低功耗蓝牙模块智能门锁应用案例

要说我们接触最多的智能产品应该就是手机吧,随着科技的不断发展,各种各样的智能产品现在都前赴后继的出现在我们眼前了,其中智能家居的迭代也如雨后春笋一般。层出不穷的产品除了让用户感受到科技感以外也便捷了生活和管理。今天我们来说一说,和我们生活最息息相关的一个亿佰特的设计案例,低功耗蓝牙模块智能门锁应用案例


需求是什么?


智能门锁作为居家和社区必备产品,设计方案也是多到数不胜数。其中普遍的头号需求是什么呢?

当然是低功耗。毕竟我们用智能门锁是为了方便生活,而不是想多一项换电池的工作。所以在众多的智能门锁设计方案中以 BLE(低功耗)蓝牙模块为核心的方案优势尤为突出。


BLE的优势


那BLE蓝牙运用到智能门锁为什么是最突出的呢?

我们先来看看 BLE 蓝牙模块的具体优势:

01

BLE 蓝牙的待机时间超长,市面上的蓝牙智能锁基本都是使用干电池供电,而BLE低功耗蓝牙模块在广播、传输、待机和睡眠模式下均拥有超低的功耗,比如成都亿佰特的 E104-2G4U04A 模块,最大发射功率仅为 2.5 mW。

02

可以使用手机APP 开锁、更加方便快捷,在移动互联网时代,手机是一个人必不可少的工具,而目前手机制造商都在BLE蓝牙上面开拓市场,每部手机都集成了蓝牙模块,成都亿佰特开发的BLE低功耗蓝牙模块可以直接与手机蓝牙进行通信使用起来方便快捷。蓝牙智能锁方案也只要打开手机APP和蓝牙,开锁非常简单!

03

适用性强信号不受环境干扰,无线传输避免不了信号的干扰、屏蔽的外界因素,会直接影响使用体验。虽然wifi和蓝牙同处于2.4G 频段也会有信号相互干扰的情况,但蓝牙的传输速度较高,开锁体验会更好,且体积较小,应用在蓝牙智能锁当中有非常明显的优势。

04

安全性更高,相比其他的智能门锁蓝牙有特定的蓝牙协议,在通信上可以根据不同的用户制定不同的密码协议很难破解所以保密性更好。


BLE的应用案例


成都亿佰特在 BLE 蓝牙模块的开发上技术成熟可靠、经验积累深厚,亿佰特主要的BLE蓝牙方案有E104-BT01、E104-BT02、E104-2G4U04A。亿佰特BLE蓝牙产品集成度高、接口丰富支持、二次开发简单。

亿佰特蓝牙模块

亿佰特蓝牙模块-E104

亿佰特蓝牙模块-E104系列USB接口

亿佰特E104系列BLE产品


成都亿佰特基于已有的成熟 BLE 蓝牙模块,为您提供如下BLE蓝牙的智能门锁应用案例。

低功耗蓝牙智能门锁包含:


01手机或者智能设备开锁客户端


02包含低功耗蓝牙的智能门锁执行机构


03服务低功耗蓝牙安全性能高的客户管理后台


手机或者智能设备开锁客户端主要作用是负责和智能门锁的低功耗蓝牙进行通信、识别用户输入的开锁密码、执行用户的操作指令;低功耗蓝牙的智能门锁执行机构,此部分是低功耗智能门锁的核心部分,其主要作用是负责匹配和客户端的通信连接、根据要求执行开锁指令或者其他操作指令;客户端管理后台主要作用是涉及到门锁的初始化、门锁设置命令的处理(比如密码设置、密码修改等)。其应用案例框图如下所示:

蓝牙模块门锁方案

   基于亿佰特E104产品的门锁方案

设置模式参数


蓝牙工作时分为主机与从机,而在智能门锁上蓝牙是被手机APP 或者其他客户端的蓝牙搜索,所以我们需要将嵌入智能门锁的蓝牙模块设置为从机模式式,并且需要配置其相关参数。亿佰特的E104-BT02 系列产品设置模式和参数的方法如下:

首先将模块上的 MOD 引脚拉低进入配置模式,将模块上的 ROLE 引脚拉高,则配置为从机模式。在配置蓝牙模块时可以使用串口调试助手进行配置。将亿佰特 E104-BT02 模块插入电脑,打开串口调试助手,图中1是选择端口(不一定是 COM13,需要根据自己电脑的端口进行选择),图中2是设置串口波特率,E104-BT02 默认的波特率是19200,图中3、4、5是设置停止位、数据位、奇偶校验,根据手册进行设置。设置完成后打开串口,进入配置模式。



配置软件123

配置软件

若需要修改波特率,则发送指令<BAUDxxx>,其中 xxx 表示波特率,比如需要设置为9600,则发送指令<BAUD9600>,返回<OK>则修改成功。

如果需要修改设备名,则发送指令<NAMExxx>,xxx 最大为18字节,用户可以根据自己的需求修改名字。因为智能门锁需要被手机APP 或客户端搜索,所以需要开启模块的广播功能,通过发送指令<STARTADV >开启广播,在开启广播后设置广播数据,可以将一些门锁的一些信息放入广播,发送指令<ADVDATAxxx>,xxx最大为22个字节。为了满足低功耗的需求我们需要设置广播间隙,发送指令<ADVGAPxxx>,xxx范围32~16000,对应时间20ms~10s。连接间隙关乎到蓝牙的功耗,设置合适的连接间隙可以降低功耗,发送指令<CONMAXxxx>、<COMMINxxx>设置最大最小连接间隙,xxx 范围6~3200 对应时间 7.5ms~4s。

设置连接超时,蓝牙模块在连接时可能由于时移或者其他原因造成错过某个连接事件,所以连接超时会包含6个连接间隙时间,比如连接间隙为1s则连接超时设置为6s,发送指令<TIMEOUTxxx>设置连接超时,xxx范围10~3200 对应时间 100ms~32s。

配置方法如图所示:

配置软件2


配置软件3

在模块配置完成后,即可以将亿佰特E104-BT02 模块嵌入到智能门锁中,E104-BT02 系列产品在低功耗智能门锁的使用方法如下:


01

在智能门锁里嵌入成都亿佰特的E104-BT02 模块,将智能门锁的 MCU 与亿佰特的 E104-BT02 按下图接线。


蓝牙模块用于智能门锁2


蓝牙模块用于智能门锁

通过智能门锁的 MCU 将指令信息传输到 BLE 低功耗蓝牙模块,无需其他程序处理,亿佰特 E104-BT02模块支持无线透传。

02

打开手机上的APP 软件(这里以 BLE 测试工具为例说明)。

BLE测试工具

03

打开APP 后会显示附近的蓝牙设备,找到 E104-BT02_V4.1,可以看到 E104-BT02_V4.1蓝牙的 MAC 地址、广播包数据,用户可以根据自己的需求修改广播包中的数据内容,比如将门锁公司名称写入其中。

BLE测试工具2

04

点击 E104-BT02_V4.1建立连接,进入服务界面,用户可以根据需求设置专属的传输服务(这里以 UnknownService 为例)。

BLE测试工具3

可以看到 UnknownService 特定的128位 UUID 值,用户可以根据不同的需求进行设计。

05

点击 UnknownService 服务,进入控制交互界面,用户根据需求制定服务,比如将图中服务1设置为消息接收,2设置为开门服务,通过服务1接收后台的消息,通过服务2开锁。

BLE测试工具4

点击服务1进入服务后点击开始通知可以看到服务读取到了后台传送过来的消息。

BLE测试工具5


蓝牙模块测试工具

点击服务2进入到开锁模式,点击写入输入门锁密码。

蓝牙模块测试工具2

蓝牙模块测试工具3

手机APP 将密码传送到智能门锁端,这里用串口助手代替门锁显示APP 传送过来的密码。

蓝牙模块测试工具4

如果接收到的密码和智能锁 MCU 存储的密码匹配成功,则智能锁 MCU 控制门锁打开,完成开门任务。

这是亿佰特基于 E104-BT02 在需求于低功耗情况下最优质的的无线解决方案。亿佰特一直专注于解决无线传输的疑难杂症,公司有上百种自主研发产品,励志为您定制最优质最适合您的无线解决方案。

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