一篇文章告诉你蓝牙智能门锁怎么实现!

2016-04-22 WIZnet中文官方博客(世强编辑整理)
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早在1994年爱立信公司就创立了蓝牙技术,并制定了基本的技术规范,原意是创造一种设备间通讯的标准化协议,以解决设备间通讯不兼容的情况,规范公布后得到大量移动设备制造商的支持,并于1999年成立蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group),该联盟制定并维护蓝牙无线规范,并对设备制造厂商提供Bluetooth认证与授权。


当前影响最广的版本应该是蓝牙4.0,本标准中增加了Bluetooth Smart和Bluetooth SmartReady标准。特别是Bluetooth Smart版本,作为低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,简称BLE),相对历史版本有质的飞跃,主要表现在成本低,功耗低,峰值电流极小并可以非常快速的建立连接,使用一粒纽扣电池就可以连续工作数年之久。相较于Zigbee和传统蓝牙,协议标准化和低功耗的优势让BLE在智能家居和穿戴设备上的优势一目了然,如图1所示。


  常用无线协议比较

图1: 常用无线协议比较


特别是2011年开始苹果iOS原生支持BLE之后,BLE得到大量iOS周边厂商和智能设备厂商的响应,基于BLE技术开发的智能硬件遍地开花,如:智能体重秤,智能手环,智能灯控,智能水杯,智能马桶,智能闹钟…

 

应用背景

近两年各种智能家居的产品层出不穷,而且众多“科技公司”“互联网企业”“资本投资公司”纷纷加入战团,看到做手机的A公司出了一个智能净化器,做空调的B公司出了一个智能手机,做手表的C公司出了一个智能手环,做马桶的D公司坐不住了,在马桶里面塞进去了一个温控+通讯模块,就诞生了智能马桶…智能设备市场好热闹啊。那么智能产业迅速发展的现在,我们在智能家居上还能有什么创意可以挑衅?灵感真的都源于生活,小熊有一天开门收快递,然后无情的风把万恶的门拍死了,只剩小熊穿着睡衣举着手机拿着包裹在风中凌乱,开锁小哥在小熊女友担保外加3张毛爷爷之后才高抬贵手开了门,懊恼啊…拍大腿的瞬间,当时小熊就萌发了一个念头,要是门锁换成智能控制的话,是不是钥匙就不再困扰我们了!!!只需要打开手机APP,就可以操纵智能门锁开门,或者像有强迫症的熊二,每次锁完门都要回头再看一次门有没有锁好,是不是有了门锁的手机APP,就可以随时看自家门锁的开关状态了!


想法出来了,回头就开始一步步落实。经过对场景设想,最终选用蓝牙+以太网网关的方案,正是因为蓝牙短距离+传输速度快的优势,其中以太网网关部分使用W5500硬件协议栈芯片实现。为了更加体现门锁的智能化,小熊设想了几个场景:其一是小熊出门收快递,门被无意中关上了,可以直接用手机开门;其二小熊不在家,小熊女朋友需要进门洗衣服做饭,小熊可以远程给女朋友开门;其三是熊二被女朋友赶出来了,需要临时借宿,小熊可以给熊二手机授予限时的开门权限(如2周)。看起来是不是很强大!图2就是小熊今天要为大家介绍的蓝牙智能门锁的实现示意图。



蓝牙智能门锁示意图

图2: 蓝牙智能门锁示意图


本方案的组成主要分为三个部分:BLE门锁机构,BLE网关设计,门锁管理服务器。因为门锁管理服务器主要为数据库管理以及APP调用等内容,本文不做过多阐述,本文将主要讲述BLE门锁和BLE的以太网网关的实现等部分内容。


关于BLE的实现,我们可以选用SILICON LABSEFR32BG1P332F256GM32,它是BLE单芯片解决方案(模块BGM111),包含一个工业级的Cortex-M4内核以及RF收发器,集成BLE低功耗协议栈并拥有相对完善的低功耗外设;而以太网部分用的Silicon Labs的WiFi模块WGM110(Cortex-M3、1M Flash 48K RAM)。


为了实现BLE通讯,我们需要使用两个BGM111模块,一个作为Central,另一个作为Peripheral;他们之间实现BLE通信,其中Peripheral作为门锁机构的控制,而Central则驱动WGM110作为TCP Client实现网络通信,从而在网络端查询门锁状态以及实现网络控制开锁的功能。图3列出了需要准备的硬件设备。

 

方案所需硬件

3 :方案所需硬件


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Silicon Labs Simplicity Studio平台开发工具

授权代理商:世强先进(深圳)科技股份有限公司
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  • MangoHoHo Lv7. 资深专家 2018-11-14
    学习了
  • lm11 Lv6. 高级专家 2018-11-14
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  • 高浪 Lv4. 资深工程师 2018-11-11
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  • 地瓜糖 Lv6. 高级专家 2018-08-23
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  • 海锋 Lv9. 科学家 2018-05-16
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  • 下雨了 Lv7. 资深专家 2017-12-30
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