随着物聯網技術的發展,藍牙智能鎖開始越來越普及。過去我們開鎖依賴傳統的鑰匙,但伴随着出現了忘帶鑰匙、弄丢鑰匙、不方便帶鑰匙等給人們帶了各種不便。也随着民宿、酒店等産業的發展,動态分配鑰匙(遠程分配,密碼住宿日期内有效)也變得越來越普遍。可以預見,以後帶裝修的小區、學校、公司、醫院甚至住宅傳統鎖将被智能鎖鎖替代,由此可見該行業不僅巨大而且是具有颠覆性的。
在此,筆者站在技術的立場,分析鎖的構成及原理。如有不對之處請不吝留言賜教。
鎖一般由兩部分構成:
一、操作闆
操作闆主要負責按鍵輸入、例如:輸入密碼。又或者RFID門禁卡刷卡開門。在這裡我們可能會問,為啥要獨立這部分呢,其實很簡單,智能鎖一般用得是電池供電,電池供電必然用到低功耗。所以,市面上的鎖一般會用一個獨立的ic去做觸摸及觸摸上面的指示燈。當然也是為了減輕主控MCU的負擔。當按鍵按下,觸摸ic便通過iic 把鍵值傳給主控闆,主控闆再判斷執行什麼操作,或開鎖,或設置信息等。上面所說的觸摸ic種類繁多,例如:賽元、比亞迪、複旦微等
操作闆的框圖如下:
操作闆框圖
操作闆實物
二、控制闆
控制闆主要負責處理按鍵、RFID、掃碼槍等輸入,及控制電機驅動鎖轉動、控制蜂鳴器或者語言提示、通訊、數據加密解密等功能。
系統框圖如下所示:
1、主控
要滿足io口外設等要求,例如要有多少組串口、多少組SPI等,最重要的是要有低功耗,現在常用的有ST、華大,問題是這些芯片現階段非常緊缺。當然,Flash、Ram也少不了。具體根據功能選定。
智能藍牙鎖自然有藍牙的功能。
很多公司采用MCU 藍牙模塊的方式,一來是公司沒無線通訊開發的經驗,包括硬件軟件開發的經驗。二來,使用藍牙模塊開發非常快,通常使用的是藍牙數據透傳。APP發了控制命令過來,傻瓜式操作開鎖即可。
也有很多公司采用藍牙SOC,即是一顆藍牙搞到MCU和藍牙的功能,市面上這種SOC芯片有很多,用得最多的大概是nordic nRF52840等型号。TI的CC2650\CC2541、Dialog等滿足功能也可。這樣做不僅尺寸可以大大縮小、成本大大降低、功耗也會非常可控。當下缺貨的情況下,是一個非常好的選擇。畢竟找一個芯片,總比上面既要找藍牙模塊,又要找MCU強。
2、DC-DC
鎖通常是多節電池供電,一般是9V-15V,但MCU通常是3.3V或者5V供電,低功耗還是以3.3V為主。電機驅動等可能是5V供電。這裡的DC-DC便是把直流電轉成低壓直流。廠家有聖邦微、矽利傑等
3、LDO
5V轉成3.3V給MCU使用,市面上種類非常多。
4、電機控制
負責控制開鎖,有專門的芯片,也有用mos管
5、掃碼頭
負責掃碼,通常是現成的了,很少廠家會自己開發自己用,一般掃碼後會通過串口或者SPI等直接輸出條碼信息。軟件非常簡單,直接處理數據就可以了。
掃碼頭
6、蜂鳴器、語音
負責開鎖提示。
7、232通訊
一般是預留、方便程序有問題做升級、當前也很人選擇用藍牙做空中升級。升級方式見仁見智了。
說到這裡,藍牙智能鎖系統框架就說完了。後續看下想學習的人有多少,抽空寫下軟件部分的現實。歡迎留言賜教。下一章将講解智能電子工牌系統架構。歡迎關注、轉發。
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