采用
遠(yuǎn)距離的wifi模塊實(shí)現(xiàn)無線門禁控制系統(tǒng),本論文主要包括STM32小控制系統(tǒng)、tftLCD模塊、矩陣式按鍵模塊、遠(yuǎn)距離的wifi模塊無線控制模塊、系統(tǒng)電源模塊、系統(tǒng)電源模塊、安卓手機(jī)APP等,并對其進(jìn)行了詳細(xì)介紹。該系統(tǒng)通過管理員在APP上輸入需要開鎖的實(shí)驗(yàn)室門號,點(diǎn)擊開啟按鈕,手機(jī)APP通過遠(yuǎn)距離的wifi模塊wifi向系統(tǒng)控制模塊發(fā)送開鎖信號,控制模塊收到開鎖指令后,驅(qū)動門鎖電控系統(tǒng)開啟電控鎖。
出入管理是一種新型的現(xiàn)代治安管理系統(tǒng)?,F(xiàn)在市面上的門禁系統(tǒng)一般都是采用射頻卡和靜態(tài)密碼的系統(tǒng),只能實(shí)現(xiàn)出入功能,而且使用成本高,無法滿足實(shí)驗(yàn)室日常管理的需要。現(xiàn)在許多高校實(shí)驗(yàn)室還采用傳統(tǒng)的機(jī)械式門鎖,實(shí)驗(yàn)員同時要管理多把實(shí)驗(yàn)室鑰匙,健康負(fù)責(zé)人也要借出鑰匙來開鎖,管理員出差或請假時,實(shí)驗(yàn)室的使用都會滯后。為解決上述問題,本論文為高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)計了一套無線門禁控制系統(tǒng)。
本論文設(shè)計的實(shí)驗(yàn)室門禁系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成。實(shí)驗(yàn)室管理人員使用的安卓系統(tǒng)的手機(jī)APP軟件,該軟件能顯示實(shí)驗(yàn)室門鎖的開關(guān)狀態(tài),并可遠(yuǎn)程開啟實(shí)驗(yàn)室門禁系統(tǒng)。以stm32f407為控制核心,采用tftLCD模塊和矩陣式按鍵模塊作為人機(jī)交互界面。如果管理員在APP上輸入需要開鎖的培訓(xùn)室門號,點(diǎn)擊開鎖按鈕,手機(jī)APP就會通過無線wifi向系統(tǒng)控制模塊發(fā)送開鎖信號,控制模塊收到開鎖命令后,驅(qū)動門鎖電控系統(tǒng)開啟門鎖。打開門鎖后將信號返回給手機(jī)APP,顯示成功鎖門信號。當(dāng)管理員忙時,其它員工需要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,可在從機(jī)系統(tǒng)中,通過按鍵模塊和LCD模塊輸入開鎖密碼,以開啟實(shí)驗(yàn)室的門鎖。本發(fā)明可以為實(shí)驗(yàn)室提供財產(chǎn)安全保障,并可減輕管理員的勞動強(qiáng)度。
本論文設(shè)計的無線開門系統(tǒng)硬件模塊主要包括STM32小控制系統(tǒng)、tftLCD模塊、矩陣式按鍵模塊、遠(yuǎn)距離的wifi模塊
無線控制模塊、門鎖電子控制模塊、系統(tǒng)電源模塊、手機(jī)。
針對遠(yuǎn)程開門系統(tǒng)的控制需求,采用T100開發(fā)板。這款開發(fā)板以stm32f407ZGT6為控制核心,它工作頻率168MHZ,大多數(shù)I/O口可以抗5V電壓,擁有192KSRAM和1024Kflash,擁有3個串口、3個SPI等豐富的資源。適用于智能、物聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)。
當(dāng)前,無線開發(fā)系統(tǒng)主要采用的是2.4G遠(yuǎn)距離的wifi模塊、藍(lán)牙無線通訊、wifi無線通訊等無線通訊模塊。2.4G無線串口收發(fā)模塊采用點(diǎn)對點(diǎn)的方式進(jìn)行廣播,主站通信需要至少2個通信模塊。該系統(tǒng)采用無線模塊進(jìn)行通訊,控制系統(tǒng)比較復(fù)雜,成本較高,不能利用現(xiàn)有的手機(jī)資源。HC-06無線串口透傳通訊藍(lán)牙模塊,可以與手機(jī)藍(lán)牙連接,進(jìn)行通信。但是,該模塊在空曠地區(qū)通信距離僅為10米,適合短距離通信。藍(lán)牙模塊不適用于像無線門禁這樣的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。所以,本設(shè)計使用的是ATK-CV520串口轉(zhuǎn)Wifi無線通訊模塊。STM32f407通信。內(nèi)建的TCP/IP協(xié)議棧,可以實(shí)現(xiàn)串口和網(wǎng)絡(luò)連接。本系統(tǒng)采用STA模式,即遠(yuǎn)距離的wifi模塊通過路由器與因特網(wǎng)相連,并利用因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。
本論文所設(shè)計的無線門禁控制系統(tǒng)中,電控鎖具是動作執(zhí)行元件,其質(zhì)量直接影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為此,本系統(tǒng)采用了海瑞科技公司的常閉式電鎖,此電控鎖為6線帶鎖芯信號偵測,帶電開鎖,斷電上鎖,帶3檔延時調(diào)解功能,這樣鎖舌就不會與鎖扣摩擦,從而有效延長鎖舌壽命。在STM32接收到開鎖信號后,輸出一個高電平信號至三極管Q11的基極,Q11導(dǎo)通,Q12基極變?yōu)榈碗娖?,Q12不導(dǎo)通,繼電器線圈不能電,繼電器不動作。當(dāng)繼電器常閉端接通門鎖時,門鎖被打開,處于開啟狀態(tài)。相反,如果STM32輸出的是低電平,Q11不導(dǎo)通,Q12基極高,Q12基極極高,Q12導(dǎo)通,繼電器線圈得電。在繼電器的常閉式門鎖連接失效時,門鎖關(guān)閉,處于閉鎖狀態(tài)。
因?yàn)椴粌H管理員可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,還需要有負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生工作的人員進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,如果實(shí)驗(yàn)室管理員很忙,門禁系統(tǒng)需要通過按鍵模塊和LCD模塊輸入開鎖密碼才能打開實(shí)驗(yàn)室。所以,門禁系統(tǒng)要設(shè)計按鍵模塊。從實(shí)際需要出發(fā),實(shí)驗(yàn)室門牌號碼是由0~9的10位數(shù)中的3位組成,開門密碼由6位組成。由于需要添加刪除鍵和確認(rèn)鍵,所以把鍵盤設(shè)計為4×3的矩陣鍵盤就可以滿足要求。
tft觸摸屏顯示系統(tǒng)時間和輸入密碼。該系統(tǒng)采用OPEN-SMART的2.4英寸串行口tft液晶屏,采用標(biāo)準(zhǔn)的UART接口,所以使用時接線簡單,兼容性強(qiáng)。其內(nèi)建功能非常完善,只需幾個命令就能顯示字符和數(shù)字,完全滿足系統(tǒng)的使用。
該系統(tǒng)采用的供電方式為線性電源供電和電池模塊供電,其中線性電源為常用供電方式,電池模塊為備用,停電時使用。該系統(tǒng)所需的電源模塊主要有:一是3.3V電源,主要提供STM32控制模塊、無線wifi模塊和tftLCD模塊。二是5V電源鍵盤模塊及電控鎖控制電路。三是12V供電,提供電子控制鎖。
其中,安卓手機(jī)APP控制程序和下位機(jī)STM32控制系統(tǒng)程序組成了系統(tǒng)軟件程序。STM32控制系統(tǒng)的程序主要包括初始化、顯示模塊、4*3矩陣鍵盤程序、wifi通訊程序和門鎖驅(qū)動程序。顯示器初始化程序:intmain(void){………………initialize_OpenSmart_LCD();OpenSmart_fill_LCD_with_white_color();OpenSmart_print_string(…………..);intwidth=1;while(1){……………..width+=1;if(width>150){width=0;………………..…………………………}}}
本論文設(shè)計的無線門禁系統(tǒng),綜合運(yùn)用遠(yuǎn)距離的wifi模塊無線通訊技術(shù)和單片機(jī)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室門鎖的遠(yuǎn)程控制,該系統(tǒng)可以保證實(shí)驗(yàn)室財產(chǎn)安全,減輕管理員的勞動強(qiáng)度。