Buddy:建立在AWS Edukit上的智能設備

描述

我們在談論什么問題？

冠狀病毒的爆發顛覆了我們的生活，創造了新的常態。COVID-19 對勞動力最明顯的影響是遠程工作的員工人數急劇增加。在大流行期間遠程工作取得積極經驗后，一些公司已經計劃轉向靈活的工作空間，此舉將減少他們所需的整體空間，并減少每天進入辦公室的員工。麥肯錫在 2020 年 8 月對 278 名高管進行的一項調查發現，他們平均計劃將辦公空間減少 30% [來源]

雖然 WFH 為公司提供了靈活性和成本降低，但也存在一些嚴重的副作用。最近的研究表明，在家工作會帶來嚴重的身心健康問題，影響一個人的整體生產力和工作后的生活。大多數關鍵因素是

• 不正確的工作時間表，長時間坐在椅子/沙發上
• 減少體力活動
• 環境光線不足，讓人下班后精神不振
• 工作溫濕度不當
• 室內空氣質量不當

根據統計數據，有 1/3 的遠程工作人員沒有專門或適當的家庭辦公室。當我們在辦公室時，大部分環境測量都是由辦公室基礎設施監測/控制的。

溫濕度對生產力的影響

最近的研究表明，略微溫暖的溫度現在被認為是生產力水平的理想選擇。大多數人過去認為 70 到 73 華氏度是辦公室的最佳溫度，但康奈爾大學的一項研究發現，現在最高 77 華氏度被認為是最佳溫度。

在為您的辦公室確定合適的溫度時，需要考慮許多因素。第一個是，辦公室里有女性嗎？研究表明，女性在溫暖的辦公室溫度下工作效率更高。其他需要考慮的事情是辦公室里有多少窗戶以及天花板有多高。大窗戶會帶來更多的陽光，讓房間更暖和，而高高的天花板會產生氣流，讓房間感覺更冷。充分了解建筑物和其中的人是找到理想溫度的關鍵。

在確定理想的辦公室溫度時，考慮濕度很重要。如果空氣過于潮濕，人們更容易出汗和感到疲倦。另一方面，較低的濕度會使空氣感覺比實際更冷，從而導致不適和干燥。全年舒適的理想濕度水平約為 40% [來源]

良好的照明對生產力的重要性

照明對員工的情緒、積極性和生產力產生了切實的影響。研究表明，花時間在光線充足的地方可以提高維生素 D 水平，改善睡眠，對抗季節性抑郁癥，并培養積極的心態。

研究還表明，連續幾天在昏暗的光線下工作會增加眼睛的壓力和大腦疲勞，因此，人們在下班后會感到精力不足和困倦。

在家工作時久坐不動的生活方式

在過去的一年里，許多專業人士不得不徹底改變他們的日?；顒?，以將遠程工作融入他們的生活。雖然這意味著他們可以在自己舒適的家中工作，但與他們曾經每天上下班時享受的自然活躍的生活方式相比，這也可能導致了一種更加久坐不動的生活方式。

缺乏身體活動會導致人體出現嚴重問題，包括肥胖、心臟病、糖尿病等，以及因應對此類疾病而產生的抑郁和焦慮。對于那些還沒有回到辦公室的人來說，從越來越不活躍的生活方式中恢復過來并確保他們得到足夠的鍛煉以保持身心健康的最佳方法是什么？

技術如何提供幫助？

使用技術，我們可以解決上述大部分問題。我們可以構建一個連接一組傳感器的智能設備，這些傳感器可以收集室溫、濕度、光線和室內空氣質量。人體存在傳感器可以連接到微控制器，微控制器可以檢測到人是否長時間坐著。基于通過藍牙從設備收集的所有這些數據，移動應用程序可以將數據發送到云端。在云上運行的算法可以向人員發送警報/建議建議，指示是否該散步或室內空氣質量需要注意或需要控制溫度以提高生產力。

介紹巴迪

Buddy 是一個建立在 AWS Edukit ( M5Stack Core 2 ) 上的智能設備，連接一組傳感器

• BME680 - 捕捉室溫、濕度和室內空氣質量
• AK9753 - 捕捉人體運動，可精準捕捉左右、上下運動
• 光傳感器 - 捕捉室內環境光

Buddy 附帶一個移動應用程序，該應用程序通過藍牙連接到設備。設備運行一種算法來計算考慮溫度、濕度、光照和 IAQ 的生產力。生產率百分比只是一個表示生產率的數字。該數字可用于對您的環境進行必要的調整。

應用程序還會向您發送提醒，讓您下班休息一下，走路休息一下。

主要特征

• 生產力監控和建議——基于感官數據，Buddy 計算生產力并在生產力因環境數據而下降時提醒您
• 準備情況- 根據光線、室內空氣質量、伙伴確定您下班后的準備情況。高分表示您在工作時間后會更加精力充沛且不那么困倦。
• 推送通知- 您的應用程序不需要在前臺運行。Buddy 后端將通過 AWS Pinpoint 發送推送通知
• 分析- 您可以在應用儀表板上跟蹤所有傳感器數據
• 生產就緒后端- 整個后端構建在高度可擴展的 AWS 無服務器架構上，使該產品準備好在市場上推出。
• 簡單- 該應用程序有意變得非常簡單。您可以在成功登錄后打開應用程序時打開的儀表板頁面上獲得所有相關信息。有一個第二個選項卡，您可以在其中查看所有分析數據和具有某些設置的第三個選項卡。

?

?

軟件架構

這個產品的軟件架構要講很多。如前所述，我在 AWS 無服務器架構上構建了它，這意味著您按使用付費，而不是 24x7 全天候運行服務器并在系統未使用時付費。此外，所有使用的資源都由 AWS 完全管理，這意味著您無需擔心安全補丁、升級等問題。此外，所有這些資源都可以自動擴展，您無需擔心擴展/縮小。

我喜歡 AWS Amplify 有一些明顯的原因 - 易于開始使用原型并在生產中部署。與 Cognito 身份驗證、應用程序同步、精確定位、lambda 輕松集成。

用戶身份驗證（注冊/登錄/注銷）由 AWS Cognito 管理。當新用戶注冊時，用戶身份將獲得訪問 AWS IOT Core 的權限，以從移動應用程序發送數據。由于我不是從具有安全元素的 Edukit 連接到 AWS IOT Core，而是從移動應用程序連接，因此確保通信安全非常重要。移動應用程序可以僅使用經過身份驗證的 Cognito 用戶將數據發送到 IOT Core。

將策略附加到 Cognito 用戶身份的代碼片段

我在概念驗證期間授予了所有物聯網操作的權限。您可以具體說明，也推薦這樣做。這里要特別指出的是資源屬性中的“*”。如果您指定一個特定的主題，它不起作用。如果您找到解決方案，請在評論部分告訴我。我好奇。

一旦移動應用程序通過藍牙連接到 Edukit，Edukit 就開始向 RX 特性發送數據。收到數據后，移動應用程序會在預定義的通道上將數據發送到 AWS IoT Core，同時 MAC 地址用作設備的唯一標識符。

同時，移動應用程序將數據存儲到 AWS 數據存儲，該數據存儲通過 AppSync 與 dynamoDB 同步。

創建一個 IoT 規則以將消息推送到 AWS IOT 事件輸入

我創建了一個檢測器模型來管理工作流程。這是用于物聯網用例的“無代碼”工作流管理工具。您可以通過 AWS 控制臺對整個工作流程邏輯進行建模。AWS 將自動管理您所有設備的工作流程，這些設備由您指定的密鑰唯一標識。這里我使用“mac”地址作為密鑰標識符。

AWS Edukit 作為 BLE 外設

AWS Edukit 充當具有以下服務 UUID 和兩個特征的 BLE 外圍設備。該設備可發現為 M5StackCore2。從 Swift 代碼中，我通過服務 UUID 發現設備，這樣即使應用程序未在前臺運行，BLE 通信也可以繼續。

#define BLENAME "M5StackCore2"

#define SERVICE_UUID "4D7D1101-BA27-40B2-836C-17505C1044D7"

#define TX_CHAR_UUID "4D7D1102-BA27-40B2-836C-17505C1044D7"

#define RX_CHAR_UUID "4D7D1103-BA27-40B2-836C-17505C1044D7"

當設備連接到應用程序時，LED 條變為藍色以提供視覺指示。

傳感器連接

由于 M5Stack 具有 Grove 連接器，因此無需焊接。

下一步是什么 ？

創建此項目時要牢記生產部署。如您所知，AWS 支持的后端架構具有高度可擴展性，我們可以立即從開發轉到生產。

在一些 PCB 制造商和合作伙伴的幫助下，我們應該能夠使該設備真正使用。

Buddy 應用程序是用 Swift 編寫的，僅適用于 iOS。我需要考慮一些混合移動開發，例如 flutter 或 ionic，這樣我就不需要為 iOs、Android、Amazon Fire OS 維護單獨的代碼庫

想要復制？

作為 Hackster.io 項目承諾的一部分，我將我的項目開源。請在代碼部分查看我的 github 存儲庫，我在其中記錄了如何克隆和構建項目。

該項目也發布在PCBWay上