马桶状况跟踪器

你是否在公共卫生间碰到过用完之后没有冲过的马桶？是的，总有些人忘了冲马桶，或者他们根本就不在乎，或者有时候是马桶冲水还坏掉了……遇到躺着大条的马桶，是极其难忘的人生经历。

这个项目是制作一给马桶状况跟踪器，它可以准确的告诉你马桶是否干净，是否可以如厕。


试想一下，我们能否监控马桶呢？使用相机是一个简单的解决方案！但你不能把相机放在厕所里面。那么，使用Walabot是一个很好地选择。 Walabot是一款可编程的3D成像传感器，可以使用射频技术观察物体，并且无需任何光学图像即可实现高度复杂的感应功能！

材料清单

硬件：Walabot×1
树莓派3B×1

软件：MQTT
Ubidots
MIT App Inventor
HTTP

Walabot 的工作原理

Walabot通过多个天线来发送，接收和记录信号，从来感知环境。分析多个发射接收天线的宽带记录以重建环境的三维图像。
Walabot让3D成像成为可性，它替代了无法使用相机的区域，例如浴室、试验室或卧室。
我使用Walabot去识别马桶是否清洁干净。它的工作原理非常简单。将Walabot安放在马桶顶部（通常在厕所的顶部）。在初始化阶段，Walabot将扫描干净的马桶。初始化后，它定期扫描马桶（1分钟或更短）并检测初始化期间不存在的任何物体。由于在初始化期间马桶是干净的，Walabot可以很容易地检测到马桶上的任何新的物体（例如粪便）。为了获得更好的结果，必须正确设置Walabot参数。Walabot还可以测量它检测到的物体距离。因此，根据测量物体的距离，也可以知道这间厕所是否可以进入。

厕所是否有人使用

马桶是否干净
以上两个数字显示了如厕使用度和清洁度。

整个系统的运作

完整的厕所跟踪系统需要一些重要的部分。
1、将Walabot连接到树莓派3。
2、Walabot定期扫描任何新的对象，树莓派从Walabot上收集该信息，使用MQTT协议将信息发送到Ubidots云服务器。
3、启用MQTT通信，将pyhton paho MQTT客户端安装在树莓派中。
4、使用MIT App Inventor开发了一个Android应用程序，可以监控厕所的状态。
5、Android应用程序使用HTTP协议从Ubidots云接收信息。
请参阅下面完整的系统框架图。

系统框架图

安装步骤：

1、将Walabot SDK安装到树莓派。
按照Sparkfun.com的入门指南进行操作。

2、将paho mqtt客户端安装到树莓派。
使用树莓派终端命令：

sudo pip install paho-mqtt

3、在Ubidots.com中创建一个帐户并记下设备令牌。


ID
4、将ubidots API安装到树莓派。
在pi终端中输入以下命令：

sudo pip install ubidots

记下你的ubidots API密钥：

5、为树莓派开发 Python 程序。
为了找到合适的配置参数（R，pi，theta），我使用Windows的Walabot SDK开发包测试不同方位的不同对象的Walabot。我选择的值在python代码中提到。我将阈值调小用于检测小的物体。

minInCm, maxInCm, resInCm = 30, 300, 3
minIndegrees, maxIndegrees, resIndegrees = -15, 15, 5
minPhiInDegrees, maxPhiInDegrees, resPhiInDegrees = -30, 30, 5
threshold = 2

用Windows SDK测试

使用开发python程序和Android应用程序之后，我手动测试系统以便了解整个系统是否正常工作。（python程序和android源代码附加在代码部分）。在最后的代码中，我更新了R值。对于测试设置，它在测试边缘设置的很小。

这是程序中实现的逻辑关系，用于识别厕所中是否有人，厕所是否干净。

这是代码片段：

if targets:
       for i, target in enumerate(targets):
           print(target.zPosCm)
           if target.zPosCm>100 and target.zPosCm<180:
               print("Toilet is engaged.")
               engage_variable.save_value({'value':1})
           elif target.zPosCm>200 and target.zPosCm<210:
               print("Toilet is not engaged, not clean.")
               engage_variable.save_value({'value':0})
               clean_variable.save_value({'value':1})
           else:
               print("Toilet is not engaged and clean.")
               engage_variable.save_value({'value':0})
               clean_variable.save_value({'value':0})
           break
 else:
       print('Not engaged and clean')
       clean_variable.save_value({'value':0})
       engage_variable.save_value({'value':0})

6、在MIT App Inventor中开发Android应用程序
源代码文件附在代码部分中。
Android的App Inventor是一个开源 Web应用程序，最初由Google提供，现在由麻省理工学院（MIT）维护。

它允许新手进行计算机编程，可以为Android操作系统（OS）创建软件应用程序。它使用图形界面，非常类似于Scratch和StarLogo TNGuser interface，允许用户drag-and-drop可视对象以便创建在Android设备上运行的应用程序。

如果你是App Inventor的新手，请按照这些初学者教程进行操作。
如果你想使用附加的资源，你可以修改htttp网址。

更换 URL：
http://things.ubidots.com/api/v1.6/datasources/YOUR_OWN_DEVICE_ID/variables/?token=YOUR_OWN_TOKEN
只需将你的设备ID替换掉YOUR_OWN_DEVICE_ID，将你的ubidot令牌替换掉YOUR_OWN_TOKEN即可。然后将build.apk文件并将其安装到你的手机。

新建apk文件
令牌和设备ID取自用户并存储在设备存储器中以供下次使用。

使用数据库

Android app可在Google Play商店中找到。你可以将其从Play商店安装到你的智能手机。
链接为：
https://play.google.com/store/apps/details?id=appinventor.ai_khairul_uapstu.toilet

部分演示图

应用程序的屏幕截图
框架图

框架图显示整个系统的工作情况。

数据库配置

使用App Inventor进行应用程序开发
Android应用程序（.apk文件）
请在文件库下载apk文件 https://make.quwj.com/project/77
Android源代码文件（MIT App Inventor）
请在文件库下载Android源代码文件 https://make.quwj.com/project/77

代码

树莓派的Python代码。在项目文件库中可以下载。
https://make.quwj.com/project/77