1. warstwa sprzętowa zawierająca obrożę, którą nosi zwierzak oraz zestaw stacjonarnych czytników RFID umożliwiających wykrycie opuszczenia przez zwierzaka monitorowanego terenu,
2. warstwa komunikacyjna z użytkownikiem za pomocą sieci LAN lub Internetu,
3. interfejs pozwalający na odbieranie powiadomień nie tylko na telefonie lub tablecie, ale również na smartwatchu istotne gdy korzystanie z telefonu jest niemożliwe.
   
   

• warstwa sprzętowa listopad-styczeń 2023 r. 
• warstwa komunikacyjna z użytkownikiem za pomocą sieci LAN lub Internetu grudzień 2023 r. - luty 2024 r. 
• interfejs w postaci aplikacji dla smartfona i smartwatcha marzec-kwiecień 2024.
• testy urządzenia i ewentualne poprawki kwiecień - maj 2024.
  
  

• Komputer jednopłytkowy Raspberry Pi 4 model B z obudową i zasilaczem który będzie pełnił rolę serwera przechowującego dane 
• Raspberry Pi Pico wyposażonego  w WiFi  ze złączami
• RFID HAT - moduł z czytnikiem RFID dla Raspberry Pi
• CZYTNIK KART RFID MIFARE USB READER
• RFID brelok - 13,56MHz i125kHz
• Karta RFID EM4100 125kHz, odczyt 1m
• Czytnik Programator Kopier Duplikator RFID + 4 bre
• zestaw pięciu szarych breloków zbliżeniowych, RFID Mifare 13,56MHz
• filament PLA 

W pierwszym etapie prac grupa zaplanowała funkcjonalność systemu powiadamiania właściciela zwierząt o różnego rodzaju zdarzeniach takich jak: opuszczenie domu przez pupila, powrót zwierzaka pod drzwi, przejście przez uchylne drzwiczki, itp.

Kolejnym z realizowanych zadań było opracowanie schematu elektrycznego urządzenia, w skład którego wchodzą odbiorniki RFID połączone z modułami ESP32. Z modułami ESP32 podłączone są także łączniki stykowe 2-stanowe oraz układy wykonawcze elektrozamku. Układ zasilany jest z zasilacza 6V, 2A. Schemat połączeń elektrycznych został zaprojektowany za pomocą darmowego oprogramowania KiCAD oraz wykonany przy użyciu płytki stykowej.

Po wykonaniu części elektrycznej urządzenia grupa uczniów skupiła się na napisaniu oprogramowania służącego połączeniu poszczególnych elementów peryferyjnych system PET E-KEEPERA z bazą danych, w której znajdują się dane o użytkownikach, zwierzętach i zdarzeniach.  Następnie zostało napisane oprogramowanie umożliwiające skomunikowanie wykorzystujące protokół HTTP, układu mikroprocesorowego lokalnie z aplikacją, a także globalnie dzięki usłudze Firebase. Usługa ta zapewnia możliwość zarządzania systemem z dowolnego miejsca na świecie.

Kolejnym zadaniem było zaprojektowanie i wykonanie aplikacji zarządzającej systemem. Aplikacja została napisana w środowisku programistycznym Android Studio z przeznaczeniem do użycia na dowolnych urządzeniach z systemem operacyjnym Android. Podczas programowania młodzież użyła języka Java - do zaprogramowania logiki aplikacji oraz XML - w celu zaprogramowania interfejsu użytkownika. Podczas programowania młodzi konstruktorzy zwrócili szczególną uwagę na używanie najnowszych standardów wytycznych Google odnośnie oprogramowania. Aplikacja posiada bardzo obszerną funkcjonalność:

• przyjazny i intuicyjny interfejs użytkownika,
• system rejestracji i autoryzacji użytkowników - jest szczególnie przydatny jeżeli zajdzie potrzeba korzystania z aplikacji spoza sieci lokalnej,
• wielowątkowość dzięki której aplikacja działa w tle i jest w stanie odbierać powiadomienia nawet w stanie uśpienia telefonu czy tabletu,
• system dodawania i edycji zwierzęcia umożliwiający przypisanie tagu RFID oraz nadanie uprawnień,
• system powiadomień i alertów z możliwością głosowego odczytywania komunikatów przy użyciu syntyzatora mowy,

W ramach pracy zostały zaprojektowane drzwiczki umożliwiające upuszczenie i powrót zwierzęcia do mieszkania. Drzwiczki są wyposażone w serwomechanizm zwalniający rygiel dzięki czemu zwierzę, które zostało zarejestrowane w pobliżu drzwi i ma pozwolenie na wejście do domu może swobodnie przez nie przejść.

W czasie prac grupa musiała się zmierzyć z wieloma problemami natury technicznej. Młodzież jest co prawda w klasie w której realizowany program rozszerzony z informatyki zawierający zagadnienia z algorytmiki i programowania, ale uczniowie nie posiadali umiejętności programowania aplikacji mobilnych czy tworzenia układów elektronicznych nie mówiąc o projektowaniu 3D na potrzeby inżynierii. Także podczas pisania aplikacji pojawiło się wiele nieoczekiwanych problemów związanych z funkcjonalnością. Mimo chwil słabości udało się rozwiązać wszystkie problemy i doprowadzić projekt do końca.  

Projekt był bardzo dużym wyzwaniem dla członków grupy ze względu na konieczność poruszania się w kilku obszarach techniki: elektronika, sieci komputerowe bazy danych, programowanie aplikacji mobilnych czy inżynieria mechaniczna i projektowanie. 

Uczniowie opanowali podstawy projektowania układów elektronicznych dzięki czemu mogli zaprojektować i wykonać połączenia podzespołów elektronicznych. nauczyli się lutować. Niezbędne było poznanie podstaw sieci komputerowych i programowania systemów embeded dzięki czemu skomunikowali zbudowane urządzenia peryferyjne ze smartfonem w sieci lokalnej oraz z bazą danych czasu rzeczywistego. Grupa nauczyła się także obsługiwać oprogramowanie do modelowania 3D co skutkowało zaprojektowaniem uchylnych drzwiczek z możliwością blokady przez które może przejść pupil. Największy wkład pracy, przekładający się na nabycie największych umiejętności, został włożony w zaprojektowanie i wykonanie aplikacji obsługującej system. Uczniowie nauczyli się tworzyć zaawansowane aplikacje mobilne przy użyciu oprogramowania Android Studio zapoznali się z najnowszymi standardami i trendami w tworzeniu aplikacji. 

Obecnie projekt jest w fazie testów. Planowane jest w przyszłości udostępnienie projektu dla wszystkich zainteresowanych. Wcześniej musi powstać dokumentacja techniczna umożliwiająca zaimplementowanie projektu do indywidualnych potrzeb użytkowników.

Największym powodem do radości jest fakt zakończenia część związanej z funkcjonalnością. Projekt był bardzo obszerny a czasu było względnie mało mimo tego prototyp działa, a grupa dzięki zaangażowaniu zdobyła dużą porcję wiedzy i nabyła nowych umiejętności. Ponadto nasz projekt może zastąpić komercyjne systemy i przede wszystkim jest skalowalny dzięki czemu można go swobodnie rozbudowywać o nowe funkcjonalności.

Większość projektu została poprowadzona zgodnie z założonym planem jednak nastąpiły opóźnienia prac wynikające z nieustannie pojawiających się problemów czego nie uwzględniliśmy. Podczas realizacji tworzenia harmonogramu należałoby przewidzieć taką ewentualność i uwzględnić jakiś zapas czasu.

Podczas prac związanych z budową projektu pojawił się pomysł przechowywania danych w bazie danych czasu rzeczywistego dzięki czemu można używać systemu z każdego miejsca na świecie, w którym jest dostęp do Internetu. Wprowadzenie tej zwiany wymagało dużo większego nakładu pracy ale znacznie rozszerza funkcjonalność rozwiązania. 

Dzięki uzyskanej kwocie grantu udało się zakupić niezbędne podzespoły i materiały do wykonania projektu wśród nich są: komputer Raspberry Pi 8GB RAM z obudową zasilaczem i kartą SD, programator breloków i kart RFID, płytki prototypowe ESP32, zasilacze do płytek ESP32, filament w różnych kolorach, serwa do sterowania zamkiem klapy, zakup hostingu z bazą danych. 

https://youtu.be/E8X8EGuRomQ