Collar Inteligente de Seguridad - Walter DevKit

Estado actual del firmware

masterCode.ino es actualmente un prototipo de telemetria basado en el ejemplo Positioning de Walter. En cada ciclo:

1. conecta el modem a LTE-M;
2. solicita una posicion GNSS;
3. recopila temperatura e informacion de celda;
4. envia un paquete binario por socket a walterdemo.quickspot.io:1999.

El firmware actual no espera un boton de emergencia, no envia SMS y no entra en deep sleep. El servidor anterior es un destino de demostracion de terceros: antes de usar hardware real, cambia SERV_ADDR y SERV_PORT por infraestructura propia y revisa el formato de dataBuf.

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Vision del proyecto

Este repositorio documenta el desarrollo completo de un sistema embebido de seguridad personal integrado en un collar inteligente, capaz de enviar un SMS de emergencia acompañado de la ubicación GPS del usuario cuando este presiona un botón oculto.

El corazón del sistema es el Walter DevKit, una plataforma IoT con:

• Microcontrolador ESP32-S3
• Módem celular Sequans GM02SP compatible con LTE-M / NB-IoT
• GNSS integrado (GPS)
• APIs avanzadas para SMS, sockets, GNSS y gestión de energía

El dispositivo está encapsulado en una carcasa 3D personalizada diseñada para ocultarse en un collar de piedras preciosas, permitiendo un sistema estético, discreto y altamente funcional.

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🧩 Descripción General

La vision consiste en integrar un sistema electronico completo dentro de un collar, combinando estetica y funcionalidad. El flujo descrito a continuacion es una hoja de ruta y todavia no esta implementado en masterCode.ino:

1. El DevKit despierta del modo de bajo consumo
2. Se inicializa el módem celular
3. Se obtiene un GNSS fix con las coordenadas actuales
4. Se envía un SMS de alerta al contacto deseado
5. El sistema vuelve al modo de bajo consumo

Este tipo de dispositivo es útil en:

• Casos de violencia intrafamiliar
• Seguimiento de adultos mayores
• Protección personal en salidas nocturnas
• Rutas deportivas en zonas aisladas

Su diseño en formato de collar lo hace discreto, elegante y no intrusivo.

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🎯 Objetivos del Sistema

• Crear un dispositivo de emergencia portable sin apariencia tecnológica.
• Enviar un SMS automático con ubicación GPS en un evento crítico.
• Ejecutar la alarma con un solo botón físico oculto.
• Integrar tutto dentro de una carcasa 3D embebida en el collar.
• Mantener un consumo energético reducido para autonomía prolongada.
• Asegurar compatibilidad con redes celulares LTE-M y NB-IoT.

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⚙️ Arquitectura del Sistema Embebido

🧱 Componentes Principales

Componente	Función
Walter DevKit (ESP32-S3 + GM02SP)	Procesamiento, comunicación celular y GNSS
Botón de emergencia (GPIO)	Activa el sistema
Antena LTE-M	Comunicación con la red
Antena GNSS	Obtención de ubicación satelital
Batería Li-Po	Alimentación portable
Carcasa 3D personalizada	Integración mecánica dentro del collar

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🔌 Flujo de Funcionamiento

1. Usuario presiona el botón oculto
2. ESP32-S3 sale de deep sleep
3. Se inicializa el módem GM02SP
4. Se establece conexión LTE-M / NB-IoT
5. Se obtiene posición GNSS
6. Se envía SMS con el mensaje y coordenadas
7. Sistema vuelve a modo de bajo consumo

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🛠️ Características del Walter DevKit

Este módulo fue seleccionado porque:

• Tiene LTE-M/NB-IoT integrado, ideal para dispositivos móviles.
• Permite envío nativo de SMS vía AT commands.
• Posee GNSS integrado, simplificando hardware adicional.
• Ofrece bajo consumo energético.
• Es compacto y fácil de integrar en wearables.
• Su API es avanzada, estable y con soporte profesional.

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Programacion planificada

Para completar la vision, el firmware debe incorporar:

• WalterModem.h para manejar el módem y GNSS
• HardwareSerial para UART
• Interrupciones de GPIO
• Modo de bajo consumo del ESP32-S3

El flujo final deberia validar:

• Estado de SIM (AT+CPIN?)
• Registro de red (AT+CEREG?)
• Calidad de señal
• Estado de GNSS
• Obtención del fix
• Ensamble de datos
• Envío por SMS (modificable a socket TCP/UDP)

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🧱 Diseño del Modelo 3D

El sistema se integra en una carcasa diseñada en CAD que:

• Permite flujo de señal para LTE/GNSS
• Evita apantallamiento
• Asegura firmeza mecánica
• Oculta la electrónica elegantemente
• Alberga batería, PCB y antenas

El siguiente bloque es un ejemplo conceptual, no el firmware que compila el repositorio:

#include <WalterModem.h>
#include <HardwareSerial.h>

WalterModem modem;

// GNSS
volatile bool gnssFixRcvd = false;
WalterModemGNSSFix latestFix = {};

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    delay(3000);
    if (!WalterModem::begin(&Serial2)) {
        Serial.println("Modem init failed");
        ESP.restart();
    }
    modem.gnssSetEventHandler(gnssEventHandler, NULL);
    modem.socketSetEventHandler(socketEventHandler, NULL);
}
// ---------------- LTE Connection ----------------

bool lteConnected() {
    auto reg = modem.getNetworkRegState();
    return (reg == WALTER_MODEM_NETWORK_REG_REGISTERED_HOME ||
            reg == WALTER_MODEM_NETWORK_REG_REGISTERED_ROAMING);
}

bool lteConnect() {
    modem.setOpState(WALTER_MODEM_OPSTATE_NO_RF);
    modem.definePDPContext(1, "");
    modem.setOpState(WALTER_MODEM_OPSTATE_FULL);
    modem.setNetworkSelectionMode(WALTER_MODEM_NETWORK_SEL_MODE_AUTOMATIC);
    Serial.print("Connecting to LTE...");
    while (!lteConnected()) {
        Serial.print(".");
        delay(1000);
    }
    Serial.println("\nLTE connected");
    return true;
}

// ---------------- GNSS Event Handler ----------------

void gnssEventHandler(const WalterModemGNSSFix* fix, void* args) {
    memcpy(&latestFix, fix, sizeof(WalterModemGNSSFix));
    gnssFixRcvd = true;
    Serial.printf("Fix: Lat=%.6f Lon=%.6f Conf=%.2f\n",
                  fix->latitude, fix->longitude, fix->estimatedConfidence);
}

// ---------------- GNSS Fix Request ----------------

bool attemptGNSSFix() {
    gnssFixRcvd = false;
    modem.gnssPerformAction();
    Serial.println("Requesting GNSS fix...");
    while (!gnssFixRcvd) {
        Serial.print(".");
        delay(500);
    }
    Serial.println();
    return latestFix.estimatedConfidence <= 100.0;
}

// ---------------- Data Packet (Demo / Adaptable a SMS) ----------------

uint8_t dataBuf[30] = {0};

void sendPacket() {
    float lat = latestFix.latitude;
    float lon = latestFix.longitude;
    memcpy(dataBuf + 10, &lat, 4);
    memcpy(dataBuf + 14, &lon, 4);
    if (modem.socketDial("walterdemo.quickspot.io", 1999)) {
        Serial.println("Socket connected");
        if (modem.socketSend(dataBuf, sizeof(dataBuf))) {
            Serial.println("Packet sent");
        } else {
            Serial.println("Send error");
        }
        modem.socketClose();
    } else {
        Serial.println("Dial error");
    }
}

// ---------------- Socket Handler ----------------

void socketEventHandler(WalterModemSocketEvent ev, int socketId,
                        uint16_t bytes, uint8_t* buffer, void* args) {
    if (ev == WALTER_MODEM_SOCKET_EVENT_RING) {
        Serial.printf("Socket %d (%u bytes):\n", socketId, bytes);
        Serial.printf("%.*s\n", bytes, buffer);
    }
}

// ---------------- Main Loop ----------------
void loop() {
    if (attemptGNSSFix()) {
        Serial.println("GNSS OK");
    }
    lteConnect();
    sendPacket();
    delay(60000);
}