RT-Thread-【12月原创】基于W600 RT-Thread的物联网智能指纹门锁RT-Thread问答社区

【12月原创】基于W600 RT-Thread的物联网智能指纹门锁

发布于 2020-12-27 14:26:44 浏览：1671 订阅该版

[tocm]

# 一、W600-RT-Thread物联网智能指纹门锁

- **GITEE项目地址：<https://gitee.com/hanxiaohu/W600-RT-Thread-door-lock>**
- **硬件电路：<https://oshwhub.com/hanxiaohu/zhi-wen-men-suo>**
- **APP：<https://gitee.com/hanxiaohu/SmartLock-Android>**

## 1.项目简介

在学校宿舍使用的指纹门锁，起初用[STM32+FPC1020](https://gitee.com/hanxiaohu/FingerprintDL)实现了简单的指纹识别然后舵机拉动门锁开门，后来觉得这个项目不错，就对此进行了升级使用了RT-Thread连接OneNET并添加了远程开门和开门记录等功能，主控芯片由原来的STM32更换为了W600 的 [TW-03 WIFI模组](https://item.taobao.com/item.htm?id=576984059789)，这是个带WIFI的MCU，指纹识别使用 [FPC1020A](https://detail.tmall.com/item.htm?id=612435938572)，这里开门使用MG996R舵机拉开门锁。

- 使用 W600 嵌入式WiFi芯片
- 使用 [FPC1020A](https://detail.tmall.com/item.htm?id=612435938572) 电容式指纹识别模块
- 支持指纹识别开门
- 支持红外遥控开门
- 支持OneNET APP远程开门
- 支持oneshot web配网(按住WIFI按键复位进入)
- 安卓APP查看开门状态和记录开门方式和自定义id
- 安卓APP控制开门和查看历史记录

## 2.硬件电路
![硬件.png](/uploads/20201227/bfc7a7ca07478c8503f4eb83d07cd395.png)

电路设计使用了立创EDA，项目所有硬件资料在立创开源硬件平台上。

- **硬件项目地址：<https://oshwhub.com/hanxiaohu/zhi-wen-men-suo>**

模块|描述
---|:--:
[TW-03 WIFI模组](https://item.taobao.com/item.htm?id=576984059789)|W600主控芯片
[FPC1020A](https://detail.tmall.com/item.htm?id=612435938572)|电容式指纹识别模块
MG996R舵机|开门装置
霍尔传感器模块|监测门的状态

> 详细元件清单请看原理图，开门装置请根据实际情况替换，指纹模块的控制和指纹录入请参考FPC1020A SDK里面有详细资料和调试工具，在立创开源硬件平台附件里有FPC1020A SDK和离线版STM32指纹门锁项目全部资料。

![实物图.png](/uploads/20201227/b682e88e9f377a13500dfd1e5919a2a3.png)

> 图上的PCB为早期版本有点错误，开源链接里的PCB已修正可以直接用
## 3.W600 简介
芯片资料：[W600文档中心](https://docs.w600.fun/)

W600是北京联盛德自主研发设计的一款嵌入式WiFi芯片，该系列模块支持标准的802.11 b/g/n 协议，内置完整的 TCP/IP 协议栈。

600_SoC芯片集成 Cortex-M3 内核，内置 Flash，集成射频收发前端 RFTransceiver，CMOS PA 功率放 大器，基带处理器/媒体访问控制，支持SDIO、SPI、UART、GPIO、I²C、PWM、I²S、7816 等接口, 支持多种加解密协议，如 PRNG(Pseudo random Number Generator)/ SHA1/ MD5/ RC4/DES/ 3DES/ AES/ CRC 等。

## 4.代码
项目环境搭建和编译在**项目编译指南**中介绍 ，这里只是简单介绍项目组成
![主要代码.png](/uploads/20201227/2a864556c314229df7b2631422d4c19a.png)

文件名|描述
---|:--:
wifi_control.c|wifi连接和oneshot配网
door_control.c|门状态获取，开门操作，RGBLED指示灯
fpc1020_control.c|指纹模块串口驱动和指纹对比
infrared_control.c|NEC红外遥控扫描
onenet_control.c|所有OneNET有关的操作
wdt_control.c|硬件看门狗
main.c|main函数

> 按住WIFI键然后复位可以进入oneshot配网，设备热点名称door_wifi_config，连接ap后打开<http://192.168.169.1>

> **代码逻辑很简单，具体怎么实现的就不一一介绍了**

## 5.OneNET

参考资料：[OneNET文档中心](https://open.iot.10086.cn/doc/multiprotocol)
### 5.1 创建项目
打开[OneNET控制台](https://open.iot.10086.cn/develop/global/product/#/console) 进入多协议接入

![多协议接入.png](/uploads/20201227/2bccfe7ba3e6e5abaa9f20fa1407bdbc.png)

在MQTT（旧版）页面点击添加产品，设备接入协议确保是MQTT，其他随便填写

![设备接入协议.png](/uploads/20201227/6fd4a815331f700327506fa282e9067f.png)

### 5.2 获取连接参数
项目创建成功后需要获取三个参数
- 产品ID
- Master-APIkey
- 设备注册码

![产品概况.png](/uploads/20201227/113fd9643af438adbcc939fc051f06d1.png)

![设备列表.png](/uploads/20201227/1b8f45ac1cbb2cbcdbf5efbeb718d222.png)

### 5.3 配置RT-Thread
打开`rtconfig.h`文件将自己的这三个参数粘贴到对应位置
![RTCONFIG.png](/uploads/20201227/4e7d2effff8033ccbec8f714572a52af.png)

> 这里为了方便可直接修改`rtconfig.h`<br/>
> 如果需要继续开发本项目请使用env工具修改这三个参数，env工具使用方法参考 [Env 用户手册](https://www.rt-thread.org/document/site/programming-manual/env/env/)

### 5.4 数据流

设备上传了两个数据流
- 门开关状态
- 历史开门方式
  
进入设备详情查看
![数据流.png](/uploads/20201227/18990a9b6b99e9589cf170ac3a342eab.png)

开关状态取决于检测开门状态的传感器，这里使用了一个霍尔传感器模块，将一块磁铁安装在门框上，关门时霍尔传感器靠近磁铁，并输出低电平，此时W600读取电平并上传到OneNET

历史开门记录由type和id组成，type类型定义在`applications\user_def.h`中

```c
enum {IR_MSG = 1, FP_MSG, REMOTE_MSG};
```

> 红外类型是1，指纹是2，OneNET远程开门是3 、红外id是遥控器nec码，指纹id是模块内存储指纹id，远程id是用户下发的id。

### 5.5 开门测试
这里可以手动测试远程开门功能

![开门.png](/uploads/20201227/14a7b398c2a795fbf7a2c7cc206b61ea.png)

开门数据格式为：

```json
{"opendoor":id}
```

> 如果 id != 0 则开门，并上报开门方式和id。

验证开门标识代码在`applications\onenet_control.c`中，可自行数据格式

```c
static void onenet_cmd_rsp_cb(uint8_t *recv_data, size_t recv_size, uint8_t **resp_data, size_t *resp_size)
{

int open_id = 0;
	cJSON *root = cJSON_Parse((char *)recv_data); 
	cJSON_item_get_number(root,"opendoor",&open_id);
  
    if (open_id != 0)
    {
        rt_sem_release(&door_open_sem);
    .....
}
```

## 6. APP

通过安卓APP接入OneNET下发指令控制开门和查看门的开关状态，历史开门记录。

>注：如果需要其他方式接入OneNET进行控制，请参考 [OneNET文档中心](https://open.iot.10086.cn/doc/multiprotocol) 进行开发

### 6.1软件架构
本项目使用了OneNET RESTful SDK for Android
```gradle
dependencies {
    implementation 'com.chinamobile.iot.onenet:onenet-sdk:2.2.1'
}
```

### 6.2获取连接参数

OneNET项目创建成功后需要获取二个参数
- Master-APIkey
- 设备ID

![APIKEY.png](/uploads/20201227/6e243314d25794c13e521db98c22e37b.png)

![DEVICEID.png](/uploads/20201227/c17e4925f61a7e4e8ad3ec3503ca9198.png)

### 6.3配置客户端
APIKEY和DEVICE ID填写前面从OneNET控制台获取到的值。REMOTE ID定义为用来记录开锁的ID

![Screenshot_1608953955.png](/uploads/20201227/cabc1397165e3413ac7138c77e630279.png)

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### 6.4使用示例
**主界面**
这里简单实现了显示门当前的状态和设备在线情况，点击开门按钮会通过OneNET下发指令实现开门

![Screenshot_1608953946.png](/uploads/20201227/411049a39740cf58fdee21d96895b6bb.png)

**开门记录**

开门记录里显示了最近20次开门指令的时间、方式和ID

![Screenshot_1608953965.png](/uploads/20201227/851bdf6f447d420434f7882ff960c8bb.png)

**历史状态**

历史状态里显示了最近20次实际门的状态和发生状态变化的时间

![Screenshot_1608953970.png](/uploads/20201227/cfb324cc718688ad067f4bae1f57e7cf.png)

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# 二、RT-Thread项目编译指南

## 1.参考资料
- RT-Thread文档： [RT-Thread 文档中心](https://www.rt-thread.org/document/site)
- W60x参考文档：[W600 文档中心](https://docs.w600.fun/?p=rt-thread/start.md)
- W60x参考资料：[正点原子 W601 IoT开发板 ](http://www.openedv.com/docs/boards/iot/zdyz_w601.html)
- W60x\_RT-Thread源码：[GitHub](https://github.com/RT-Thread/W601_IoT_Board)
- 串口下载工具：[串口调试助手](https://download.w600.fun/tool/%E6%98%9F%E9%80%9A%E6%99%BA%E8%81%94%E4%B8%B2%E5%8F%A3%E8%B0%83%E8%AF%95%E4%B8%8B%E8%BD%BD%E5%8A%A9%E6%89%8B.7z)

## 2.编译环境

### 2.1编译环境搭建
- Keil MDK
- 下载W60x\_RT-Thread SDK源码：[GitHub](https://github.com/RT-Thread/W601_IoT_Board)

### 2.2 工程目录介绍

![目录结构.png](/uploads/20201227/fe17342a7c63aa435f8bc5cbfa8b8d37.png)

docs文件夹下放着W600\_RTT相关的参考文档，建议先阅读 `UM3103-RT-Thread-W60X-SDK 快速上手.pdf `和 `UM3101-RT-Thread-W60X-SDK开发手册.pdf`

## 3.编译烧录

### 3.1 编译
将仓库克隆放到工程目录examples文件夹内

进入项目文件夹，双击打开 `project.uvprojx`工程文件，打开工程后直接编译即可（注意，一定要先搭建好Keil环境）。

![项目文件.png](/uploads/20201227/3fcf9f310f972b52b75f25d9586dc69e.png)

固件生成在当前示例所在目录的Bin文件夹下。

![编译文件.png](/uploads/20201227/30e29f690ff867d0bc9b525ebed45d9a.png)

### 3.2 烧录
打开星通智联下载调试软件选择`rtthread_layout_1M.FLS`烧录,型号可以不选，如果串口没有连接接复位，点击下载后需要手动复位W600。

![下载.png](/uploads/20201227/29cd8bcb4b3329a752aa8db5665fad7a.png)

>注意：
>1.  本项目使用W600芯片，FLASH为1M版本，选择`rtthread_layout_1M.FLS`烧录
>2.  其它烧录问题请参考:[W600固件烧录指南](https://github.com/w600/docs/blob/master/zh/app/download.md)
![下载.png](/uploads/20201227/29cd8bcb4b3329a752aa8db5665fad7a.png)

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# 三、项目开源地址
代码很简单就不一一介绍了，具体如何实现的请看代码：
- **GITEE项目地址：<https://gitee.com/hanxiaohu/W600-RT-Thread-door-lock>**
- **硬件电路：<https://oshwhub.com/hanxiaohu/zhi-wen-men-suo>**
- **APP：<https://gitee.com/hanxiaohu/SmartLock-Android>**