拆解：釘釘打卡機(jī)，硬件中規(guī)中矩，軟件才是亮點(diǎn)？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠(chéng)）釘釘打卡機(jī)是眾多“打工人”每天都會(huì)接觸到的智能設(shè)備之一，但你是否對(duì)其內(nèi)部構(gòu)造和工作原理有所好奇呢？

為進(jìn)一步深究釘釘打卡機(jī)的工作原理，近日筆者對(duì)一款型號(hào)為M1的釘釘打卡設(shè)備進(jìn)行了拆解、分析。

外觀及拆解流程

本次拆解的設(shè)備為一款內(nèi)置了指紋、Wi-Fi、藍(lán)牙等智能組件的釘釘打卡設(shè)備M1。從外觀上看，M1采用了圓柱形狀設(shè)計(jì)，并對(duì)底部基座進(jìn)行了傾斜處理，為用戶提供更加友好的使用體驗(yàn)。

在電源供給方面，這款釘釘打卡機(jī)采用外接電源適配器的方式為設(shè)備進(jìn)行供電，功率為5V/1.5A。同時(shí)，外接電源的設(shè)計(jì)也降低了對(duì)于內(nèi)部電池壽命的依賴(lài)，避免了由于電池老化等原因?qū)е碌牟环€(wěn)定性或故障風(fēng)險(xiǎn)。

卸下底部螺絲即可分離整機(jī)，設(shè)備內(nèi)部主要由主板和指紋模塊兩部分構(gòu)成。其中，主板是打卡機(jī)的核心組件，負(fù)責(zé)處理設(shè)備的各種功能和操作，指紋模塊用于識(shí)別員工的指紋信息。通過(guò)二者的協(xié)同工作，即可實(shí)現(xiàn)打卡機(jī)的日?？记诠δ?。

釘釘打卡機(jī)電路原理解析

主板正面放置了一塊能夠?qū)崟r(shí)顯示打卡時(shí)間的四位一體數(shù)碼管和6顆用于提供額外照明效果的LED補(bǔ)光燈。同時(shí)，還提供一些排線接口便于連接其他智能組件。

由于打卡機(jī)所要實(shí)現(xiàn)的功能比較單一，所以主板背面用于實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的電路設(shè)計(jì)也不復(fù)雜，器件密集度不高，使得整個(gè)電路結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn)，布局簡(jiǎn)潔明了。

釘釘打卡機(jī)所使用的時(shí)鐘顯示器為一塊集成了屏幕驅(qū)動(dòng)電路的四位一體數(shù)碼管，驅(qū)動(dòng)芯片是由福大海矽為數(shù)碼管專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的FD650B，由于芯片集成度較高，只需幾顆芯片即可完成外圍驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，使得用于承載驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)板面積不會(huì)太大，能夠很好的內(nèi)嵌于數(shù)碼管下方，提高產(chǎn)品美觀性和集成度。

基于芯片功能特性，主板電路可劃分為主控、存儲(chǔ)、時(shí)鐘、LED驅(qū)動(dòng)和音頻編解碼5個(gè)部分。

主控芯片是一顆可玩性較高的ESP32無(wú)線收發(fā)芯片，在性能上和STM32F3系列芯片差不多，片上集成了天線開(kāi)關(guān)、射頻 Balun、功率放大器、低噪放大器、過(guò)濾器以及電源管理模塊，外圍電路簡(jiǎn)潔，可滿足大量物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的開(kāi)發(fā)。

在該應(yīng)用中，ESP32除了能夠?yàn)榇蚩C(jī)提供WiFi接入之外，其芯片內(nèi)置的藍(lán)牙功能也起到了至關(guān)重要的作用。在工作過(guò)程中，ESP32片上藍(lán)牙會(huì)不斷向外廣播唯一標(biāo)識(shí)信息，并且能夠在短時(shí)間內(nèi)與周?chē)嗯_(tái)手機(jī)完成信息互認(rèn)，實(shí)現(xiàn)快速高效的打卡操作。

主控右側(cè)的芯片是來(lái)自兆易創(chuàng)新的GD25Q127C 16MB閃存芯片，該芯片除了用于存儲(chǔ)基本的固件信息之外，還會(huì)將剩余的空間用于存儲(chǔ)離線打卡記錄，以應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的發(fā)生。即使在無(wú)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，打卡記錄也能得到有效保存。

為了確保打卡機(jī)時(shí)間的準(zhǔn)確性，釘釘在這款打卡機(jī)中加入了一顆華冠的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具有高精度的計(jì)時(shí)功能，即使在打卡機(jī)離線的狀態(tài)下，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片也能為打卡機(jī)提供精確的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，確保打卡機(jī)時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的一致性。

為避免因電導(dǎo)致時(shí)間偏差，主板上還為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片設(shè)計(jì)了一顆紐扣鋰電池作為備用電源，以此保證打卡機(jī)在斷電時(shí)，時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。

打卡機(jī)的聲音提醒，由新唐科技的NAU8810單聲道音頻編解碼器負(fù)責(zé)控制。該芯片介于主控芯片與揚(yáng)聲器之間，可直接與主控芯片進(jìn)行通信，處理來(lái)自主控芯片的數(shù)字音頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)向揚(yáng)聲器輸出。

在燈光提示方面，共使用了兩顆LED驅(qū)動(dòng)芯片用于驅(qū)動(dòng)放置在主板外沿的6顆LED補(bǔ)光燈，兩顆芯片型號(hào)一致，均為天微的TM1809 9通道LED驅(qū)動(dòng)芯片。據(jù)了解，TM1809是一顆專(zhuān)為L(zhǎng)ED燈控制設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)芯片，內(nèi)置9路PWM輸出，每個(gè)通道均可對(duì)燈光亮度進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，輸出不同的燈光效果。

為什么6顆燈珠，需要兩顆9通道驅(qū)動(dòng)芯片負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)？

經(jīng)觀察后發(fā)現(xiàn)，釘釘打卡機(jī)所使用的燈珠為RGB燈珠，每顆燈珠內(nèi)分別集成了紅、綠、藍(lán)三個(gè)小LED燈，想要實(shí)現(xiàn)不同燈光效果的變幻，RGB燈珠里的每個(gè)小LED燈，就需要一個(gè)獨(dú)立的通道對(duì)其進(jìn)行控制。

另外，通過(guò)TM1809的引腳定義了解到，雖然TM1809有9的PWM控制通道，但按照引腳功能描述，每一個(gè)PWM通道只能控制RGB燈珠里的一種顏色，所以需要三個(gè)通道才能完全控制一顆RGB燈珠。

因此，一顆9通道的LED驅(qū)動(dòng)芯片只能控制3顆RGB燈珠，由于整臺(tái)打卡機(jī)共使用了6顆RGB燈珠，所以需要使用兩顆9通道LED驅(qū)動(dòng)芯片，方能滿足控制6顆RGB燈珠的需求。

在考勤打卡方面，除了上文提到的藍(lán)牙打卡之外，這款打卡機(jī)還配備了指紋模塊對(duì)打卡人身份進(jìn)行識(shí)別。

指紋識(shí)別模塊由光學(xué)式指紋識(shí)別模組、指紋主控和存儲(chǔ)器三部分構(gòu)成。值得一提的是，釘釘負(fù)責(zé)人陳航曾在這款打卡機(jī)發(fā)布會(huì)上表示，這款打卡機(jī)采用了世界上最薄的光學(xué)式指紋識(shí)別模組。

在歐美國(guó)家，這種光學(xué)式指紋識(shí)別模組主要應(yīng)用于槍支保險(xiǎn)箱，此類(lèi)對(duì)安全性、識(shí)別精度較高的應(yīng)用場(chǎng)景，能夠提供可靠的指紋識(shí)別功能。當(dāng)然，模組的成本也會(huì)比一般的三棱鏡模組貴。

釘釘打卡機(jī)的指紋識(shí)別模塊使用了Holtek的HT32F22366作為主控芯片。HT32F22366是一款高性能的ARM Cortex-M3內(nèi)核微控制器，具有豐富的外設(shè)和強(qiáng)大的計(jì)算能力，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成打卡者指紋與預(yù)存指紋的比對(duì)。

而存儲(chǔ)器部分采用了華邦電子的25Q32JVSIQ，它是一款容量為4MB閃存芯片。雖然這存儲(chǔ)空間看起來(lái)并不起眼，但官方的數(shù)據(jù)卻表明，它可儲(chǔ)存高達(dá)1000枚指紋數(shù)據(jù)，足以應(yīng)對(duì)一般規(guī)模企業(yè)的打卡需求。

指紋打卡的工作原理如下：

當(dāng)光學(xué)式指紋識(shí)別模組獲取到指紋圖像時(shí)，主控芯片會(huì)將獲取到指紋圖像與存儲(chǔ)芯片中預(yù)先存儲(chǔ)的指紋信息進(jìn)行比對(duì)。如果指紋信息比對(duì)通過(guò)，指紋主控芯片會(huì)與主板上的主控進(jìn)行通信，并生成打卡記錄，從而完成整個(gè)指紋打卡流程。

在這個(gè)過(guò)程中，存儲(chǔ)芯片起到了存儲(chǔ)和提供指紋信息的作用，而指紋主控芯片則負(fù)責(zé)處理指紋圖像和比對(duì)操作，最終與主板主控進(jìn)行通信以完成打卡記錄的生成。

結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，釘釘?shù)倪@款打卡機(jī)在做工和用料方面中規(guī)中矩。之所以在市場(chǎng)上得到了廣泛的認(rèn)可，還要?dú)w功于強(qiáng)大的阿里系軟件在企業(yè)管理領(lǐng)域的口碑和支持。打卡機(jī)作為釘釘?shù)呐涮桩a(chǎn)品，最大的亮點(diǎn)在于軟件與硬件間的無(wú)縫連接，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供更全面的考勤解決方案。