2022年10月13日 | 基于STM32F103设计的智能门锁(支持多种开锁解锁方式)

一、环境介绍

编程软件: keil5

主控MCU: STM32F103ZET6

射频卡读写器: RFID-RC522

步进电机: 28BYJ4  4相5线

蓝牙:  ATK-HC05

WIFI: ATK-ESP8266

物联网云平台: 采用腾讯云物联网平台，直接支持微信小程序和手机独立APP控制

完整项目源码下载地址: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/19101807

二、功能介绍

这是基于STM32设计的智能锁模型，支持多种开锁方式，详情如下：

1.  门禁卡刷卡开锁：使用RC522射频卡读卡器，读取IC卡卡号和内部数据，验证身份，开锁。

2. 蓝牙自动开锁:  业主的手机蓝牙在范围内，自动开锁(通过连接蓝牙地址确认业主身份)，范围是通过蓝牙断开与连接上为准。

3. 微信小程序开锁、关锁：通过ESP8266连接腾讯云物联网平台，业主可以通过微信小程序“腾讯连连” 进行远程开锁和关锁。

如果没有使用过腾讯云物联网平台的，可以看这里：https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/article/details/116902653

4. 按键开锁、关锁: 可以通过开发板上的按键进行开锁和关锁(模拟物理钥匙而已)

开锁和关锁使用步进电机正转一圈、反转一圈模拟。

三、使用的相关硬件介绍

3.1  STM32F103ZET6系统板

3.2 HC05蓝牙模块

3.3 WIFI模块

3.4 RFID-RC522模块

3.5 步进电机

四、腾讯物联网平台

没有使用过物联网云平台的参考这里: https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/article/details/116902653

五、设备核心源码

#include "stm32f10x.h"

#include "led.h"

#include "delay.h"

#include "key.h"

#include "usart.h"

#include

#include "timer.h"

#include "esp8266.h"

#include "mqtt.h"

#include "hc05_Bluetooth.h"

#include "RFID_RC522.h"

#include "motor.h"

/*

硬件连接方式:

ATK-HC-05串口蓝牙模块与STM32的串口2相连接。

PA1--LED 配对状态输出； 配对成功输出高电平，未配对则输出低电平。

PA4---KEY 用于进入 AT 状态；高电平有效（悬空默认为低电平）。

PA2--RXD 模块接收脚

PA3--TXD 模块发送脚

GND---GND 地

VCC---VCC 电源（3.3V~5.0V）

ATK-ESP8266串口WIFI模块与STM32的串口3相连接。

PB10--RXD 模块接收脚

PB11--TXD 模块发送脚

GND---GND 地

VCC---VCC 电源（3.3V~5.0V）

RC522射频模块外部的接口:    

*1--SDA <----->PB5--片选脚

*2--SCK <----->PB4--时钟线

*3--MOSI<----->PA12--输出

*4--MISO<----->PA11--输入

*5--悬空

*6--GND <----->GND

*7--RST <----->PA8--复位脚

*8--VCC <----->VCC

ULN2003控制28BYJ-48步进电机接线:

ULN2003接线:

IN4: PC9   d

IN3: PC8   c

IN2: PC7   b

IN1: PC6   a

+  : 5V

-  : GND

*/

//腾讯物联网服务器的设备信息

#define MQTT_ClientID "3XM7FNOG4Llock"

#define MQTT_UserName "3XM7FNOG4Llock;12010126;W5WOU;1624006004"

#define MQTT_PassWord "209f8dfc3079a54540aeb4263e99be24c5b0212141d8067e6348036383535941;hmacsha256"

//订阅与发布的主题

#define SET_TOPIC  "$thing/down/property/3XM7FNOG4L/lock"  //订阅

#define POST_TOPIC "$thing/up/property/3XM7FNOG4L/lock"  //发布

#define CONNECT_WIFI  "CMCC-Cqvn"   //将要连接的路由器名称 --不要出现中文、空格等特殊字符

#define CONNECT_PASS "99pu58cb"     //将要连接的路由器密码

#define CONNECT_SERVER_IP "106.55.124.154"  //服务器IP地址

#define CONNECT_SERVER_PORT 1883            //服务器端口号

char mqtt_message[200];//上报数据缓存区

unsigned char SN[4]; //存放读出的卡号

unsigned char CheckSN[4]={71,151,114,179}; //用于验证的卡号--业主的卡号用于开锁

char SendBuff[10];

/*

函数功能: 打印卡号

*/

void print_info(unsigned char *p,int cnt)

{

  int i;

for(i=0;i {

printf("%d ",p[i]);

}

printf("rn");

}

/*

函数功能: 读卡号--电子标签的卡号

返回值: 1成功 0失败

*/

int ReadCardNumber(void)

{

    unsigned char CT[2];//卡类型

u8 status=1;

status=RC522_PcdRequest(PICC_REQIDL ,CT);//(寻卡模式，卡类型),成功返回0

if(status==MI_OK)//寻卡成功

{

   status=MI_ERR;

   status=RC522_PcdAnticoll(SN);  //防冲撞，成功返回0，SN是读到卡号的地址

printf("卡类型:");

print_info(CT,2);//打印类型

printf("卡号:");

    print_info(SN,4);//打印卡号

        return 1;

}

    return 0;

}

int main()

{

    u8 esp8266_state=0;

    u8 key;

    u8 i;

    u32 time_cnt=0;

    u8 ble_connect_flag=0;

    u8 Motor=0; //电机状态

    LED_Init();

    KEY_Init();

    USART1_Init(115200);

    RC522_Init(); //RC522 

    Moto_Init();  //步进电机初始化

    USART3_Init(115200);//串口-WIFI

    TIMER3_Init(72,20000); //超时时间20ms

    USART1_Printf("正在初始化WIFI请稍等.rn");

    for(i=0;i<5;i++)

    {

        if(ESP8266_Init()==0)

        {

           esp8266_state=1;

           break;

        }

        else

        {

            esp8266_state=0;

            USART1_Printf("ESP8266硬件检测错误.n");  

        }

    }

   if(esp8266_state)

   {

       printf("准备连接服务器....rn");

        //非加密端口

        USART1_Printf("WIFI:%dn",ESP8266_STA_TCP_Client_Mode(CONNECT_WIFI,CONNECT_PASS,CONNECT_SERVER_IP,CONNECT_SERVER_PORT,1));

        //2. MQTT协议初始化

        MQTT_Init(); 

        //3. 连接服务器  

        for(i=0;i<5;i++)

        {

            if(MQTT_Connect(MQTT_ClientID,MQTT_UserName,MQTT_PassWord)==0)

            {

                esp8266_state=1;

                break;

            }

            esp8266_state=0;

            USART1_Printf("服务器连接失败,正在重试...n");

            delay_ms(500);

        }

        USART1_Printf("服务器连接成功.n");

        //3. 订阅主题

        if(MQTT_SubscribeTopic(SET_TOPIC,0,1))

        {

           USART1_Printf("主题订阅失败.n");

        }

        else

        {

           USART1_Printf("主题订阅成功.n");

        } 

   }

  /*4. 初始化HC05串口蓝牙*/

    printf("蓝牙正在初始化.........rn");

    USART2_RX_FLAG=0;

    while(HC05_Bluetooth_Init()){}

    /*设置当前蓝牙为从机模式---这里设置从机的代码只需要设置一次,后面就可以屏蔽掉了*/

//    HC05_Bluetooth_SetCmd((u8*)"AT+ROLE=0rn"); //设置为从机模式

//    if(HC05_Bluetooth_GetRoleStatus()==0)printf("当前蓝牙处于从机状态!rn");

//    else if(HC05_Bluetooth_GetRoleStatus()==1)printf("当前蓝牙处于主机状态!rn");

//    HC05_Bluetooth_SetCmd((u8*)"AT+RESETrn"); //复位ATK-HC05模块

    DelayMs(1000); //等待蓝牙模块稳定

    /*2. 查询蓝牙主从状态*/

    if(HC05_Bluetooth_GetRoleStatus()==0)printf("2 当前蓝牙处于从机状态!rn");

    else if(HC05_Bluetooth_GetRoleStatus()==1)printf("2 当前蓝牙处于主机状态!rn");

    else printf("2 当前蓝牙主从状态查询失败!rn");

    /*3. 查看蓝牙连接状态*/

    if(HC05_LED)printf("3 当前蓝牙连接成功!rn");

    else printf("3 当前蓝牙未连接!rn");

//    /*4. 设置蓝牙的名称*/

//    if(HC05_Bluetooth_SetCmd((u8*)"AT+NAME=WBYQ_HC-05rn"))printf("4 蓝牙名称设置失败!rn");

//    else printf("4 蓝牙名称设置为 WBYQ_HC-05! rn");

//    /*5. 设置蓝牙配对密码*/

//    if(HC05_Bluetooth_SetCmd((u8*)"AT+PSWD=1234rn"))printf("5 蓝牙配对密码设置失败!rn"); //密码必须是4位

//    else printf("5 蓝牙配对密码设置为 1234 rn");

while(1)

{

         //按键可以测试开锁和关锁

        key=KEY_Scan(0);

        if(key==1)

        {

            LED1=0;  //亮灯--表示开锁

            time_cnt=0;

            Motorcw_ring(1,300);   //电机正转1圈

            Motor=1;

            //更新微信小程序

            sprintf(mqtt_message,"{"method":"report","clientToken":"123","params":{"Motor":%d}}",Motor);

            MQTT_PublishData(POST_TOPIC,mqtt_message,0);

            USART1_Printf("更新门锁状态:开锁rn");

        }

        else if(key==2)

        {

            LED1=1;  //灭灯--表示关锁

            time_cnt=0;

            Motorccw_ring(1,300);  //电机反转1圈

             Motor=0;

            //更新微信小程序

            sprintf(mqtt_message,"{"method":"report","clientToken":"123","params":{"Motor":%d}}",Motor);

            MQTT_PublishData(POST_TOPIC,mqtt_message,0);

            USART1_Printf("更新门锁状态:关锁rn");   

        } 

        DelayMs(10);

        time_cnt++;

        if(time_cnt>=50)

        {

            time_cnt=0;

            LED2=!LED2;

        }

        //微信小程序开锁方式: 接收WIFI返回的数据

        if(USART3_RX_FLAG)

        {

            USART3_RX_BUFFER[USART3_RX_CNT]='';

    printf("UART3收到数据.....rn");

            //向串口打印微信小程序返回的数据

            for(i=0;i