Jak vstupujeme do éry inteligence, cloudová inteligentní komunikační zařízení se stala v našich životech velmi populární. Tento článek použije vývojové rozhraní UiFlow od M5Stack (Blocky) k dokončení přístupového systému s cloudovou funkcí záznamu, včetně čtyř druhů autentizačních zámků (vzdálené odemykání mobilním telefonem, RFID karta, hesla zadávaná stiskem kláves, identifikace otiskem prstu), a prostřednictvím protokolu MQTT jsou přístupové záznamy přenášeny přes protokol MQTT.
Konfigurace hardwaru
Přístupový systém využívá modulární balíček M5Stack Faces. Balíček FACES se skládá z řídicího jádra (M5Stack Core) a řady vstupních zařízení, včetně kalkulačky, klávesnice QWERTY a dalších vstupních zařízení. V tomto případě používáme modul klávesnice kalkulačky pro stisky kláves. Je důležité poznamenat, že modul Faces by měl být vyměňován opatrně, přičemž je třeba držet obě strany modulu při odpojování, aby nedošlo k poškození pinů. Při výměně modulu Faces je důležité dbát opatrnosti, aby nedošlo k poškození pinů.
Dalším krokem je nastavení tří jednotkových modulů. Vezměte prosím na vědomí, že modul M5Stack RFID používá komunikační rozhraní I2C a je přístupný z levé strany Core Port-A. Modul pro rozpoznávání otisků prstů M5Stack používá komunikační rozhraní UART a je přístupný z Core Portu. Vezměte prosím na vědomí, že GPIO Core může být přepnuto na zadní stranu Core, kde najdete nápovědu k odpovídajícímu PIN rozhraní. GPIO modul na zadní straně Core bude také mít nápovědu k odpovídajícímu PIN rozhraní. GPIO rozhraní na zadní straně Core (GND, 5V, R2(16), T2(17)) a modul relé M5Stack jsou řízeny I/O a připojeny k Core portu-B (GND, 5V, DA(26), AD(36)).
Jakmile je konfigurace zapojení tří modulů Unit dokončena, měl by být vytvořen obvod pro připojení relé modulu (jak je znázorněno) za účelem ovládání solenoidového zámku. Tentokrát by mělo být použito provozní napětí solenoidového zámku DC 12V. Vezměte prosím na vědomí, že M5Stack Relay Module podporuje vstupní napětí až DC 30V 3A.
Jakmile je hardware reléového obvodu nakonfigurován, program pro zápis využije oficiální vývojové rozhraní M5Stack, Uiflow. Vzhledem k pomalé aktualizaci aktuální offline verze UiFlow hostitele se doporučuje, pokud je rychlost bezdrátového Wifi dostatečná, použít vzdálený zápis Blocky. Následujícím krokem bude zavedení bezdrátové metody zápisu programů pro M5Stack přes Wifi. Následující část představí proces zápisu programů do M5Stack Core přes Wifi.
Nastavení UiFlow
Aktualizace firmwaru
Před připojením musíte stáhnout oficiální programátor (M5Burner) pro aktualizaci verze firmwaru na nejnovější. Po připojení kabelu programátor zobrazí číslo COM portu, vyberte nejnovější verzi firmwaru CORE UiFlow a stiskněte Burn pro dokončení nahrávání.
Navázat spojení
Po aktualizaci firmwaru přepněte Core do režimu „Internet“, vyberte „Wi-Fi přes AP“ a poté vstupte na online stránku, uvidíte blikající symbol Země.
Pro připojení k WiFi notebooku zadejte do vyhledávacího pole název SSID. Vezměte prosím na vědomí, že název každého Core není stejný. V tomto příkladu je název M5-FB50. Po připojení otevřete prohlížeč a zadejte do vyhledávacího pole následující adresu: [192.168.4.1]. Tím se dostanete na stránku online nastavení. Zadejte SSID a heslo, ke kterému se chcete připojit.
Jakmile je navázáno úspěšné připojení, prohlížeč zobrazí následující obrázek. Ikona WiFi a online, umístěná v levém horním rohu displeje Core, se zobrazí zeleně a API klíč použitý pro vzdálené připojení bude viditelný ve spodní části. Tato konfigurace umožňuje Core přístup k SSID a heslu a poté využívá síťový režim k navázání přímého připojení k internetu. V případě, že bylo použito více AP, lze možnost výběru ze seznamu získat přes Nastavení > Server. Pokud jste použili více AP, můžete k nim také přistupovat přes Nastavení > Server.
Dále otevřete prohlížeč na vašem počítači, znovu se připojte k internetu, přejděte na webovou verzi Uiflow, vyplňte API KLÍČ, vyberte typ Core a stiskněte 'OK'.
Stavový řádek ve spodní části zobrazí API KLÍČ aktuálně připojeného zařízení a zobrazí 'Připojeno', což znamená, že vzdálené připojení je úspěšné a můžete začít psát programy pomocí bloků Blocky.
Krok 1 Nastavení Blocky
Před zahájením procesu psaní v Blocky je nutné importovat konkrétní knihovnu modulu jednotky, která bude tentokrát použita. Chcete-li tak učinit, klikněte na znaménko plus umístěné v levém dolním rohu obrazovky. Poté vyberte Port B pro modul relé, Port C pro modul otisku prstu a Port A pro modul RFID. Je důležité potvrdit vybraný modul stisknutím tlačítka OK umístěného v pravém dolním rohu obrazovky.
Po importu modulu se zobrazí v levém panelu zobrazení, otevřete nabídku Jednotka, abyste potvrdili, zda byl modul správně importován.
Krok 2 Napište podprogramy pro běžné použití v systému řízení přístupu
Po importu modulu, aby program nebyl příliš dlouhý, nejprve napište několik podprogramů, které budou opakovaně používány v systému řízení přístupu.
1. Výchozí stav systému (STAY) :
Po spuštění jakéhokoli programu se vrátí do tohoto výchozího stavu programu. Zde jsou zabudovány funkce zobrazení stisku kláves a funkce vymazání AC, najděte počáteční hodnotu tlačítka AC (počáteční hodnota), aby bylo možné definovat stisk tlačítka. Uiflow používá sloupec funkcí: vytváření funkcí, logiku rozhodování, vstup z klávesnice, UI komponenty, reset relé.
2. ODEMČENÍ: Akce, kdy je identita správně potvrzena pomocí RFID, rozpoznání otisku prstu, zadání hesla, dálkového ovládání, a pro zajištění bezpečnosti provozu relé bude relé automaticky vypnuto 3 sekundy po zapnutí. Uiflow používá následující sloupce funkcí: sestavení funkce, bzučák, funkce logiky rozhodování, UI komponenta, zapnutí a reset relé.
3.ZAMKNUTÍ: Akce, když je identita správně potvrzena pomocí RFID, rozpoznání otisku prstu, zadání hesla, dálkového ovládání atd. Uiflow používá následující funkce: Build function, Buzzer, Judgment Logic function, UI component.
Krok 3 Nastavení síťového připojení a funkce MQTT.
Cílem tohoto experimentu je nastavit síť a připojení, které umožní přenos dat z každého otevření dveří do dočasného cloudového úložiště prostřednictvím protokolu MQTT. Nastavení bude provedeno pomocí WiFi. MQTT je komunikační protokol založený na mechanismu „publish/subscribe“, který je analogický mechanismu zveřejňování a odběru videí na sociálních médiích nebo YouTube.
V MQTT je odesílatel zpráv analogický k YouTube kanálu nebo Instagramovému účtu. Jakmile je film vydán nebo je zveřejněn příspěvek na Instagramu, není zasílán přímo odběratelům. Místo toho je předán serveru nebo třetí straně (brokerovi), která koordinuje a spravuje vydávání a odběr. Každému zdroji obsahu (např. filmu nebo článku) je přiřazeno jedinečné téma (např. název filmu nebo článku) a proxy je serverový software. Entita, která přenáší téma na server, je vydavatel, a entita, která téma ze serveru přijímá, je odběratel.
Nejprve prosím nastavte funkci připojení WiFi jádra přístupové kontroly. Chcete-li to provést, otevřete pokročilé menu Uiflow, vyberte 'Připojit k Wi-Fi SSID' a zadejte heslo v síti. Poté budete vyzváni k zadání názvu a hesla přístupového bodu na místě, kde hodláte nastavit systém přístupové kontroly. Prosím vyberte 'Připojit k Wi-Fi SSID' a zadejte název a heslo přístupového bodu (AP), ke kterému lze připojit místo, kde chcete nastavit systém přístupové kontroly.
Pro potvrzení, zda je WiFi online nebo ne, přidejte funkci logiky rozhodování a komponentu posuvníku obrazovky UI. Když je WiFi online, zobrazí se zeleně, a když je offline, zobrazí se červeně. Tím je dokončeno nastavení online sítě. Uiflow používá následující sloupce funkcí: Následující funkce byly zahrnuty: Logika rozhodování, Nastavení WiFi a UI komponenta.
MQTT Broker, který používá systém kontroly přístupu, je bezplatný broker poskytovaný společností HiveMQ všem uživatelům. Otevřete svůj prohlížeč a přejděte na Public Broker, abyste zkontrolovali Hostitele a TCP port brokeru.
Dále otevřete pokročilé menu UiFlow, použijte MQTT hostitele k nastavení a povolení funkce MQTT, vyplňte TCP port a server brokera a nastavte uživatelské jméno pro klienta. Po dokončení nastavení Core povolí službu MQTT při připojení k WiFi. UiFlow používá následující funkce.
Chcete-li nastavit mobilní telefon pro přijímání/odesílání MQTT zpráv, vyhledejte v GOOGLE PLAY nebo Apple App Store aplikaci IoT MQTT Panel a stáhněte si ji pro otevření. IOT MQTT Panel je lehký a snadno použitelný MQTT nástroj s mnoha již připravenými šablonami uživatelského rozhraní, a placená verze poskytuje upozornění v reálném čase na mobilním telefonu, která se zobrazí, když jsou přijaty nové zprávy.
Po otevření aplikace nejprve podle dříve nastaveného TCP portu CORE brokera a serveru (BrokerWeb) je třeba vyplnit také uživatelské jméno klienta, zde nezapomeňte přidat funkci Dashboard, jinak nelze vytvořit!
Po vytvoření dobrého Dashboardu a následném sestavení modulu funkce UI (Přidat panel) musíme vytvořit celkem dvě atributy modulu funkce, jeden je záznam přístupu řízený Textovým logem a druhý je dálkové ovládání přepínače Switch.
Krok4 Protokol přístupu
Vytvořte funkci záznamu přístupu, když je systém kontroly přístupu spuštěn, aby potvrdil identitu funkce a odeslal výsledky potvrzení do tohoto záznamu. Princip fungování je vytvořit Topic (zde jsem nastavil jako M5Stack_Log), aby jádro systému kontroly přístupu mohlo odeslat zprávu do tohoto Topic. Nastavení funkčního modulu: upravte počet zobrazených zpráv a velikost písma, časové razítko, funkci upozornění v reálném čase na mobilním telefonu (Povolit upozornění) je nutné zaplatit za použití. Po dokončení nastavení stiskněte ULOŽIT pro dokončení vytvoření.
Krok 5. Funkce řízení přístupu -- Vzdálené odemykání
Vzdálené přepínání: Pracovní princip spočívá v nastavení tématu na mobilním telefonu, podle stavu přepínače UI (ZAPNUTO/VYPNUTO) na mobilním telefonu odeslat zprávu (beru to jako odemknutí/zamknutí), jádro na zámku dveří přečte zprávu odběrem tématu na mobilním telefonu, a poté může ovládat přepínač zámku dveří.
Pod sloupcem funkce hook můžete umístit spodní část funkce Zobrazit časové razítko přijaté a Zobrazit časové razítko odeslané pro zaznamenání časového bodu, funkce upozornění v reálném čase na mobilním telefonu (Povolit upozornění) musí být placená, po nastavení a dokončení uložení (SAVE) je vytvoření dokončeno.
Ujistěte se, že je povolen Uiflow, že je nakonfigurována funkce dálkového ovládání a že je nastaven broker předplatného přístupové kontroly CORE s tématem (Lock_Action). Když je mobilní telefon aktivován, měla by být spuštěna podrutina odemykání (UNLOCK) k otevření zámku dveří a záznam přístupové kontroly by měl být přenesen do tématu mobilního telefonu (M5Stack_Log) s názvem Remote_OPEN. Upozorňujeme, že název musí být zadán správně, protože nesprávné velká a malá písmena způsobí neúspěch při přijímání a přenosu zprávy. Název zprávy je 'Remote_OPEN'. Upozorňujeme, že název musí být zadán správně, protože nesprávné téma způsobí, že zpráva nebude přijata ani přenesena. Uiflow používá následující sloupce funkcí: Funkce MQTT, funkce logiky rozhodování, podrutina importu textu a další funkce jsou k dispozici pro použití.
Dálkové ovládání vede k úspěšnému sepnutí solenoidového ventilu a je zobrazeno na obrazovce Core. Modul pro zaznamenávání dat na mobilním telefonu zobrazuje data s časovou značkou.
Krok 6 Funkce řízení přístupu--RFID
Chcete-li nastavit funkci přístupu pomocí RFID, nejprve přidejte hlavní smyčku pod aktuální funkci nastavení MQTT jako hlavní program pro spuštění rozhodování a přidejte funkci, která spustí funkci, když je u funkce přiložena RFID karta. Uiflow používá sloupce funkcí: Vytvoření HLAVNÍ funkce, funkce logiky rozhodování, knihovna funkcí RFID.
Vytvořte funkci rozhodování RFID (RFID_decision), podprogram RFID (RFID_OK) a podprogram RFID (RFID_Denied). Funkce rozhodování (RFID_decision) se používá jako vykonávací podprogram (RFID_OK) plus systémový podprogram (UNLOCK), když je RFID správné, nebo vykonávací podprogram (RFID_Denied) plus systémový podprogram (LOCK), když je RFID nesprávné.
Nezapomeňte po dokončení přidat funkci MQTT push do dvou podprogramů RFID, bez ohledu na to, zda je správná nebo chyba, bude zpráva odeslána do tématu (M5Stack_Log). RFID UID lze získat pomocí funkce Uiflow RFID. Uiflow používá sloupec funkcí: vytvořit podprogram RFID, funkci logiky rozhodování, knihovnu funkcí RFID, UI komponenty, MQTT funkce, text, importovat podprogramové funkce.
Úspěšné rozpoznání RFID solenoidového ventilu proběhne jednou a zobrazí správnou kartu na Core, a karta, která zaznamená chybu, zobrazí chybu.
Modul protokolování na mobilním telefonu zobrazuje správné a nesprávné informace (s časovými razítky).
Krok 6 Funkce řízení přístupu--zadání hesla stiskem kláves
Chcete-li nastavit funkci hesla pomocí stisknutí kláves, přidejte funkci spouštěče stisknutí kláves pod hlavní smyčku programu (Main), která se spustí, když je počet zadaných číslic na klávesnici větší nebo roven 7. Uiflow používá následující sloupce funkcí: Funkce, Logická funkce rozhodování, Text, Funkce modulu klávesnice.
Následující funkce a podprogramy by měly být vytvořeny: Password_decision, RFID_OK a RFID_Denied. Podprogram Password_decision se používá jako spustitelný podprogram (Type_OK) plus systémový podprogram (UNLOCK), když je heslo zadáno správně, nebo jako spustitelný podprogram (Type_Denied) plus systémový podprogram (LOCK), když je heslo zadáno nesprávně.
Jakmile dokončíte podprogramy pro zadávání hesla, přidejte prosím funkci MQTT push do obou, bez ohledu na to, zda bylo heslo zadáno správně nebo nesprávně. Zpráva bude poté odeslána do tématu (M5Stack_Log). Uiflow používá následující sloupce funkcí: Následující funkce je třeba vytvořit: Podprogram pro zadávání hesla, logika rozhodování, klávesnicový modul, UI komponenta, MQTT, text a importní podprogram.
Solenoidový ventil se aktivuje jednou a na Core se zobrazí správně, pokud je heslo zadáno správně, a zobrazí se nesprávně, pokud je heslo zadáno nesprávně.
Modul protokolování na mobilním telefonu zobrazuje data správných a nesprávných hesel (s časovými razítky).
Závěr
Tento reálný systém kontroly přístupu využívá řadu technologií, včetně RFID, rozpoznávání otisků prstů, modulů pro stisk kláves a dalších, k rychlému vývoji robustních hardwarových řešení. Využívá komunikační protokoly MQTT k dálkovému odemykání dveřních zámků a generování záznamů o kontrole přístupu. Vzhledem k pokročilým funkcím Blocky nejsou momentálně na UiFlow dostupné funkce jako AI rozpoznávání obličeje. Nicméně v blízké budoucnosti představíme pokročilé detekční funkce YOLO po streamování obrazu.
