【导读】如果你家有小孩，一定能懂我做这个项目的初衷。我们每天都会玩着手机，敲着键盘跟朋友聊天，小孩子看见了就想模仿，但出于保护眼睛等一系列考虑，我们又不能让他们过早的接触电子设备。所以我就想到，能不能做一个小玩意让他们也尝试着学习阅读和书写呢？不过项目刚开始时确实挺困难，所以我又不断添加新功能以保持它对孩子的吸引力。
在开始写教程之前，我想感谢http://www.rinkydinkelectronics.com，我从上面汲取了很多营养，从各种库到代码，有了它们我才能玩转这块TFT触摸屏。
所需零配件：
·Arduino Mega 2560开发板。
·一块3.2英寸的触摸屏和保护壳，别忘了触控笔。
·一张SD卡，用来保存孩子的涂鸦。
·ESP8266 WiFi模块，以便设备连接互联网。
·DS1703时钟模块。
·电池适配器（找适合你所用电池的哦）。
·一个漂亮的壳子
·设定好一个互联网接入点，这样即使你不在家也可连上热点使用设备。
·在服务器上创建一个随时能通过PHP访问的数据库。
·为不同的孩子创建不同的电邮地址。
第一步：连接硬件
由于屏幕和外壳占据了Mega 2560的所有接口，所以我不得不在Mega开发板两边又焊接了几个接口，虽然看起来丑了点，但至少管用了。这样我们准备的 DS1703和ESP8266模块，甚至电池都可以顺利连接了。
说到ESP8266 WiFi模块，这次我算是走了狗屎运，连接时我直接将ESP8266模块的RX和TX接口连上了Mega开发板上的TX和RX接口，幸运的是，它居然运行无误。其实这不是正确的连接方法，我推荐你们还是参考下下面这个网页的连接方法吧：
随后你就可以将触摸屏连上Mega开发板并套上保护壳了。对了，别忘了插入准备好的SD卡。
第二步：载入软件
想要运行该设备，你需要两个软件组件。第一个是Arduino Sketch，第二个则是运行在你服务器上的PHP脚本和来自Arduino的HTTP Get请求。ESP8266上使用的HTTP 1.0协议有些过时，用起来有些不舒服，你只能通过它发送HTTP Get请求和HTTP Post请求。所以你需要将来自Arduino的HTTP Get请求转换成STMP（简单电子邮件协议）或其他格式，而这正是PHP脚本的一部分。
Arduino
在Arduino 1.5.6 beta上，该Sketch的运行和测试都进行的很顺利，但升级到最新的1.6.0就不行了（出现了TFT校准错误）。所以在你加载这个Sketch之前，请对其进行编辑并根据你的互联网接入点设置相应参数。下面是范例：
#define DEST_HOST "www.your_own_host.de"
#define SSID_HOME "FritzBoxHOME"
#define PASS_HOME "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
记住，DEST_HOST并不是你在服务器上的IP地址，所以你的PHP脚本不会在那里运行。在你的根目录里，Sketch会建立一个名为“Scripts”的文件夹，而你的PHP脚本最终会上传到这里。
SSID_HOME和PASS_HOME则是互联网接入点的设置。想要通过路由器上网（我用的是德国的Fritz Box路由），你就要进入路由器设置中心对其进行配置。想使用移动热点的话，你就要进入设置->更多设置->WLAN热点->移动热点对其进行配置（安卓系统）。
下载了Sketch之后记得先阅读详细步骤并做出正确的配置调整。如果一切运行正常，在加载了Sketch之后，你就会看到主界面，上面会显示键盘，一些图标和WiFi状态栏（绿色为已连接，红色则为断开）。
PHP
PHP脚本在这个项目中起了很重要的作用，它是Arduino开发板和SMPT服务器之间的接口，你可以通过它收发邮件。它可以将开发板上反馈来的HTTP Get请求转换成相应的动作，完成阅读邮件，发送邮件和图片等工作。
第三步：使用应用程序：用户和邮件设置
用户
该程序可供三个不同用户使用，每个用户都可设定自己的头像（.c文件，和Sketch一起上传到RAM中）。这个格式比较少见，你可以通过网站JPG_to_C converter将一张32x32的JPG图片转换成一个.c文件。
创建三个用户时可使用下列代码（三个用户分别为Samira，Kilian和Keanu）：
#define SENDER_CNT 3
//Photo .c Files:
extern unsigned int keanu[0x1024];
extern unsigned int kilian[0x1024];
extern unsigned int samira[0x1024];
char *key_sendername[SENDER_CNT] = { "Samira", "Kilian", "Keanu" };
unsigned int *icon_sendername[SENDER_CNT] = {samira, kilian, keanu};
你在创建用户时只需修改用户名和图片就行了，其他代码完全相同。
更换用户时，你只需点击Logged User图标并选择要使用的用户就好。登陆的用户可以发送邮件或阅读收到的邮件，每个用户在SD卡的根目录上都会有自己专用的信箱文档，你的邮件和邮件中的附图都会保存在这里。未来，我想让该设备能定期扫描邮箱并下载邮件供用户阅读。
设定邮件发送人和收件人
选择好用户后，HTTP Get请求就会记录用户的相关信息，随后便会在服务器上生成用户的邮件地址。
想要改变收件人，只需点击Mail To图标并在其中进行选择就好。与上一步相同，设备会记录收件人的相关信息，然后通过PHP转换出正确的邮件地址。
更多详细信息请参阅第六步：发送邮件。
第四步：使用应用程序：涂鸦
想要画画，点击彩虹图标就行，该图标在作画前是红色的。
所有的画作都会保存在SD卡上，用户可以找到它们并将其添加到邮件中。
由于HTTP 1.0的限制，你无法采用二进制发送图片，所以孩子的涂鸦会转换成一种特有格式并保存在一个文本文档中，发送后服务器便会将其重新转换为图片。
为了避免发送的图片体积过于庞大，在屏幕中央右侧还会显示一个彩色图标，它会根据图片的大小不断变色。如果该图标变红，就说明图片体积已达上限，自此SD卡就不会继续记录信息了。最大图片体积为3K，这对孩子的涂鸦来说绝对足够了。
彩色图标还会充当确认键，画图完成时你需要点击它进行确认。随后彩虹图标就会显现出来，这时你就可以将图片添加进邮件了。如果你暂时不想发送，该图片会被保存在SD中，随后你可以通过图片浏览器回看这些图片。
第五步：使用应用程序：发送邮件
发邮件也很简单，只要点击信封图标，就可以发出一封邮件（原始邮件是HTTP Get请求，随后会转换为可读邮件）。如果系统工作正常，发送状态栏会呈绿色，若WiFi连接出现问题，状态栏则会变成红色。
HTTP Get请求包含了许多服务器端的邮件信息，包括用户的姓名和收件人的姓名。而PHP脚本则会收到一条包含请求和配置值的信息。当然，我们必须在PHP脚本上传到服务器前搞定这些设置，这样邮件系统才能正常工作。
下面是PHP脚本中很有趣的一部分：
/*****************************************/
/* SEND MAIL */
/*****************************************/
if( (strlen($send_mail_from) > 0 && strlen($send_mail_to) > 0)
|| strlen($get_image) > 0 || strlen($_POST["MailImage"])>0
|| strlen($end_image) > 0 || strlen($get_image_name) > 0
|| strlen($give_me_image) > 0 )
{
$handy_light = 0;
$to = ''''mama@your_domain.com'''';
if( strcmp($send_mail_to, "Papa") == 0 )
$to = ''''papa@your_domain.com'''';
else if( strcmp($send_mail_to, "Keanu") == 0 )
{
$to = ''''keanu@your_domain.com'''';
$handy_light = 1;
}
else if( strcmp($send_mail_to, "Kilian") == 0 )
{
$to = ''''kilian@your_domain.com'''';
$handy_light = 1;
}
else if( strcmp($send_mail_to, "Samira") == 0 )
{
$to = ''''samira@your_domain.com'''';
$handy_light = 1;
}
else if( strcmp($send_mail_to, "Mami") == 0 )
$to = ''''gradnma@hotmail.com'''';
else if( strcmp($send_mail_to, "Juanito") == 0 )
$to = ''''oncle@hotmail.com'''';
else if( strcmp($send_mail_to, "Javier") == 0 )
$to = ''''myfriend@gmail.com'''';
$subject = ''''De: '''' . $send_mail_from;
$message = $mailbody;
$headers = ''''From: '''' . $send_mail_from . ''''@your_domain.com'''' . "rn" .
''''Reply-To: '''' . $send_mail_from . ''''@your_domain.com'''' . "rn" .
''''X-Mailer: PHP/'''' . phpversion();
你只需要将我的发件人Mama，Papa等改成你想要的名字就好。
mama@your_domain.com
papa@your_domain.com.. etc
此外你还可以修改邮箱地址。
PHP脚本需要获知是否收件人已经通过PC，手机或Mailduino收到了邮件。只有这样，它才能决定是否执行对图片的转换工作，以便收件人在不同的设备上看到正常的图片（普通设备会转换为JPG，Mailduino则会直接读取.c格式的文档）。所以，请将PHP变量$handy_light设为true或false（应对不同的收信设备）。
第六步：使用应用程序：接收邮件
想阅读邮件的话，你需要点击卡车图标，这样就能进入邮件界面了。不过屏幕上只会显示最近的四封邮件，所有收到的邮件都保存在邮箱文档里。该设备无法读取采用HTML代码的邮件，所以在正式使用前我推荐你先在PC上做下测试，将设定改为“仅文本”。
想要看看是否收到了新邮件？很简单，只需点击主界面上部的卡车图标就好。只要用户在两分钟内没有活动，系统就会自动检查并下载新邮件。在整个过程中，开发板会发送一个HTTP Get请求，随后PHP脚本便会开始检查新邮件，所有新邮件都会以较为简单的格式回传到Arduino开发板。如果收到了新邮件，界面右下方就会出现一个蓝色的M图标来提醒你。
在邮件域中，标准文本呈白色，发送人地址则为红色。为了保证发送域包含一个已知人的标识符，屏幕上会显示发送人的头像。
如果邮件内含有图片，那么收到的邮件会包含图片的名字，Arduino会通过HTTP Get再次向服务器发起请求，这时设备就会开始新的下载，你就能看到原始的全像素图片了。此外，你可以通过接收状态栏来了解下载的状态。
如果邮件内含有图片，你会在邮件域的右边看到一片彩虹，点击它就能打开图片。
PHP配置
如果你想随时查看账户，服务器端也有些设置需要改变。来自Arduino的HTTP Get请求包含了账户的名字，这些会保存在一个名为$get_mails_for的变量PHP脚本中。请参考下列代码并修改你想查看的邮件地址和密码。
/*****************************************/
/* RECEIVE MAILS */
/*****************************************/
else
{
if( strcmp($get_mails_for,"Keanu") == 0 )
{
$USER_NAME="keanu@your_domain.com";
$USER_PASS="A123456b";
}
else if( strcmp($get_mails_for,"Kilian")==0 )
{
$USER_NAME="kilian@your_domain.com";
$USER_PASS="A123456b";
}
else if( strcmp($get_mails_for,"Samira") == 0 )
{
$USER_NAME="samira@your_domain.com";
$USER_PASS="A123456b";
}
else
$USER_NAME="default@your_domain.com";
echo "Reading Mails for " . $get_mails_for . " from Server with PHPn";
$inbox = imap_open ("{". $MAIL_HOST . ":143}INBOX", $USER_NAME, $USER_PASS) or die("Can''''t connect IMAP-Server!");
第七步：使用应用程序：图片浏览器
用户的所有画作都会存储在SD卡上，只要点击时钟图标左边的图标就可进入图片浏览模式，图片浏览器中的图片会按名字呈九宫格排列。
想要看原始大小的图片，你只需点击它就行。看完之后，随便点击以下图片就能回到刚刚的浏览界面。
如上图所示，手型图标可以让你进入下一页。
确认图标则可以让你回到主界面。
第八步：时钟界面
想要激活该设备的时钟功能，你需要先对你的DS1307时钟模块进行设置。只需加载下列Arduino Sketch并调好时间就行（记得用unix格式）：
/* T(string_utctime) */
#include
#include
#include // a basic DS1307 library that returns time as a time_t
void setup()
{
Serial.begin(9600);
setSyncProvider(RTC.get); // the function to get the time from the RTC
if(timeStatus()!= timeSet)
Serial.println("Unable to sync with the RTC");
else
Serial.println("RTC has set the system time");
}
void loop()
{
if(Serial.available())
{
time_t t = processSyncMessage();
if(t >0)
{
RTC.set(t); // set the RTC and the system time to the received value
setTime(t);
}
}
digitalClockDisplay();
delay(1000);
}
void digitalClockDisplay(){
// digital clock display of the time
Serial.print(hour());
printDigits(minute());
printDigits(second());
Serial.print(" ");
Serial.print(day());
Serial.print(" ");
Serial.print(month());
Serial.print(" ");
Serial.print(year());
Serial.println();
}
void printDigits(int digits){
// utility function for digital clock display: prints preceding colon and leading 0
Serial.print(":");
if(digits < 10)
Serial.print(''''0'''');
Serial.print(digits);
}
/* code to process time sync messages from the serial port */
#define TIME_MSG_LEN 11 // time sync to PC is HEADER followed by unix time_t as ten ascii digits
#define TIME_HEADER ''''T'''' // Header tag for serial time sync message
time_t processSyncMessage() {
// return the time if a valid sync message is received on the serial port.
while(Serial.available() >= TIME_MSG_LEN ){ // time message consists of a header and ten ascii digits
char c = Serial.read() ;
Serial.print(c);
if( c == TIME_HEADER ) {
time_t pctime = 0;
for(int i=0; i < TIME_MSG_LEN -1; i++){
c = Serial.read();
if( c >= ''''0'''' && c <= ''''9''''){
pctime = (10 * pctime) + (c - ''''0'''') ; // convert digits to a number
}
}
return pctime;
}
}
return 0;
}
设定好你的DS1307后，只需点击主界面上的时钟图标就可以用该设备查看当前时间了。
一个DIY的儿童电脑就完成啦，大家快试试吧！
