一站式开发校园智能联网暂存柜
概况
近年来，智能暂存柜在物流、服务行业大放异彩。例如顺丰蜂巢快递柜、菜鸟驿站智能柜等，不但解决了快递行业的 最后一公里 理念，还能在特殊的时期（例如疫情期间）避免人流聚集。
基于涂鸦 IoT 开发平台，使用涂鸦三明治 Wi-Fi MCU 通信板（WB3S）、涂鸦三明治电源板、STM32 开发板、门锁驱动、以及其他零部件，借助涂鸦 MCU SDK 低代码开发方式，您可以跟随本教程快速开发一个校园智能暂存柜产品原型。
物料清单
涂鸦三明治 Wi-Fi MCU 通信板（WB3S）
数量：1适用于涂鸦 IoT 自定义方案中，照明、台灯、灯丝灯、调光器、照明遥控器、排插、开关、家电、运动健康、传感类产品原型。
涂鸦三明治直流供电电源板
数量：1用于给涂鸦三明治其余相关的部件供电。
STM32 开发板
数量：1支持评估高成本效益的超低功耗LPWAN远距离物联网连接。
门锁驱动板
数量：1根据认证信号或钥匙动作，决定是否将内侧门把手轴和外侧门把手轴联接。
步骤
产品框架
智能校园寄存柜管理系统由以下 IoT 组件组成：
-
智能暂存柜设备：门锁驱动板、涂鸦三明治通讯板、涂鸦三明治电源板、STM 32开发板
-
涂鸦云开发平台：设备管理、设备控制
-
微信小程序（经由涂鸦小程序SDK开发）：用户扫码开柜存放、用户取用存放
-
管理后台（由开发者服务器运行）：用户列表、存放记录、管理员授权开柜、设备列表
组装设备 PCBA 和开发嵌入式软件
暂存柜硬件部分
暂存柜分为四部分：
-
门锁驱动板，门锁驱动原理如下图所示：
-
涂鸦三明治通讯板
-
STM32开发板
-
涂鸦三明治电源板
将这四部分硬件组装完成的PCBA如下所示：
暂存柜嵌入式软件部分
作品使用的涂鸦智能MCU接入方式接入：
-
在 涂鸦 IoT 平台 上参考 选品类创建产品 创建一个四路排查（升级版）_Wi-Fi_BLE 产品。
产品的模型使用的是插排，该排插硬件方案与作者定义的智能暂存柜具备相似的 DP（Data Point）定义。
-
在 功能定义 页面，根据智能暂存柜的相关功能定义设置 DP。
作者添加了 4 个 DP，分别对应 4 个柜锁。
-
在 硬件开发 页面，选择一款模组，例如 WBR3 模组，然后在 下载资料 区域下载 MCU_SDK。
-
配置开发板，移植SDK。
作者使用的 STM32 官方开发板，采用 STM32CubeMX + CLion 方式进行单片机开发。芯片外设配置如下所示：
作者使用了一个串口用于涂鸦开发板通讯，以及四个 GPIO 分别控制对应的门锁继电器。对接涂鸦MCU_SDK时，作者主要使用了以下功能：
- 串口接收和发送
- SDK初始化以及运行
- 网络状态以及配网
串口接收和发送
串口发送使用的寄存器方式发送数据：
将这个发送函数填入到SDK的 Protocol.c 中：
使用串口中断接收进行串口数据的接收：
并且在main里面启用串口中断接收：
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_RXNE);
SDK初始化以及运行
主要是在main和主循环里面分别填入 wifi_protocol_init 和 wifi_uart_service。
获取网络状态以及配网，使用 mcu_get_wifi_work_state 即可获取当前模组的网络状态。
复位配网
涂鸦提供了 Wi-Fi 快连配网和热点配网两种配网方式。
调用SDK的 mcu_api.c 中的 mcu_reset_wifi() 即可对模组进行复位并且进入配网状态。
控制继电器开锁
原理是给GPIO一个250ms的高电平使锁芯通电弹出锁钩。以开关1为例，其他以此类推。
连接涂鸦云开发平台
作者调用了 涂鸦云开发平台 的设备信息查询和设备控制能力进行后端环境开发。因为涂鸦云开发平台的主要 SDK 为 Java SDK，而作者的后端环境的使用的是 PHP，所以作者自行调用云开发平台 API 写了一个类，实现了是简单的鉴权和获取设备信息、设备控制。
实现代码如下：
<?php
namespace sdk;
use think\cache\driver\Redis;
define("client_id", "请在涂鸦平台申请");
define("secret", "请在涂鸦平台申请");
define("APIURL", 'https://openapi.tuyacn.com');
// define("redisarr", '192.168.31.3');
class tuyasdk
{
private $access_token;
private $refresh_token;
private $uid;
private $expire_time;
public function Requestopen($devicesid)
{
$data = $this->get_devices($devicesid);
$data = json_decode($data, true);
// var_dump($data);
if ($data['success']) {
foreach ($data['result']['status'] as $lock) {
if (!$lock['value']) {
$data = $this->set_device($devicesid, $lock['code'], true);
$data = json_decode($data, true);
if ($data['success']) {
return $lock['code'];
}
}
}
}
return false;
}
public function Requestclose($devicesid, $lockcode)
{
$data = $this->set_device($devicesid, $lockcode, false);
$data = json_decode($data, true);
return $data['success'];
}
public function get_devices($devicesid)
{
$this->get_token();
$data = $this->queryheader_business();
$requestdata = $this->query_curl("GET", APIURL . "/v1.0/devices/" . $devicesid, $data, "");
return $requestdata;
}
public function get_devices_list($page_no, $page_size, $product_id)
{
$this->get_token();
$data = $this->queryheader_business();
$requestdata = $this->query_curl("GET", APIURL . "/v1.0/devices?page_no=" . $page_no . "&page_size=" . $page_size . "&product_id=" . $product_id, $data, "");
return $requestdata;
}
public function set_device($devicesid, $comkey, $state)
{
$postdata = array();
$postdata["commands"][0]["code"] = $comkey;
$postdata["commands"][0]["value"] = $state;
$postdata = json_encode($postdata);
$this->get_token();
$data = $this->queryheader_business();
$requestdata = $this->query_curl("POST", APIURL . "/v1.0/devices/" . $devicesid . "/commands", $data, $postdata);
return $requestdata;
}
private function access_token()
{
$data = $this->queryheader_token();
$requestdata = $this->query_curl("GET", APIURL . "/v1.0/token?grant_type=1", $data, "");
$arraydata = json_decode($requestdata, true);
if ($arraydata['success'] == "true") {
$this->access_token = $arraydata['result']['access_token'];
$this->refresh_token = $arraydata['result']['refresh_token'];
$this->expire_time = time() + $arraydata['result']['expire_time'];
$this->uid = $arraydata['result']['uid'];
$tokendata = array();
$tokendata['access_token'] = $this->access_token;
$tokendata['refresh_token'] = $this->refresh_token;
$tokendata['expire_time'] = $this->expire_time;
$tokendata['uid'] = $this->uid;
$tokendata = json_encode($tokendata);
$this->set_token($tokendata);
return true;
}
return false;
}
private function get_token()
{
$redis = new Redis();
// $redis->connect(redisarr, 6379);
// $redis->auth('demo');
$data = $redis->get('token');
$arraydata = json_decode($data, true);
$this->access_token = $arraydata['access_token'];
$this->refresh_token = $arraydata['refresh_token'];
$this->expire_time = $arraydata['expire_time'];
$this->uid = $arraydata['uid'];
if ($this->expire_time - time() < 3) {
$this->access_token();
}
// $redis->close();
}
private function set_token($data)
{
$redis = new Redis();
// $redis->connect(redisarr, 6379);
// $redis->auth('demo');
$redis->set('token', $data);
// $redis->close();
}
private function queryheader_business()
{
list($t1, $t2) = explode(' ', microtime());
$time = (float)sprintf('%.0f', (floatval($t1) + floatval($t2)) * 1000);
$Message = client_id . $this->access_token . $time;
$sha256data = hash_hmac('sha256', $Message, secret, false);
$sign = strtoupper($sha256data);
$headerdata = array(
'client_id:' . client_id,
'sign:' . $sign,
'sign_method:HMAC-SHA256',
't:' . $time,
'lang:ch',
'access_token:' . $this->access_token,
'Content-Type:application/json'
);
return $headerdata;
}
private function queryheader_token()
{
list($t1, $t2) = explode(' ', microtime());
$time = (float)sprintf('%.0f', (floatval($t1) + floatval($t2)) * 1000);
$Message = client_id . $time;
$sha256data = hash_hmac('sha256', $Message, secret, false);
$sign = strtoupper($sha256data);
$headerdata = array(
'client_id:' . client_id,
'sign:' . $sign,
't:' . $time,
'sign_method:HMAC-SHA256',
'lang:ch'
);
return $headerdata;
}
private function query_curl($typequery, $url, $headerdata = array(), $bodydata = array())
{
$curl = curl_init();
curl_setopt($curl, CURLOPT_URL, $url);
curl_setopt($curl, CURLOPT_HTTPHEADER, $headerdata);
curl_setopt($curl, CURLOPT_RETURNTRANSFER, 1);
curl_setopt($curl, CURLOPT_HEADER, false);
curl_setopt($curl, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER, false);
// curl_setopt($curl, CURLOPT_SSL_VERIFYHOST, false);
if ($typequery == "POST") {
curl_setopt($curl, CURLOPT_POST, true);
curl_setopt($curl, CURLOPT_POSTFIELDS, $bodydata);
} else {
curl_setopt($curl, CURLOPT_POST, false);
}
$tmpInfo = curl_exec($curl);
curl_close($curl);
return $tmpInfo;
}
}
开发微信小程序
用户开柜存放
-
实现原理：扫码存放-用户扫码-把用户ID和设备ID（扫码结果）-云端请求开锁-完成
-
实现代码：
用户取出存放
-
实现原理：用户点击取出存放-云端查询是否存在未取出的存放-如有请求开柜，若无反馈无存放。
-
实现代码：
开发管理后台
智能暂存柜管理后台使用 ThinkPHP5 框架和 Xadmin 前端框架进行开发。
用户列表
-
实现原理：用户授权小程序获取用户信息后，调用后端接口对用户的注册并写入数据库，用户列表只是遍历数据库表的数据。
-
实现代码：
存放记录
-
实现原理：获取数据库设备存储记录表的数据并且遍历出来，而管理员开柜是通过传递 ID 给前端，当管理员按开柜的按钮即可把列表 ID 传后端，通过 ID 在数据库中查找设备 ID 和开柜号，并调用 SDK 控制设备开柜。
-
实现代码：
设备列表
-
实现原理：通过 SDK 获取设备列表，并传递到前端进行遍历。
-
实现代码：
小结
涂鸦物联网开发平台为开发者提供了便捷的 IoT 开发工具与服务，助力开发者更高效的完成设备接入，并为开发者提供物联网应用开发及场景服务能力。
您正在浏览的内容为涂鸦开发者平台注册用户自主发布，版权归原作者所有，涂鸦开发者平台不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任，涂鸦开发者平台不对该等内容作出不违反、不侵权的陈述与保证。您应知晓并了解您对于该等内容的复制、改编、转发传播等任何其他使用行为应当符合法律法规并应取得相关权利人的许可，您的该等行为所造成的全部相应后果（包括但不限于侵权、违约、受损、与第三方的纠纷等）均应由您个人承担。内容知识产权相关条款可查看《涂鸦开发者平台用户协议》。如果您发现有涉嫌侵权的内容，请立即通过平台上的联系方式联系平台进行举报并发送有关证据，一经查实，平台将立刻删除涉嫌侵权内容。
