基于mind+平台及DFRduino开源硬件的共享篮球项目

一、项目简述

       体育迷应该都碰到过这样的事。不经意间来到篮球场、足球场，忽然心血来潮，希望进入场地锻炼一下或许显露身手，但却往往“没带球”。是的，很多篮球爱好者在打球进程中面临着忘记带球、带球麻烦、临时打球、买球轻易丢、经常被借球、带球人先走以及随身物品存放等麻烦，希望通过篮球共享、物品存放的模式来解决以上痛点。

       于是，共享篮球应运而生，只要通过简单的验证，注册激活，就可以借到球。赶快来畅享一下吧！

二、器材清单

1. 硬纸板 若干                       制作箱子
2. DFRduino               *1        主控板
3. 摄像头                    *1         人脸及证件图像获取
4. HC-SR04 超声波    *1         根据箱内距离大小判断是否有球
5. 9g 舵机                   *1         开启或关闭箱门
6. 无源蜂鸣器             *1         播放开启或关闭箱门提示音
7. LED灯                     *1         箱内照明
8. LCD1602显示屏     *1         实时显示箱内是否有球

三、硬件连接图

四、业务流程图

    （1）信息流导向图

    （2）逻辑流程图

五、视频演示

六、mind+程序解说

（1）舞台设计

（2）初始化程序，启用篮球场背景，显示“借球”、“还球”按钮。

（3）点击绿旗，启动程序，使用超声波测距，检测箱内是否有篮球，并在LCD1602显示屏上显示。

（4）定义输入电子邮箱函数。当用户点击“借球”按钮时，需要用户输入电子邮箱。然后，将电子邮箱通过MQTT发送到Python后台程序，交给Python进行邮箱格式验证，激活验证，以及黑名单验证。

（5）MQTT接收后台程序对电子邮箱验证的结果，如果邮箱格式错误，则重新输入。如果已被拉入黑名单，则需要电话联系管理员。如果邮箱没有被激活，则输入邮件中的4位整数验证码，Python后台程序继续校对验证码是否正确，是否超时，完全符合要求才允许进行“身份证拍照”。

（6）采集身份证信息，采集人脸信息，进行人脸识别对比验证。如果认证通过，则打开箱门、开启LED照明灯、播放“滴”提示音。等待15秒后，再次利用超声波检测球是否被用户取走。如果被取走，则将信息发送给Python后台存进数据库。

（7）如果用户点击“还球”按钮，让用户输入电子邮箱，打开箱门、开启LED照明灯、播放“滴”提示音。等待15秒后，再次利用超声波检测球是否被放入。如果被放入，则将信息发送给Python后台存进数据库。

如果接受到Python后台返回的“huanOK"，则表明还球成功。

如果接受到Python后台返回的”huanHei“,则表明还球超时，已被拉入黑名单。

七、数据库设计

    （1）数据库E-R图

    （2）用户信息表设计

    （3）借还记录表设计

八、Python程序解说

（1）引入库文件

（2）建立MQTT，开启订阅话题

（3）利用正则封装电子邮箱验证函数

（4）如果接受到用户发来电子邮箱，判断是否为新用户，新用户则通过邮件发送激活码，老用户则判断其是否被列入黑名单

（5）封装发送邮箱函数，由于发送验证码

（6）如果收到用户发来的4位整数验证码，判断其是否正确，判断其是否过期，如果正确且不过期，则激活成功

（7）如果篮球被用户取走，将记录存入到借还记录表

（8）如果接受到用户还球操作，将记录存入借还记录表，并判断用户还球是否超时。如果超时，直接拉入黑名单

（9）定时监测，排查超过24小时还没有还球的用户，直接拉入黑名单

九、运行方法

（1）解压“共享篮球程序”。

（2）运行SIoT目录下的 “SIoT_windows_1_2.exe”

（3）如下图所示，修改“shareball.py”文件中第193、194、195、197行的电子邮箱配置成自己的邮箱服务器

（4）在Python3.8模式下运行“shareball.py” 和 “jiance.py” 

（5）运行“共享篮球.sb3”

十、随笔体会

     想法是突发奇想，受到"章"老师”爱的传递——爱心储物柜“启发，才想到”共享篮球“的。网上一搜，确实也已经存在这样的项目了。开始像简单的做，只是有人靠近自动打开箱门，借球、还球。这样显得苍白无力，不能掌控，不够严谨。想想，有人借了球不还怎么办？于是想到了，人脸识别。只能使用mind+实时模式了，直接提供了图像识别和语音朗读功能。哈哈。

     原本想使用人脸识别进行借球和还球操作就可以了。可是，mind+可以保存视频截图，却不能获取该截图的文件名，导致，该截图不能重复调用。

     没有哈士奇，只能实时模式，而mind+实时模式和外界数据交换的网络功能，只有MQTT和TinyWebDB。因为MQTT可以使用谢老师和他的朋友们搭建的SIot平台，因此，我直接采用的这个。并且，在SIOT的基础上编写Python程序，来做更细致的数据处理。

     这是我第4次使用正式的使用mind+编程程序，每用一次，感觉一次它的强大。特别是Arduino开源套件这一块，集成了非常丰富的类库，直接调用，很方便。

     此次项目仅仅是在现有条件下开发，使用Emall电子邮箱激活通讯。实际上，如果申请到微信扫描登陆、微信支付等接口。或者，使用短信接口，发送激活验证码，会更好，更便捷。

十一、参考案例

(1) "云天"老师   [项目分享]Python与Slot本地物联网实现互通  https://mc.dfrobot.com.cn/thread-302643-1-1.html#pid441933

(2) DFEDU   [求助问答] I2C LCD1602液晶显示屏无法显示怎么解决  https://mc.dfrobot.com.cn/thread-297811-1-1.html

(3)"章"老师   [项目分享]爱的传递——爱心储物柜 https://mc.dfrobot.com.cn/thread-281075-1-1.html

同时，感谢群里各位大佬的技术指导，谢谢各位！