智能鎖方案中使用到靈動微MM32W系列低功耗MCU，配合手機通過APP讀取智能鎖藍(lán)牙信息，嘗試配對，配對成功即可正常通訊，手機APP通過藍(lán)牙把指令發(fā)送給智能鎖進行解鎖，整個流程簡單可靠，該方案將徹底告別傳統(tǒng)鑰匙開鎖。藍(lán)牙智能鎖安全便捷，符合用戶的需求，可應(yīng)用的日常場景廣泛，例如：門鎖（家門、倉庫門、貨車門等）；車鎖（電動車鎖、自行車鎖、摩托車鎖等）；私人箱柜鎖（抽屜鎖、更衣柜、旅行箱、工具箱等）。接下來靈動微總代理英尚微給大家介紹一個使用場景非常豐富的藍(lán)牙應(yīng)用方案——基于MM32W系列開發(fā)的藍(lán)牙智能鎖方案。
   
 
硬件資源如下：
本方案基于MM32BLE_TestBoard進行測試驗證，搭配上一顆微型的雙向直流馬達(dá)作為開鎖方式的載體，這里只用馬達(dá)驅(qū)動開鎖，關(guān)鎖默認(rèn)為手動操作，用戶可以通過手機APP來操作開鎖。在硬件原理上，本方案使用到的DC馬達(dá)是通過一顆專用的IC芯片來驅(qū)動，其控制引腳連接到MCU的PD2和PD3，通過控制兩個IO的電平可以對馬達(dá)進行不同運動狀態(tài)的操作；使用PB1連接到綠色LED指示燈，可作為藍(lán)牙連接狀態(tài)的指示；模擬鎖體狀態(tài)功能引腳PA1配置為上拉輸入，低功耗喚醒引腳選擇PA0配置為上拉輸入；藍(lán)牙相關(guān)的功能引腳與前面介紹的方案一致，此處不做過多展開。以下為DC馬達(dá)驅(qū)動原理圖：
     
軟件資源如下：
結(jié)合上述使用到的硬件資源，下面我們著重介紹軟件實現(xiàn)流程以及相關(guān)配置代碼。由于本應(yīng)用方案ble藍(lán)牙芯片與APP建立連接過程中需要應(yīng)用到配對的功能，利用藍(lán)牙庫的接口函數(shù)可以實現(xiàn)，這里將配對秘鑰設(shè)置為“123456”，在連接時候需要設(shè)置正確才能配對成功并且連接上；控制DC馬達(dá)的功能引腳全都配成推挽輸出模式，直接連到驅(qū)動IC上去，通過改變高低電平組合來控制電機的正反轉(zhuǎn)和啟停；另外再對測試和模擬功能的引腳進行配置，從而更為直觀地對應(yīng)用效果的觀測和驗證，且使能看門狗復(fù)位功能來保證藍(lán)牙服務(wù)的穩(wěn)定性能；由于方案應(yīng)用電池供電對低功耗的需要，本方案低功耗采用STOP模式。
 
以下為主函數(shù)初始化配置內(nèi)容，主要將所有的外設(shè)資源和藍(lán)牙協(xié)議棧初始化，并且以中斷服務(wù)程序的方式運行藍(lán)牙，主函數(shù)的循環(huán)中主要實現(xiàn)的功能為判斷是否進入低功耗模式，并且喚醒后根據(jù)接收到的藍(lán)牙數(shù)據(jù)對DC馬達(dá)進行不同的操作，代碼如下：

下面簡單介紹一下藍(lán)牙低功耗和DC馬達(dá)操作相關(guān)的幾個函數(shù)：
 
//初始化DC馬達(dá)控制引腳PD2、PD3，并且全部置為低電平
void MOTOR_Init(void);//停止DC馬達(dá)的轉(zhuǎn)動
static void MOTOR_Stop(void);//根據(jù)不同方向參數(shù)去控制DC馬達(dá)運轉(zhuǎn)
static void MOTOR_Run(unsigned char direction);
 
 
在MOTOR_Proc()處理函數(shù)中針對藍(lán)牙接收到的密碼數(shù)據(jù)進行解析，如果與默認(rèn)設(shè)置的4位0-9數(shù)字密碼完全匹配上則操作解鎖，將DC馬達(dá)按照設(shè)定方向控制運轉(zhuǎn)，為了簡易驗證，模擬一個信號表示解鎖成功，這里是通過采集指定IO引腳PA1的輸入來實現(xiàn)，采集到輸入為高電平那么停止DC馬達(dá)轉(zhuǎn)動，且清零鎖定標(biāo)志位。以下為代碼實現(xiàn)內(nèi)容：
  我們在gatt_user_send_notify_data_callback函數(shù)中給手機發(fā)送數(shù)據(jù)，該函數(shù)屬于回調(diào)函數(shù)，協(xié)議棧會在系統(tǒng)允許的時候（異步）回調(diào)本函數(shù)，該函數(shù)被用于藍(lán)牙模塊端主動發(fā)送是否解鎖狀態(tài)信息給手機APP，函數(shù)內(nèi)部不得增加阻塞代碼。詳細(xì)實現(xiàn)代碼如下：
 
//藍(lán)牙連接成功后協(xié)議在空閑的時候會調(diào)用本回調(diào)函數(shù)
 void gatt_user_send_notify_data_callback(void)
{
static u8 LockFlagBak = 1;
if (LockFlagBak != LockFlag)
{
LockFlagBak = LockFlag;//LockFlag標(biāo)志位會在MOTOR_Proc()中清零和置位      
sconn_notifydata(&LockFlagBak,1);
}
}
 
藍(lán)牙協(xié)議會周期性回調(diào)本UsrProcCallback()函數(shù)，無論是在廣播狀態(tài)還是連接狀態(tài)，在該函數(shù)中可以做運行和低功耗模式切換的超時計數(shù)，給IrqMcuGotoSleepAndWakeup()來處理是否進入低功耗模式，并且針對獲取到的是否連接信息用LED指示燈做不同的狀態(tài)顯示。詳細(xì)實現(xiàn)代碼如下：
 
//藍(lán)牙協(xié)議會周期性回調(diào)本函數(shù)
void UsrProcCallback(void) 
{
static unsigned char led_flash = 0;    
IWDG_ReloadCounter();
StandbyTimeout ++; 
if(gConnectedFlag){  //連接成功
StandbyTimeout = 0;
LED_ONOFF(1);
}else{
led_flash ++;
LED_ONOFF(!(led_flash%10)); //藍(lán)牙未連接，指示燈快閃
}
}
 
除了上述關(guān)鍵的藍(lán)牙數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)外，下面再簡單介紹一些與藍(lán)牙相關(guān)的特征值定義，在const BLE_CHAR AttCharList[] 中定義了本案中的兩個特征值：
 
{TYPE_CHAR,0x0011,{ATT_CHAR_PROP_W_NORSP,0x12,0,0xf1,0xff}, UUID16_FORMAT},//解鎖命令
{TYPE_CHAR,0x0013,{ATT_CHAR_PROP_RD|ATT_CHAR_PROP_NTF,0x14,0,0xf2,0xff}, UUID16_FORMAT},//鎖體狀態(tài)
在void att_server_rdByGrType( u8 pdu_type, u8 attOpcode, u16 st_hd, u16 end_hd, u16 att_type )中實現(xiàn)了自定義特征值服務(wù)聲明；
在void ser_write_rsp()中實現(xiàn)對手機APP發(fā)送的藍(lán)牙數(shù)據(jù)接收和存儲：
if (StartEncryption)
{
    if (valueLen_w < 9)//對藍(lán)牙數(shù)據(jù)進行解析和存儲
    {
     Password_wr[0] = valueLen_w;
     memcpy(&Password_wr[1], attValue, valueLen_w);
     }
     }else{ //無效數(shù)據(jù)，不保存
     Password_wr[0] = 0;
}
 
在void server_rd_rsp(u8 attOpcode, u16 attHandle, u8 pdu_type)中實現(xiàn)把鎖體狀態(tài)回復(fù)給手機APP：
att_server_rd( pdu_type, attOpcode, attHandle, &LockFlag, 1); //將LockFlag 標(biāo)志位返回給手機APP
 
 
手機操作流程如下：
使用手機原生藍(lán)牙界面查找設(shè)備，找到MM32_Lock后點擊進行配對。默認(rèn)配對密碼為123456，配對成功后MM32_LOCK設(shè)備自動保存到配對設(shè)備列表，以后不需要該步驟；
 
手機打開App，開始搜索BLE設(shè)備，選擇對應(yīng)名稱（MM32_LOCK）的藍(lán)牙設(shè)備并進行配對，等待連接成功。連接成功后會有相應(yīng)提示，按鈕Connect名字會變成Disconnect；
 
連接成功后，對UUID為fff1的特征值寫0x31323334（模擬用戶輸入密碼”1234”），測試板上連接的馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動，執(zhí)行開鎖動作；
 
給PA1輸入低電平模擬鎖開啟完成，UUID為fff2的特征值結(jié)果為0表示鎖體開啟，給PA1輸入高電平模擬鎖體鎖上，UUID為fff2的特征值結(jié)果為1表示鎖體鎖上。這里只用馬達(dá)驅(qū)動開鎖，關(guān)鎖默認(rèn)為手動操作。
     

本文關(guān)鍵詞： 靈動微   MM32W系列低功耗MCU

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