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智能门锁WiFi模块联动系统实现超越传统锁识别提高安全性

智能门锁WiFi模块联动系统实现超越传统锁识别提高安全性

智能门锁WiFi模块联动系统实现超越传统锁识别提高安全性

智能门锁WiFi模块联动系统实现超越传统锁识别提高安全性

智能门锁WiFi模块联动系统实现超越传统锁识别提高安全性

智能门锁WiFi模块联动系统实现超越传统锁识别提高安全性,设计基于云平台的智能门锁系统,结合无线通信技术,通过WiFi网络和阿里云平台实现数据通信,通过蓝牙实现解锁、设备升级等功能。根据实际情况,在门锁本地解锁方式上添加指纹、信用卡、数字密码、临时密码、组合解锁等解锁方式,设计移动应用和小程序,实现智能门锁的控制和信息显示。


智能门锁是指采用生物识别、电子标签、无线遥控、电子密码等信息处理技术,以电动方式控制机械启闭的门锁。通过连接云平台,智能门锁还可以远程检查门锁的状态,控制门锁开关,保存开门记录,生成临时密码等功能,大大提高了方便性,提高了人们的家居舒适性和安全性。与传统的机械锁不同,智能门锁在用户识别、安全和管理方面更加智能和简单。它是一种结合先进技术的复合锁。


目前,智能门锁行业发展迅速,但主要用于高端公寓、别墅、办公楼等场所。虽然家用智能门锁的普及率也在增加,但总体上仍有很大的市场空间。随着人们生活水平的提高和物联网技术的发展,人们对智能家居概念的接受度越来越高,智能门锁的市场将越来越广阔,功能也将越来越丰富。


门锁板卡以STM32L431微处理器为主控芯片,TSM12触摸芯片通过I2C接口和OLED屏幕完成通信,实现液晶显示模块和按键模块设计,通过SPI接口完成与RX8010SJ时钟芯片、MFRC522读写卡芯片的通信,完成信用卡模块设计,通过I/O接口完成DRV832电机驱动芯片、MBI5024背光灯驱动芯片、NV080C语音芯片的控制,实现电机驱动模块、背光灯模块、语音模块的设计,通过UART和ESP-12FWIFI模块、DX-BT05-A蓝牙模块和AM220指纹模块的通信,实现指纹和网络模块的设计。门锁板卡通过WiFi模块网络连接到云平台,并按照移动MAPMP-05-A蓝牙模块和AMM20指纹模块的数据传输到云平台。


以STM32L431为主控芯片,通过软件程序控制,基于Keil平台完成各模块间接口的数据传输和协调。


该系统采用5V电源供电,但门锁板卡和各模块使用的芯片输入电压为3.3V,因此需要使用XC62FJ芯片将5V转换为3.3V。XC62FJ系列是一种高精度、低功耗、3引脚LDO正电压调节器芯片。当输出电流较大时,输入输出的压差也可以很小。


指纹模块采用AM220_YYH361L系列。它是一个圆形集成的半导体光带指纹模块。传感器像素为192×192,可存储120个指纹。指纹模块通过UART串口与STM32通信。指纹模块的引脚与主控I/O口连接。当手指接触半导体传感器时,它会触发中断,从而唤醒MCU进行指纹识别操作。如果指纹识别成功,它将成功开门,否则将失败。


按键模块采用ADSTSM12触摸芯片,12通道电容传感器自动灵敏度校准,睡眠模式电流消耗10μA,是门锁专用触摸芯片。触摸键模块采用I2C接口进行通信,实现按键数据的收集。


信用卡模块采用MFRC522芯片,是NXP高度集成的非接触式(13.56MHz)读写卡芯片,采用SPI接口通信,实现M1卡信息的读取和存储,完成门锁终端的信用卡功能。


智能门锁WiFi模块WiFi模块采用ESP-12F模块,频率范围为2.4~2.5gHz。该模块的核心处理器ESP32集成了行业先进的Tensilical106超低功耗32个微型MCU,具有16个精简模式。Deep-Sleep模式下的电流可低至10μA,WiFi模块通过UART1串口与MCU通信。


电机驱动模块采用DRV832电机驱动芯片。驱动器有一个H型桥,可以驱动直流电机或单相步进电机的绕组。芯片的工作电压范围为2.75~6.8V,电流可达1A。通过I/O口与芯片连接,通过高低电平控制实现电机转向控制,实现门锁机械部件的控制。


NV080C是一款工业OTP语音芯片,内置16位D/A音频输出,内置滤波功率放大器,可直接驱动0.5W扬声器,可存储80S语音时长,实现MCU一线串口控制,通过I/O口和MCU时序模拟,可控制任何语音的播放和停止。


显示屏采用0.96寸OLED液晶显示屏,采用SPI接口通信,实现门锁终端信息显示。


智能门锁软件架构主要分为BSP层、应用层和驱动层。


应用层通过调用BSP层提供的接口函数,完成驱动层各模块的初始化和相应功能,包括用户身份验证、屏幕显示功能、指纹、卡片、添加、删除密码用户、系统参数设置、系统休眠和临时密码等。系统初始化后,应用层处于轮询状态,等待外部中断触发,当主控制器根据模块之间不同中断引脚的电平变化判断哪个模块中断时,调用BSP层接口将相关指令发送到模块,模块执行相关动作,结果返回驱动层,应用层从驱动层进入应用层的不同功能状态,执行下一步操作,实现门锁功能。


驱动层主要通过每个通信接口发送协议包,完成每个模块的设置和调用,并将每个模块添加到BSP层设备链表中,使应用层可以通过BSP接口调用模块,主要包括指纹模块、信用卡模块、液晶显示模块、电机驱动模块、语音模块、RTC时钟模块、智能门锁WiFi模块、蓝牙模块等。


阿里云物联网平台作为专门为开发人员推出的设备管理平台,不仅可以实现传感器、嵌入式设备等终端和云的双向数据通信,还可以提供设备管理、规则引擎、数据分析、边缘计算等增值功能。我们需要注册阿里云账户,打开阿里云物联网平台。登录后,在控制台创建产品。创建产品时,数据格式选择透传/自定义,以减轻终端负担,减少网络流量占用。门锁终端通过WiFi模块网络将自定义协议的数据帧传输到云端,并通过Javascript语言编写的数据分析脚本将数据帧转换为阿里云物联网平台Alinkkjson格式的数据。设备成功创建后,可获得设备认证的三元组信息(Productkey、Devicename和Devicrice锁终端软件)。当设备接入物联网平台时,将对信息进行认证,认证通过后,门锁终端可与物联网平台进行数据交互。


该系统通过Androidstudio开发平台开发移动应用程序,通过微信开发人员工具开发小程序,通过调用阿里云物联网开发人员平台提供的API实现与阿里云平台的数据通信,实现智能门锁远程门锁信息的查看和控制。通过APP和小程序可以实时显示当前的门锁操作和解锁信息,可以实时接收威胁报警、撬报警等报警信息,可以连接蓝牙点击解锁按钮,实现蓝牙解锁,门授权可以实现临时密码功能(及时密码),设备信息包括门锁音量、门锁状态和门锁SN码显示,在钥匙管理界面可以查看所有当前的钥匙信息,完成钥匙删除操作。


本文设计了一个基于云平台的智能门锁WiFi模块系统。在传统门锁的基础上,增加了指纹解锁、信用卡解锁、密码解锁、蓝牙解锁和各种组合解锁方法,增加了临时密码、虚拟密码、防撬报警、威胁报警、系统锁等功能,大大提高了门锁的便利性和安全性。此外,还设计了移动应用程序和小程序,通过阿里云物联网平台与门锁终端完成数据交互,实现门锁信息、开门记录、报警信息接收、钥匙删除等功能的实时查看,为家庭安全提供了保障。

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