git地址：智能門禁（云IOT+微信小程序）

設(shè)備側(cè)

產(chǎn)品創(chuàng)建

創(chuàng)建產(chǎn)品

創(chuàng)建產(chǎn)品，協(xié)議類型選擇MQTT，數(shù)據(jù)格式選擇JSON，其他參數(shù)自定

設(shè)備注冊

找到所屬產(chǎn)品，認證類型選擇密鑰，單擊確定后注冊成功

注冊成功后出現(xiàn)如下頁面，點擊保存并關(guān)閉，會自動下載好"device_id"和"secret"，保存好

模型定義

產(chǎn)品->選擇你的產(chǎn)品->查看->模型定義->自定義模型->定義產(chǎn)品的服務(wù)

添加屬性，定義好一系列參數(shù)點擊確定

可參考技術(shù)文檔 在線開發(fā)產(chǎn)品模型

添加命令，添加好下發(fā)參數(shù)和響應(yīng)參數(shù)

產(chǎn)品連接

頭文件包含

#include<WiFiMulti.h>
#include<Arduino.h>
#include<WebServer.h>
#include<PubsubClient.h>
#include<ArduinoJson.h>

靜態(tài)參數(shù)定義

const char* wifiName = "";//ESP32連接的WiFi名稱
const char* wifiPwd = "";//wifi密碼
const char* mqttServer = "cdee1c2246.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com";//華為云MQTT接入地址
const int   mqtt = 1883;//端口
//下面三個參數(shù)為設(shè)備接入華為云iot的鑒權(quán)參數(shù)
const char* clientID = "";
const char* userName = "";
const char* passWord = "";

華為云接入地址可在總覽->平臺接入地址中查看

鑒權(quán)參數(shù)通過參數(shù)生成工具生成 MQTT ClientId生成工具

topic參數(shù)定義

topic參數(shù)在產(chǎn)品->選擇要查看的產(chǎn)品->topic管理可查看

{device_id}需要替換為設(shè)備ID

const char* topic_report = "$oc/devices/6346a83e06cae4010b4d1387_esp32_door/sys/properties/report";//設(shè)備上報
const char* topic_command = "$oc/devices/6346a83e06cae4010b4d1387_esp32_door/sys/commands/#";//設(shè)備接收命令
const char* topic_command_response = "$oc/devices/6346a83e06cae4010b4d1387_esp32_door/sys/commands/response/request_id=";//設(shè)備發(fā)送響應(yīng)

WIFI連接和MQTT連接

void WifiSetup()
{
  wifiMulti.addAP(wifiName,wifiPwd);//wifi連接
  Serial.print("connecting to:");
  Serial.println(WiFi.SSID());//打印wifi名稱
  while(wifiMulti.run() != WL_CONNECTED)
  {
    delay(1000);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("connection  success!");
  Serial.println("IP address:");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void MQTT_Init()
{
  client.setServer(mqttServer,mqtt);//設(shè)置mqtt服務(wù)器參數(shù)
  client.setKeepAlive(60);//設(shè)置心跳時間
  while(!client.connected())
  {
    Serial.println("Connecting to MQTT...");
    if(client.connect(clientID,userName,passWord))//和華為云iot服務(wù)器建立mqtt連接
    {
      Serial.println("connected");
    }else{
      Serial.print("failed with state:");
      Serial.print(client.state());
    }
  }
  client.setCallback(callback);//監(jiān)聽平臺下發(fā)命令
}

在callback函數(shù)定義需要的服務(wù)

屬性上報和命令響應(yīng)

屬性上報

可參考技術(shù)文檔 https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_3010.html

時間戳可有可無，設(shè)備上報數(shù)據(jù)不帶該參數(shù)或參數(shù)格式錯誤時，則數(shù)據(jù)上報時間以平臺時間為準

修改完成后使用ArduinoJSON官網(wǎng)生成代碼 ArduinoJson

選擇ESP32->序列化->String

修改后的JSON數(shù)據(jù)如下，根據(jù)參數(shù)不同自行修改

屬性上報詳細代碼如下

void MQTT_Report()
{
  String JSONmessageBuffer;//定義字符串接收序列化好的JSON數(shù)據(jù)
//以下將生成好的JSON格式消息格式化輸出到字符數(shù)組中，便于下面通過PubSubClient庫發(fā)送到服務(wù)器
StaticJsonDocument<96> doc;

JsonObject services_0 = doc["services"].createNestedObject();
services_0["service_id"] = "door";
services_0["properties"]["doorState"] = doorState;//doorState為全局變量

serializeJson(doc, JSONmessageBuffer);

  Serial.println("Sending message to MQTT topic..");
  Serial.println(JSONmessageBuffer);
  
  if(client.publish(topic_report,JSONmessageBuffer.c_str())==true)//使用c_str函數(shù)將string轉(zhuǎn)換為char
  {
    Serial.println("Success sending message");
  }else{
    Serial.println("Error sending message");
  }
  client.loop();//保持硬件活躍度
  Serial.println("---------------");
}

命令下發(fā)

在產(chǎn)品模型中定義了命令下發(fā)和響應(yīng)參數(shù)，就可以通過iot平臺對設(shè)備下發(fā)命令，設(shè)備接收命令后按JSON格式像平臺發(fā)送響應(yīng)，平臺收到響應(yīng)后才確認下發(fā)成功

可參考技術(shù)文檔 平臺命令下發(fā)

const char* topic_command = "$oc/devices/6346a83e06cae4010b4d1387_esp32_door/sys/commands/#";//設(shè)備接收命令
const char* topic_command_response = "$oc/devices/6346a83e06cae4010b4d1387_esp32_door/sys/commands/response/request_id=";//設(shè)備發(fā)送響應(yīng)

響應(yīng)參數(shù)需要將request_id參數(shù)返回給平臺，所以需要在callback函數(shù)中將平臺下發(fā)的request_id提取出來

在下發(fā)命令中request_id可以使用通配符#代替，但是響應(yīng)中的request_id必須與下發(fā)命令的request_id一致

上文定義的callback函數(shù)在此實現(xiàn)

需要提取request_id，打印JSON數(shù)據(jù)，對下發(fā)命令做出對應(yīng)的硬件處理

void callback(char *topic,byte *payload,unsigned int length)
{

  char *pstr = topic; //指向topic字符串，提取request_id用
 
  /*串口打印出收到的平臺消息或者命令*/
  Serial.println();
  Serial.println();
  Serial.print("Message arrived [");
  Serial.print(topic);  //將收到消息的topic展示出來
  Serial.print("] ");
  Serial.println();
 
  payload[length] = '\0'; //在收到的內(nèi)容后面加上字符串結(jié)束符
  char strPayload[255] = {0}; 
  strcpy(strPayload, (const char*)payload);
  Serial.println((char *)payload);  //打印出收到的內(nèi)容
  Serial.println(strPayload);
 
 
  /*request_id解析部分*///后文有詳細解釋為什么要提取下發(fā)命令的request_id
  char arr[100];  //存放request_id
  int flag = 0;
  char *p = arr;
  while(*pstr)  //以'='為標志，提取出request_id
  {
    if(flag) *p ++ = *pstr;
    if(*pstr == '=') flag = 1;
    pstr++;
  }
  *p = '\0';  
  Serial.println(arr);
 
 
  /*將命令響應(yīng)topic與resquest_id結(jié)合起來*/
  char topicRes[200] = {0};
  strcat(topicRes, topic_command_response);
  strcat(topicRes, arr);
  Serial.println(topicRes);

 // Stream& input;

StaticJsonDocument<192> doc;

DeserializationError error = deserializeJson(doc, payload);

if (error) {
  Serial.print("deserializeJson() failed: ");
  Serial.println(error.c_str());
  return;
}

int paras_doorOpen = doc["paras"]["doorOpen"]; // 1

const char* service_id = doc["service_id"]; // "door"
const char* command_name = doc["command_name"]; // "doorControl"

if(paras_doorOpen == 1)
{
  openDoor();//對應(yīng)的硬件響應(yīng)函數(shù)
  delay(5000);
ledcWrite(channel, calculatePWM(0));
}if (paras_doorOpen == 0)
{
  closeDoor();
}
MQTT_response(topicRes);//發(fā)送響應(yīng)參數(shù)
}

內(nèi)容根據(jù)具體需求修改

MQTT.fx

下載和詳細操作可以查看文檔，這里只做簡單使用

使用MQTT.fx調(diào)測

可以使用MQTT.fx工具查看下發(fā)命令對應(yīng)的JSON數(shù)據(jù)

點擊apply

通過iot控制臺 產(chǎn)品->選擇你的產(chǎn)品->命令->同步命令下發(fā)

即可通過MQTT.fx工具查看到下發(fā)命令的JSON數(shù)據(jù)

復(fù)制到ArduinoJSON官網(wǎng)解析數(shù)據(jù) ArduinoJson

選擇ESP32->反序列化->Stream

命令響應(yīng)

參考技術(shù)文檔 平臺命令下發(fā)

由于三個參數(shù)都是可選的，所以直接返回空JSON也是可以的

void MQTT_response(char *topic)
{
String response;

StaticJsonDocument<128> doc;

JsonObject response = doc.createNestedObject("response");
doc["result_code"] = 0;
doc["response_name"] = "doorControl";
doc["paras"]["doorRes"] = "1";

serializeJson(doc, response);

client.publish(topic,response.c_str());
Serial.println(response);
}

物理層面

使用舵機拉動門把手，延遲后歸為即可實現(xiàn)簡易的智能門禁系統(tǒng)

舵機控制

舵機是伺服電機的一種，伺服電機就是帶有反饋環(huán)節(jié)的電機，我們可以通過伺服電機進行精確的位置控制或者輸出較高的扭矩；
一般舵機的旋轉(zhuǎn)范圍是0°~ 180°。舵機是由可變寬度的脈沖控制。脈沖的參數(shù)有最小值、最大值和頻率。一般而言，舵機的基準信號周期為20ms，所以頻率為50kHz。脈沖寬度和舵機的轉(zhuǎn)角0°~ 180°相對應(yīng)的。

這里使用的是180°舵機MG995，如果門把手很難拉動，需要更換扭矩更大的舵機。

PWM信號線可以連接GPIO口上，具體可查看ESP32手冊，這里接的是16IO口

代碼如下

int freq = 50;      // 頻率(20ms周期)
int channel = 8;    // 通道(高速通道（0 ~ 7）由80MHz時鐘驅(qū)動，低速通道（8 ~ 15）由 1MHz 時鐘驅(qū)動。)
int resolution = 8; // 分辨率
const int led = 16;

int calculatePWM(int degree)
{ //0-180度
 //20ms周期，高電平0.5-2.5ms，對應(yīng)0-180度角度
  const float deadZone = 6.4;//對應(yīng)0.5ms（0.5ms/(20ms/256）) 舵機轉(zhuǎn)動角度與占空比的關(guān)系：(角度/90+0.5)*1023/20
  const float max = 32;//對應(yīng)2.5ms
  if (degree < 0)
    degree = 0;
  if (degree > 180)
    degree = 180;
  return (int)(((max - deadZone) / 180) * degree + deadZone);
}

void closeDoor()
{
  ledcWrite(channel, calculatePWM(0));
}
void openDoor()
{
  ledcWrite(channel, calculatePWM(180));
}

接下來只需在callback函數(shù)中增加硬件響應(yīng)函數(shù)，這里是對平臺下發(fā)的doorOpen做判斷

if(paras_doorOpen == 1)
{
  openDoor();//對應(yīng)的硬件響應(yīng)函數(shù)
  delay(5000);
ledcWrite(channel, calculatePWM(0));
}else if (paras_doorOpen == 0)
{
  closeDoor();
}

應(yīng)用側(cè)

使用http請求調(diào)用API實現(xiàn)應(yīng)用側(cè)的開發(fā)

微信小程序

新建小程序

不使用云服務(wù)->JavaScript

刪除模板文件pages->新建一個page->輸入名稱->回車自動生成4個配置文件

獲取Token

Token在計算機系統(tǒng)中代表令牌（臨時）的意思，擁有Token就代表擁有某種權(quán)限。Token認證就是在調(diào)用API的時候?qū)oken加到請求消息頭，從而通過身份認證，獲得操作API的權(quán)限。

詳情可查看文檔 認證鑒權(quán)

wx.request方法

wx.request({
       url: '',
       data:'',
       method: '', // OPTIONS, GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, TRACE, CONNECT
       header: {}, // 設(shè)置請求的 header 
       success: function(res){// success
       // success
       },
        fail:function(){
        // fail
       },
        complete: function() {
       // complete
       } 
 });

包裝request方法為gettoken方法

  gettoken:function(){
    var that=this;
    wx.request({
      url: '',
      data:'',
      method: '', // OPTIONS, GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, TRACE, CONNECT
      header: {}, // 設(shè)置請求的 header 
      success: function(res){// success
      // success
      },
       fail:function(){
       // fail
      },
       complete: function() {
      // complete
      } 
    });
    },

補全請求體

  gettoken:function(){
    var that=this;
    wx.request({
      url: 'https://iam.cn-north-4.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens',
      data:'{ "auth": { "identity": { "methods":[  "password" ], "password": {  "user": {  "name": "hw82982217", "password": "",  "domain": { "name": "hw82982217"  } } } },  "scope": { "project": {  "name": "cn-north-4" } } }  }',
      method: 'POST', // OPTIONS, GET, HEAD, POST, PUT, DELETE, TRACE, CONNECT
      header: {'Content-Type': 'application/json'}, // 設(shè)置請求的 header 
      success: function(res){// success
      // success
      var token='';
      console.log(res);
      token=JSON.stringify(res.header['X-Subject-Token']);//解析Token
      token=token.replaceAll("\"","");
      console.log("獲取token=\n"+token);
      that.settoken(token);
      },
       fail:function(){
       // fail
      },
       complete: function() {
      // complete
      } 
    });
    },

API Explorer調(diào)試

獲取IAM用戶Token(使用密碼)
設(shè)置好參數(shù)->點擊調(diào)試->可以看到響應(yīng)頭的Token

傳出Token

    settoken:function(_token){
      this.data.token=_token;
      wx.setStorageSync('token', _token);//將Token保存到緩存中
      console.log('外部獲取到token：'+this.data.token);
      this.setData({result:"token認證成功"});
    },

命令下發(fā)

    issuecom1:function(){
      var that=this;
      var token=wx.getStorageSync('token');
      wx.request({
        url: 'https://cdee1c2246.iotda.cn-north-4.myhuaweicloud.com:443/v5/iot/0ab004b22500f4b72fa3c00977112a06/devices/6346a83e06cae4010b4d1387_esp32_door/commands',
        data:'{"service_id": "door","command_name": "doorControl","paras": {"doorOpen": "1"} }',
        method:'POST',
        header:{"X-Auth-Token": token,"Content-Type": "application/json"},
        success:function(res){
          console.log("成功\n");
          console.log(res);
        },
        fail:function(){
          console.log("失敗");
        },
      })
    },
    //關(guān)門
    issuecom0:function(){
      var that=this;
      var token=wx.getStorageSync('token');
      wx.request({
        url: 'https://cdee1c2246.iotda.cn-north-4.myhuaweicloud.com:443/v5/iot/0ab004b22500f4b72fa3c00977112a06/devices/6346a83e06cae4010b4d1387_esp32_door/commands',
        data:'{"service_id": "door","command_name": "doorControl","paras": {"doorOpen": "0"} }',
        method:'POST',
        header:{"X-Auth-Token": token,"Content-Type": "application/json"},
        success:function(res){
          console.log("成功\n");
          console.log(res);
        },
        fail:function(){
          console.log("失敗");
        },
      })
    },

頁面設(shè)計

為界面添加兩個按鈕

設(shè)置相應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-425739.html

到了這里，關(guān)于詳細！基于ESP32的智能門禁系統(tǒng)（華為云iot+微信小程序）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！