基于兆易创新GD32F527系列MCU的多媒体门禁系统解决方案

介绍

基于GD32F527系列MCU的多媒体门禁系统，主控GD32F527系列MCU，具备摄像头采集图像(DMA直接到SDRAM)，保存照片，查看照片。DCI数字图像接口、TLI接口驱动TFT-LCD屏幕，Wi-Fi模块(MQTT协议)联网上传数据，语音识别控制开门、开灯等，RFID门禁卡识别，手机APP远程监控与控制(HTTP协议)。

硬件需要

语音识别模块、MFRC522、SG90舵机、TFTLCD、OV2640摄像头、Wi-Fi模块、LED灯、调试串口、按键输入。

主要功能

语音识别开门、打开灯光、打开摄像头、拍照、查看照片进行对应工作。RFID门禁卡刷去在TFT-LCD屏幕上显示序列号，同时还会语音播报主人几，在手机app上显示灯、门、序列号等信息，还可以进行远程控制。

GD32多媒体门禁系统硬件连接关系表，详细硬件连接关系表如下：

2.1OV2640摄像头模块

通过DCI（数字相机接口）连接到GD32：

DCI_PIXCLK (PA6)

DCI_VSYNC (PG9)

DCI_HSYNC (PA4)

DCI_D0 (PC6)

DCI_D1 (PC7)

DCI_D2 (PC8)

DCI_D3 (PC9)

DCI_D4 (PC11)

DCI_D5 (PD3)

DCI_D6 (PB8)

DCI_D7 (PB9)

SCCB_SCL (PA4) -用于配置摄像头

SCCB_SDA (PC6) -用于配置摄像头

2.2TFTLCD显示屏

通过TLI（LCD-TFT控制器）连接：

LCD_R7 (PG6)

LCD_R6 (PH12)

LCD_R5 (PH11)

LCD_R4 (PH10)

LCD_R3 (PH9)

LCD_R2 (PH8)

LCD_R1 (PH3)

LCD_R0 (PH2)

LCD_G7 (PI2)

LCD_G6 (PI1)

LCD_G5 (PI0)

LCD_G4 (PH15)

LCD_G3 (PH14)

LCD_G2 (PH13)

LCD_G1 (PE6)

LCD_G0 (PE5)

LCD_B7 (PI7)

LCD_B6 (PI6)

LCD_B5 (PI5)

LCD_B4 (PI4)

LCD_B3 (PG11)

LCD_B2 (PG10)

LCD_B1 (PG12)

LCD_B0 (PE4)

LCD_HSYNC (PI10)

LCD_VSYNC (PI9)

LCD_PCLK (PG7)

LCD_PWM_BackLight (PB15)

2.3MFRC522 RFID读卡器模块

通过软件模拟SPI接口连接：

SDA (PA15) -片选信号

SCK (PB3) -时钟信号

MOSI (PB5) -主机输出从机输入

MISO (PB4) -主机输入从机输出

RST (PA8) -复位信号

2.4Wi-Fi模块

通过UART2串口连接：

TX (PB10) -发送数据到Wi-Fi模块

RX (PB11) -从Wi-Fi模块接收数据

2.5语音识别模块

通过UART1串口连接：

TX (PA2) -发送数据到语音识别模块

RX (PA3) -从语音识别模块接收数据

2.6SG90舵机

通过TIMER0_CH3 PWM信号控制：

PWM信号 (PA11) -控制舵机角度

2.7指示LED灯

通过GPIO控制：

LED1 (PF8) -一个指示灯

LED2 (PE3) -另一个指示灯

2.8调试串口

通过UART3连接（用于printf调试输出）：

TX (PC10) -调试信息输出

RX (PC11) -接收调试命令

2.9按键输入

通过外部中断连接：

WAKEUP按键(PA0) -外部中断0

TAMPER按键(PC13) -外部中断13

USER按键(PB14) -外部中断14

设计流程

针对MRCF522模块采用SPI通信，对数据进行读取

//功  能：防冲突检测读取选中卡片的卡序列号
//参数说明: pSnr[OUT]:卡片序列号，4字节
//返  回: 成功返回MI_OK
charMFRC522_Anticoll(unsignedchar *pSnr)
{
  char status;
  unsignedchar i, snr_check =0;
  unsignedint unLen;
  unsignedchar ucComMF522Buf[MAXRLEN];
 ClearBitMask(Status2Reg,0x08);
 Write_MFRC522(BitFramingReg,0x00);
 ClearBitMask(CollReg,0x80);
  ucComMF522Buf[0] =PICC_ANTICOLL1;
  ucComMF522Buf[1] =0x20;
  status =MFRC522_ToCard(PCD_TRANSCEIVE, ucComMF522Buf,2, ucComMF522Buf, &unLen);
 if(status ==MI_OK)
  {
   for(i =0; i < 4; i++)
        {
            *(pSnr + i) = ucComMF522Buf[i];
            snr_check ^= ucComMF522Buf[i];
        }
        if (snr_check != ucComMF522Buf[i])
        {
            status = MI_ERR;
        }
    }
    SetBitMask(CollReg, 0x80);
    return status;
}

读取到的数据因为要显示在LCD屏幕上通过下列代码进行数据转换，4字节卡号转换为8个字符+ 1结束符

voidbyte_array_to_hex_string(unsignedchar *byte_array,intlen, char *hex_string)
{
  constchar hex_chars[] ="0123456789ABCDEF";
 inti;
 for(i =0; i < len; i++)
    {
        hex_string[i * 2] = hex_chars[(byte_array[i] >>4) &0x0F];
    hex_string[i *2+1] = hex_chars[byte_array[i] &0x0F];
  }
  hex_string[len*2] ='�';// 添加字符串结束符
}

联网功能是通过AT指令控制Wi-Fi模块进行mqtt协议发送数据以及解包

voidESP8266_Init(void)
{
 ESP8266_Clear();
  printf("1. AT
");
 // OLED_Clear(); OLED_ShowString(0,0,"1.AT...",8);
 while(ESP8266_SendCmd("AT
","OK"))
    delay_1ms(500);
  printf("2. CWMODE
");
 // OLED_ShowString(0,2,"2.CWMODE...",8);
 while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1
","OK"))
    delay_1ms(500);
  printf("3. AT+CWDHCP
");
 // OLED_ShowString(0,4,"3.AT+CWDHCP...",8);
 while(ESP8266_SendCmd("AT+CWDHCP=1,1
","OK"))
    delay_1ms(500);
  printf("4. CWJAP
");
 // OLED_ShowString(0,6,"4.CWJAP...",8);
 while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_WIFI_INFO,"GOT IP"))
    delay_1ms(500);
  printf("5. ESP8266 Init OK
");
 // OLED_Clear(); OLED_ShowString(0,0,"ESP8266 Init OK",16); delay_ms(500);
}

语音识别功能通过天问语音模块进行多线程控制

灯光、用户识别标志灯通过rt_device进行控制，手机APP为通过Vue2结构进行设计