会议用电子胸牌设计

项目说明

项目基于墨水屏价签改进设计，实现工程简介里的要求。

开源协议

基于CC  BY-NC-SA 4.0发布。

项目相关功能

1. 胸卡采用墨水屏，正面显示会议名称和个人信息。
2. 胸牌有一个按键，按下后胸牌显示此牌的二维码，扫描此码即可输入相应信息（名字、单位、照片等）；松开按键后恢复显示会议胸牌内容。
3. 工作人员可以提前录入参会人员资料，也可以直接扫描胸牌录入；也可以由用户自行录入；
4. 由于胸牌显示的二维码具有唯一性，后续可以开发会议记帐等功能。
5. 胸牌背面有磁吸卡口，用于卡在衣服上。

项目属性

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

项目进度

1, 已完成电路设计；
2. 已完成软件调试；
3. 已完成电路焊接测试；
4. 已完成3d打印外壳设计；
5. 已打印完成外壳；
6. 全部完成。

设计原理

1. 系统分为2个部分，一是可以佩戴的胸牌；二是数据收集和发布的后台。
2. 胸牌采用esp32模块处理数据和墨水屏进行显示；平时处于休眠状态，定时被动更新或按键主动更新。
3. 后台采用django应用服务器，采有sqlite3作为数据存储。

软件说明

一、胸牌部分：

采用esp-idf开发。短按键后系统启动，连接网络并获取取数据进行显示，然后休眠，主要逻辑如下：

1. 启动后首先进行按键扫描：如果启动时按着，则按键㳄数计数器加1；如果已经释放，则计数器清零。如果计数器不为零，则显示编辑数据的二维码，如果计数次数大于或等于3次，则清除wifi信息。
2. 启动wifi，如果之前没有连通过（首次开机），或已被强制清除（参看上一条内容），则启动esptouch联网，用户可以用手机上的esptouch（v1)客户端输入wifi密码等；这一步骤可以多台同时开机，esptouch支持对多台设备同时上传密码。
3. 联网以后，向服务器索取应显示的内容。如果此胸牌信息没有内容，则显示二维码后休眠。用户扫描此二维码后出现信息录入界面，在输入相应信息后存入服务器上的数据库。短按键触发刷新后显示。
4. 按一下胸牌上面的按键，则胸牌刷新一次（重新读取服务器上的信息）后休眠。
5. 长按胸牌上面的按键(1秒以上，5秒以内（看到屏幕刷新后松开）），则胸牌会显示录入信息用的二维码（参见第三条内容）后休眠。录入后需短按键触发刷新。
6. 更长按胸牌上面的按键（30秒以上，直到屏幕第三次刷新，显示esptouch提示后松开），胸牌会重置wifi，需要重新用esptouch设置（用于更换 wifi ssid 和 密码）。
7. 如果连不上wifi或找不到服务器，大约1分钟后（会一直尝试连接），屏幕会显示“连不上wifi或服务器”，然后休眠。
8. 如果用微信扫描二维码，请选择“在浏览器中打开”。也可以直接用系统自带的扫码工具。
9. 胸牌支持usb充电。

主要代码如下：

void app_main(void)
{
...
    if (gpio_get_level(key_pin) == 0) {
        // key pressed
        ++restart_counter;
    } else
        restart_counter = 0;

    // 如果一直按键，则重新配网
    if (restart_counter >= 3) {
        printf("wifi cleared\n");
        esp_wifi_restore();
        err = nvs_commit(my_handle);
        ESP_LOGI("WIFI", "clearing wifi password & ssid\n");
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        nvs_flash_init();
        restart_counter = 0;
    }

    // 获取wifi配置信息，如果没有，则显示 esptouch 界面
    // wifi 没有初始化，取不得数据，所以放到 initialise_wifi 里面，见下
    /*esp_wifi_get_config(WIFI_IF_STA, &myconfig);
    if (strlen((char*)myconfig.sta.ssid) == 0) {
        printf("Current wifi ssid is %s, length = %d\n", myconfig.sta.ssid, strlen((char*)myconfig.sta.ssid));
        epd.display(esptouch);
    }
    */
    // 启动配网，或直接入网
    initialise_wifi(epd, esptouch);
    //等待配网成功
    // 如果连上，则联网，否则休眠。
    uxBits = xEventGroupWaitBits(s_wifi_event_group, CONNECTED_BIT , false, true, pdMS_TO_TICKS(100000));
    if ((uxBits & CONNECTED_BIT)  ){
        get_mac_address();
        if (restart_counter > 0)
            sprintf(url, "%s%s%s", URL_BASE, "qr/", mac_str);
        else
            sprintf(url, "%s%s%s", URL_BASE, "name/", mac_str);
        epd_task_url(epd, url);
        printf("Restart Counter = %ld\n", restart_counter);
        // Write
        printf("Updating restart counter in NVS ... ");
        err = nvs_set_i32(my_handle, "restart_counter", restart_counter);
        // Commit written value.
        // After setting any values, nvs_commit() must be called to ensure changes are written
        // to flash storage. Implementations may write to storage at other times,
        // but this is not guaranteed.
        printf("Committing updates in NVS ... \n");
        err = nvs_commit(my_handle);
        // Close
        nvs_close(my_handle);
    //} else {
        // 显示没有联网，所以休眠，请重新启动？
    //    ;
    }...
}

二、服务器端：

采用django实现，数据存储采用sqlite3，支持excle等格式的导入和导出。

1. 可以提前制作好胸牌的图片文件，存在服务器的相应位置。
2. 如果采用参会人员自行录入，则可以不做任何处理，只要发放胸牌即。
3. 如果提前录入数据，则需要每个胸牌的mac地址，然后制作excel表格，导入服务器后，按一下胸牌按键就可以显示了。
4. 可以导出excel文件，内容为所有参加人员自行录入的信息，并包括mac地址。

显示屏部分后端主要代码如下：

def name(request, mac):
    try:
        person = Meetings.objects.get(mac = mac)
    except Meetings.DoesNotExist:
        return qr(request, mac)
    font36 = ImageFont.truetype(SIMKAI, 36)
    font24 = ImageFont.truetype(SIMKAI, 20)
    font12 = ImageFont.truetype(SIMKAI, 12)
    # 296 * 128
    im = Image.open(OSHWHUB) # 296 * 128
    im = im.convert('L')
    draw_table = ImageDraw.Draw(im=im)
    draw_table.text(xy=(96, 50), text=person.name, fill=0x0, font= font36, spacing=12, align='left')  # 文字位置，内容，字体
    draw_table.text(xy=(70, 100), text=person.company, fill=0x0, font= font24, spacing=12, align='left')  # 文字位置，内容，字体
    if person.img and hasattr(person.img, 'url'):
        img = Image.open(person.img.path)
        img = img.transpose(Image.ROTATE_270)
        img.thumbnail((60, 80))
        im.paste(img, (8,40))
    im.save('/tmp/' + mac + '.bmp', 'BMP')  # 保存在当前路径下，格式为PNG
    im.close()

    response = FileResponse(open('/tmp/' + mac + '.bmp', 'rb'))
    response['Content-Type'] = 'application/octet-stream'
    f.close()
    return response

实物展示

系统安装流程

一、建立一个有AP的局域网，此处假设网络地址为192.168.5.x
二、安装web 服务器（假设服务器地址为192.168.5.1)：
0,新建一个文件夹，如/opt/web:

mkdir /opt/web

1. 建立venv环境: 

cd /opt/web
python -m venv .

2. 安装django:

pip install django 

3. 安装必须的插件：

pip install django-import-export pillow qrcode

4. 生成一个网站: 

django-admin startproject mysite

5. 将附件中的mysite.tgz 解压，并覆盖上一步的文件
6. 启动django：

python manager.py runserver 192.168.5.1:8080

7. 进入管理界面(增删改数据、导入导出）：

http://192.168.1.5.1:8080/admin/

三、重新编译固件

1. 下载并安装 vscode
2. 解压附件的中idfepd.zip；
3. 根据需要修改main.cpp 的第57行，这是配置服务器的地址

const char * URL_BASE ="http://192.168.5.1:8080/epdiy/";

4. 编译并上传到胸牌。
5. esptouch时，特别需要注意是2.4G网络。

其他

一、演示视频和设备源码（idfedp.zip)、设备固件(epd2in9.bin)、服务器端源码(mysite.tgz)、外壳模型(stl.zip，三维猴可以直接打印)已上传附件。
二、胸牌信息模板文件为服务器端mysite文件夹下面的 oshwhub.bmp，请按当前大小和颜色保存。
三、设计中参考了oshwhub上的多个价签屏模块。