【训练营_进阶班】含弘物联——基于2G控制的智能门锁 - 嘉立创EDA开源硬件平台

# 一、项目需求 目前市面上电控锁主要分两大类，一类是通过wifi联网的家用门锁，一类是刷卡或指纹等方式开锁的办公室用门锁。本项目注重于宿舍场景下的开锁，通过2G联网下发开锁指令和上报事件。通过手机小程序可以实现远程开锁、开锁权限分享、查看开锁日志等功能。 # 二、技术规划 ## 1、硬件端 硬件使用上海合宙的Air202模块，使用lua语言编程。供电使用5-12V宽电压，板载DC-DC降压稳压电路，将输入电源转换至4.2V供模块使用。降压稳压芯片使用合宙公司建议的JW5033芯片。 ## 2、云平台 云平台使用阿里云的物联网平台作为IOT设备接入平台，使用Mysql数据库存储权限数据、设备日志等信息，使用函数计算处理信息流。当手机设备发送开锁请求时，先到达API网关，网关调用函数计算，进行鉴权、验证无误后将开锁指令发送到物联网平台。将业务层与接入层相分离可以大大提高设备工作稳定性，提高大并发大连接场景下的消息吞吐量。 ## 3、手机端 手机端使用Uni-APP框架开发，使用Vue语言，可以运行在微信小程序、QQ小程序等环境中，降低了多平台移植难度。手机端使用HTTPS请求设备列表等数据，使用MQTT建立与物联网平台的连接，实现手机端到设备端的双向通信。 # 三、项目设计 # 四、BUG之路 ## V1 按最初的构想，最开始计划使用Air202+直流电机方案，通过直流电机驱动门锁旋钮进行旋转，从而开门。  焊接好调试发现此版本有以下几个问题： ①没有板载电机驱动芯片，需要外挂L298N驱动模块，体积较大，且L298N适用于驱动双路电机，有点大材小用。 ②板子体积略大，所有元件都在一面。 ## V2 基于以上问题，将A4950ELJTR-T芯片画入板子，将SIM卡座及其外围电路移至板子底层（主要考虑到使用的是内置卡方案，保留SIM卡座是考虑到扩展性，正常SMT只贴正面即可，降低成本）。打样，焊接，调试如下图  实际安装调试发现：机械传动部分不可靠。因为要靠电机驱动旋钮，要选低转速、大扭矩的。综合性价比考虑，最终选择了一款12V 40r/min的电机，实际测试发现有以下两个问题： ①电机法兰盘与门锁旋钮间传动不可靠。尝试了风筝线、钓鱼线、铁丝等，都有或多或少的问题。传动材质太硬会阻碍开门，太软会导致线材打结。 ②电机正转开门时，阻力大，转速慢；反转恢复时，阻力小，转速慢。当执行开门操作时，先正转后反转，很难回到上一次的位置，导致执行数次开门操作后需要手动校正，实用性不高。 ## V3 由于手里没有3D打印机，淘宝打样很难快速反复调试。综合时间成本考虑，最终决定换一个电控锁，于是开始了硬件大改造。 首先拆掉原来的门锁  然后打磨一下门框（两个锁的锁舌高度不同）  安装新锁  焊接新板子  （焊接之后调试了很久才发现有一处网络没有上，手动飞线）  （Air202太贵了，从以前的板子上拆一个下来）  V2与V3尺寸对比  对比V2版本，V3主要有以下改动 1、固件烧写接口由插针改为触电 2、增加了12V供电口，给电控锁用 3、去掉了电机驱动芯片及其外围电路，将一路IO口通过三极管上拉到12V为电控锁提供开锁信号 4、缩小PCB尺寸，使其能够塞进电控锁 （这里放一个最终成功的照片&视频） # 五、未来规划 至此，通过2G实现的主要技术路线已经跑通，未来可通过以下几个方面进行提升： ## 1、适配更多传感器 ## 2、适配更多的联网方式 目前使用的联网方式为2G，主要优势是成本低，但其带宽速率也较低，功耗较高，且2G即将退网。综合目前网络覆盖率考虑，后期可以增加4G和wifi联网，覆盖更多应用场景。4G可以选用合宙724G，该模块使用Cat联网，尺寸小、功耗低、带宽高，不仅可以用于数据采集、控制，还可用于一些低码率视频场景。