Sistema Embarcado LockWise
Sistema de fechadura inteligente com autenticação por voz, controle MQTT e aplicativo móvel
Carregando...
Procurando...
Nenhuma entrada encontrada
Sistema Embarcado LockWise

Um sistema de fechadura inteligente controlado por autenticação de voz e comandos MQTT, construído para ESP32-LyraT v4.3 usando ESP-IDF e ESP-ADF.

Funcionalidades

  • Autenticação por Voz: Grava amostras de áudio e as verifica contra a API do back-end
  • Controle Remoto via MQTT: Destranca/tranca via aplicativo móvel por broker MQTT
  • Trancamento Automático: Tranca automaticamente após um tempo configurável
  • Armazenamento Persistente: Credenciais Wi-Fi e configuração do dispositivo armazenadas em flash (Non-Volatile Storage)
  • Processamento de Áudio: Utiliza microfones de alta qualidade do ESP32-LyraT com codec de áudio hardware
  • Controle por Toque: Sensores de toque para controle manual e modo de pareamento
  • Modo de Pareamento: Servidor Wi-Fi AP para configuração inicial
  • Heartbeat MQTT: Publicação periódica de estado e configuração

Requisitos de Hardware

  • Placa de desenvolvimento ESP32-LyraT (versão 4.3 ou compatível)
  • Mecanismo de fechadura (solenoide, servo ou fechadura eletrônica)
  • Controle GPIO para atuação da fechadura
  • Sensores de toque (integrados na ESP32-LyraT para controle manual)

Pré-requisitos

O projeto usa submódulos Git para ESP-ADF, que já inclui ESP-IDF. Certifique-se de que os submódulos estão inicializados e habilitados:

git submodule update --init --recursive
./embedded/esp-adf/install.sh
. ./embedded/esp-adf/export.sh

Estrutura do Projeto

O projeto está organizado da seguinte forma:

  • main/: Código principal da aplicação
    • src/: Arquivos fonte C
      • main.c: Ponto de entrada e inicialização do sistema
      • lock.c: Controle da fechadura e atuadores
      • audio_stream.c: Streaming de áudio para autenticação por voz
      • mqtt.c: Gerenciamento de conexões MQTT
      • wifi.c: Conectividade Wi-Fi e modo de pareamento
      • config.c: Gerenciamento de configuração e NVS
      • serial.c: Comandos via interface serial
      • system_utils.c: Utilitários de sistema (reinicialização, halt)
    • include/: Arquivos de cabeçalho (.h)
    • CMakeLists.txt: Configuração do build para o componente main
    • Kconfig.projbuild: Opções de configuração específicas do projeto
  • esp-adf/: Submódulo do framework ESP-ADF
  • CMakeLists.txt: Configuração principal do build
  • partitions.csv: Definição das partições da flash
  • sdkconfig.defaults: Configurações padrão do ESP-IDF
  • LICENSE: Licença do projeto
  • README.md: Documentação geral do projeto

Configuração

1. Configuração Básica via menuconfig

cd embedded
./build.sh menuconfig

Navegue até "LockWise Configuration" e defina:

  • Wi-Fi SSID: Nome da rede Wi-Fi
  • Wi-Fi Password: Senha da rede Wi-Fi
  • Device ID: Identificador único (UUID válido, ex.: a66c566e-b40d-4136-8965-cf990b510fae)
  • Backend URL: URL do back-end para streaming de áudio
  • MQTT Broker URL: URL do broker MQTT
  • Lock Actuator GPIO: Pino GPIO para controle da fechadura (ou −1 para desabilitar durante desenvolvimento)

2. Configuração em Tempo de Execução (via Non-Volatile Storage)

O dispositivo armazena configuração em flash NVS. Você pode atualizar estes valores programaticamente ou via interface de configuração:

  • wifi_ssid: Nome da rede Wi-Fi
  • wifi_pass: Senha da rede Wi-Fi
  • device_id: Identificador único do dispositivo
  • backend_url: URL da API back-end
  • mqtt_broker_url: URL do broker MQTT
  • mqtt_broker_password: Senha do broker MQTT
  • backend_bearer_token: Token de autenticação para API
  • lock_timeout_ms: Tempo para trancamento automático (ms)
  • audio_record_timeout_sec: Tempo limite de gravação de áudio (s)
  • pairing_timeout_sec: Tempo limite do modo de pareamento (s)

Compilação e Gravação

## Compilar o projeto
./build.sh build
## Gravar no dispositivo (conectar via USB)
./build.sh flash /dev/ttyUSB0
## Monitorar saída serial
./build.sh monitor /dev/ttyUSB0
## Ou fazer tudo em sequência: build, flash e monitor
./build.sh all /dev/ttyUSB0

Para sair do monitor serial, pressione Ctrl+].

Configuração de GPIO

Pinos Usados na ESP32-LyraT v4.3

Usados pelo Sistema de Áudio:

  • Pinos I²S (BCLK, WS, DOUT, DIN) — usados pelo codec de áudio
  • Pinos I²C (GPIO18, GPIO23) — usados para controle do codec

Pinos de Controle da Fechadura:

  • GPIO configurável (padrão: definido em menuconfig) para atuador da fechadura
  • GPIO33 (TOUCH_PAD_NUM8) — sensor de toque para destrancar
  • GPIO32 (TOUCH_PAD_NUM9) — sensor de toque para modo de pareamento

LED Indicador:

  • GPIO fixo para LED de status (piscando durante inicialização, acesso, etc.)

Modo de Pareamento

O dispositivo suporta modo de pareamento para configuração inicial:

  1. Toque no sensor de pareamento (TOUCH_PAD_NUM9)
  2. Dispositivo reinicia em modo AP Wi-Fi, e o LED integrado piscará brevemente a cada segundo
  3. Conecte seu dispositivo móvel à rede LockWise-<id_único> usando a senha indicada na fechadura, e use o aplicativo para associar sua conta ao dispositivo e configurar a rede Wi-Fi
  4. O dispositivo reiniciará automaticamente, e aparecerá na aba "Minhas LockWise" no seu aplicativo

Solução de Problemas

Áudio Não Está Gravando

  • Verifique se os pinos I²S não estão em conflito
  • Confirme inicialização do quadro de áudio: audio_board_init()
  • Monitore logs para erros do codec

Conexão Wi-Fi Falhou

  • Verifique SSID e senha no menuconfig ou NVS
  • Verifique força do sinal Wi-Fi
  • Certifique-se de que Wi-Fi é 2.4GHz (ESP32 não suporta 5GHz)

MQTT Não Conectando

  • Verifique formato da URL do broker: mqtt://broker.example.com:1883 ou mqtts://
  • Verifique configurações de firewall/rede
  • Certifique-se de que o broker permite conexões anônimas (ou adicione credenciais)

Fechadura Não Respondendo

  • Se usando GPIO: Verifique se o pino não é usado por outros periféricos
  • Teste com multímetro: Meça tensão no pino de controle

Dicas de Desenvolvimento

  1. Comece Simples: Teste cada componente individualmente
    • Conexão Wi-Fi primeiro
    • Streaming de áudio
    • Requisições HTTP
    • MQTT separadamente
    • Controle da fechadura
  2. Use Monitor Serial: Use o script build.sh para monitorar:
    ./build.sh monitor /dev/ttyUSB0
  3. Ajuste Níveis de Log: Em cada componente, ajuste:
    esp_log_level_set(TAG, ESP_LOG_DEBUG);
    TAG
    static const char * TAG
    Definição audio_stream.c:32
  4. Gerência de Memória: ESP32 tem RAM limitada
    • Use PSRAM se disponível (habilitado em menuconfig)
    • Libere buffers após uso
    • Monitore uso de heap: esp_get_free_heap_size()

Licença

Este projeto é licenciado sob Apache License 2.0.