基于stm32的智能门锁系统(附件)【字数:5960】
目录
一、绪论 1
(一)选题背景 1
(二)选题意义 1
二、系统总体设计方案 1
(一) 主要设计功能 1
三、系统硬件设计 1
(一)主控制器模块 1
(二)DHT11温湿度模块 2
(三)人体红外检测模块 2
(四)OLED模块 4
(五)WiFi模块 5
四系统软件设计 6
(一)软件系统 6
(二)软件系统的框图 7
五系统调试工作 9
(一)手机APP与WiFi调试 9
(二)主控模块调试 9
六实验及结果分析 10
(一)预期目标 10
(二) 遇到的问题以及解决办法 11
结论 12
致谢 13
参考文献 14
附录 15
附录一:电路原理图 15
附录二:部分源程序 17
一、绪论
(一)选题背景
锁拥有悠远的历史,历史上最著名的就是鲁班锁,它集结了古人的智慧。锁保护了人的隐私,保护了人们的财产安全。自本世纪以来,中国的互联网产业发展非常的迅速从而促进物联网系统的发展。而锁在这一过程中也在不断地变化,比如磁性锁,密码输入性锁,电 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ¥351916072$
子锁,声控锁,指纹锁等等。他们是在之前的钥匙的基础上不断的进行改善,加上密码,指纹,激光等来控制门锁的开关,从而使不法分子无从下手,人们便对自身的财产安全与生命安全有了更多的信心和保障。当前信息的安全保护系统应用受到越来越多的人的关注,特别在机密信息的保护,隐私安全和财产安全等起到巨大的作用,而智能门锁系统是其中非常重要的组成部分,因此其受到越来越多相关人士的重视。
(二)选题意义
随着物联网技术在中国的快速的发展,各种各样安全性能得到巨大提升的智能门锁逐渐进入我们的视野。在我们日常生活中由于各种原因造成钥匙的丢失或忘在家中使得我们被拒之门外,而智能门锁系统就可以解决这一问题,我们将门锁与电子终端设备相连接,可以远程开锁,而且远程开锁方便管理房间较多的地方,比如学校,政府机构。
这样不仅方便管理而且不需要备大量的钥匙,极大的方便了人们的生活。智能锁中密码锁可以在家中门锁,现代办公处的安全防范,单位重要文件档案以及一些个人隐私资料的保存等各种场合使用。大大提高了资料的安全性,并且基本可以代替老式的钥匙锁,而且多种的开锁方式既保证了安全而且还可以防止某一开锁方式出现故障导致门锁开不开。本设计从实用低成本等方面出发,基于STM32单片机设计出的一种拥有远程功能的智能电子锁。这种锁当人靠近屏幕会自动亮,人走后会自动灭,可以增加电池的续航能力。本锁系统设计方法合理,简单易行,符合现在住宅与教室等的要求,并且有极大的前景与价值。
二、系统总体设计方案
(一) 主要设计功能
这项设计主要是由STM32单片机、esp8266WiFi模块、OLED屏、蜂鸣器驱动、4*4薄膜按键、DHT11温湿度传感器模块、LED灯驱动、红外人体检测模块、电磁锁和继电器组成的。主要可以实现了下面的功能:
开启设备时,OLED屏上会显示开机动画
红外人体检测可以实现当人靠近时led灯会亮,OLED屏会自动点亮
在一段时间内不进行屏幕操作,屏幕会进入休眠模式(屏幕自动退回到主页面,并熄灭)
在待机状态下,会进行主页面和温湿度页面交替显示
可以通过4*4薄膜按键输入密码打开门锁,或者通过远程语音设备开锁
图21为系统总体框图。
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图21 系统总体框图
三、系统硬件设计
(一)主控制器模块
本系统以STM32F103ZET6单片机为整个系统的核心。作为一种以ARM CortexM3为内核,STM32是以嵌入式为基础设计的,拥有低功耗,低成本等特点与优势。本设计中的STM32f103zet6的时钟频率为72MHz,而72MHz时钟频率的STM32芯片在STM32系列中具有最高的性能。它的电源电压为2.00V(min),工作电压为2V3.6V。本芯片拥有144个针脚,可以接许多的模块,使该系统功能更加丰富和使用更加便捷。它的RAM芯片的大小为64KB,位数为32位,FLASH的内存容量为512KB,模数转换数为3和数模转换数为2,它的工作温度在40到85度。该芯片内嵌8MHZ的RC振荡器,它是用串行单线调试的,拥有多达8个定时器其中有3个16位定时器和两个看门狗定时器。
STM32F103zet6拥有极高的性能,丰富的外设,强大的软件包支撑。故我在本设计中选择了该模块。STM32作为核心器件用于连接各个模块按照程序中命令统一控制各个器件。主控芯片如图31
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图 31主控制器电路图
(二)DHT11温湿度模块
为了使我们可以大体了解当前系统所在环境的温湿度,因此在这里使用了一个温湿度传感器来采集温度与湿度信号。
DHT11温湿度传感器是一款含有数字信号输出的温湿度传感器。为了确保产品可靠性高和稳定性好,它采用了专用的数字模块采集和温湿度传感技术。该传感器包含了一个用于测量湿度的电阻式感湿原件和一个用于测量温度的NTC原件。因为该传感器拥有抗干扰能力强,性价比高,响应快等优点,故在本设计中使用该模块。在工作原理方面,是通过两个原件的电阻性来获取数据,NTC元件是温度越高电阻越小而感湿元件的电阻值随湿度的变化而变化,然后再通过调用校准系数得出准确的值。dht11传感器控制模块的上行供电输入电压一般范围为35.5v。dht11上线断电后,要继续等待1s时间去使它越过不稳定的电路状态在此期间不能再需要向它发送任何控制命令。电源引脚之间通常可以同时增加一个去耦电容,它的放电作用主要是进行去耦合和滤波。它的作用是去耦滤波。dht11模块的相对温度的测量误差一般大约为正负0.5摄氏度左右,它的相对湿度的测量误差一般大约为正负百分之5rh左右,温度误差测量值的范围一般为0摄氏度到50摄氏度。在安装阶段,我会将该传感器的DATA引脚与STM32单片机的PD0脚相连,然后通过程序将温湿度信号在OLED屏上显现出来。DHT11温湿度模块如图32。
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