近年来，智能暂存柜在物流、服务行业大放异彩。例如顺丰蜂巢快递柜、菜鸟驿站智能柜等，不但解决了快递行业的 最后一公里 理念，还能在特殊的时期（例如疫情期间）避免人流聚集。
基于涂鸦 IoT 开发平台，使用涂鸦三明治 Wi-Fi MCU 通信板（WB3S）、涂鸦三明治电源板、STM32 开发板、门锁驱动、以及其他零部件，借助涂鸦 MCU SDK 低代码开发方式，您可以跟随本教程快速开发一个校园智能暂存柜产品原型。
本教程内容均为涂鸦开发者 @何权燊 提供，经其授权编辑发布。
物料清单：
1、涂鸦三明治 Wi-Fi MCU 通信板（WB3S）数量：1
适用于涂鸦 IoT 自定义方案中，照明、台灯、灯丝灯、调光器、照明遥控器、排插、开关、家电、运动健康、传感类产品原型。
2、涂鸦三明治直流供电电源板 数量：1
用于给涂鸦三明治其余相关的部件供电。
3、STM32 开发板 数量：1
支持评估高成本效益的超低功耗LPWAN远距离物联网连接。
4、门锁驱动板 数量：1
根据认证信号或钥匙动作，决定是否将内侧门把手轴和外侧门把手轴联接。
步骤
第 1 步：产品框架
智能校园寄存柜管理系统由以下 IoT 组件组成：智能暂存柜设备：门锁驱动板、涂鸦三明治通讯板、涂鸦三明治电源板、STM 32开发板
涂鸦云开发平台：设备管理、设备控制
微信小程序（经由涂鸦小程序SDK开发）：用户扫码开柜存放、用户取用存
管理后台（由开发者服务器运行）：用户列表、存放记录、管理员授权开柜、设备列表
第 2 步：组装设备 PCBA 和开发嵌入式软件
暂存柜硬件部分
暂存柜分为四部分：
门锁驱动板，门锁驱动原理如下图所示：
涂鸦三明治通讯板
STM32开发板
涂鸦三明治电源板
将这四部分硬件组装完成的PCBA如下所示：
暂存柜嵌入式软件部分
作品使用的涂鸦智能MCU接入方式接入：
1、在 涂鸦 IoT 平台 上参考 选品类创建产品 创建一个四路排查（升级版）_Wi-Fi_BLE 产品。产品的模型使用的是插排，该排插硬件方案与作者定义的智能暂存柜具备相似的 DP（Data Point）定义。
2、在 功能定义 页面，根据智能暂存柜的相关功能定义设置 DP。
作者添加了 4 个 DP，分别对应 4 个柜锁。
3、在 硬件开发 页面，选择一款模组，例如 WBR3 模组，然后在 下载资料 区域下载 MCU_SDK。
4、配置开发板，移植SDK。
作者使用的 STM32 官方开发板，采用 STM32CubeMX + CLion 方式进行单片机开发。芯片外设配置如下所示：
作者使用了一个串口用于涂鸦开发板通讯，以及四个 GPIO 分别控制对应的门锁继电器。对接涂鸦MCU_SDK时，作者主要使用了以下功能：
串口接收和发送
SDK初始化以及运行
网络状态以及配网
串口接收和发送
串口发送使用的寄存器方式发送数据：
将这个发送函数填入到SDK的 Protocol.c 中：
使用串口中断接收进行串口数据的接收：
并且在main里面启用串口中断接收：
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_RXNE);
SDK初始化以及运行
主要是在main和主循环里面分别填入 wifi_protocol_init 和 wifi_uart_service。
获取网络状态以及配网，使用 mcu_get_wifi_work_state 即可获取当前模组的网络状态。
复位配网
涂鸦提供了 Wi-Fi 快连配网和热点配网两种配网方式。
调用SDK的 mcu_api.c 中的 mcu_reset_wifi() 即可对模组进行复位并且进入配网状态。
控制继电器开锁
原理是给GPIO一个250ms的高电平使锁芯通电弹出锁钩。以开关1为例，其他以此类推。
第 3 步：连接涂鸦云开发平台
作者调用了 涂鸦云开发平台 的设备信息查询和设备控制能力进行后端环境开发。因为涂鸦云开发平台的主要 SDK 为 Java SDK，而作者的后端环境的使用的是 PHP，所以作者自行调用云开发平台 API 写了一个类，实现了是简单的鉴权和获取设备信息、设备控制。
实现代码如下：
发布文章<?phpnamespace sdk;use think\cache\driver\Redis;
define("client_id", "请在涂鸦平台申请");
define("secret", "请在涂鸦平台申请");
define("APIURL", 'https://openapi.tuyacn.com');// define("redisarr", '192.168.31.3');class tuyasdk{
private $access_token;
private $refresh_token;
private $uid;
private $expire_time;
public function Requestopen($devicesid) {
$data = $this->get_devices($devicesid);
$data = json_decode($data, true);
// var_dump($data); if ($data['success']) {
foreach ($data['result']['status'] as $lock) {
if (!$lock['value']) {
$data = $this->set_device($devicesid, $lock['code'], true);
$data = json_decode($data, true);
if ($data['success']) {
return $lock['code'];
}
}
}
}
return false;
}
public function Requestclose($devicesid, $lockcode) {
$data = $this->set_device($devicesid, $lockcode, false);
$data = json_decode($data, true);
return $data['success'];
}
public function get_devices($devicesid) {
$this->get_token();
$data = $this->queryheader_business();
$requestdata = $this->query_curl("GET", APIURL . "/v1.0/devices/" . $devicesid, $data, "");
return $requestdata;
}
public function get_devices_list($page_no, $page_size, $product_id) {
$this->get_token();
$data = $this->queryheader_business();
$requestdata = $this->query_curl("GET", APIURL . "/v1.0/devices?page_no=" . $page_no . "&page_size=" . $page_size . "&product_id=" . $product_id, $data, "");
return $requestdata;
}
public function set_device($devicesid, $comkey, $state) {
$postdata = array();
$postdata["commands"][0]["code"] = $comkey;
$postdata["commands"][0]["value"] = $state;
$postdata = json_encode($postdata);
$this->get_token();
$data = $this->queryheader_business();
$requestdata = $this->query_curl("POST", APIURL . "/v1.0/devices/" . $devicesid . "/commands", $data, $postdata);
return $requestdata;
}
private function access_token() {
$data = $this->queryheader_token();
$requestdata = $this->query_curl("GET", APIURL . "/v1.0/token?grant_type=1", $data, "");
$arraydata = json_decode($requestdata, true);
if ($arraydata['success'] == "true") {
$this->access_token = $arraydata['result']['access_token'];
$this->refresh_token = $arraydata['result']['refresh_token'];
$this->expire_time = time() + $arraydata['result']['expire_time'];
$this->uid = $arraydata['result']['uid'];
$tokendata = array();
$tokendata['access_token'] = $this->access_token;
$tokendata['refresh_token'] = $this->refresh_token;
$tokendata['expire_time'] = $this->expire_time;
$tokendata['uid'] = $this->uid;
$tokendata = json_encode($tokendata);
$this->set_token($tokendata);
return true;
}
return false;
}
private function get_token() {
$redis = new Redis();
// $redis->connect(redisarr, 6379); // $redis->auth('demo'); $data = $redis->get('token');
$arraydata = json_decode($data, true);
$this->access_token = $arraydata['access_token'];
$this->refresh_token = $arraydata['refresh_token'];
$this->expire_time = $arraydata['expire_time'];
$this->uid = $arraydata['uid'];
if ($this->expire_time - time() < 3) {
$this->access_token();
}
// $redis->close(); }
private function set_token($data) {
$redis = new Redis();
// $redis->connect(redisarr, 6379); // $redis->auth('demo'); $redis->set('token', $data);
// $redis->close(); }
private function queryheader_business() {
list($t1, $t2) = explode(' ', microtime());
$time = (float)sprintf('%.0f', (floatval($t1) + floatval($t2)) * 1000);
$Message = client_id . $this->access_token . $time;
$sha256data = hash_hmac('sha256', $Message, secret, false);
$sign = strtoupper($sha256data);
$headerdata = array(
'client_id:' . client_id,
'sign:' . $sign,
'sign_method:HMAC-SHA256',
't:' . $time,
'lang:ch',
'access_token:' . $this->access_token,
'Content-Type:application/json' );
return $headerdata;
}
private function queryheader_token() {
list($t1, $t2) = explode(' ', microtime());
$time = (float)sprintf('%.0f', (floatval($t1) + floatval($t2)) * 1000);
$Message = client_id . $time;
$sha256data = hash_hmac('sha256', $Message, secret, false);
$sign = strtoupper($sha256data);
$headerdata = array(
'client_id:' . client_id,
'sign:' . $sign,
't:' . $time,
'sign_method:HMAC-SHA256',
'lang:ch' );
return $headerdata;
}
private function query_curl($typequery, $url, $headerdata = array(), $bodydata = array()) {
$curl = curl_init();
curl_setopt($curl, CURLOPT_URL, $url);
curl_setopt($curl, CURLOPT_HTTPHEADER, $headerdata);
curl_setopt($curl, CURLOPT_RETURNTRANSFER, 1);
curl_setopt($curl, CURLOPT_HEADER, false);
curl_setopt($curl, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER, false);
// curl_setopt($curl, CURLOPT_SSL_VERIFYHOST, false); if ($typequery == "POST") {
curl_setopt($curl, CURLOPT_POST, true);
curl_setopt($curl, CURLOPT_POSTFIELDS, $bodydata);
} else {
curl_setopt($curl, CURLOPT_POST, false);
}
$tmpInfo = curl_exec($curl);
curl_close($curl);
return $tmpInfo;
}
}第 4 步：开发微信小程序
用户开柜存放
实现原理：扫码存放-用户扫码-把用户ID和设备ID（扫码结果）-云端请求开锁-完成
实现代码：
用户取出存放
实现原理：用户点击取出存放-云端查询是否存在未取出的存放-如有请求开柜，若无反馈无存放。
实现代码：
第 5 步：开发管理后台
智能暂存柜管理后台使用 ThinkPHP5 框架和 Xadmin 前端框架进行开发。
用户列表
实现原理：用户授权小程序获取用户信息后，调用后端接口对用户的注册并写入数据库，用户列表只是遍历数据库表的数据。
实现代码：
存放记录
实现原理：获取数据库设备存储记录表的数据并且遍历出来，而管理员开柜是通过传递 ID 给前端，当管理员按开柜的按钮即可把列表 ID 传后端，通过 ID 在数据库中查找设备 ID 和开柜号，并调用 SDK 控制设备开柜。
实现代码：
设备列表实现原理：通过 SDK 获取设备列表，并传递到前端进行遍历。
实现代码：
涂鸦物联网开发平台为开发者提供了便捷的 IoT 开发工具与服务，助力开发者更高效的完成设备接入，并为开发者提供物联网应用开发及场景服务能力。
看到这里你是否也很心动？不如亲手实践，自己手动一个校园暂存柜吧~
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