課程 : 成大電機大三上單晶片系統設計與應用 文章草稿連結 : https://hackmd.io/@arduino/final-project-3

1. 期末專題報告2
組長 F94089032 劉永勝
組員一 E24099025 李宇洋
組員二 E24099059 陳旭祺

2. 前情提要
防疫旅館自動送餐車
在確認餐點與放置餐點後前往消費者的門口送餐，
讓消費者不需要直接與旅館員工或外送員接觸，減少染疫風險。

3. 報告大綱
模組修改與
開發版比較
循跡功能
說明與實踐
車上模組
說明與實踐
後端
說明與實踐
陳旭祺
負責
劉永勝
負責
李宇洋
負責

4. 流程介紹
( 紅 色 代 表 修 改 或 新 增 )

5. 為什麼要使用ESP32晶片?
項目 Arduino UNO ESP8266 ESP32
MCU
AVR
ATMega328P
Tensilica Xtensa
LX106
Tensilica Xtensa
LX6
核心 單核20 MHz 單核80/160 MHz 雙核160/240 MHz
資料寬度 8 bit 32 bit 32 bit
SRAM 16 KB 160 KB 512 KB
Flash 32 KB 1-4 MB 4-32 MB
GPIO 13 8 18
ADC(類比) 8 1 18
PWM 6 8 16
類比解析度 1023 1023 4095
項目 Arduino UNO ESP8266 ESP32
12C組數 1 1 2
SPI組數 1 1 3
12S組數 1 1 2
UART組數 1 1 3 (硬體)
OTA更新 x 支援 支援
內建WiFi x 802.11b/g/n 802.11b/g/n
內建藍芽 x x BLE 4.2
內建觸控電容 x x 10
內建溫度感測 x x 1
內建霍爾感測 x x 1
網路售價(NT) 200 200 200
Multi-thread，可背景跑蜂鳴器
1. 更大的記憶體
2. 留給使用者彈性大，可根據需求修改分區表
3. 支援動態配置，可以直接操作heap區。
皆會用到
1. 藍芽 -跟maga板連線
2. WIFI-跟server連線
三者價格都差不多

6. 進度1 – 車體
Arduino MEGA 2560
30
cm
TCRT5000
麥克納姆輪

7. 進度1 – 循跡功能說明1
原理
TCRT5000感測器的紅外發射二極體不斷發射紅外線，當發射出的
紅外線沒有被反射回來
功能1- 循跡
5顆TCRT5000焊在PCB板上

8. 進度1 – 循跡功能說明2
功能2 – 路徑說明 (白色為1、黑色為0)
01010
10000
1 2

9. 進度1 – 循跡功能說明3
功能2 - 房號編碼選擇
Decimal LED1 LED2 LED3 LED4 LED5
0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1
2 0 0 0 1 0
3 0 0 0 1 1
4 0 0 1 0 0
5 0 0 1 0 1
6 0 0 1 1 0
7 0 0 1 1 1
8 0 1 0 0 0
9 0 1 0 0 1
10 0 1 0 1 0
11 0 1 0 1 1
12 0 1 1 0 0
13 0 1 1 0 1
14 0 1 1 1 0
15 0 1 1 1 1
Decimal LED1 LED2 LED3 LED4 LED5
16 1 0 0 0 0
17 1 0 0 0 1
18 1 0 0 1 0
19 1 0 0 1 1
20 1 0 1 0 0
21 1 0 1 0 1
22 1 0 1 1 0
23 1 0 1 1 1
24 1 1 0 0 0
25 1 1 0 0 1
26 1 1 0 1 0
27 1 1 0 1 1
28 1 1 1 0 0
29 1 1 1 0 1
30 1 1 1 1 0
31 1 1 1 1 1
起點、終點
1號房
2號房

10. 進度1 –麥克納姆輪說明
實現全向移動，適用於轉動空間較小的地點。

11. 進度1 – 循跡功能具體實踐1
使用2階陣列存取所有地上可能標記，比對TCRT5000之感應結果後，移動車輛。
const int code [32][5] = {
{0, 0, 0, 0, 0), //0
{0, 0, 0, 0, 1}, //1
{0, 0, 0, 1, 0} //2
{0, 0, 0, 1, 1}, //3
{0, 0, 1, 0, 0}, //4
{0, 0, 1, 0, 1}, //5
{0, 0, 1, 1, 0}, //6
{0, 0, 1, 1, 1}, //7
{0, 1, 0, 0, 0}, //8
{0, 1, 0, 0, 1}, //9
{0, 1, 0, 1, 0}, //10 一號房
{0, 1, 0, 1, 1}, //11
{0, 1, 1, 0, 0} //12
{0, 1, 1, 0, 1}, //13
{0, 1, 1, 1, 0}, //14
{0, 1, 1, 1, 1}, //15
{1, 0, 0, 0, 0}, //16 二號房
{1, 0, 0, 0, 1}, //17
{1, 0, 0, 1, 0}, //18
{1, 0, 0, 1, 1}, //19
{1, 0, 1, 0, 0}, //20
{1, 0, 1, 0, 1}, //21
{1, 0, 1, 1, 0}, //22
{1, 0, 1, 1, 1}, //23
{1, 1, 0, 0, 0}, //24
{1, 1, 0, 0, 1}, //25
{1, 1, 0, 1, 0}, //26
{1, 1, 0, 1, 1}, //27 forward
{1, 1, 1, 0, 0}, //28 {
{1, 1, 1, 0, 1}, //29
{1, 1, 1, 1, 0}, //30
{1, 1, 1, 1, 1}, //31 stop or
start
};

12. 進度1 – 循跡功能具體實踐2

13. 進度2 – 車上模組說明
使用Line Bot機器人作為點餐工具，將顧客房
號以及所需餐點記錄下來後回傳server(李宇洋
負責內容) 。而目前已把server架在ESP32，
可透過區域網路訪問，做為備案。
NodeMCU-32s開發板

14. 進度2 - 車上模組具體實踐1
1. 使用者在相同區域網路上輸入指定參數
使用者介面
OLED介面
(for 後場人員)

15. 進度2 - 車上模組具體實踐2
2. server接收訊息，無源蜂鳴器短暫提示音並更新OLED介面
使用者介面
OLED介面
(for 後場人員)
又收到1 筆訂單

16. 進度2 - 車上模組具體實踐3
3. 做完餐點後，放置餐點，並利用遊戲搖桿選擇”delivery”，倒數5
秒後會發車，之後會再顯示下一筆訂單。

17. 進度2 - 車上模組具體實踐4
新增一個queue的class，使用動態配置存入或刪除顧客訂單。
template <typename T>
class Queue

18. 進 度 2 – 車 上
模 組 具 體 實 踐 5
已完成項目
1. ESP32作為server (備案)
2. 收到訂單處理程式-OLED,
Joystick, 蜂鳴器反應
3. Mega板與ESP32的
藍芽連線
4. RFID的UID比對
5. HX711得到正確的公克數
6. wav, mp3解碼器撥音樂
尚未完成項目
1. ESP32與server的
http連線
2. 當食物送至消費者時，
所有模組相應的程序

19. 進度3 –後端說明 資料庫
雲運算平台
前端
使用者
互動
NodeMCU-32s開發板
資訊交換

20. 進度3 –後端說明:架設Server
主要使用node.js以及安裝Express架構模組進行開發。
Express架構可以大幅簡化node.js撰寫Server的複雜性，
並且本身就可以處理HTTP協定的請求，以及根據不同的需求自
定義路由(Routes)，最大的優點就是易於與database做連線，
例如：MongoDB, MySQL等資料庫。

21. 進度3 –後端說明:互相通訊
Server
通知自走車送餐
通知使用者餐點抵達
使用者點餐
Client 1
自走車抵達時通知Server
Client 2
在Heroku的設定可以使用Webhook與Line Bot進行掛勾(Hook)，
並且會使用兼具加密功能的HTTPS協定進行傳輸。
在ESP32方面，我們選擇搭配先前架設的Express使用的HTTP協定進行
傳輸，主要是因為與自走車傳輸的內容較無加密風險以及HTTP易於使用。

22. 進度3 –後端說明:資料庫存取
MongoDB Atlas為MongoDB運行的
雲端資料庫，提供用戶進行資料存取。
Mongoose為設計給node.js使用的
一款模組，近似於轉譯器，會將
JavaScript的語法轉換為MongoDB的
語法後向MongoDB資料庫存取資料。

23. 進度3 –後端具體實踐1
伺服器架設：
目前已經架設好Express Server。
(透過Heroku進行Deploy)
互相通訊：
與LineBot的連線以及互動功能大致完成
剩餘將資料存放至資料庫的需求，
正在進行與ESP32間的HTTP傳輸功能。
資料庫存取：
資料庫會在傳輸功能完成後進行開發。

24. 進度3 –後端具體實踐2
與LineBot的互動功能大致分成加入好友以及傳送訊息
傳送訊息細分成以下4項：
(1)歷史紀錄：會發送請求後向資料庫拿取過往訂單紀錄。
(2)我要點餐：目前設定為固定的幾個套餐供選取，目標是以
網頁菜單取代使用文字點餐。
(3)撤銷訂單：通知伺服器後傳送資料，命令自走車回到起點。
(4)登出系統：將使用者資料儲存到資料庫後登出。