我用鸿蒙开发板做了个“自动门锁”

脚本之家 2022-09-23

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出处：鸿蒙技术社区（ID：gh_4d9eccaaf99e）

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有一天半夜宿舍门被一个喝晕的哥们打开了，（说他晕吧他居然知道钥匙在门框上）于是有了设计自动门锁的想法。正好一直想用 Hi3861 做一个 IoT 落地项目，一切刚好！

需求分析

如下：

无钥匙进入
手机端操作
不影响使用钥匙开门
无损安装、卸载自动开门机构

宿舍门锁考察

水平向右移动拉闩 1cm 左右即可开门，由于宿舍们老旧，拉力实测在 2.5L 水左右。

经过粗略计算，如果使用 9g 舵机来驱动，单杠驱动结构的话，杠杆长度比为 2500/9≈278，尺寸有些夸张。

不想在机械结构上费时间，所以选取大扭矩舵机驱动。

方案设计

①机械结构

典型的曲柄滑块结构。选取了绳索拉动、连杆方案。综合考虑耐用度和安装便携性，选取绳索驱动方案。

使用套壳的方式安装在门锁体上，拉闩自由移动，不影响手动开门。

②控制逻辑

Hi3861 根据 web 端发送过来的质量控制舵机转动即可。控制信号来源于 web 端，采用 MQTT 协议来处理数据，电源使用 5V 2A 模块，一路单独给舵机。

软件层

①MQTT 移值

这个直接参考连老师的这篇文章《如何在鸿蒙系统中移植 Paho-MQTT 实现 MQTT 协议》即可，感谢连老师！

https://harmonyos.51cto.com/posts/1384

本项目只需要将：服务器地址改为自己的 IP、订阅自己 web 端的 Topic、提取消息数据。

主要代码如下：

/*连接web端  只展示主要逻辑，完整见附件*/
int mqtt_connect(void)
{   
      //0.连接web端
    char* payload = "Hello Kun，have a Nice Day!";
    int payloadlen = strlen(payload);
    int len = 0;
    char *host = "192.168.xxx.xx";  //自己的ip
    int port = 1883;                //mqtt服务端口
    mysock = transport_open(host, port);
    /* 1.订阅web端话题  */
    topicString.cstring = "porsche";
    if (MQTTPacket_read(buf, buflen, transport_getdata) == SUBACK)  /* wait for suback */
    { 
        rc = MQTTDeserialize_suback(&submsgid, 1, &subcount, &granted_qos, buf, buflen);
    }
    /*2. 循环接收发布者的话题消息 */
    topicString.cstring = "hi3861";
    char door_passward[] ="notfound404"; //开门密令
    char cmd_msg[12]; //存储web端发来的数据
    while (!toStop)
    {
        if (MQTTPacket_read(buf, buflen, transport_getdata) == PUBLISH)
        {
            MQTTString receivedTopic;
            rc = MQTTDeserialize_publish(&dup, &qos, &retained, &msgid, &receivedTopic,
                    &payload_in, &payloadlen_in, buf, buflen);
            for ( i = 0; i < payloadlen_in; i++)
            {
                cmd_msg[i]=*payload_in; //save message from MQTT web
                payload_in++; //pointer 
                printf("%c",cmd_msg[i]);
            }
            printf("cmd_msg:%s\n",cmd_msg); 
        }
}

②舵机控制

Hi3861 控制舵机之前这篇文章有配置过：

https://harmonyos.51cto.com/posts/8645

调整 20ms 控制周期内高电平的占空比模拟 PWM 代码如下，进行了一下简单的封装，使用哪个 IO 口记得要初始化输出即可。

/** * @brief  Servo  control *
 @param servoID number of servo (GPIO) 7-8-9-10 * 
 @param angle  input value: 0-200 *              
*/
void My_servo(uint8_t servoID,int angle)
{       
     int j=0;    
     int k=2000/200; //实际应该是2000/180
     angle = k*angle;    
     for (j=0;j<5;j++)
      {        
           GpioSetOutputVal(servoID, 1);        
            hi_udelay(angle); //angle ms        
           GpioSetOutputVal(servoID, 0);        
           hi_udelay(20000-angle);//    
       }//20ms 控制舵机            
}

③业务逻辑

获取 web 端数据、匹配开门密令是否一致、一致则开门、每次输入密令可以开门三次、也可以一键上锁。

项目完整工程见附件 1，主要代码如下：

/*逻辑代码为了适应另外一个iot项目。看起来比较臃肿，但能用*/
int count =3； //开门次数
switch (cmd_msg[0])
{
    case 'a': //一键开门
        printf("up\n");
        cmd_msg[0]='n';
        break;
    case 'z': //一键上锁
        printf("down\n");
        cmd_msg[0]='p';
        count = 3;
        break;
    case 's': //连接上led闪烁
        printf("Start\n");
        GpioSetOutputVal(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_9, 0);
        usleep(LED_INTERVAL_TIME_US);
        GpioSetOutputVal(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_9, 1);
        usleep(LED_INTERVAL_TIME_US);
        break;
    default:
        break;
}
if(!(strcmp(cmd_msg,door_passward)))
{
    if(count)
    {   count --;
        printf("Open the Door!\n");
        My_servo(10,100);
    }
    else count = 0;
}
else 
{
    printf("Close the Door!\n");
    My_servo(10,50);
}

测试

其他案例

①心率传感器

使用 I2C 通信，查看数据手册后，更具时许来读取数据，比较简单，参考 MPU6050 的读取方式。

这里展示一下读取 max30102 原始数据的函数，完整资源见附件 2。代码如下：

/**
 * @brief Send Write command to MAX30102 device before Read a register.
 * @param regAddr the register address to Read or Writen.
 * @return Returns{@link IOT_SUCCESS} if the operation is successful;
 *  returns an error code defined in {@link iot_errno.h} otherwise.
 * */ 
uint8_t MAX_Cmd(uint8_t regAddr)
{ 
    hi_i2c_idx id = MAX_I2C_IDX;
    uint8_t buffer[] = {regAddr};
    hi_i2c_data i2cData;
    i2cData.receive_buf = NULL;
    i2cData.receive_len = 0;
    i2cData.send_buf = buffer;
    i2cData.send_len = sizeof(buffer)/sizeof(buffer[0]);
    return hi_i2c_write((hi_i2c_idx)id, MAX30102_WR_address, &i2cData); //==发送器件地址+写命令 + 寄存器regAddr 
}

/**
 * @brief Read a data byte from  MAX30102 device.
 * @param  regAddr the register address.  8bit data
 * @return *data
 * */
uint32_t MAX_Read_Data(uint8_t regAddr, uint8_t *data, unsigned int dataLen)
{
    hi_i2c_idx id = MAX_I2C_IDX;
    hi_i2c_data i2cData;
    i2cData.send_buf = NULL;
    i2cData.send_len = 0;
    i2cData.receive_buf = data;
    i2cData.receive_len = dataLen;
    MAX_Cmd(regAddr); // write device add 0xAE + reg_ADD [目标寄存器]
    return hi_i2c_read((hi_i2c_idx)id, I2C_READ_ADDR, &i2cData);
}

/**
 * @brief read FIFO data in max30102 FIFO register 0x07
 * 
 * @param RED_channel_data 
 * @param IR_channel_data 
 */
void max30102_FIFO_Read_Data(uint8_t *RED_channel_data, uint8_t *IR_channel_data)
{
    uint8_t buff[6]; //LSB
    /*组合数据
    uint8_t H,M,L;
    H=buff[0]&0x03; //bit17-bit16
    M=buff[1];      //bit8-bit15
    L=buff[2];      //bit0-bit7
    *RED_channel_data = (H<<16)|(M<<8)|L; */
    int res;
    res=MAX_Read_Data(REG_FIFO_DATA, &buff ,6);
    if(res == IOT_SUCCESS)
    {
       *RED_channel_data=((buff[0]<<16)|(buff[1]<<8)|(buff[2]) & 0x03ffff);  //buff[0-2] 组合
       *IR_channel_data=((buff[3]<<16)|(buff[4]<<8)|(buff[5]) & 0x03ffff);  //buff[3-5] 组合
    }

}

读取到的数据：

②Hi3861-润和套件开发案例

套件的模块除了 NFC 之外，其他都开发了一遍，不一一细说了，具体内容见附件 3-个人开发 PPT。

结语

NFC 开门是不是更加便捷呢？手里没有运行 HarmoneyOS 的手机，软总线方案技术上自己估计做不到，先做做硬件层的吧，下一步抽空实现，只要有 NFC 功能的手机都可开门~估计得明年喽！

https://harmonyos.51cto.com/posts/9822

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