摘要:本文主要提出一种基于NodeMCU的智能门锁设计方案。通过NodeMCU的开发,来实现实时控制锁开关的功能,使智能化的家居进入人们生活的方方面面。该方案的设计采用NodeMCU为中控单片机,从而达到维持整个系统的运转和有效的数据收发处理效果。
1引言
随着现代信息技术的快速发展,我们已经进入了信息化的社会。智能家居,物物互联的思想也已经从概念开始逐步成为现实,并渐渐融入了我们的生活。本文主要利用现代通信技术的方便、快捷等特点,来实现一种智能手机实时控制锁开关的设计。
通过手机控制门锁的开关,解放了人们用钥匙开关门的传统方式。基于实时控制,监测的特点,在一定程度上本设计也保证了用户的安全性。该设计是以方便人们日常生活为主要目的,它的设计结合了单片机开发设计、电路开发、服务器设计等技术。
2系统组成
该设计方案的设计核心是服务器的设计开发和NodeMCU的开发。通过NodeMCU的WiFi模块接入网络并和服务器进行数据通信,再通过智能手机访问服务器从而来实现手机控制NodeMCU的目的。
1NodeMCU
NodeMCU是一块开源的物联网开发板,它内置了一块基于esp8266-12的WiFi模块。它的开发通常使用方便快捷的脚本Lua语言和arduinoIDE。在结构上它具有一个集成完善的USB串口,通过USB口的接入省去了使用FTDI的USB转串口来开发编程的不便。另外它具有一个3.3V的电压调节器,因此它可以被3.3v以上电源驱动运行。从外观上看它一共有30个可以配合面包板使用的引脚,其中有13个GPIO引脚,除了GPIO16只能进行读写以外,其它每个引脚都可以进行中断PWM、I2C等功能。因为具有较多的引脚以及功能,它受到了大部分开发爱好者的喜爱。
2.2服务器
图1电磁锁外观图
本设计方案的服务器选用了机智云物联网开发平台。机智云AIoT自助开发平台，采用微服务架构，将大量IoT技术原理、行业知识、基础模型规则化、软件化、模块化，通过傻瓜式开发工具、MCU自动生成代码、APP开源框架、IoTSDK、开放API，最大限度降低IoT设备开发的技术门槛和开发成本，提高开发、测试、部署效率，服务超过320000+开发者， 拥有10000+量产方案。
机智云是一个方便技术开发人员,快速开发智能硬件的物联网开发社区。它为开发者提供了设备远程控制管理,数据存储分析等等服务。在接入该平台时,它提供了许多接入云端的方案,同时它可以自动生成许多相关功能实现的配置代码。对于大多数喜欢硬件设计爱好者,通过机智云物联网云平台可以有效缩短智能设备的开发周期,因此比较符合本设计方案的需求。
2.3锁的选择
在锁的选择上,本设计方案选取基于螺线管的智能锁。它工作于12V的直流电压下,其中红线连接12V电源;通常应用作于柜门锁、文件柜锁、门锁、抽屉锁等等,具有安全、小巧、稳定、安装方便、反应灵敏等特点。螺线管电磁锁基本上是由其内部的一个带有电枢的大铜线圈所驱动。在一般情况下锁舌是处于弹出状态下的。当通电后,在电磁的作用下锁舌会收入锁体。如图1所示。
图2系统设计框图
3系统设计与实现
3.1原理框图
图3部分电路
如图2所示,NodeMCU为电路的中控单元,它通过自身的引脚GPIO4输出的高低电平来控制锁的开关。通过集成在板身上的WiFi模块连接WiFi信号接入机智云。通过机智云手机APP从而协调整个系统来控制锁的开关。
3.2控制电路图
如图3所示,12V的直流电压接入锁的红线,从蓝线出来分成两路其中一路串接一个阻值为2KΩ的电阻,另一路接一个二极管最终两路在三极管的集电极汇合。GPIO4引脚通过串联一个2KΩ的电阻接入三极管的基极。射极直接接地。如果GPIO4输出一个低电平信号三极管会处于截止状态,Q1点处于高电频。如果GPIO4输出一个高电频,三极管即可导通,锁舌就会在电流的作用下收回锁体。
本文提出了一种手机实时控制门锁开关的简单设计方案。通过该方案的实现我们可以在任何地方,人和时间来控制门的开关,并且可以通过手机实时监控门锁是否被打开。
