基于Onenet及微信小程序的校園運動(dòng)場(chǎng)地預約系統

　　岳增霖，金浩軒，張偉豪，湯?毅（上海大學(xué)機電工程與自動(dòng)化學(xué)院?工程訓練國家級實(shí)驗教學(xué)示范中心，上海??200044）

　　摘?要：校園內師生進(jìn)行體育運動(dòng)時(shí)，時(shí)常遭遇到達現場(chǎng)，卻由于同一時(shí)間場(chǎng)館人員較多，無(wú)足夠場(chǎng)地進(jìn)行活動(dòng)的問(wèn)題，其中籃球運動(dòng)場(chǎng)館情況尤為最嚴重。該研究以籃球場(chǎng)為例，采用中國移動(dòng)Onenet智能開(kāi)放平臺作為數據交互服務(wù)器，微信小程序作為用戶(hù)終端，小程序數據庫作為信息記錄存儲中心，建立運動(dòng)場(chǎng)館使用、預約、實(shí)時(shí)場(chǎng)地查看為一體的智能化球場(chǎng)預約系統。該系統的實(shí)現利于師生合理安排時(shí)間進(jìn)行體育運動(dòng)，提高運動(dòng)場(chǎng)館利用率，具有現實(shí)意義及推廣價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞:?Onenet；微信小程序；數據庫；UNO單片機；ESP8266模塊；

　　0 引言

　　近年來(lái)，隨著(zhù)科技水平的迅速提升，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了迅速的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品大量走入人們的日常生活，為人們的生活提供便捷。體育運動(dòng)是人們日常生活中不可或缺的一部分，市面上體育相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)應用大多集中于可穿戴設備領(lǐng)域，在整個(gè)體育場(chǎng)館進(jìn)行硬件改造部署及使用方法的智能化方向應用并不成熟。對于公共場(chǎng)所而言，預約系統的構建對場(chǎng)地使用率提升、場(chǎng)館資源合理分配有著(zhù)極為重要的意義，本研究以場(chǎng)館使用智能化高效化及信息可視化為目標，以市面廣泛應用的微信小程序、小程序數據庫、Onenet智能開(kāi)放物聯(lián)平臺為基礎，進(jìn)行整個(gè)系統設計及搭建。

　　1 系統設計及實(shí)現

　　1.1 系統總體概述

　　運動(dòng)場(chǎng)地智能預約系統功能主要包含預約及實(shí)時(shí)數據查看功能，用戶(hù)模塊功能包括遠程場(chǎng)地預約、場(chǎng)地當前人數、場(chǎng)地使用情況及環(huán)境參數查看，依托微信小程序進(jìn)行功能實(shí)現。

　　硬件系統分為本地控制、采集及數據上傳部分，控制部分包含UNO單片機，繼電器，電磁門(mén)鎖，UART電容觸摸屏，溫濕度傳感器，GM65二維碼掃描模塊，上傳部分由ESP8266無(wú)線(xiàn)模塊實(shí)現。系統運行過(guò)程中，二維碼掃描器識別到符合條件的二維碼后，采用繼電器控制電磁門(mén)鎖進(jìn)行開(kāi)門(mén)，由安裝于門(mén)兩側的紅外傳感器進(jìn)行人數計數工作，當檢測到門(mén)關(guān)閉后，中斷計數，UNO通過(guò)UART串口將上傳數據傳輸至8266無(wú)線(xiàn)模塊，進(jìn)行人數實(shí)時(shí)上傳更新。在無(wú)二維碼信息輸入時(shí)，進(jìn)行數據循環(huán)監測，并與最后發(fā)送狀態(tài)參數進(jìn)行對比，數據發(fā)生變動(dòng)時(shí)，通過(guò)UART串口與8266無(wú)線(xiàn)模塊通信，進(jìn)行場(chǎng)地參數上傳。

　　整個(gè)系統通信流程及硬件線(xiàn)路連接設計如圖1所示。

圖1

　　1.2 本地系統與onenet平臺間通訊

　　上傳實(shí)現以arduino為IDE進(jìn)行編寫(xiě)，通過(guò)加載無(wú)線(xiàn)模塊8266對應的ESP8266WiFi.h、ESP8266WiFiMulti.h兩個(gè)庫文件，調用相應功能函數進(jìn)行wifi連接，http服務(wù)請求等行為，簡(jiǎn)化程序工作量。

　　程序設計時(shí)，首先進(jìn)行wi-fi連接，采用庫函數Wi-Fi.begin(wi-fi_name, wi-fi_key);實(shí)現wi-fi連接，而后通過(guò)WiFiClient client;建立基于wifi的客戶(hù)端口以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通訊，程序頭部設定onenet平臺服務(wù)器IP地址，平臺賬號的設備編號，平臺注冊提供的apikey，將其命名為server_host、devidGet 、apiKey，分別按照格式包含在http請求指令中，調用庫中的client.print()函數進(jìn)行http請求發(fā)送。

　　數據上傳采用http中的post方法，以json格式進(jìn)行數據更新。將上傳部分代碼封裝為void類(lèi)型datasend_function(String id,String value)子函數形式，調用使用時(shí),在id,value位置填入相應內容即可便捷調用，將數據上傳至指定數據流點(diǎn)進(jìn)行后續數據調用及其它相關(guān)操作。

　　根據平臺開(kāi)發(fā)文檔要求，http上傳json格式形式如下：

POST /devices/所注冊設備編號/datapoints

HTTP/1.1

api-key: //（平臺注冊時(shí)數據流api密鑰）

Host: api.heclouds.com // 固定（此為onenet服務(wù)器域名）

Content-Length: length // 發(fā)送httppost指令長(cháng)度

{“datastreams”:

[{“id”:”對應數據點(diǎn)名”,”datapoints”:[{“v

alue”:””}]}]}

//value后填入數據點(diǎn)的實(shí)時(shí)數值

　　http上傳需嚴格按照平臺定義形式進(jìn)行，包括標點(diǎn)、空格、換行等細節，否則數據將上傳失敗。數據上傳成功，短暫延遲后可在onenet平臺上實(shí)時(shí)查看管理對應數據流。

　　1.3 小程序數據可視化

　　球場(chǎng)實(shí)時(shí)數據顯示，通過(guò)微信小程序和onenet平臺協(xié)作進(jìn)行達成。Onenet平臺負責存儲采集到的數據，小程序通過(guò)http指令，以get方式從onenet平臺請求數據流，從而將體育館內的人數、環(huán)境指標、使用情況等數據顯示給用戶(hù)。

　　得到場(chǎng)館內相應的信息之后，將其賦值給變量，調用console.log()函數，在wxml內置文件中將得到的內容再顯示到界面上，完成場(chǎng)館信息顯示功能。

　　1.4 小程序預約系統實(shí)現

　　小程序云開(kāi)發(fā)數據庫：實(shí)現預約系統的過(guò)程中，小程序采用微信小程序的云開(kāi)發(fā)數據庫。云開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)JSON 數據庫，數據庫中的每條記錄都是JSON 格式的對象。一個(gè)數據庫可有多個(gè)集合（相當于關(guān)系型數據中的表），集合可作為JSON數組，數組中的每個(gè)對象即為一條記錄，記錄格式以JSON格式進(jìn)行。

　　微信小程序數據庫相較于市面同類(lèi)數據庫，有著(zhù)開(kāi)發(fā)成本低，易于操作的優(yōu)勢，尤其針對微信小程序，適配性高，配套函數調用極為便捷，內置相關(guān)組件可便捷進(jìn)行數據庫數據分析及可    視化處理處理，針對小程序開(kāi)發(fā)者，小程序數據庫的使用能夠提供極大的便利。

　　預約系統實(shí)現邏輯

　　小程序預約系統運行邏輯：通過(guò)小程序來(lái)對場(chǎng)館的類(lèi)別和時(shí)間段進(jìn)行預約，再由小程序從數據庫讀取相應的用戶(hù)預約記錄，轉而生成二維碼，再由門(mén)禁系統掃取二維碼，根據二維碼內容進(jìn)行識別，從而判斷用戶(hù)能否進(jìn)入場(chǎng)館。

　　小程序預約系統通過(guò)基于數據庫的查詢(xún)與添加進(jìn)行展開(kāi)，小程序以查詢(xún)數據庫方式，獲取所有已預約時(shí)間和未預約時(shí)間，由此更新用戶(hù)端時(shí)間預約列表。用戶(hù)進(jìn)行預約后，小程序再次對預約時(shí)間進(jìn)行審核，核對用戶(hù)所預約的時(shí)間為無(wú)人預約后，將這個(gè)數據通信更新至數據庫。隨后他人打開(kāi)預約界面的時(shí)候會(huì )再次訪(fǎng)問(wèn)數據庫進(jìn)行信息讀取刷新，由此實(shí)現預約信息的實(shí)時(shí)更新。

　　查詢(xún)數據庫更新列表狀態(tài)采用db.collection.where與.get條件查詢(xún)語(yǔ)句，查詢(xún)在用戶(hù)的可預約時(shí)間段內，數據庫內是否已經(jīng)含有預約記錄。若查詢(xún)到某個(gè)時(shí)間已經(jīng)被預約，則將列表中對應的時(shí)間從時(shí)間文本更改為“請選擇其他時(shí)間”的文本。由此對用戶(hù)可預約時(shí)間內的每一個(gè)時(shí)間進(jìn)行查詢(xún)，完成對列表狀態(tài)更新。

　　用戶(hù)可在預約界面選擇預約日期并點(diǎn)擊預約進(jìn)行場(chǎng)館預訂。單擊預約后，程序會(huì )再次判斷該時(shí)間是否可預約，如果可預約，則使用db.collection.add語(yǔ)句來(lái)向數據庫發(fā)送信息，信息包含日期、時(shí)間、場(chǎng)地號、使用方式，以“查詢(xún)”的方式顯示到小程序上“我的訂單”模塊。

　　1.5 門(mén)禁系統的識別實(shí)現

　　根據數據庫存儲的信息，轉化為包含“密鑰+日期+時(shí)間+場(chǎng)館號”信息的二維碼。每個(gè)場(chǎng)地對應特有場(chǎng)地號作為不同場(chǎng)地識別，由本地控制系統，經(jīng)過(guò)GM-65二維碼掃描模塊，對小程序生成的二維碼信息進(jìn)行掃描進(jìn)而進(jìn)行身份驗證。系統本地時(shí)間信息獲取通過(guò)gps模塊獲取實(shí)時(shí)UTC信息，進(jìn)行轉換后獲取。

　　2 結論

　　本系統采用時(shí)下使用較為廣泛的Onenet開(kāi)放式智能平臺，微信小程序及其數據庫，物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)結合硬件傳感設備，實(shí)現遠程場(chǎng)地狀態(tài)查看及預約功能，為校園師生日常生活中合理規劃體育運動(dòng)提供了便利，使得運動(dòng)場(chǎng)地的使用更加智能高效便捷，系統的構建為預約功能在小程序中的實(shí)現、遠程設備信息上傳及開(kāi)放式智能平臺搭建使用提供了可參考的解決方案，本系統具備一定現實(shí)意義及推廣價(jià)值。

　?。?］ 張新程.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社,2011.

　?。?］中國移動(dòng).Onenet開(kāi)發(fā)者文檔中心https://open.iot.10086.cn/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=536&fromuid=23569.

　?。?］ 張學(xué)記.智慧城市:物聯(lián)網(wǎng)體系架構及應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2014.

　?。?］ 任志玲,張廣全,林冬,等.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )應用綜述[J].傳感器與微系統,2018,(3) : 165-166．

　?。?］ 陳晨.基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的高校智慧圖書(shū)館研究與展望[J].輕工科技,2017,(12) : 68-69．

　?。?］ 楊洋.基于無(wú)線(xiàn)傳感器的智能電網(wǎng)線(xiàn)路傳感器系統的研制[J].貴州電力技術(shù),2013,03 : 50-52．

　?。?］ 龔建華.JSON格式數據在Web開(kāi)發(fā)中的應用[J].辦公自動(dòng)化,2013,20 : 46-48．［8］徐斌,諸葛斌,等.基于微信小程序的智能學(xué)習平臺的設計與實(shí)現[EB/OL].北京:中國科技論文在線(xiàn) [2018-11-19].

　　本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2019年第12期第55頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。