描述

描述

養老院是受新冠病毒大流行影響最嚴重的地方之一，傳播率很高。護理人員不得不適應這種流行病，工作量更大，數字基礎設施薄弱加劇了這種情況。從跟蹤測試結果到 PPE 庫存，療養院都在努力收集和管理數據。反過來，對跨養老院的傳播安全性的擔憂日益增加，也增加了限制，導致許多人錯過了與親人見面的機會。一個可以幫助護理人員安全地跟蹤重要數據的一體化解決方案是必要的。

介紹 DeVolatus

認識多功能智能物聯網儀表板 Devolatus，通過改進數字基礎設施和物流跟蹤，幫助使養老院成為一個安全的空間。

該設備允許護理院工作人員跟蹤容量并在達到容量時發送提醒。此外，儀表板可幫助工人跟蹤重要供應品（例如 PPE），在庫存不足時提供提醒。該系統使用 AWS IoT + Analytics 和 SNS 安全可靠地存儲所有相關數據并相應地發送通知。

第 1 部分：設置 AWS IoT

步驟 1：創建新的 AWS IoT 事物

從 AWS 控制面板中搜索 AWS IoT Core 并在管理選項卡下選擇事物。

第 2 步：生成新證書并創建通配符策略。

在策略部分下，創建一個新策略。確保將操作標記為 iot:* 并將 Resource ARN 替換為星號。這些功能將啟用所有操作。

第 3 步：將策略附加到證書并下載密鑰

返回到事物設置選項卡并將策略附加到證書。下載證書、公鑰和私鑰。將它們重命名為“certificate.pem.crt”、“public.pem.key”和“private.pem.key”

第 4 步：設置新的 cognito 身份池

返回 AWS 儀表板并搜索 cognito。創建一個新的身份池。選擇一個唯一的名稱并啟用對未經身份驗證的身份的訪問。在詳細信息下，更改策略并將其替換為事物 ARN（如果您返回到 AWS IoT 核心事物則可以查看）。

第 2 部分：使用 AWS 設置 M5 Stack Core 2

第五步：燒錄 UIFlow_Core 2firmware

從https://shop.m5stack.com/pages/download下載 M5 刻錄機軟件

選擇 UIFLOW Core 2 固件，設置 wifi 憑據，然后燒錄。

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注意：如果刻錄嘗試超時，您可能需要更改“com”端口或更換 USB-C 電纜。

在配置下，選擇以互聯網模式啟動并復制您的 API 密鑰。

第 6 步：AWS 通信的 UIFlow 編程

在該部分中，我們希望核心 2 與 AWS 通信并發布消息（使用 MQTT）。使用“AWS”塊，確保使用您的事物的名稱，并輸入您的主機名作為設備數據端點。這可以在 AWS IoT 主頁面的設置選項卡下找到。確保

aws = AWS(things_name='enterthingname', host='enterhostnamehere', port=8833, keepalive=60, cert_file_path="/flash/res/certificate.pem.crt", private_key_path="/flash/res/private.pem.key")
aws.start()
while True:
  aws.publish(str('exampletopic'),str((json.dumps(({'firstvalue':'20','secondvalue':'21'})))))
  wait(4)
  wait_ms(2)

（或者使用 micropython）

第 7 步：MQTT 測試 + 故障排除

在 IoT 頁面的測試部分下，輸入 MQTT 測試客戶端并訂閱您的主題名稱，例如 exampletopic 在您的設備上運行代碼后，應該可以在客戶端上查看這些值。

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如果您沒有看到任何主題，則可能有一系列不同的問題可能會導致錯誤。首先，確保設備和 AWS 之間的連接正在發生 - 這可以在 AWS IoT 儀表板的“監視器”部分下找到。還可以嘗試訂閱通配符 MQTT 主題，方法是輸入井號“#”

1. 檢查您終端節點上的 AWS 位置和 MQTT 客戶端是否匹配（如果不匹配，則您需要在正確的 AWS 位置重復這些步驟）。

2. UIFlow 的桌面 IDE 問題 - 與 AWS 通信時桌面 IDE 可能存在問題。這可能會導致設備出錯（例如“無法創建線程”）。改用數字 IDE。

3. 政策問題-仔細檢查政策是否正確，并確保它正確地附在證書和事物上。

4. 檢查證書是否處于活動狀態（在 AWS IoT 部分的安全部分下）。您還應該能夠檢查它是否與策略和事物相關聯。如果它未激活，您應該可以使用切換菜單將其激活。

5. 檢查您的證書和密鑰是否已正確添加到您的設備中。有時，如果下載時無法訪問設備，它們可能會從初始上傳中消失。根 CA 證書在設備中進行了硬編碼，但也值得將其刷入 M5 堆棧（這是一個解決我自己的連接問題的解決方案）。

右鍵單擊并另存為“.pem”文件并將其添加到閃存（UIFlow 上的文件管理器到證書部分）。

6. 使用 OpenSSL 檢查證書。

第 3 部分：使用 Figma 進行用戶界面設計

現在我們已經設置了 AWS 的基礎知識，下一步是設計設備。為此，我們可以利用 figma 對我們的 UI 設計進行原型設計。

第 8 步：創建 UI 模板 + 調色板

創建一個新的 figma 設計文件并使用 M5 Stack Core 2 屏幕 (320 x 240) 的尺寸創建一個新框架。使用 montserrat 字體（UI Flow 的默認設置）并嘗試找到好的顏色主題。

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第 9 步：構建用戶界面和原型設計 + 設計思維

在完成基本設計之后，是時候開始構建您的設計并考慮所有交互了

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在消費者層面考慮設計思維至關重要——在我們的案例中，我們希望讓我們的流程變得簡單、直觀和快速，以避免排長隊和疏遠訪客/員工。

• 移情：情境研究和了解消費者需求
• 定義：項目約束和問題分析
• Ideate : 解決方案集思廣益和實施
• 原型：Figma UX Mockup
• 測試：消費者測試

第 10 步：在 UI 流中實現 Figma Mockup

使用檢查選項卡，您可以將按鈕的屬性復制到 UI Flow Prototype。

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第四節：注冊系統/容量計數器的設計

第 11 步：容量計數算法（訪客）

該代碼可在 GitHub 上找到（參見代碼部分）。訪客的容量計數算法非常簡單。

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容量計數器只是將本地變量發布到 AWS（使用 MQTT）。如果在容量已經為 0 時嘗試退出，則會向用戶拋出錯誤。如果容量已達到，則將發送一封電子郵件（通過 SNS）。

def Sign_Out_Visitor_pressed():
  global Capacity
  if Capacity > 0:
    Capacity = (Capacity if isinstance(Capacity, Number) else 0) + -1
    aws.publish(str('capacity'),str((json.dumps(({'capacity':Capacity})))))
    wait(1.5)
    rgb.setColorAll(0x33ffff)
    speaker.playWAV("res/success.wav")
    CloseVisitorSign()
    OpenHome()
  else:
    Error_Registration.set_hidden(False)
    wait(3)
    Error_Registration.set_hidden(True)
  pass
Sign_Out_Visitor.pressed(Sign_Out_Visitor_pressed)

def Visitor_Button_Home_pressed():
  global Capacity
  CloseHome()
  wait(2)
  OpenVisitorSign()
  pass
Visitor_Button_Home.pressed(Visitor_Button_Home_pressed)

第 12 步：創建 SNS 主題 + 訂閱

在新選項卡中導航到 SNS 服務，并創建一個名為“容量”的新主題，并設置電子郵件協議。您需要接受發送到目標電子郵件的確認

創建 SNS 主題后，返回 IoT 頁面

第 13 步：創建用于發送 SNS 消息的 IoT 規則

如果容量達到限制，您需要創建一個新規則以通過電子郵件發送 SNS 警報。導航到規則部分（在 AWS IoT 控制面板的“Act”下）。創建一個唯一的名稱并添加以下 SQL 規則查詢語句：

SELECT capacity as capacitycount, 5 as max_capacity FROM 'capacity' WHERE capacity > 5

設置發送 SNS 推送通知的操作 - 鏈接到容量主題。

每當滿足條件時，您應該會收到類似的電子郵件：

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第 4 節：庫存盤點

重復上述相同的過程，但這次是庫存盤點部分。記得創建一個新的 SNS 主題。

將規則部分的 SQL 替換為：

SELECT masks as maskcount, 5 as min_capacity FROM 'masks' WHERE amount < 5

添加股票的代碼類似，除了我們還發送員工：

def add_mask_pressed():
  global maskboxes, employee
  maskboxes = (maskboxes if isinstance(maskboxes, Number) else 0) + 1
  aws.publish(str('masks'),str((json.dumps(({'Employee':employee,'Amount':maskboxes})))))
  medicine_amount.set_text(str((str('Amount:') + str(maskboxes))))
  pass
add_mask.pressed(add_mask_pressed)

演示：

第五節：底盤設計+3D打印

最后階段是 3D 打印 DeVolatus 的底盤設計。

第十四步：將STL文件導入切片軟件，導出為GCODE并打印

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