基于云平台的智能阀门控制系统设计

基于云平台的智能阀门控制系统设计

锁分为机械锁和智能锁。在机械锁中用金属钥匙打开。首先，金属密钥不能简单地丢失。其次，金属密钥易于复制，安全低。当现行的智能门锁应用到短租房以后，若租户初次看房，短租房房主必须亲自到达现场为租户开门，不能实现远程开锁；当现行的智能门锁应用到酒店业以后，若客人办理入住手续时，必须提供身份证给前台核查，增加了客人的等待时间．使用IC卡开锁还存在IC卡容易被非法复制等问题．本文设计了一款基于STM32和云平台的智能门锁系统，该系统允许房主或酒店服务员对智能门锁进行远程控制1基于stm32和云平台的智能门禁系统组成为了实现短租房房主或酒店服务员远程控制门锁，就需要开发一个手机端程序，然后上传到云平台上．如果在门锁端与云平台之间选用Wi-Fi连接方式，这就需要在门锁端加入Wi-Fi模块，通过Wi-Fi模块连接房间里的路由器，然后再连接到云平台综合上述分析，基于STM32和云平台的智能门锁系统包括三部分，即门锁端、云平台和手机端程序2门端硬件的选择和设计2.1运行性能及接口STM32是意法半导体集团（ST）推出的一种高性能、低成本的基于ARMCortex-M架构的微控制器（MCU），本系统选用STM32F103RBT6作为微控制器．该微控制器具有如下优势：(1）运行速度快，工作频率高达72MHz;(2）储存容量大，内部集成128KBFLASH和20KB的SRAM;(3）低电压、低功耗，工作电压为2.0～3.6V，可设置待机、停止和睡眠三种低功耗模式；(4）外设接口丰富，有51个IO口：PA0～PA15、PB0～PB15、PC0～PC15、PD0～PD2;(5）拥有9个通信接口，分别是2个IIC接口、2个SPI接口、3个USART串口、1个CAN、1个USB;(6）程序调试方便，各功能模块在PC端开发，然后编译、生成目标文件后，通过ARM仿真器就可烧写到STM32的存储器中2.2身份证识别模块身份证识别模块选用广州华大股份的MINI身份证阅读套件板，如图2所示．该套件是经公安机关批准备案的，专用于读取居民身份证芯片内所存储的压缩信息，采用非接触式IC卡技术读卡时，STM32采用轮询法向身份证识别模块发送读取指令，身份证识别模块将身份压缩信息反馈给STM32,STM32将身份压缩信息还原出来，包括姓名、性别、身份证号、照片等，将对身份证号进行验证，判断该身份证的有效性，从而实现开锁动作．2.3电容数字转换模块数字键盘模块由一块12路电容式触摸传感芯片CP2532（如图3所示），外嵌4×3电容式按键组成该模块利用CDC（电容数字转换）技术把按键时产生的电容变化量转换成数字信号，并通过IIC接口传送给STM322.4wi-fi通信模块Wi-Fi模块选用北京联盛德的WMSP06模块．该模块内置32位ARMCPU、416KB存储空间，适应于二次开发；该模块支持IEEE802.11b/g/i无线标准，支持高速的SPI通信，速率最高达到50Mbps，满足Wi-Fi模块与STM32的通信需求．WMSP06模块还具有自动连接无线网络、灵敏度高、功耗低等优点．WiFi模块与STM32采用SPI协议通信，WiFi模块的SPI＿CS、SPI＿CLK、SPI＿DO、SPI＿DI引脚分别与STM32的PA4、PA5、PA6、PA7连接．3罪犯身份验证系统设计按软件的开发工具和运行环境，本系统的软件设计分为STM32程序设计、Wi-F模块设计和手机端程序设计三部分．STM32程序设计主要实现对板载资源的初始化、用户身份验证和智能门锁的开关控制，包括STM32芯片的逻辑控制的设计、身份证识别模块和数字键盘模块的设计，STM32程序的开发工具为KeilMDK，经编译后烧写到STM32芯片的Flash中．Wi-Fi模块的开发工具为KeilC51，经烧写后存入Wi-Fi模块的存储空间中．手机端程序的开发工具为Html5，开发后移殖到云平台中．3.1stm32程序STM32程序分为主程序模块、身份证识别模块、数字键盘模块3.1.1身份认证模块的设计STM32向串口发送寻证指令，当收到“检测到身份证”的反馈信息之后，再向串口发送读证指令3.1.2读取传感芯片cp2332isr首先定义一个数组用于存放数字密码．当STM32的PB5引脚有中断请求时，STM32就向IIC接口发送查询指令，读取传感芯片CP2532ISR（中断状态寄存器）置1的位号，并将该位号转换成键值．若读取的键值为数字，则将键值存储到数组中；若读取的键值为“*”（取消键），则清空数组；若读取的键值为“#”（确定键），则将用户输入的密码与从Flash中读取的系统密码相比较，若系统密码包含在输入密码中，则开锁，否则，发出错误信息．程序流程图如图6所示．3.2wi-fi模块上电Wi-Fi模块的代码存放在Wi-Fi模块的存储空间中．Wi-Fi模块上电后，首先检查内部是否有联网配置信息，如果没有，则让手机连接无线路由器，然后通过oneshot软件配置Wi-Fi的信息（包括ssid、password、加密方式），再通过广播方式向Wi-Fi模块发送配置信息3.3手机端设计3.3.1云平台介绍京东微联官网提供了开发者平台，设备厂商可以通过云平台对自己的产品进行升级优化，云平台也为每个产品分配唯一的调试序列号（UUID)3.3.2控制逻辑设计手机端程序设计包括Html5界面设计和控制逻辑设计手机界面从上到下按导航区、功能控制区、状态显示区布局．功能控制区主要实现门锁的远程控制、用户的身份注册和房间预订，状态显示区主要显示门锁的开关状态．Html5界面设计基于京东微联APP，通过京东微联的JDSMART控件，用户可以对不同智能设备进行远程控制．控制逻辑设计由JavaScript实现，采用vue控件搭建一种交互界面的渐进式框架，实现数据的双向绑定，从而快捷地实现事件触发和数据更新．当手机端加载页面时，系统会调用JDSMART.app.getNetworkType方法获取app的网络状态；调用JDSMART.ready方法对设备信息进行初始化．通过定时函数和JDSMART.io.getSnapshot方法获取设备快照，以及时获取设备的状态，并刷新页面的状态显示区．在页面的功能控制区，通过vue控件与click事件的绑定构造power按钮，当用户点击该按钮时，就调用JDSMART.io.controlDevice方法发送控制消息到设备端，并实时刷新页面．4系统的功能设计针对现行的智能门锁控制系统的缺陷，设计了一款智能门锁控制系统．整个系统分为门锁端、云平台和手机端三部分，并对门锁端进行硬件选型与设计．根据软件的开发工具和运行环境，把本系统的软件分为STM32程序、Wi-Fi模块程序和手机端程序三个模块，并对每个模块进行功