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Screen-Lock智能藍牙指紋鎖基于樂鑫ESP32C3模組構(gòu)建， 搭載 RISC-V 32 位單核處理器，并使用海凌科ZW101及LD2402模塊實現(xiàn)智能屏鎖功能，支持人體檢測，適用于學習監(jiān)督，員工統(tǒng)計，信息安全保護。

Screen-Lock智能藍牙指紋鎖采用Espressif ESP32C3模組作為本項目主控，提供WIFI及藍牙能力；采用Hi-Link ZW101指紋模組，實現(xiàn)指紋解鎖輸入密碼功能；采用Hi-Link LD2402人體雷達，實現(xiàn)人體距離檢測功能；采用TP4054充電IC，實現(xiàn)鋰電池充電功能；支持3V振動馬達，用于提醒，總體功能清單如下：

藍牙HID輸入

離開工位時自動鎖屏

回到工位時指紋解鎖

統(tǒng)計工作時長及離開時長

統(tǒng)計休息次數(shù)

統(tǒng)計經(jīng)過時的次數(shù)

久坐提醒

用眼距離過近提醒

Web控制中心

Screen-Lock智能紋鎖架構(gòu)設計

主控電路這里選用ESP32C3芯片，借助C3的藍牙功能通過HID實現(xiàn)鎖屏和輸入密碼，借助C3的WIFI功能通過局域網(wǎng)搭建Web服務實現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)及設備控制中心。C3芯片價格便宜且引腳IO足夠。

指紋模塊選用Hi-Link ZW101模塊，由于該模塊默認串口波特率較低，所以使用軟件模擬串口進行通訊，把C3的硬件串口留給LD2402使用，這里還引出了一條T_OUT信號線，這是一條觸摸信號線，你可以把他當作觸摸按鍵使用。

人體檢測模塊選用HI-Link LD2402人體存在24G毫米波雷達模塊，這個模塊的串口波特率為115400，比較高，所以這里使用硬件串口通訊，模組帶一個輸出IO，用于判斷是否有人存在，不過這個IO比較多余，可以去除掉，因為串口會實時發(fā)送數(shù)據(jù)告訴人體距離，如果你有擴展需求可以去掉這個IO接其他外設。

供電電路使用LDO方案，這里選用ME6217C33M5G芯片，尺寸小巧，外圍器件較少。

充電IC選用TP4054，價格便宜，而且體積小，很適合集成，CHRG這里也引出一條IO，可以反饋電池充電狀態(tài)。

屏幕選用SSD1306，0.91寸屏，用作信息提示。

振動馬達也是用作提醒功能使用，3.3V使用NMOS通過IO控制,我這里用的AO3400A支持5.7A，可以選便宜點的，馬達額定電流只有80mA。

Screen-Lock智能紋鎖軟件開發(fā)

開發(fā)環(huán)境

軟件環(huán)境：VSCode+PlatformIO

開發(fā)語言：C/C++

依賴庫

EspSoftwareSerial：軟串口驅(qū)動庫

Adafruit SSD1306：屏幕驅(qū)動庫

藍牙HID驅(qū)動

藍牙HID基于BleKeyboard庫修改，原庫年久失修，由于安全協(xié)議問題會導致最新Windows及Android系統(tǒng)拒絕與其通訊。通過在原庫 void BleKeyboard::begin (void) 中添加以下兩行解決

pSecurity->setCapability(ESP_IO_CAP_NONE);//安全設置pSecurity->setInitEncryptionKey(ESP_BLE_ENC_KEY_MASK | ESP_BLE_ID_KEY_MASK);

指紋驅(qū)動

指紋庫基于Hi-Link提供的例程修改，原例程缺少一些數(shù)據(jù)位判斷及適當延時，導致接收到的數(shù)據(jù)包未過濾而返回通訊失敗。通過對原庫receiveResponse()函數(shù)改良，添加數(shù)據(jù)位判斷，以及init初始化添加等待延時解決。

boolreceiveResponse(){uint8_t response[64];uint8_tindex=0;uint32_t startTime = millis();//先等待包頭 EF01bool headerFound = false;while(millis() - startTime =9) {//包長度在第7和8字節(jié)uint16_t packetLen = ((uint16_t)response[7] <=9+ packetLen) {//收到完整包break; } } } }}#if defined(HLK_DEBUG)Serial.println("Received response:");printResponse(response,index);#endif// 簡單校驗包頭和確認碼if(index>=12&& response[0] ==0xEF&& response[1] ==0x01&& response[9] ==0x00) {returntrue;}returnfalse;}

固件燒錄

首次燒錄連接設備時，主控可能會不斷重啟導致端口不穩(wěn)定，這時候要先按住BOOT鍵，然后再按RST鍵，最后松開BOOT鍵進入下載模式即可。

如果你通過源碼燒錄，不需要自己設置分區(qū)，platformio會自動按照默認分區(qū)表配置分區(qū)燒錄，你只需要點擊燒錄箭頭即可自動編譯，自動查找端口，自動燒錄。

為了簡化燒錄，附件中提供的固件是bootloader.bin + partitions.bin + firmware.bin 合并后的固件，所以如果你使用附件提供的合并固件，僅需設置燒錄地址為0即可。

如果你通過源碼編譯，則會在build目錄下產(chǎn)生bootloader.bin partitions.bin firmware.bin這三個bin文件，所以在燒錄時請按照下圖提供的分區(qū)地址燒錄。

原理圖

PCB板

Screen-Lock智能紋鎖成品