CEL PROJEKTU

Celem projektu było stworzenie inteligentnego plecaka, który wspomoże ucznia w codziennych podróżach do szkoły i powrotach z niej. Stworzony przez nas plecak w szczególności:

  • Pomoże użytkownikowi w bezpiecznym powrocie do domu po zmroku
  • Zabezpieczy przed powstawaniem wad postawy spowodowanymi zbyt ciężką zawartością plecaka
  • Przypomni o konieczności wyjścia do szkoły
  • Sprawdzi czy uczeń spakował do plecak wszystkie niezbędne w danym dniu książki

MODUŁY

Plecak w chwili obecnej składa się z pięciu modułów, z których każdy może działać niezależnie. Planuje się rozszerzenie o moduł GPS/GSM oraz inne funkcjonalności.

1. Oświetlenie wewnętrzne i zewnętrzne

Oświetla wnętrze plecaka, jego tył oraz drogę przed osobą niosącą go na plecach.

2. Kontrola czasu wyjścia do szkoły

Informuje użytkownika w odstępach 15-minutowych o zbliżającym się czasie wyjścia do szkoły.

3. Kontrola wagi zawartości plecaka

Dokonuje ciągłego pomiaru wagi zawartości plecaka i sygnalizuje ewentualne przekroczenie zadanej wartości progowej.

4. Ostrzeganie przed zbliżającym się pojazdem

Informuje osobę niosącą plecak o zbliżającym się z tyłu pojeździe.

5. Sprawdzanie obecności książek w plecaku

Sprawdza i informuje użytkownika czy w plecaku znajdują się książki, które powinien danego dnia zabrać do szkoły.

6. GPS/GSM – planowany

Informuje o lokalizacji plecaka oraz ułatwia najmłodszym użytkownikom prosty kontakt z rodzicami.

OŚWIETLENIE WEWNĘTRZNE I ZEWNĘTRZNE

Moduł składa się z paska led oświetlającego wnętrze plecaka, umieszczonej na pasku plecaka samochodowej matrycy led, oraz umieszczonej na tyle plecaka matrycy o wymiarach 8×8 składającej się z czerwonych diod led.

  • Pasek led (zasilany prądem o napięciu 12V). Do jego włączania służy przycisk. Światło gaśnie po 10s od włączenia.
  • Samochodowa matryca led (zasilana prądem o napięciu 12V). Do sterowania nią wykorzystano potencjometr co pozwala na płynną regulację jasności. Jej zadaniem jest doświetlanie drogi przez użytkownikiem plecaka.
  • Matryca 8×8 (zasilana prądem o napięciu 5V) wyświetla migający na czerwono wzór. Dzięki niej użytkownik plecak jest dobrze widoczny po zmroku.
  • Oświetleniem plecaka można sterować z poziomu smartfona.

KONTROLA CZASU WYJŚCIA DO SZKOŁY

Kontroluje czas i o odpowiedniej godzinie (45, 30 i 15 minut przed rozpoczęciem lekcji) przypomina użytkownikowi o zbliżającym się czasie wyjścia do szkoły.

  • Podstawowymi elementami modułu są odtwarzacz mp3 oraz zegar czasu rzeczywistego.
  • Moduł jest zintegrowany z planem lekcji ucznia. Na bieżąco sprawdza aktualny dzień oraz godzinę i porównuje je z planem lekcji. O odpowiednich porach odtwarza z wykorzystaniem odtwarzacza mp3 nagrane na karcie pamięci komunikaty.
  • Do wygenerowania odpowiednich komunikatów (plików mp3) wykorzystano jeden z dostępnych w sieci syntezatorów mowy polskiej.

KONTROLA WAGI ZAWARTOŚCI PLECAKA

Moduł dokonuje pomiaru wagi książek znajdujących się w plecaku i jeśli jest ona większa niż 3 kilogramy to zapala ostrzegawczą, czerwoną diodę umieszczoną w jego wnętrzu.

  • Konstrukcja modułu przypomina konstrukcję wagi łazienkowej. Na dnie plecaka umieszczona jest sztywna wkładka na której czterech rogach rozmieszczono czujniki tensometryczne. Czujniki podłączone są do koncentratora i dalej do wzmacniacza.
  • Pomiar wagi dokonywany jest w sposób ciągły.
  • Czujniki zasilane są z płytki Arduino prądem o napięciu 5V.

OSTRZEGANIE PRZED ZBLIŻAJĄCYM SIĘ POJAZDEM

Zadaniem tego modułu jest ostrzeganie użytkownika, poruszającego się w momencie utrudnionej widoczności w kierunku zgodnym z kierunkiem jazdy samochodów (np. na rowerze), o zbliżającym się od tyłu pojeździe.

  • O zbliżającym się od tyłu pojeździe użytkownik jest informowany przez sygnał dźwiękowy oraz migającą żółtą diodę umieszczoną na ramieniu plecaka.
  • Moduł integruje dane z dwóch czujników: odległości oraz światła. Czujnik światła zastosowano w celu wyeliminowania sygnałów pochodzących od innych obiektów niż pojazd, poruszający się po zmroku z włączonymi światłami.
  • Istotną wadą tego rozwiązania jest niewielki zasięg czujnika odległości (podobnie jak czujnika ultradźwiękowego). Lepszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie (kosztownego) czujnika laserowego.

SPRAWDZANIE OBECNOŚCI KSIĄŻEK W PLECAKU

Zadaniem tego modułu jest informowanie użytkownika o brakujących w plecaku książkach. Moduł jest zintegrowany z planem lekcji ucznia. Wykorzystuje także zegar czasu rzeczywistego.

  • Do książek przyklejone są karty RFID na których zakodowane są nazwy przedmiotów szkolnych.
  • W plecaku zamontowano czujnik NFC, który wykrywa karty przyklejone do książek i odczytuje z nich informacje (nazwę przedmiotu).
  • Informacje o brakujących lub znajdujących się w plecaku książkach prezentowane są na bieżąco na wyświetlaczu.
  • Za pomocą przycisku możemy zmienić wyświetlane informacje. Obecnie możemy wyświetlić listę znajdujących się w plecaku książek lub brakujących książek.

PLANY

  • Wprowadzenie komunikacji między poszczególnymi modułami plecaka.
  • Dodanie modułu GPS/GSM, który np.: poinformuje o lokalizacji plecaka, ułatwi najmłodszym użytkownikom prosty kontakt z rodzicami.
  • Obsługa kolejnych funkcji plecaka z poziomu smartfona
  • Wprowadzenie wymiany informacji między smartfonem a kolejnymi modułami plecaka (w tym planu lekcji)

SZCZEGÓŁY PROJEKTU

DATA

Sierpień, 2017

WSPARCIE

Intel

GALERIA PROJEKTU