一種基于STM32的智能門鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

廣東東軟學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一種基于STM32的智能門鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)DesignofanintelligentdoorlocksystembasedonSTM32畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的作品及成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在論文中作了明確的說(shuō)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。畢業(yè)論文作者（簽字）：簽字日期：年月日摘要隨著人們安全意識(shí)的不斷提高和安全技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖將被智能門鎖逐漸取代。使用指紋，密碼或其他方式替換鑰匙，用戶不再需要擔(dān)心出門時(shí)忘記帶上鑰匙或者意外丟失了鑰匙，而站在門外，或者當(dāng)他們逛街回家?guī)б粋€(gè)大袋子時(shí)，站在門外翻包找鑰匙等情況，這為日常生活提供了很多便利。本設(shè)計(jì)由STM32F103C8T6單片機(jī)核心電路板、生物指紋識(shí)別電路、薄膜矩陣鍵盤電路、RFID-RC522射頻感應(yīng)電路、LCD12864液晶顯示電路以及蜂鳴器模塊電路組成。支持指紋、NFC、密碼以及感應(yīng)卡四種方式進(jìn)行開鎖。通過(guò)LCD12864液晶顯示屏顯示系統(tǒng)操作界面，分別有運(yùn)行界面、密碼管理界面、指紋管理界面以及IC卡管理界面。本系統(tǒng)具有分級(jí)管理權(quán)限，管理員才可以進(jìn)行增刪信息，比如修改密碼、添加或者刪除指紋信息以及IC卡信息等；支持虛位密碼，在正確密碼前后可隨意輸入數(shù)字，保護(hù)真實(shí)密碼；多次密碼或指紋開鎖失敗則劫持開鎖，使用管理員密碼即可開鎖并恢復(fù)正常。關(guān)鍵詞：智能門鎖；STM32；指紋識(shí)別；射頻識(shí)別模塊；虛位開鎖密碼AbstractWiththecontinuousimprovementofpeople'ssafetyawarenessandthedevelopmentofsafetytechnology,traditionalmechanicallockswillbegraduallyreplacedbyintelligentdoorlocks.Usefingerprints,passwordsorotherwaystoreplacethekey,usersnolongerneedtoworryaboutforgettingtobringthekeywhentheygooutoraccidentallylosingthekey,andstandingoutsidethedoor,orstandingoutsidethedoorwhentheygohomeshoppingwithabigbagforexample,findingakey,thisprovidesalotofconveniencefordailylife.ThisdesigniscomposedofthecorecircuitboardofSTM32F103C8T6singlechipmicrocomputer,biologicalfingerprintidentificationcircuit,filmmatrixkeyboardcircuit,RFID-RC522radiofrequencyinductioncircuit,LCD12864liquidcrystaldisplaycircuitandbuzzermodulecircuit.Supportfingerprint,NFC,passwordandproximitycardtounlock.ThesystemoperationinterfaceisdisplayedthroughtheLCD12864liquidcrystaldisplay,whichrespectivelyhasarunninginterface,apasswordmanagementinterface,afingerprintmanagementinterface,andanICcardmanagementinterface.Thissystemhashierarchicalmanagementauthority,andadministratorscanaddordeleteinformation,suchaschangingpasswords,addingordeletingfingerprintinformationandICcardinformation,etc.Itsupportsvirtualpasswords,youcanenternumbersbeforeandafterthecorrectpasswordtoprotecttherealpassword;multiplepasswordsorifthefingerprintunlockingfails,theunlockingishijacked,andtheadministratorpasswordcanbeusedtounlockandreturntonormal.Keywords:smartdoorlock;STM32singlechipmicrocomputer;fingerprintidentification;radiofrequencyidentificationmodule;virtualpassword廣東東軟學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）廣東東軟學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄第一章緒論 [8]。重要的是，如果焊接過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)控制系統(tǒng)都會(huì)受到影響，可以說(shuō)焊接會(huì)使控制系統(tǒng)不能使用。手工焊接主要有如下四步組成的：第一步是開始焊接。要焊接的地方要清理干凈，主要是去除油漬和灰塵，然后要焊接的部分要在一定方向上以兩個(gè)角度折疊。小心不要交叉每個(gè)零件的腿，這會(huì)影響焊接。接下來(lái)，讓焊接頭接觸待焊接部件的底部，并將其放在電線上。應(yīng)該注意的是，焊頭不能接觸到其他零件的腳，否則這兩個(gè)零件將被焊接在一起。第二步是熱焊接。在第一步之后，下一步是加熱焊錫絲。主要是把一個(gè)熱烙鐵放在設(shè)備的引腳旁邊，慢慢熔化焊絲。必須注意電烙鐵的溫度和加熱時(shí)間。如果時(shí)間太長(zhǎng)，它很可能被焊接到面包板襯墊上。通常建議將電烙鐵的溫度調(diào)節(jié)到大約400度。加熱大約2秒鐘。這一例外也是基于設(shè)備類別的具體差異。在焊接過(guò)程中，當(dāng)需要移除焊接部分時(shí)，也需要加熱焊接部分。主要操作是在焊接處修補(bǔ)焊絲，使焊點(diǎn)變圓，然后通過(guò)電火花加工加熱焊接處。在加熱過(guò)程中，可以直接移除部件。此時(shí)，必須采取注意時(shí)間，否則墊將被損壞。第三部分是焊接表面的清潔。第二步完成后，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)焊接不完美或害怕焊接錯(cuò)誤，需要對(duì)焊接進(jìn)行添加修改，主要會(huì)出現(xiàn)的主要有兩種情況，一種是焊錫不足，焊點(diǎn)不圓。這時(shí)，有必要修理焊點(diǎn)。此時(shí)應(yīng)注意，不能增加焊料的數(shù)量，否則在其他時(shí)間段內(nèi)很容易連接到引腳。第二點(diǎn)是焊料過(guò)多。此時(shí)，您可以使用烙鐵來(lái)回滑動(dòng)焊料，這將帶走多余的焊料。如果不能，則只能使用吸錫器。第四部分是焊點(diǎn)檢查。完成前面的三個(gè)步驟后，就需要對(duì)系統(tǒng)電路進(jìn)行整體的觀察，主要是查看焊接點(diǎn)是否完整，光亮，牢固，并是否與其他引腳連接以及是否有漏焊。5.2系統(tǒng)調(diào)試記住必須認(rèn)真觀察焊接系統(tǒng)是否存在問(wèn)題，例如正極和負(fù)極的反向連接或者連接，明顯的斷裂，虛焊問(wèn)題等。然后使用萬(wàn)用表檢查是否存在嚴(yán)重的電源問(wèn)題，例如正極和負(fù)極之間的短路，以確保系統(tǒng)焊接沒(méi)有問(wèn)題。配置完成調(diào)試平臺(tái)后，我們需要調(diào)試軟件程序。如果程序調(diào)試沒(méi)有問(wèn)題，請(qǐng)開始驗(yàn)證系統(tǒng)功能是否符合要求。如果功能沒(méi)有滿足設(shè)計(jì)要求或者存在問(wèn)題，就繼續(xù)重復(fù)進(jìn)行調(diào)試程序，直到滿足所有功能要求為止。5.2.1系統(tǒng)程序調(diào)試在前面新建的工程里面完成整體代碼的編寫，然后單擊keiluvisin5軟件左上角的編譯按鈕，系統(tǒng)將對(duì)工程代碼文件進(jìn)行編譯，可以在keiluvisin5軟件下面的BuildOutput窗口中看到相應(yīng)的提示信息。如果有錯(cuò)誤消息，則必須按照提示查找并糾正錯(cuò)誤，直到?jīng)]有錯(cuò)誤并且實(shí)物功能滿足要求為止（如果是一般警告則可以忽略）。圖5.1程序編譯無(wú)誤提示界面5.2.2系統(tǒng)硬件調(diào)試軟件調(diào)試完成后，接下來(lái)就是對(duì)整個(gè)硬件進(jìn)行測(cè)試，主要使用各種調(diào)試設(shè)備對(duì)焊接板進(jìn)行整體調(diào)試，例如：萬(wàn)用表、直流電源或示波器等。主要檢查設(shè)備是否能夠工作進(jìn)行正常。（1）肉眼進(jìn)行觀察。仔細(xì)觀察每個(gè)焊接點(diǎn)是否有虛焊現(xiàn)象，每個(gè)器件之間是否有存在短接現(xiàn)象，從而導(dǎo)致系統(tǒng)短路。（2）使用萬(wàn)用表進(jìn)行調(diào)試。首先檢查電源是否短路，然后測(cè)量引腳連接是否正確，是否存在接線錯(cuò)誤。（3）上電檢查。完成第一步和第二步后，接下來(lái)，可以打開電源對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行通電。上電后，觀察各個(gè)模塊是否工作正常，然后逐個(gè)測(cè)試功能。5.3實(shí)物測(cè)試最后是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行軟件與硬件聯(lián)調(diào)，以達(dá)到項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要求。它支持指紋、NFC、密碼以及感應(yīng)卡四種方式進(jìn)行開鎖；通過(guò)LCD12864液晶顯示屏顯示系統(tǒng)操作界面，分別有運(yùn)行界面、密碼管理界面、指紋管理界面以及IC卡管理界面；具有分級(jí)管理權(quán)限，管理員權(quán)限才可以進(jìn)行增刪信息，比如修改密碼、添加或者刪除指紋信息以及IC卡信息等；支持虛偽密碼，在正確密碼前后可隨意輸入數(shù)字，保護(hù)真實(shí)密碼；多次密碼或指紋開鎖失敗則劫持開鎖，使用管理員密碼即可開鎖并恢復(fù)正常。經(jīng)過(guò)測(cè)試，系統(tǒng)各項(xiàng)功能測(cè)試正常，符合設(shè)計(jì)要求，如下圖5.2所示。圖5.2實(shí)物運(yùn)行測(cè)試圖參考文獻(xiàn)羅洋坤.基于STM32車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電路搭建及分析[J].機(jī)電工程技術(shù),2018,47(04):97-98+115.符怡銘,袁亮,肖祥彬,劉凡,董效杰,徐建.基于STM32的指紋門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技廣場(chǎng),2017(03):179-181.孫駿榮,蘇海永.用Arduino全面打造物聯(lián)網(wǎng)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2016.12李蘭蘭,基于CC2530的智能門禁教學(xué)演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].玉溪師范學(xué)院學(xué)報(bào),2018,34(04):43-47.胡云冰,聶振華.單片機(jī)應(yīng)用教程[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2014.06邱宇亮,張海南.基于dsPIC30F4011的液晶顯示模塊接口設(shè)計(jì)[J].機(jī)電一體化,2011,17(04):85-88.黃濤,白創(chuàng),徐靖.嵌入式無(wú)線互連系統(tǒng)開發(fā)從實(shí)踐到提高[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.07.徐涢基,魏全盛.單片機(jī)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)[M].北京希望電子出版社，2019.02.孫邦彥,劉冬冬,陳柱江,張婷.基于RFID電子標(biāo)簽的智能書包的設(shè)計(jì)[J].科技視界,2017(05):176-177.基于STM32的指紋識(shí)別門禁系統(tǒng)[J].馬馨雅.電子世界.2018(24).劉火良,楊森.STM32庫(kù)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南基于STM32F4[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017.02.基于物聯(lián)網(wǎng)智能門鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].陳殊.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用.2018(01).致謝想到即將離開校園，心中多有不舍?；仡櫿麄€(gè)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生涯，心中也越發(fā)感慨。在本論文即將完成之際，謹(jǐn)此向我的指導(dǎo)老師致以衷心的感謝！感謝這一路走來(lái)陪伴在我身邊的伙伴和老師們，給予了我諸多的幫助和建議，讓我能夠健康生長(zhǎng)以及順利完成學(xué)業(yè)。首先，我是一個(gè)很幸運(yùn)的人，在大學(xué)一年級(jí)就遇到了我的導(dǎo)師——艾廣燚老師。他從大一開始就帶領(lǐng)像我這樣剛踏進(jìn)大學(xué)的雛兒進(jìn)行各種競(jìng)賽培訓(xùn)以及參加各種比賽，對(duì)我提供了很多的學(xué)習(xí)建議。老師與我之間亦師亦友，一起去吃過(guò)宵夜，談過(guò)人生。他不僅在學(xué)業(yè)上對(duì)我給予幫助，日常生活對(duì)我也是諸多關(guān)照，給我指明迷惑鞭策自己努力去學(xué)習(xí)和生活，而不讓我在大學(xué)期間放縱自己，虛度大學(xué)四年光陰。在這次的畢業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及畢業(yè)論文的撰寫過(guò)程中，老師對(duì)我們也是煞費(fèi)苦心，尤其是今年由于“新冠疫情”的原因，為了讓我們能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文，老師就像一個(gè)全職奶爸，一個(gè)人帶七個(gè)娃娃。只要我們有啥問(wèn)題，老師都會(huì)在第一時(shí)間給我們解答，甚至半夜兩三點(diǎn)發(fā)信息給老師，他基本都是及時(shí)回復(fù)，為了我們這群孩子也是太累了，在此由衷感謝老師的辛苦付出！其次，我要感謝陪伴我大學(xué)四年“四處征戰(zhàn)”的隊(duì)伍——咸魚隊(duì)。雖然我們隊(duì)伍叫咸魚隊(duì)，但我們卻一點(diǎn)都不咸魚。但凡能夠參加的競(jìng)賽我們都會(huì)去努力參加，在比賽的過(guò)程中，甚至就熬夜通宵都是家常便飯，但我們卻能夠收獲許