主题
工控机子系统
负责人：硬件端负责人
运行环境：门店本地工控机（Linux / Windows 工控系统）
核心职责：连接物理硬件，执行实时控制逻辑，提供本地人脸验证能力
职责边界
工控机子系统是硬件世界与软件世界的桥梁，它直接与继电器、门磁、摄像头等物理设备交互，同时与云端 API 保持通信以同步数据和接收指令。
工控机负责的事情：
- 驱动 AB 门的电磁锁开关
- 读取门磁传感器状态（门开/门关）
- 驱动人脸识别摄像头，执行本地人脸比对
- 控制灯光继电器
- 控制淋浴阀（待定）
- 监控 UPS 电源状态
- 与云端 API 保持 MQTT 长连接
工控机不负责的事情：
- 订单/支付逻辑（由云端 API 负责）
- 前端展示（由小程序/管理后台负责）
- 人脸信息的首次录入（由小程序负责，录入后同步到本地）
硬件接口清单
| 接口类型 | 用途 | 说明 |
|---|---|---|
| GPIO 输出 | 控制电磁锁（A 门 / B 门） | 高电平解锁，低电平锁定 |
| GPIO 输入 | 读取门磁传感器（A 门 / B 门） | 检测门开关状态 |
| GPIO 输入 | 检测隔离间人体传感器 | 判断隔离间内是否有人 |
| GPIO 输出 | 灯光继电器控制 | 多路继电器分区控制 |
| USB / CSI | 人脸识别摄像头 | 接入人脸 SDK |
| RS485 / GPIO | 淋浴控制（待定） | 硬件方案确定后补充 |
| RS485 / 串口 | UPS 通信 | 读取电量、告警状态 |
| 以太网 | 与云端 API / MQTT Broker 通信 | 有线优先，4G 备用 |
本地服务架构
AB 门状态机
详细刷脸逻辑参见 刷脸系统文档
状态机维护以下变量：
| 变量 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
doorA_locked | bool | A 门是否锁定 |
doorB_locked | bool | B 门是否锁定 |
doorA_closed | bool | A 门是否已关闭（门磁） |
doorB_closed | bool | B 门是否已关闭（门磁） |
chamber_occupied | bool | 隔离间内是否有人（人体传感器） |
face_verified | bool | 当前隔离间内人员是否已刷脸成功 |
本地人脸数据库同步策略
- 初次同步：工控机启动时从云端拉取所有有效会员的人脸特征向量
- 增量同步：订阅 MQTT topic
store/{storeId}/face/sync，云端推送新增/删除事件 - 刷脸时回退：本地库无此人脸 → 将图像发送至云端 API 验证 → 验证通过后将特征向量写入本地库
- 过期清理：定期清理已过期会员的本地人脸数据（以云端状态为准）
MQTT Topic 规范
| Topic | 方向 | 说明 |
|---|---|---|
store/{storeId}/door/command | 云端 → 工控机 | 远程开门/锁门指令（管理后台操作） |
store/{storeId}/door/status | 工控机 → 云端 | 门状态变化上报 |
store/{storeId}/face/sync | 云端 → 工控机 | 人脸数据同步推送 |
store/{storeId}/light/command | 云端 → 工控机 | 远程灯光控制 |
store/{storeId}/device/heartbeat | 工控机 → 云端 | 心跳包（每 30 秒） |
store/{storeId}/device/alert | 工控机 → 云端 | 异常告警（UPS 低电量等） |
技术选型建议
| 组件 | 建议方案 | 备注 |
|---|---|---|
| 开发语言 | Python 3.x | 生态丰富，AI 辅助友好 |
| 人脸 SDK | 商业 SDK 或 InsightFace | 根据精度/成本权衡 |
| 本地数据库 | SQLite | 轻量，无需安装 |
| MQTT 客户端 | paho-mqtt | Python 标准库 |
| GPIO 操作 | RPi.GPIO / gpiod / pyserial | 根据工控机硬件选型 |
| 进程管理 | systemd / supervisord | 保证开机自启和崩溃恢复 |
待确认事项
- [ ] 工控机具体型号和操作系统
- [ ] 人脸识别 SDK 选型（本地推理精度与算力要求）
- [ ] 隔离间人体检测方案（红外传感器 / 摄像头视频分析）
- [ ] 淋浴控制硬件方案
- [ ] 4G 备用网络模块选型