M5Stack RFID-basiertes Smart Access Control System
Da wir in das Zeitalter der Intelligenz eintreten, erfreuen sich cloudbasierte intelligente Kommunikationsgeräte großer Beliebtheit in unserem Leben. In diesem Artikel wird die UiFlow-Entwicklungsschnittstelle (Blocky) von M5Stack verwendet, um das Zugangskontrollsystem mit einer cloudbasierten Aufzeichnungsfunktion zu vervollständigen, einschließlich vier Arten von Authentifizierungssperren (Fernentriegelung von Mobiltelefonen, RFID-Karte, Passwörter per Tastendruck, Fingerabdruck). Identifikation) und über das MQTT-Protokoll zur Übertragung der Zugriffskontrolldatensätze werden über das MQTT-Protokoll übertragen.
Hardwarekonfiguration
Das Zutrittskontrollsystem nutzt das modulare M5Stack Faces-Paket. Das FACES-Paket umfasst einen Steuerungskern (M5Stack Core) und eine Reihe von Eingabegeräten, darunter einen Taschenrechner, eine QWERTZ-Tastatur und weitere Eingabegeräte. In diesem Fall verwenden wir das Taschenrechner-Tastaturmodul für Tastenanschläge. Es ist wichtig zu beachten, dass das Faces-Modul vorsichtig ausgetauscht werden sollte. Achten Sie darauf, dass beide Seiten des Moduls beim Herausziehen festgehalten werden, um eine Beschädigung der Pins zu vermeiden. Beim Austausch des Faces-Moduls ist Vorsicht geboten, um eine Beschädigung der Stifte zu vermeiden.
Der nächste Schritt besteht darin, drei Einheitsmodule einzurichten. Bitte beachten Sie, dass das M5Stack RFID-Modul die Kommunikationsschnittstelle I2C verwendet und von der linken Seite des Core-Port-A aus zugänglich ist. Das M5Stack-Fingerabdruckerkennungsmodul verwendet die Kommunikationsschnittstelle UART und ist vom Core-Port aus zugänglich. Bitte beachten Sie, dass der GPIO des Cores auf die Rückseite des Cores geklappt werden kann, wo Sie einen Hinweis auf die entsprechende Schnittstellen-PIN finden. Das GPIO-Modul auf der Rückseite des Cores hat auch einen Hinweis auf die entsprechende Schnittstellen-PIN. Die GPIO-Schnittstelle auf der Rückseite des Cores (GND, 5V, R2(16), T2(17)) und das M5Stack-Relaismodul werden von I/O gesteuert und mit dem Core-Port-B (GND, 5V, DA(26), AD(36)) verbunden.
Sobald die Verdrahtungskonfiguration der drei Gerätemodule abgeschlossen ist, sollte ein Schaltkreis zum Anschließen des Relaismoduls (wie gezeigt) erstellt werden, um die Magnetverriegelung zu steuern. Diesmal sollte die Betriebsspannung des Magnetschlosses von DC 12 V verwendet werden. Bitte beachten Sie, dass das M5Stack-Relaismodul einen Stromeingang von bis zu 30 V und 3 A unterstützt.
Sobald die Hardware der Relaisschaltung konfiguriert wurde, nutzt das Schreibprogramm die offizielle M5Stack-Entwicklungsschnittstelle Uiflow. Angesichts der langsamen Aktualisierung der aktuellen UiFlow-Offline-Host-Version wird empfohlen, bei ausreichender WLAN-Geschwindigkeit den Remote-Write-Blocky zu verwenden. Der nächste Schritt besteht darin, die kabellose WLAN-Methode zum Schreiben von Programmen für M5Stack vorzustellen. Im folgenden Abschnitt wird der Prozess des Schreibens von Programmen auf M5Stack Core über WLAN vorgestellt.
UiFlow-Einstellungen
Firmware aktualisieren
Bevor Sie eine Verbindung herstellen, müssen Sie den offiziellen Brenner (M5Burner) herunterladen, um die Firmware-Version auf den neuesten Stand zu bringen. Nach dem Anschließen des Kabels zeigt der Brenner die COM-Port-Nummer an, wählt die neueste CORE UiFlow-Firmware-Version aus und drückt auf „Brennen“, um den Brennvorgang abzuschließen.
Verbindung herstellen
Nachdem Sie die Firmware aktualisiert haben, schalten Sie den Core in den „Internetmodus“, wählen Sie „Wi-Fi über AP“ und rufen Sie dann die Online-Seite auf. Das Erdsymbol blinkt.
Um eine Verbindung zum WLAN des Laptops herzustellen, geben Sie den SSID-Namen in das Suchfeld ein. Bitte beachten Sie, dass die Namen der einzelnen Cores nicht gleich sind. In diesem Beispiel lautet der Name M5-FB50. Sobald die Verbindung hergestellt ist, öffnen Sie den Browser und geben Sie die folgende Adresse in das Suchfeld ein: [192.168.4.1] . Dadurch gelangen Sie zur Online-Einstellungsseite. Geben Sie die SSID und das Passwort ein, mit dem Sie eine Verbindung herstellen möchten.
Sobald eine erfolgreiche Verbindung hergestellt wurde, zeigt der Browser das folgende Bild an. Das WLAN- und Online-Symbol in der oberen linken Ecke des Core-Displays wird grün angezeigt und der für die Remote-Verbindung verwendete API-Schlüssel wird unten angezeigt. Diese Konfiguration ermöglicht es Core, auf die SSID und das Passwort zuzugreifen und dann den Netzwerkmodus zu nutzen, um eine direkte Verbindung zum Internet herzustellen. Für den Fall, dass mehrere APs eingesetzt wurden, kann über Setup > Server auf die Option zur Auswahl aus einer Liste zugegriffen werden. Sollten Sie mehrere APs genutzt haben, können Sie auch über Setup > Server auf diese zugreifen.
Öffnen Sie als Nächstes den Browser Ihres Computers, stellen Sie erneut eine Verbindung zum Internet her, gehen Sie zur Uiflow-Webversion, geben Sie den API-SCHLÜSSEL ein, wählen Sie den Core-Typ aus und klicken Sie auf „OK“.
Die Statusleiste unten zeigt den API-SCHLÜSSEL des aktuell verbundenen Geräts und „Verbunden“ an, was anzeigt, dass die Remote-Verbindung erfolgreich war und Sie mit dem Schreiben von Programmen mit Blocky-Blöcken beginnen können.
Schritt 1: Blocky einrichten
Bevor mit dem Blocky-Schreibprozess begonnen wird, muss die spezifische Unit-Modulbibliothek importiert werden, die bei dieser Gelegenheit verwendet werden soll. Klicken Sie dazu auf das Pluszeichen unten links auf dem Bildschirm. Wählen Sie anschließend Port B für das Relaismodul, Port C für das Fingerabdruckmodul und Port A für das RFID-Modul aus. Es ist wichtig, das ausgewählte Modul durch Drücken der OK-Taste unten rechts auf dem Bildschirm zu bestätigen.
Nach dem Import des Moduls wird es im linken Anzeigefeld angezeigt. Öffnen Sie das Einheitenmenü, um zu bestätigen, ob das Modul korrekt importiert wurde.
Schritt 2: Schreiben Sie Unterprogramme zur allgemeinen Verwendung im Zugangskontrollsystem
Um zu vermeiden, dass das Programm nach dem Importieren des Moduls zu lang wird, schreiben Sie zunächst mehrere Unterprogramme, die im Zutrittskontrollsystem wiederholt verwendet werden.
1.Systemstandardzustand (STAY) :
Nach der Ausführung eines Programms kehrt es zu diesem Standardprogrammstatus zurück. Hier werden die Anzeigefunktion für Tastenanschläge und die AC-Löschfunktion erstellt. Suchen Sie den Anfangswert der AC-Taste (Anfangswert), um beim Drücken der Taste eine Definition zu erhalten. Uiflow verwendet die Funktionsspalte: Build-Funktion, Beurteilungslogikfunktion, Tastatureingabefunktion , UI-Komponente, Relais-Reset.
2. ENTSPERREN: Die Aktion erfolgt bei korrekter Bestätigung der Identität durch RFID, Fingerabdruckerkennung, Passworteingabe und Fernbedienung. Um die Sicherheit des Relaisbetriebs zu gewährleisten, wird das Relais 3 Sekunden nach dem Einschalten automatisch ausgeschaltet. Uiflow verwendet die folgenden Funktionsspalten: Build-Funktion, Summer, Beurteilungslogikfunktion, UI-Komponente, Relais einschalten und zurücksetzen.
3. SPERREN: Die Aktion, wenn die Identität durch RFID, Fingerabdruckerkennung, Passworteingabe, Fernbedienung usw. korrekt bestätigt wird. Uiflow verwendet die folgenden Funktionen: Build-Funktion, Summer, Judgement Logic-Funktion, UI-Komponente.
Schritt 3: Netzwerkverbindung und MQTT-Funktion einrichten.
Ziel dieses Experiments ist der Aufbau eines Netzwerks und einer Verbindung, die die Übertragung von Daten von jeder Türöffnung zu einem temporären Cloud-Speicherbereich über das MQTT-Protokoll ermöglicht. Die Einrichtung erfolgt über WLAN. MQTT ist ein Nachrichtenprotokoll, das auf dem „Publish/Subscribe“-Mechanismus basiert, der dem Mechanismus zum Posten und Abonnieren von Videos in sozialen Medien oder YouTube entspricht.
Bei MQTT ist der Absender von Nachrichten analog zu einem YouTube-Kanal oder einem Instagram-Konto. Sobald ein Film veröffentlicht oder ein Instagram-Beitrag erstellt wurde, wird dieser nicht direkt an Abonnenten gesendet. Stattdessen wird es an einen Server oder Dritten (Broker) übergeben, der die Veröffentlichungs- und Abonnementfragen koordiniert und verwaltet. Jeder Inhaltsquelle (z. B. einem Film oder einem Artikel) wird ein eindeutiger Themenname zugewiesen (z. B. der Titel des Films oder Artikels), und der Proxy ist eine Serversoftware. Die Entität, die das Thema an den Server überträgt, ist der Herausgeber, und die Entität, die das Thema vom Server empfängt, ist der Abonnent.
Bitte richten Sie zunächst die WLAN-Verbindungsfunktion des Access Control Core ein. Öffnen Sie dazu das Menü „Erweitert“ von Uiflow, wählen Sie „Mit WLAN-SSID verbinden“ und geben Sie das Passwort unter „Netzwerk“ ein. Anschließend werden Sie aufgefordert, den Namen und das Passwort des Zugangspunkts an dem Ort einzugeben, an dem Sie das Zugangskontrollsystem einrichten möchten. Bitte wählen Sie „Mit WLAN-SSID verbinden“ und geben Sie den Namen und das Passwort des Zugangspunkts (AP) ein, der mit dem Standort verbunden werden kann, an dem Sie das Zugangskontrollsystem einrichten möchten.
Um zu bestätigen, ob das WLAN online ist oder nicht, fügen Sie eine Beurteilungslogikfunktion und die Bildlaufkomponente der Bildschirm-Benutzeroberfläche hinzu. Wenn das WLAN online ist, wird es grün angezeigt, und wenn es offline ist, wird es rot angezeigt. Damit ist die Netzwerk-Online-Einstellung abgeschlossen. Uiflow verwendet die folgenden Funktionsspalten: Die folgenden Funktionen wurden aufgenommen: Beurteilungslogik, WLAN-Einstellung und UI-Komponente.
Der vom Zugriffskontrollsystem verwendete MQTT-Broker ist ein kostenloser Broker, der von HiveMQ allen Benutzern bereitgestellt wird. Öffnen Sie Ihren Browser und gehen Sie zu „Öffentlicher Broker“, um den Host und den TCP-Port des Brokers zu überprüfen.
Öffnen Sie als Nächstes das Menü „Erweitert“ von UiFlow, verwenden Sie den MQTT-Host, um die MQTT-Funktion festzulegen und zu aktivieren, geben Sie den TCP-Port und den Server des Brokers ein und legen Sie einen Benutzernamen für den Client fest. Nach Abschluss der Einstellung aktiviert Core MQTT Dienst unter WLAN-Verbindung. Uiflow verwendet die folgenden Funktionen.
Um ein Mobiltelefon zum Empfangen/Senden von MQTT-Nachrichten einzurichten, suchen Sie in GOOGLE PLAY oder im Apple App Store nach IoT MQTT Panel und laden Sie es herunter, um es zu öffnen. IOT MQTT Panel ist ein leichtes und benutzerfreundliches MQTT-Tool mit vielen bereits eingerichteten Ui-Vorlagen. Die kostenpflichtige Version bietet Echtzeitbenachrichtigungen auf dem Mobiltelefon, um Benachrichtigungen anzuzeigen, wenn neue Nachrichten eingehen. Benachrichtigungen, wenn neue Nachrichten eingehen.
Nach dem Öffnen der App müssen Sie zunächst den TCP-Port und den Server (BrokerWeb) des CORE-Brokers entsprechend festlegen, um den Client auszufüllen. Legen Sie auch einen Benutzernamen fest. Denken Sie hier daran, ein Funktions-Dashboard hinzuzufügen, da es sonst nicht erstellt werden kann!
Nach der Erstellung eines guten Dashboards und dem anschließenden Aufbau des UI-Funktionsmoduls (Panel hinzufügen) müssen wir insgesamt zwei Attribute des Funktionsmoduls erstellen, eines ist die Aufzeichnung der durch das Textprotokoll ausgelösten Zugriffskontrolle und eines ist das Fernbedienung des Switch-Schalters.
Schritt 4 Zugriffssteuerungsprotokoll
Erstellen Sie eine Funktion für den Zugriffskontrolldatensatz. Wenn das Zugriffskontrollsystem die Funktion zum Senden der Bestätigungsergebnisse an diesen Datensatz auslöst, um die Identität zu bestätigen, besteht das Arbeitsprinzip darin, ein Thema zu erstellen (ich habe es hier als M5Stack_Log festgelegt), um den Zugriff bereitzustellen Steuerungssystem Core, um eine Nachricht an dieses Thema zu senden. Einstellungen des Funktionsmoduls: Passen Sie die Anzahl der angezeigten Nachrichten und die Schriftgröße, den Zeitstempel und die Mobiltelefon-Echtzeitbenachrichtigungsfunktion (Benachrichtigung aktivieren) an, deren Nutzung kostenpflichtig ist. Benachrichtigung aktivieren) muss für die Nutzung bezahlt werden. Nachdem die Einstellung abgeschlossen ist, drücken Sie SPEICHERN, um die Erstellung abzuschließen.
Schritt 5.Zugriffskontrollfunktion – Fernentriegelung
Fernschaltung: Das Funktionsprinzip besteht darin, ein Thema auf dem Mobiltelefon festzulegen und entsprechend dem UI-Schalterstatus (EIN/AUS) auf dem Mobiltelefon eine Nachricht (ich nehme es als Entsperren/Verriegeln) an den Kern an der Tür zu senden lock liest die Nachricht, indem es das Thema auf dem Mobiltelefon abonniert, und kann dann den Türschlossschalter steuern.
Unterhalb der Hook-Funktionsspalte können Sie unten die Hooks „Empfangenen Zeitstempel anzeigen“ und „Gesendeten Zeitstempel anzeigen“ einfügen, um den Zeitpunkt aufzuzeichnen. Die Echtzeitbenachrichtigungsfunktion für Mobiltelefone (Benachrichtigung aktivieren) muss kostenpflichtig genutzt und nach Abschluss eingerichtet werden des SAVE, der die Schöpfung abschließen soll.
Bitte stellen Sie sicher, dass Uiflow aktiviert ist, dass die Fernsteuerungsfunktion konfiguriert ist und dass das Thema (Lock_Action) des Zugriffskontroll-CORE-Abonnementbrokers eingerichtet ist. Wenn das Mobiltelefon aktiviert ist, sollte die Entriegelungsunterroutine (UNLOCK) ausgeführt werden, um das Türschloss zu öffnen und der Zugangskontrolldatensatz mit dem Namen Remote_OPEN an das Topic des Mobiltelefons (M5Stack_Log) übertragen werden. Bitte beachten Sie, dass der Name korrekt eingegeben werden muss, da eine falsche Groß-/Kleinschreibung dazu führt, dass die Nachricht nicht empfangen und übermittelt werden kann. Der Nachrichtenname ist „Remote_OPEN“. Bitte beachten Sie, dass der Name korrekt eingegeben werden muss, da ein falscher Betreff dazu führt, dass die Nachricht nicht empfangen oder übermittelt wird. Uiflow verwendet die folgenden Funktionsspalten: Die MQTT-Funktion, die Beurteilungslogikfunktion, die Textimport-Subroutine und andere Funktionen stehen zur Verwendung zur Verfügung.
Die Fernsteuerung führt zu einer erfolgreichen Magnetventilbetätigung und wird auf dem Core-Bildschirm angezeigt. Das Logging-Modul des Mobiltelefons zeigt Daten mit Zeitstempel an.
Schritt 6 Zugriffssteuerungsfunktion--RFID
Um die RFID-Zugriffskontrollfunktion einzurichten, fügen Sie zunächst eine Hauptschleife unter der aktuellen MQTT-Einstellungsfunktion als Hauptprogramm zum Auslösen der Beurteilung hinzu und fügen Sie die Funktion zum Auslösen der Funktion hinzu, wenn sich eine RFID-Karte in der Nähe der Funktion befindet.Uiflow Verwendet die Funktionsspalten: MAIN-Funktionserstellung, Beurteilungslogikfunktion, RFID-Funktionsbibliothek.
Erstellen Sie eine RFID-Beurteilungsfunktion (RFID_decision), eine RFID-Unterroutine (RFID_OK) und eine RFID-Unterroutine (RFID_Denied). Die Beurteilungsfunktion (RFID_decision) wird als Ausführungsunterroutine (RFID_OK) plus Systemunterroutine (UNLOCK) verwendet, wenn RFID korrekt ist, oder als Ausführungsunterroutine (RFID_Denied) plus Systemunterroutine (LOCK), wenn RFID falsch ist.
Denken Sie daran, nach Abschluss die MQTT-Push-Funktion in den beiden RFID-Unterprogrammen hinzuzufügen. Unabhängig davon, ob eine korrekte Nachricht vorliegt oder ein Fehler vorliegt, wird die Nachricht an das Thema (M5Stack_Log) gesendet. Die RFID-UID kann über die Uiflow-RFID-Funktion abgerufen werden. Uiflow wird in der Funktionsspalte verwendet: RFID erstellen Unterprogrammfunktion, Beurteilungslogikfunktion, RFID-Funktionsbibliothek, UI-Komponenten, MQTT-Funktionen, Text, Unterprogrammfunktionen importieren.
Bei erfolgreicher RFID-Erkennung des Magnetventils wird einmalig reagiert und die richtige Karte auf dem Core angezeigt, und die Karte, die einen Fehler erkennt, zeigt den Fehler an.
Das Protokollierungsmodul auf dem Mobiltelefon zeigt die richtigen und falschen (mit Zeitstempel) Informationen an.
Schritt 6: Zugriffskontrollfunktion – Passworteingabe per Tastendruck
Um die Tastendruck-Passwortfunktion festzulegen, fügen Sie unter der Hauptprogrammschleife (Main) eine Tastendruck-Funktionsauslöserfunktion hinzu, die ausgelöst wird, wenn die Anzahl der in die Tastatur eingegebenen Ziffern größer oder gleich 7 ist. Uiflow verwendet die folgenden Funktionsspalten: Funktion , Beurteilungslogikfunktion, Text, Tastaturmodulfunktion.
Die folgenden Funktionen und Unterprogramme sollten erstellt werden: Password_decision, RFID_OK und RFID_Denied. Die Unterroutine „Password_decision“ wird als ausführbare Unterroutine (Type_OK) plus Systemunterroutine (UNLOCK) verwendet, wenn das Passwort korrekt eingegeben wurde, oder als ausführbare Unterroutine (Type_Denied) plus Systemunterroutine (LOCK), wenn das Passwort falsch eingegeben wurde.
Nachdem Sie die Unterroutinen zur Passworteingabe abgeschlossen haben, fügen Sie bitte beiden die MQTT-Push-Funktion hinzu, unabhängig davon, ob das Passwort richtig oder falsch eingegeben wurde. Die Nachricht wird dann an das Thema (M5Stack_Log) gepusht. Uiflow verwendet die folgenden Funktionsspalten: Die folgenden Funktionen sollen erstellt werden: Passworteingabe-Unterroutine, Beurteilungslogik, Tastaturmodul, UI-Komponente, MQTT, Text und Import-Unterroutine.
Das Magnetventil funktioniert einmal und wird auf dem Core korrekt angezeigt, wenn das Passwort korrekt eingegeben wurde, und falsch angezeigt, wenn das Passwort falsch eingegeben wurde.
Das Logging-Modul des Mobiltelefons zeigt die Daten korrekter und falscher Passwörter (mit Zeitstempel) an.
Abschluss
Dieses realitätsnahe Zugangskontrollsystem nutzt eine Reihe von Technologien, darunter RFID , Fingerabdruckerkennung, Tastenanschlag und andere Module, um schnell robuste Hardwarelösungen zu entwickeln. Es nutzt MQTT-Kommunikationsprotokolle, um Türschlösser aus der Ferne zu öffnen und Zugangskontrollaufzeichnungen zu generieren. Aufgrund der erweiterten Funktionalität von Blocky sind Funktionen wie die KI-Gesichtserkennung derzeit auf UiFlow nicht verfügbar. Wir werden jedoch in naher Zukunft erweiterte YOLO-Erkennungsfunktionen nach dem Bildstreaming einführen.
