基於Realtek RTL8762AG的藍芽智慧鎖應用模組方案

現代人幾乎人手都一大串的鑰匙, 家裡門鎖鑰匙、汽車鑰匙、機車鑰匙、防盜鎖鑰匙…等, 非常的重!!如果不小心遺失了, 重打鑰匙也是一件很累人的事。藍芽E-Lock應用, 利用現在人手一支的手機, 搭配APP與藍芽遙控器方式來取代傳統鑰匙鎖。減少了帶一大串鑰匙的麻煩, 遺失狀況發生時, 再透過手機APP的使用者認證就可回復繼續使用。

 

藍芽E-Lock, 可以分為三大類的應用：

櫃子鎖	電子門鎖	掛鎖

規格及功能

• 操作：下載APP軟體, 搜尋櫃鎖並設定名稱&密碼, 無限授權其他人使用
• 增加遙控器控制功能，每組櫃鎖可以選配“16隻遙控器(需配對)”
• 紀錄：可紀錄開關鎖次數達2048筆
• 耗電量：約80uA
• 安全性：三道解密程序
• 忘記密碼：鎖內部有一顆還原KEY, 用來回復原廠設定
• 具有通訊傳輸資料加密解密，密碼為16 bytes長度每byte資料範圍為0x00~0xFF
• 1組主管理密碼可以管理4組副使用者密碼，副使用者不可更改主管理者密碼與自身密碼，做到完全防盜與超高安全性

APP介面介紹

1. 點選 Add device	2. 選擇欲加入之裝置	3. 點選 set up	4. 輸入產品密碼與想要給產品的名稱(如鞋櫃), 並將所的所在位置拍照, 完成上述動作後按下Add	5. 加入後的裝置顯示如下,直接點選裝置即可解鎖, 藍色為電量顯示示意

6. 長按裝置解鎖可進行編輯, 綠色為釘選、藍色為管理鑰匙、黃色為編輯、紅色為刪除	7. 釘選示意圖	8. 鑰匙管理示意圖	9. 照片瀏覽模式	10. 圖片瀏覽模式編輯

BT Module

• 支援藍牙 4.2 規格
• 整合可執行藍牙協議桟的 MCU
• 支援多層級的低功耗的狀態 ; 支援內建 32KHz OSC 或外接 32KHz 時脈、輸入，供低功耗模式用
• LE L2CAP Connection Oriented Channel、LE low duty directed advertising、LE data length extension feature
• 支援 GAP, ATT/GATT, SMP, L2CAP。供 GAP Central, Peripheral, Observer 以及Broadcaster Roles 等一般應用
• 支援 AES128/192/256 加解密引擎
• 1 組 UART 介面、1 組 SPI 介面、1 組 I²C 介面、4 組 PWMs 介面、1 組 ADC (12-bit 39KHz Sigma-Delta)
• 最多 16 組 GPIOs、8 組定時器、3 組可配置的 LED 接腳、硬體 Keyscan 及 Quad-decoder、內建IR收發器、即時計數器 (RTC)

軟體開發環境介紹

編譯環境Tool Chain

Keil MDK-ARM Lite V5 或者更新的版本

SDK要透過Keil Microcontroller Development Kit (MDK) 來編譯, 為避免產生ROM可執行程式和應用的兼容問題,

建議使用以下版本或者更新的版本


J-Link Software v5.02d或者更新的版本

官網link : https://www.segger.com/products/debug-probes/j-link/

 

硬體設計

介紹天線部分的設計, 天線的設計好壞, 攸關BT訊號的接收敏感度

PCB天線

PCB 天線雖然佔用較大的 PCB 區域，但具有費用低，易於生產，無線通信距離足夠使用等優點。

天線通常為四分之一波長的直線，在便攜設備中，為了縮小便攜設備的尺寸，常將天線設計為曲線。

在 PCB 天線設置中，天線尺寸和性能是相互衝突的，小尺寸天線和寬帶寬，高性能一般難以同時實現，因此天線的淨空區是天線設計中的一個關鍵因素。在 PCB 設計天線淨空區域時，強烈推薦參考下圖。

淨空區域是指除了天線本身，不允許擺放其他任何金屬，在Fig.(a)-Fig.(d) 4 個不同設計中，Fig.(a)具有最佳性能，該設計中保證了理想的淨空區域，並將多餘的GND 區域刪除。

當允許的淨空區域不夠大時，可以參考 Fig.(c)所示的設計，儘管天線線長約 1/4 波長，但天線的性能和 帶寬同樣受到限制。

根據經驗參考，在淨空區域應當禁止擺放任何金屬，否則天線性能將受到極大的干擾。

雖然 Fig.(d)滿足以上要求，但其天線性能並沒有 Fig.(a)那麼理想，這是因為 GND 平面恰好位於天線輻射方向上，從而導致天線性能。

頂針天線

頂針天線也是常見的天線方案, 對外殼有一定的要求。

外殼和 PCB 板之間的間距必須大於 10mm，從而保證天線良好的輻射特性。

使用頂針天線，RF 路徑需要加 DC block 電容，防止焊接頂針時損壞芯片 RF




PCB Layout佈局示意