Smart door lock based on HMI and ESP32

[Mars]

I've been working on a new project recently, and my vision is this: a door lock can be opened by touching the display for fingerprint recognition or entering a code. This is not a difficult task and I have already prepared some necessary components.
-STONE HMI
-Electronic lock
-Relay
-ESP32

[ober]

Looking forward to see the complete project!

[Mars]

I designed several interfaces through the GUI software that comes with the display. The functions I designed for now are card and password registration, as well as swiping the card and entering the password to unlock it.

[ober]

Great project!

[Mars]

Hey, I'm updating again.

Realized function

1. card registration.
2. username and password registration.
3. card swipe to unlock the electronic lock.
4. User name and password to unlock the electronic lock.

Connection diagram



GUI design



part of code sharing

CODE: SELECT_ALL_CODE

import mfrc522
import time
import _thread
from os import uname
from machine import Pin, UART
#from pyb import UART
#import machine

suos = Pin(32,Pin.OUT)
uart2 = UART(2, baudrate=115200, rx=16,tx=17,timeout=10)

ESP32_HSPI_CLOCK = 14
ESP32_HSPI_SLAVE_SELECT = 15
ESP32_HSPI_MISO = 12
ESP32_HSPI_MOSI = 13
ESP32_MFRC522_RST = 5

rx3 = []
rx_name = []
user_id_flag = False
password_flag = False
temp_id = ''
temp_mima = ''
personnel_id = {'zbw':[236,230,169,47],'lbw':[19,165,93,4]}
personnel_ps = {'zbw':'zbw3366','lbw':'lbwnb'}
admin_password = ('yyds')
button_cmd = [16,1]
edit1_cmd = [16,112]
edit2_cmd = [16,113]
edit3_cmd = [16,114]

if uname()[0] == 'esp32':
   rdr = mfrc522.MFRC522(ESP32_HSPI_CLOCK, ESP32_HSPI_MOSI, ESP32_HSPI_MISO, ESP32_MFRC522_RST, ESP32_HSPI_SLAVE_SELECT)

def do_write():
   try:
      (stat, tag_type) = rdr.request(rdr.REQIDL)
      if stat == rdr.OK:
         (stat, raw_uid) = rdr.anticoll()
         if stat == rdr.OK:
            print("New card detected")
            print("  - tag type: 0x%02x" % tag_type)
            print("  - uid : 0x%02x%02x%02x%02x" % (raw_uid[0], raw_uid[1], raw_uid[2], raw_uid[3]))
            print("")
            if rdr.select_tag(raw_uid) == rdr.OK:
               key = [0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF]
               if rdr.auth(rdr.AUTHENT1A, 8, key, raw_uid) == rdr.OK:
                  stat = rdr.write(8, b"\x00\x53\x00\x54\x00\x4F\x00\x4E\x00\x45\x0a\x0b\x0c\x0d\x0e\x0f")
                  rdr.stop_crypto1()
                  if stat == rdr.OK:
                     print("Data written to card")
                  else:
                     print("Failed to write data to card")
               else:
                  print("Authentication error")
            else:
               print("Failed to select tag")

   except KeyboardInterrupt:
      print("write error")


def do_read():
   while True:
      try:
         (stat, tag_type) = rdr.request(rdr.REQIDL)

         if stat == rdr.OK:
            (stat, raw_uid) = rdr.anticoll()
            if stat == rdr.OK:
               print("New card detected")
               print("  - tag type: 0x%02x" % tag_type)
               print("  - uid   : 0x%02x%02x%02x%02x" % (raw_uid[0], raw_uid[1], raw_uid[2], raw_uid[3]))
               print (raw_uid[0], raw_uid[1], raw_uid[2], raw_uid[3])
               print("")
               if rdr.select_tag(raw_uid) == rdr.OK:
                  key = [0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF]
                  if rdr.auth(rdr.AUTHENT1A, 8, key, raw_uid) == rdr.OK:
                     print("Address 8 data: %s" % rdr.read(8))
                     for ps in personnel_id:
                        if raw_uid[0:4:1] == personnel_id.get(ps):
                           suos.value(1)
                           print(ps)
                           uart_write(ps, *raw_uid[0:4:1])
                           time.sleep(3)
                           uart2.sendbreak()
                           break
                     rdr.stop_crypto1()
                     time.sleep(3)
                     suos.value(0)
                  else:
                     print("Authentication error")
               else:
                  print("Failed to select tag")
         if uart2.any()>1:
            rx2 = []
            data_name2 = ''
            bin_data = uart2.read(40)
            uart2.sendbreak()
            rx1 = list(bin_data)
            for item in rx1:
               rx2.append(chr(item))
            print(rx2)
            if rx1[3:5:1] == button_cmd:
               data_name_len = rx1[6] - 1
               data_name = rx2[7:data_name_len+7:1]
               data_name2 = ''.join(data_name)
               print(data_name2)
               if data_name2 == 'back3':
                  return
      except KeyboardInterrupt:
         print("read error")

def do_read2 (idd):
   print(idd)
   while True:
      try:
         (stat, tag_type) = rdr.request(rdr.REQIDL)

         if stat == rdr.OK:
            (stat, raw_uid) = rdr.anticoll()
            if stat == rdr.OK:
               print("New card detected")
               print("  - tag type: 0x%02x" % tag_type)
               print("  - uid   : 0x%02x%02x%02x%02x" % (raw_uid[0], raw_uid[1], raw_uid[2], raw_uid[3]))
               print (raw_uid[0], raw_uid[1], raw_uid[2], raw_uid[3])
               print("")
               if rdr.select_tag(raw_uid) == rdr.OK:
                  key = [0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF]
                  if rdr.auth(rdr.AUTHENT1A, 8, key, raw_uid) == rdr.OK:
                     print("Address 8 data: %s" % rdr.read(8))
                     personnel_id[idd] = raw_uid[0:4:1]
                     uart_write3(*raw_uid[0:4:1])
                     rdr.stop_crypto1()
                  else:
                     print("Authentication error")
               else:
                  print("Failed to select tag")
         if uart2.any()>1:
            rx2 = []
            data_name2 = ''
            bin_data = uart2.read(40)
            uart2.sendbreak()
            rx1 = list(bin_data)
            for item in rx1:
               rx2.append(chr(item))
            if rx1[3:5:1] == button_cmd:
               data_name_len = rx1[6] - 1
               data_name = rx2[7:data_name_len+7:1]
               data_name2 = ''.join(data_name)
               print(data_name2)
            if data_name2 == 'back1':
               return

      except KeyboardInterrupt:
         print("read error")

def uart_write(text, *ids):
#   print(text, *ids)
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardname1","text":"'+str(text)+'"}>ET')
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardid1","text":"'+str(ids)+'"}>ET')
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_visible","type":"widget","widget":"lock1","visible":true}>ET')
   time.sleep(3)
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardname1","text":"''"}>ET')
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardid1","text":"''"}>ET')
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_visible","type":"widget","widget":"lock1","visible":false}>ET')

def uart_write2(text,text2):
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardid","text":"'+text+'"}>ET')
   time.sleep(3)
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardid","text":"'+text2+'"}>ET')
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"edit2","text":"''"}>ET')

def uart_write3(*id2):
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardid","text":"'+str(id2)+'"}>ET')
   time.sleep(3)
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardid","text":"''"}>ET')

def uart_write4(text,text2):
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"login","text":"'+text+'"}>ET')
   time.sleep(1)
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"login","text":"'+text2+'"}>ET')
   time.sleep(1)
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"edit3","text":"''"}>ET')
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"edit4","text":"''"}>ET')
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"edit7","text":"''"}>ET')

def uart_write5():
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardid","text":"'+str(id2)+'"}>ET')
   time.sleep(3)
   uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"cardid","text":"''"}>ET')

def card_zhuce():
   while True:
      if uart2.any():
         user_id = ''
         password = ''
         rx2 = []
         rx_num = 0
         bin_data = uart2.read(40)
         uart2.sendbreak()
         rx1 = list(bin_data)
         for item in rx1:
            rx2.append(chr(item))
            rx_num += 1
         data_end = rx_num-5
         data_id_st = rx2[8:13:1]
         data_id_st2 = ''.join(data_id_st)
         print(data_id_st2)
         if data_id_st2 == 'edit1':
            data_id_st3 = rx2[15:data_end:1]
            data_id_st4 = ''.join(data_id_st3)
            print(data_id_st4)
            if data_id_st4 != '':
               name = True
         elif data_id_st2 == 'edit2':
            data_id_st5 = rx2[15:data_end:1]
            data_id_st6 = ''.join(data_id_st5)
            if data_id_st6 == admin_password:
               admin = True
               uart_write2('Verification passed!','Please place the card!')
               do_read2(data_id_st4)
               return

def mima_zuce():
   temp_id3 = ''
   temp_mima3 = ''
   while True:
      if uart2.any():
         user_id = ''
         password = ''
         rx2 = []
         rx_num = 0
#         data_end = 0
         bin_data = uart2.read(40)
         uart2.sendbreak()
         rx1 = list(bin_data)
         for item in rx1:
            rx2.append(chr(item))
            rx_num += 1
#            if (rx2[rx_num] == 'T') and (rx2[rx_num-1] == 'E') and (rx2[rx_num-2] == '>'):
#               break
         data_end = rx_num-5
         data_id_st = rx2[8:13:1]
         data_id_st2 = ''.join(data_id_st)
         print(data_id_st2)
         if rx1[3:5:1] == button_cmd:
            data_name_len = rx1[6] - 1
            data_name = rx2[7:data_name_len+7:1]
            data_name2 = ''.join(data_name)
            print(data_name2)
            if data_name2 == 'back2':
               return
         if data_id_st2 == 'edit3':
            data_id_st3 = rx2[15:data_end:1]
            data_id_st4 = ''.join(data_id_st3)
            print(data_id_st4)
            user_id_flag = True
            temp_id3 = data_id_st4
#            personnel_ps[temp_id] = raw_uid[0:4:1]
         elif data_id_st2 == 'edit4':
            data_id_st5 = rx2[15:data_end:1]
            data_id_st6 = ''.join(data_id_st5)
            print(data_id_st6)
#            if personnel_ps.get(temp_id) == data_id_st6:
            password_flag = True
            temp_mima3 = data_id_st6
#               personnel_ps[temp_id] = password_flag

#         print(rx2,user_id_flag,password_flag)

         elif data_id_st2 == 'edit7':
            data_id_st5 = rx2[15:data_end:1]
            data_id_st6 = ''.join(data_id_st5)
            if (data_id_st6 == admin_password) and (password_flag == True) and (user_id_flag == True):
               admin = True
               personnel_ps[temp_id3] = temp_mima3
               password_flag = False
               user_id_flag = False
               uart_write4('Verification passed!','login was successful!')


def password_loin():
   temp_id2 = ''
   temp_mima = ''
   while True:
      if uart2.any():
         user_id = ''
         password = ''
         rx2 = []
         rx_num = 0
#         data_end = 0
         bin_data = uart2.read(40)
         uart2.sendbreak()
         rx1 = list(bin_data)
         for item in rx1:
            rx2.append(chr(item))
            rx_num += 1
#            if (rx2[rx_num] == 'T') and (rx2[rx_num-1] == 'E') and (rx2[rx_num-2] == '>'):
#               break
         data_end = rx_num-5
         data_id_st = rx2[8:13:1]
         data_id_st2 = ''.join(data_id_st)
         print(data_id_st2)
         if rx1[3:5:1] == button_cmd:
            data_name_len = rx1[6] - 1
            data_name = rx2[7:data_name_len+7:1]
            data_name2 = ''.join(data_name)
            print(data_name2)
            if data_name2 == 'back4':
               return
         if data_id_st2 == 'edit5':
            data_id_st3 = rx2[15:data_end:1]
            data_id_st4 = ''.join(data_id_st3)
            print(data_id_st4)
            if data_id_st4 in personnel_ps:
               user_id_flag = True
               temp_id2 = data_id_st4
         elif data_id_st2 == 'edit6':
            data_id_st5 = rx2[15:data_end:1]
            data_id_st6 = ''.join(data_id_st5)
            print(data_id_st6)
            print(temp_id2)
            print(personnel_ps)
            if personnel_ps.get(temp_id2) == data_id_st6:
               password_flag = True

#         print(rx2,user_id_flag,password_flag)
               print(user_id_flag,password_flag)
               if (password_flag == True) and (user_id_flag == True):
                  uart_write(temp_id2,temp_id2)
                  password_flag = False
                  user_id_flag = False
                  suos.value(1)
                  uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_visible","type":"widget","widget":"lock2","visible":true}>ET')
                  uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"edit5","text":"''"}>ET')
                  uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_text","type":"label","widget":"edit6","text":"''"}>ET')
                  time.sleep(3)
#                  uart_write('student','')
                  suos.value(0)
                  uart2.write('ST<{"cmd_code":"set_visible","type":"widget","widget":"lock2","visible":false}>ET')
                  uart2.sendbreak()

while True:
   if uart2.any()>1:
      rx2 = []
      data_name2 = ''
      bin_data = uart2.read(40)
#      time.sleep(1)
      uart2.sendbreak()
#      time.sleep(1)
      rx1 = list(bin_data)
      for item in rx1:
         rx2.append(chr(item))
      print(rx2)
      if rx1[3:5:1] == button_cmd:
         data_name_len = rx1[6] - 1
         data_name = rx2[7:data_name_len+7:1]
         data_name2 = ''.join(data_name)
         print(data_name2)
         if data_name2 == 'card1':
            card_zhuce()
         elif data_name2 == 'password1':
            mima_zuce()
         elif data_name2 == 'card2':
            do_read()
         elif data_name2 == 'password2':
            password_loin()

[Mars]

Here is the video demo!

https://www.youtube.com/watch?v=Gl-Nofxb6I4