two character \n\r
165 +#else
166 + recv_str[i] = '\0';
167 +#endif
168 + return 0;
169 +}
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1 +# IoT센서를 이용한 원격 제어 스마트 창문
2 +Arduino에 연결된 센서를 통해 측정한 데이터를 기반으로 자동 창문 개폐를 제어한다.
3 +
4 +## Intro
5 +저전력 블루투스로 아두이노 장치와 안드로이드 기기를 연결해 데이터를 송수신한다.
6 +센서로 측정한 데이터를 어플리케이션에서 조회할 수 있다.
7 +
8 +## Development Environment
9 +* Android Studio @ 3.6
10 +* Arduino IDE
11 +
12 +## Application Version
13 +* minSdkVersion: 24
14 +* targetSdkVersion: 26
15 +
16 +## Screenshots
17 +<img src="https://user-images.githubusercontent.com/33692487/85216389-00193980-b3bf-11ea-8a1c-6035b2a0eb43.jpg" width="40%">
18 +
19 +<img src="https://user-images.githubusercontent.com/33692487/85216397-18895400-b3bf-11ea-977e-5e7512acd43d.jpg" width="40%">
20 +
21 +<img src="https://user-images.githubusercontent.com/33692487/85216401-2212bc00-b3bf-11ea-8b50-14f60b349359.jpg" width="40%">
22 +
23 +1. 첫번째 탭에서 수동으로 창문을 제어할 수 있다
24 +2. 두번째 탭에서 아두이노 센서에서 측정한 데이터를 조회할 수 있다.
25 +3. 세번째 탭에서 다중의 아두이노 장치와 블루투스를 통해 연결할 수 있다.
26 +
27 +## Members
28 +* 2017104012 이수민
29 +* 2017104031 채수빈
30 +