Codius.AutoFeeder v1.0: GSM-кормушка для собаки, с управлением по SMS и обратной связью — презентация проекта

//===================================================== // Codius.AutoFeeder v1.01 // Kravchenko Viktor, codius.ru // Project page - http://codius.ru/articles/256 //===================================================== //#define DEBUG // Для режима отладки нужно раскомментировать эту строку #ifdef DEBUG // В случае существования DEBUG #define DEBUG_PRINT(x) Serial.print (x) // Создаем "переадресацию" на стандартную функцию #define DEBUG_PRINTLN(x) Serial.println (x) #else // Если DEBUG не существует - игнорируем упоминания функций #define DEBUG_PRINT(x) #define DEBUG_PRINTLN(x) #endif #include <SoftwareSerial.h> // Библиотека програмной реализации обмена по UART-протоколу на пинах отличных от 0 и 1 SoftwareSerial SIM800(9, 8); // RX, TX - Создаем класс // Аппаратные настройки =============================== int pinHallData = A5; // Пин состояния, сигнал с датчиков Холла int pinHallPower = 12; // Пин питания датчиков Холла, используется для экономии электричества // Питание для определения состояния будет подаваться, только в момент измерения int pins[4] = {5, 4, 3, 2}; // Пины управления реле int pinGreen = 6; // Пин подключения зеленого светодиода int pinRed = 7; // Пин подключения красного светодиода int pinGND = 11; // Пин подключения земли для светодиодов (для удобства подключения, все пины с землей заняты) // Программные настройки ============================== String phones = "+7928xxxxxxx;+7918xxxxxxx;+7920xxxxxxx"; // Список телефонов, которые могут управлять устройством. Первый номер - админ int actualStatus = 0; // Переменная для хранения состояния устройства (0 - все закрыто, 4 - все открыто) float balance = 0.0; // Переменная для хранения данных о балансе SIM-карты float lowLevelBalance = 50.0; // Переменная порогового значения, при превышении - информирование о балансе String tasks[10]; // Переменная для хранения списка задач к исполнению bool executingTask = false; // Флаг исполнения отложенной задачи long lastUpdate = 0; // Переменная хранящая время последней проверки long updatePeriod = 90000; // 90 сек - Период автоматической проверки наличия сообщений (в миллисекундах, 1000 - 1 сек) //===================================================== void setup() { for (int i = 0; i < 4; i++) { // Инициализируем пины реле digitalWrite(pins[i], HIGH); // Так как эта модель реле управляется LOW-сигналом, чтобы не было ложного срабатывания ... pinMode(pins[i], OUTPUT); // ...во время каждого включения, перед установкой режима пина, устанавливаем его значение } pinMode(pinHallData, INPUT); // Инициализируем сигнальный пин с датчиков Холла pinMode(pinHallPower, OUTPUT); // Инициализируем пин питания датчиков Холла digitalWrite(pinGND, LOW); // Инициализируем пины светодиодов индикации pinMode(pinGND, OUTPUT); pinMode(pinGreen, OUTPUT); pinMode(pinRed, OUTPUT); digitalWrite(pinRed, HIGH); // При старте мигаем обоими светодиодами digitalWrite(pinGreen, HIGH); delay(100); digitalWrite(pinRed, LOW); digitalWrite(pinGreen, LOW); Serial.begin(9600); // Скорость обмена данными с компьютером SIM800.begin(9600); // Скорость обмена данными с модемом DEBUG_PRINTLN("Start!"); delay(5000); // Даем время модему завершить инициализацию // Отправляем команды инициализации, если все в порядке мигает зеленый индикатор, если нет - красный if (sendATCommand("AT", true).indexOf("OK") > -1) blinkOK(); else blinkFail(); // Команда готовности GSM-модуля if (sendATCommand("AT+CLIP=1", true).indexOf("OK") > -1) blinkOK(); else blinkFail(); // Установка АОН if (sendATCommand("AT+CMGF=1", true).indexOf("OK") > -1) blinkOK(); else blinkFail(); // Установка текстового режима SMS (Text mode) sendATCommand("AT+CMGDA=\"DEL ALL\"", true); // Удаляем все сообщения, чтобы не забивали память МК addTask("getBalance"); // Добавляем задачу - "Запрос баланса" // Добавляем задачу - "Отправить SMS админу о включении устройства" addTask("sendSMS;" + phones.substring(0, phones.indexOf(";")) + ";Init - OK.\r\nStatus: " + statusToString(actualStatus)); lastUpdate = millis() + 10000; // Ближайшая проверка через 10 сек } void blinkOK() { // Функция индикации OK (3 мигания зеленым индикатором) for (int i = 0; i < 3; i++) { blinkLed(pinGreen, 100); delay(100); } } void blinkFail() { // Функция индикации ошибки (длительное мигание красным) blinkLed(pinRed, 1500); } void blinkLed(int pin, int _delay) { // Общая функция для мигания светодиодами digitalWrite(pin, HIGH); if (_delay > 0) delay(_delay); digitalWrite(pin, LOW); } String sendATCommand(String cmd, bool waiting) { // Функция отправки AT-команды blinkLed(pinGreen, 10); // Мигаем зеленым индикатором об отправке данных GSM-модулю String _response = ""; DEBUG_PRINTLN(cmd); // Дублируем в Serial отправляемую команду SIM800.println(cmd); // Отправляем команду модулю if (waiting) { // Если нужно ждать ответ от модема... _response = waitResponse(); // Результат ответа сохраняем в переменную if (_response.startsWith(cmd)) { // Если ответ начинается с отправленной команды, убираем её, чтобы не дублировать _response = _response.substring(_response.indexOf("\r\n", cmd.length()) + 2); } DEBUG_PRINTLN(_response); // Выводим ответ в Serial return _response; // Возвращаем ответ } return ""; // Еси ждать ответа не нужно, возвращаем пустую строку } String waitResponse() { // Функция ожидания ответа от GSM-модуля String _buffer; // Переменная для хранения ответа long _timeout = millis() + 10000; // Таймаут наступит через 10 секунд while (!SIM800.available() && millis() < _timeout) {}; //Ждем... if (SIM800.available()) { // Если есть что принимать... _buffer = SIM800.readString(); // ...принимаем //DEBUG_PRINTLN("Ok - response"); return _buffer; // и возвращаем полученные данные } else { // Если таймаут вышел... blinkLed(pinRed, 500); // ...мигаем красным светодиодом //DEBUG_PRINTLN("Timeout..."); } return ""; // и возвращаем пустую строку } bool hasmsg = false; // Флаг наличия сообщений к удалению void loop() { String _buffer = ""; // Переменная хранения ответов от GSM-модуля if (millis() > lastUpdate && !executingTask) { // Цикл автоматической проверки SMS, повторяется каждые updatePeriod (90 сек) do { _buffer = sendATCommand("AT+CMGL=\"REC UNREAD\",1", true); // Отправляем запрос чтения непрочитанных сообщений if (_buffer.indexOf("+CMGL: ") > -1) { // Если есть хоть одно, получаем его индекс int msgIndex = _buffer.substring(_buffer.indexOf("+CMGL: ") + 7, _buffer.indexOf("\"REC UNREAD\"", _buffer.indexOf("+CMGL: "))).toInt(); char i = 0; // Объявляем счетчик попыток do { i++; // Увеличиваем счетчик _buffer = sendATCommand("AT+CMGR=" + (String)msgIndex + ",1", true); // Пробуем получить текст SMS по индексу _buffer.trim(); // Убираем пробелы в начале/конце if (_buffer.endsWith("OK")) { // Если ответ заканчивается на "ОК" getActionBySMS(_buffer); // Отправляем текст сообщения на обработку if (!hasmsg) hasmsg = true; // Ставим флаг наличия сообщений для удаления sendATCommand("AT+CMGR=" + (String)msgIndex, true); // Делаем сообщение прочитанным break; // Выход из do{} } else { // Если сообщение не заканчивается на OK blinkLed(pinRed, 500); // Мигаем красным светодиодом //Serial.println ("Error answer"); } sendATCommand("\n", true); // Перестраховка - вывод новой строки } while (i < 10); // Пока попыток меньше 10 break; } else { lastUpdate = millis() + updatePeriod; // Если все обработано, обновляем время последнего обновления if (hasmsg) { // Если были сообщения для обработки addTask("clearSMS"); // Добавляем задание для удаления сообщений hasmsg = false; // Сбрасываем флаг наличия сообщений } break; // Выходим из цикла } } while (1); } if (millis() > lastUpdate + 180000 && executingTask) { // Таймаут на выполнение задачи - 3 минуты //DEBUG_PRINTLN("ExTask-true!"); sendATCommand("\n", true); executingTask = false; // Если флаг не был сброшен по исполению задачи, сбрасываем его принудительно через 3 минуты } if (SIM800.available()) { // Ожидаем прихода данных (ответа) от модема... blinkLed(pinGreen, 50); // Данные пришли - мигаем зеленым светодиодом String msg = waitResponse(); // Получаем ответ от модема для анализа msg.trim(); // Убираем ненужные пробелы в начале/конце DEBUG_PRINTLN(".. " + msg); // ...и выводим их в Serial blinkLed(pinGreen, 50); // Мигаем зеленым светодиодом о приходе данных if (msg.startsWith("+CUSD:")) { // Если USSD-ответ о балансе String msgBalance = msg.substring(msg.indexOf("\"") + 2); // Парсим ответ msgBalance = msgBalance.substring(0, msgBalance.indexOf("\n")); balance = getDigitsFromString(msgBalance); // Сохраняем баланс deleteFirstTask(); // Удаляем задачу executingTask = false; // Сбрасываем флаг исполнения DEBUG_PRINTLN("Balance: " + (String)balance); // Отчитываемся в Serial } else if (msg.startsWith("+CMGS:")) { // Результат отправки сообщения deleteFirstTask(); // Удаляем задачу executingTask = false; // Сбрасываем флаг исполнения DEBUG_PRINTLN("SMS sending - task removed."); // Отчитываемся в Serial addTask("getBalance"); // Добавляем задачу запроса баланса } else if (msg.startsWith("RING")) { // При входящем вызове sendATCommand("ATH", true); // Всегда сбрасываем } else if (msg.startsWith("+CMTI:")) { // Незапрашиваемый ответ - приход сообщения lastUpdate = millis(); // Сбрасываем таймер автопроверки наличия сообщений } else if (msg.startsWith("ERROR")) { // Ошибка исполнения команды //DEBUG_PRINTLN("Error executing last command."); executingTask = false; // Сбрасываем флаг исполнения, но задачу не удаляем - на повторное исполнение } } if (!executingTask && tasks[0] != "") { // Если никакая задача не исполняется, и список задач не пуст, то запускаем выполнение. showAllTasks(); // Показать список задач String task = tasks[0]; if (tasks[0].startsWith("sendSMS")) { // Если задача - отправка SMS - отправляем task = task.substring(task.indexOf(";") + 1); executingTask = true; // Флаг исполнения в true sendSMS(task.substring(0, task.indexOf(";")), task.substring(task.indexOf(";") + 1)); } else if ((tasks[0].startsWith("getBalance"))) { // Задача - запрос баланса executingTask = true; // Флаг исполнения в true sendATCommand("AT+CUSD=1,\"#102#\"", true); // Отправка запроса баланса } else if ((tasks[0].startsWith("clearSMS"))) { // Задача - удалить все прочитанные SMS sendATCommand("AT+CMGDA=\"DEL READ\"", true); // Флаг исполнения не устанавливаем - здесь не нужно. deleteFirstTask(); // Удаляем задачу, сразу после исполнения } else { //DEBUG_PRINTLN("Error: unknown task - " + task); } } } void getActionBySMS(String msg) { // Функция получения действия из SMS String msgheader = ""; String msgbody = ""; String msgphone = ""; // Парсим SMS, получаем телефон и текст msg = msg.substring(msg.indexOf("+CMGR: ")); msgheader = msg.substring(0, msg.indexOf("\r")); msgbody = msg.substring(msgheader.length() + 2); msgbody = msgbody.substring(0, msgbody.lastIndexOf("OK")); msgbody.trim(); int firstIndex = msgheader.indexOf("\",\"") + 3; int secondIndex = msgheader.indexOf("\",\"", firstIndex); msgphone = msgheader.substring(firstIndex, secondIndex); msgbody.toLowerCase(); if (msgphone.length() > 10 && phones.indexOf(msgphone) > -1) { // Если номер присутствует в списке номеров String result = ""; // Обрабатываем это сообщение if (msgbody.startsWith("open")) { // Если команда "открыть ячейку", int blockNum = 0; // Открываем с использованием защитных механизмов if (msgbody.length() > 4) { blockNum = msgbody.substring(4).toInt(); if (blockNum > 4 || blockNum < 1) blockNum = -1; } int blockToOpen = -1; int block = blockNum; actualStatus = getStatus(); // Получаем актуальный статус if (blockNum == -1) { // Ошибочно указан номер ячейки result = "X - Err: " + msgbody.substring(4, 7); } else if (blockNum == 0) { // Номер блока не указан - автоматическое открывание if (actualStatus >= 4) { // Если уже все открыто, то сообщаем об этом result = "X"; } else { blockToOpen = actualStatus; result = "OK auto: " + (String)(actualStatus + 1); } } else { // Открывание по номеру ячейки if (blockNum != actualStatus + 1) { if (blockNum < actualStatus + 1) { result = "X:" + (String)block; } else { result = "X:" + (String)block; } } else { blockToOpen = actualStatus; result = "OK: " + (String)block; } } //DEBUG_PRINTLN("blockToOpen: " + (String)blockToOpen); if (blockToOpen >= 0 && blockToOpen < 4) { // Если номер ячейки в допустимых пределах digitalWrite(pins[blockToOpen], LOW); // Включаем электромагнитный переключатель на 1 секунду delay(1000); digitalWrite(pins[blockToOpen], HIGH); } actualStatus = getStatus(); // Получаем актуальный статус result += "\r\nStatus: " + statusToString(actualStatus); // Записываем его в переменную с результатом if (balance < lowLevelBalance) { // Если баланс ниже заданного предела, добавляем информацию в результат result += "\r\nBalance: " + (String)balance; } //DEBUG_PRINTLN("result: " + result); addTask(getSendSMSTaskString(msgphone, result)); // Добавляем задачу отправки SMS о статусе addTask("getBalance"); // Добавляем задачу запроса баланса showAllTasks(); // Выводим список задач } else if (msgbody.startsWith("force")) { // Команда грубого открытия ячейки int blockNum = 0; if (msgbody.length() > 5) { blockNum = msgbody.substring(5).toInt(); if (blockNum > 4 || blockNum < 1) blockNum = -1; } if (blockNum > 0) { for (int i = 0; i < 4; i++) { digitalWrite(pins[blockNum - 1], LOW); delay(200); digitalWrite(pins[blockNum - 1], HIGH); delay(700); } } } else if (msgbody.startsWith("status")) { // Команда запроса статуса result = sendATCommand("AT+CSQ", true); // Добавляем информацию о качестве сигнала result = result.substring(0, result.indexOf("\n")); actualStatus = getStatus(); // Получаем статус //DEBUG_PRINTLN("Status: " + statusToString(actualStatus)); addTask(getSendSMSTaskString(msgphone, "Status: " + statusToString(actualStatus) + "\n" + result)); // Добавляем задачу об отправке SMS со статусом addTask("getBalance"); // Добавляем задачу о запросе баланса showAllTasks(); // Выводим все задачи } else if (msgbody.startsWith("balance")) { // Команда запроса баланса addTask(getSendSMSTaskString(msgphone, "Balance: " + String(balance)));// Добавляем задачу об отправке SMS с балансом addTask("getBalance"); // Добавляем задачу о запросе баланса showAllTasks(); // Выводим все задачи } else if (msgbody.startsWith("callme")) { // Команда осуществить исходящий вызов sendATCommand("ATD" + msgphone + ";", true); } else if (msgbody.startsWith("test")) { // Команда тест - открываем поочереди все ячейки for (int i = 0; i < 4; i++) { digitalWrite(pins[i], LOW); delay(500); digitalWrite(pins[i], HIGH); delay(1000); } } else if (msgbody == "?" || msgbody == "help") { // Команда получения помощи по командам // String task=getSendSMSTaskString(msgphone, getHelpSMS()); // DEBUG_PRINTLN("task: " + task); // addTask(task); addTask(getSendSMSTaskString(msgphone, getHelpSMS())); addTask("getBalance"); showAllTasks(); } else if (msgbody.startsWith("checknow")) { // Обнулить таймер периодической проверки - проверить сразу lastUpdate = millis(); } } else { //DEBUG_PRINTLN("Unknown phonenumber"); } } String getHelpSMS() { // Текст сообщения с помощью по камандам return "Balance, CallMe, Open, Open[1-4], Status, Test, Force"; } String getSendSMSTaskString( String phone, String msg) { // Формируем строку задачи отправки SMS return "sendSMS;" + phone + ";" + msg; } // =================================== Tasks ========================================= void showAllTasks() { // Показать все задачи DEBUG_PRINTLN("All Tasks:"); for (int i = 0; i < 10; i++) { if (tasks[i] == "") break; DEBUG_PRINTLN("Task " + (String)(i + 1) + ": " + tasks[i]); } } void deleteFirstTask() { // Удалить первую задачу, остальные передвинуть вверх на 1 for (int i = 0; i < 10 - 1; i++) { tasks[i] = tasks[i + 1]; if (tasks[i + 1] == "") break; } } void addTask(String task) { // Добавить задачу в конец очереди for (int i = 0; i < 10; i++) { if (tasks[i] == task && (task == "clearSMS" || task == "getBalance")) { DEBUG_PRINTLN("Task already exists " + (String)(i + 1) + ": " + task); return; } if (tasks[i] == "") { tasks[i] = task; DEBUG_PRINTLN("Task " + (String)(i + 1) + " added: " + task); return; } } DEBUG_PRINTLN("Error!!! Task NOT added: " + task); } void sendSMS(String phone, String message) // Функция отправки SMS { sendATCommand("AT+CMGS=\"" + phone + "\"", true); // Переходим в режим ввода текстового сообщения sendATCommand(message + "\r\n" + (String)((char)26), true); // После текста отправляем перенос строки и Ctrl+Z+ } float getDigitsFromString(String str) { // Функция выбора цифр из сообщения - для парсинга баланса из USSD-запроса bool flag = false; String digits = "0123456789."; String result = ""; for (int i = 0; i < str.length(); i++) { char symbol = char(str.substring(i, i + 1)[0]); if (digits.indexOf( symbol) > -1) { result += symbol; if (!flag) flag = true; } else { if (flag) break; } } return result.toFloat(); } // ================================== Status ============================================ int getStatus() { // Получаем статус системы digitalWrite(pinHallPower, HIGH); // Подаем питание на датчики Холла //delay(200); int tmpStatus = actualStatus; // Временная переменная для статуса int count = 0; // Счетчик do { int newStatus = analogRead(pinHallData); // Получаем актуальное состояние newStatus = ((newStatus - 128) >> 8) + 1; // Округляем для устранения погрешности АЦП if (tmpStatus != newStatus) { // Пришло значение отличное от предыдущего count = 0; // Все обнуляем и начинаем считать заново tmpStatus = newStatus; // Запоминаем новое значение } else { // Если состояние такое же, то count += 1; // Увеличиваем счетчик } } while (count < 50); // Если состояние одинаково 10 замеров подряд, значит оно устоявшееся и... digitalWrite(pinHallPower, LOW); // Отключаем питание датчиков Холла return (4 - tmpStatus); // ...его можно возвращать } String statusToString(int stat) { // Статус в строку для отправки в SMS ("2" -> "OO--") String result = ""; for (int i = 0; i < 4; i++) { result += i < stat ? "O" : " -"; } return result; }