@NTUST
# <font size=5>**台科大/新興國中飲水機計畫**
</font>

###### tags: `Project`

> **<font color = black>該項目實現了於智慧校園中健康飲水的數位轉型。
> 歡迎您通過向我們發送連結來與我們分享您的成果。</font>**

:::warning
**Authors: Jia-Ying Jhang**
[Broadband Multimedia and Wireless Research Laboratory (BMW Lab.)](http://sc.et.ntust.edu.tw:30892/en/main/),
[National Taiwan University of Science and Technology](https://www.ntust.edu.tw/index.php?Lang=zh-tw), Taiwan

**Contact us: Prof. Ray-Guang Cheng** (E-mail: [e-mail])

[Details]()

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<font size=4>**Outline**</font>
[TOC]
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## General Overview

### About the Project
此頁面顯示了健康飲水數位轉型系統集成的安裝指南。
歡迎您使用我們開發的系統。

:::spoiler 關於健康飲水
>\
> 人體有70%由水組成，人體如果喪失10％水分時即會感到不適，開始對身體組織造成損傷，而喪失20～25％時就會對生命帶來危險。因此每天喝到足夠的水分是很重要的。攝取足夠的飲水量是維持身體機能正常運作的關鍵之一，而飲水的優點還包含幫助降低血液的黏稠度、幫助身體細胞的修復、提升抵抗力並加速體內的新陳代謝以減少脂肪堆積在體內。
>\
>Ref. [【飲水好處】增抵抗力緩解關節痛6大好處　飲水不足可致腦缺氧](https://www.hk01.com/%E5%81%A5%E5%BA%B7/441880/%E9%A3%B2%E6%B0%B4%E5%A5%BD%E8%99%95-%E5%A2%9E%E6%8A%B5%E6%8A%97%E5%8A%9B%E7%B7%A9%E8%A7%A3%E9%97%9C%E7%AF%80%E7%97%9B6%E5%A4%A7%E5%A5%BD%E8%99%95-%E9%A3%B2%E6%B0%B4%E4%B8%8D%E8%B6%B3%E5%8F%AF%E8%87%B4%E8%85%A6%E7%BC%BA%E6%B0%A7)
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:::spoiler 關於數位轉型
>\
> 數位化：數位化是將資訊電子化的過程。把傳統的文字文件、圖片、產品清單、客戶資訊等，透過掃描或是拍照等方式，轉換成電子檔案，儲存於電腦或是雲端中，以增加資訊紀錄、更新、分類等動作的效率。
\
> 數位轉型通常也包含數位化，但不同的是數位轉型著重於技術與思維的數位化過程。其在營運流程、顧客體驗及商業模式等策略中結合數位科技，除了提升工作效率之外也能創造全新的價值。
> 數位轉型通常包含以下5大層面：
> 1. 組織與文化（Organization & Culture）
> 2. 人才與能力（Talent & Capability）
> 3. 科技與工具（Technology & Tooling）
> 4. 數據管理（Data Management）
> 5. 策略與執行（Strategy & Implementation）
>
>Ref. [2021數位轉型策略｜一篇搞懂轉型定義、策略及成功案例](https://digitalpr.tw/%E6%95%B8%E4%BD%8D%E8%BD%89%E5%9E%8B/)
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### Contributors

健康飲水數位轉型系統集成由BMW Lab.提供。此一系統集成之實施場域由臺北市立新興國民中學所提供。

- **NTUST, Taiwan:** Jia-Ying Jhang, Prof. Ray-Guang Cheng (Email: [e-mail])
- **Taipei Municipai Xin Xing Junior High School, Taiwan:** Chiming Yang (Email: [e-mail])

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## Technical Document
### Publications
1. W. -Z. Cheng, R. -G. Cheng and S. -Y. Chou, "[Power-saving for IoT-enabled Water Dispenser System,](https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8768895)" 2019 42nd International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP), 2019, pp. 736-739.
2. Shuo-Yan Chou, Anindhita Dewabharata, Yudhistira C.Bayu, Ray-Guang Cheng, and Ferani EvaZulvia, ["An automatic energy saving strategy for a water dispenser based on user behavior,"](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1474034621002524?dgcid=coauthor) Advanced Engineering Informatics, vol. 51, p. 101503, January 2022.

### Slides and Videos
1. 「中華電IoT大平台創意應用大賽」IoT應用組冠軍(獎金25萬元)
- [x] 題目：「Pay-Per-Liter」
- [x] 參賽者：楊博洋、蔡維軒、江祿檠、林至偉、黎柏雋、鄭宇婷
- [x] [參賽計畫書](https://drive.google.com/file/d/13Ge9sOtw7ODVUG40h8Eyn5e87K-uIRNE/view?usp=sharing)
- [x] [報告投影片](https://drive.google.com/file/d/134zWfNvl8-uDKjsczf5VBHvbM5SNWw4X/view?usp=sharing)
- [x] [展示影片](https://youtu.be/uY2ecST0XUE)
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## 健康飲水數位轉型系統集成之安裝指南
:::success
- [IoT裝置與維修說明書](https://hackmd.io/DGeQVGwOS12DFnqn_p1I7A?view)
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### Software and Hardware Requirements

| | End Devices | Server |
| ------ | ------------------------------------------------------------------------------------- | --- |
| **OS** | Raspberry Pi OS (32-bit) | Ubuntu 16.04.5 LTS|
| **HW** | - Raspberry Pi 3B+<br>- RFID Card Reader<br>- Relay Module<br>- Modbus (USB to RS485) | - UPS (Uninterruptible Power Supply) |
| **SW** | - - | MongoDB |

### 硬體

* 新興國中校方需提供：
放置裝置的木盒(還有樹莓派的支架與螺絲)以及放置讀卡機的壓克力盒各一組
另外可能還會有一副鎖頭(校方會提供一份鑰匙)

* 研究室須提供或為新興國中校方添購：
(乙太網路線可先行詢問校方是否有提供)
[杜邦線自製步驟參考筆記來源](https://hackmd.io/@steeljake/HJtzqzTBU)

白卡會作為公卡使用，須先自行加工成能掛在飲水機上的樣子
(用卡片套子裝起來並用有彈性的繩子串起來)

樹莓派裡面的程式與網路設定要先自己弄好。

使用其中一種繼電器就好，Code內容中所控制的腳位會不一樣。

下圖內容皆須準備好。
若選擇使用市售繼電器模組，
下圖之控制線左側的杜邦頭「**單排1P 母*2**」須直接剪掉，
並用撥線鉗把多芯線露出一小段以方便鎖入市售繼電器模組。

:::danger

**其他所需耗材/工具**

1. 三秒膠 → 密合讀卡機外殼使用
2. 電鑽 → 捲控制線與資料線使用
3. 泡棉膠/布膠(better) → 黏讀卡機外殼至飲水機上蓋使用
4. 膠帶
5. 剪刀
6. 螺絲起子組
7. 熱熔膠槍
8. 熱風槍 → 熱縮套使用

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#### Installation STEPS

這是考慮到有兩個人前往從頭安裝的情況下。
要先把需要先預熱的熱熔膠槍接上電。

| 步驟 | 人員一 (校方人員) | 人員二 (研究生) |
| ---- | ---------------- | -------------------------------------------------- |
| 1. | 將控制線與資料線捲起來(合作) | 將控制線與資料線捲起來(合作) |
| 2. | 將樹莓派鎖上木盒，並裝好繼電器隔板 | 將讀卡機壓克力外殼組裝黏合起來<br>並黏在飲水機上蓋(壓克力外殼上蓋電源線那側先不要黏) |
| 3. | 將控制線與資料線以纏繞管保護套包覆起來(保護套要能從飲水機出線，一路包到控制線與資料線露出20cm左右) | 將所有不是從樹莓派線連過來的接好 |
| 4. | 決定好木盒要掛在哪裡，先用手固定好位子 | 把所有的線接到樹莓派上，<br>先行測試是否能感應卡片取水<br>並量測要剪多少公分的熱縮套(重點要考慮到最短的那條線)<br>剪完之後把所有接到樹莓派上的線拔下 |
| 5. | 開始將所有的線穿過熱縮套，纏繞管要先過(合作) | 開始將所有的線穿過熱縮套，<br>纏繞管要先過(合作) |
| 6. | 整條熱縮套要進木盒底板 | 把所有的線接到樹莓派上 |
| 7. | 用三秒膠把木盒黏起來 | 先用手固定好木盒及其位子 |
| 8. | 開始熱縮 | 固定好木盒及其位子 |
| 9. | 把白卡掛在讀卡機的電源線那裏<br>將讀卡機壓克力盒上蓋蓋起，用三秒膠黏起來 | 用熱熔膠槍把木盒底版的洞與熱縮套黏起來<br>(內外都要) |
| 10. | 最後再確認繼電器是水平置放的 | 確認能感應卡片取水 |
| 11. | 鎖上鎖頭，用手維持木盒應該掛在哪邊 | 多拍幾張照做紀錄 |

**※ 最後要記得請工友來在學校牆上釘釘子，把盒子掛上去**

## Testing Step

感應卡片並取水。

## Testing Result

能夠藉由感應學生證成功解鎖飲水機取水。
確定取水資料有匯入DB。

## Currently Status

能夠藉由感應學生證成功解鎖飲水機取水，取水資料會匯入DB。

## Remaining Issue

增加報表產生器。
增加輸入學號取水功能。