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采用远距离的wifi模块实现无线门禁控制系统

发布日期:2022-01-22  浏览次数:1706
采用远距离的wifi模块实现无线门禁控制系统,本论文主要包括STM32小控制系统、tftLCD模块、矩阵式按键模块、远距离的wifi模块无线控制模块、系统电源模块、系统电源模块、安卓手机APP等,并对其进行了详细介绍。该系统通过管理员在APP上输入需要开锁的实验室门号,点击开启按钮,手机APP通过远距离的wifi模块wifi向系统控制模块发送开锁信号,控制模块收到开锁指令后,驱动门锁电控系统开启电控锁。

出入管理是一种新型的现代治安管理系统。现在市面上的门禁系统一般都是采用射频卡和静态密码的系统,只能实现出入功能,而且使用成本高,无法满足实验室日常管理的需要。现在许多高校实验室还采用传统的机械式门锁,实验员同时要管理多把实验室钥匙,健康负责人也要借出钥匙来开锁,管理员出差或请假时,实验室的使用都会滞后。为解决上述问题,本论文为高校实验室设计了一套无线门禁控制系统。

本论文设计的实验室门禁系统由上位机和下位机组成。实验室管理人员使用的安卓系统的手机APP软件,该软件能显示实验室门锁的开关状态,并可远程开启实验室门禁系统。以stm32f407为控制核心,采用tftLCD模块和矩阵式按键模块作为人机交互界面。如果管理员在APP上输入需要开锁的培训室门号,点击开锁按钮,手机APP就会通过无线wifi向系统控制模块发送开锁信号,控制模块收到开锁命令后,驱动门锁电控系统开启门锁。打开门锁后将信号返回给手机APP,显示成功锁门信号。当管理员忙时,其它员工需要进入实验室,可在从机系统中,通过按键模块和LCD模块输入开锁密码,以开启实验室的门锁。本发明可以为实验室提供财产安全保障,并可减轻管理员的劳动强度。

本论文设计的无线开门系统硬件模块主要包括STM32小控制系统、tftLCD模块、矩阵式按键模块、远距离的wifi模块无线控制模块、门锁电子控制模块、系统电源模块、手机。

针对远程开门系统的控制需求,采用T100开发板。这款开发板以stm32f407ZGT6为控制核心,它工作频率168MHZ,大多数I/O口可以抗5V电压,拥有192KSRAM和1024Kflash,拥有3个串口、3个SPI等丰富的资源。适用于智能、物联网等系统的设计开发。

当前,无线开发系统主要采用的是2.4G远距离的wifi模块、蓝牙无线通讯、wifi无线通讯等无线通讯模块。2.4G无线串口收发模块采用点对点的方式进行广播,主站通信需要至少2个通信模块。该系统采用无线模块进行通讯,控制系统比较复杂,成本较高,不能利用现有的手机资源。HC-06无线串口透传通讯蓝牙模块,可以与手机蓝牙连接,进行通信。但是,该模块在空旷地区通信距离仅为10米,适合短距离通信。蓝牙模块不适用于像无线门禁这样的远程控制系统。所以,本设计使用的是ATK-CV520串口转Wifi无线通讯模块。STM32f407通信。内建的TCP/IP协议栈,可以实现串口和网络连接。本系统采用STA模式,即远距离的wifi模块通过路由器与因特网相连,并利用因特网实现了对网络设备的远程控制。

本论文所设计的无线门禁控制系统中,电控锁具是动作执行元件,其质量直接影响整个系统的稳定性。为此,本系统采用了海瑞科技公司的常闭式电锁,此电控锁为6线带锁芯信号侦测,带电开锁,断电上锁,带3档延时调解功能,这样锁舌就不会与锁扣摩擦,从而有效延长锁舌寿命。在STM32接收到开锁信号后,输出一个高电平信号至三极管Q11的基极,Q11导通,Q12基极变为低电平,Q12不导通,继电器线圈不能电,继电器不动作。当继电器常闭端接通门锁时,门锁被打开,处于开启状态。相反,如果STM32输出的是低电平,Q11不导通,Q12基极高,Q12基极极高,Q12导通,继电器线圈得电。在继电器的常闭式门锁连接失效时,门锁关闭,处于闭锁状态。

因为不仅管理员可以进入实验室,还需要有负责实验室卫生工作的人员进入实验室,如果实验室管理员很忙,门禁系统需要通过按键模块和LCD模块输入开锁密码才能打开实验室。所以,门禁系统要设计按键模块。从实际需要出发,实验室门牌号码是由0~9的10位数中的3位组成,开门密码由6位组成。由于需要添加删除键和确认键,所以把键盘设计为4×3的矩阵键盘就可以满足要求。

tft触摸屏显示系统时间和输入密码。该系统采用OPEN-SMART的2.4英寸串行口tft液晶屏,采用标准的UART接口,所以使用时接线简单,兼容性强。其内建功能非常完善,只需几个命令就能显示字符和数字,完全满足系统的使用。

该系统采用的供电方式为线性电源供电和电池模块供电,其中线性电源为常用供电方式,电池模块为备用,停电时使用。该系统所需的电源模块主要有:一是3.3V电源,主要提供STM32控制模块、无线wifi模块和tftLCD模块。二是5V电源键盘模块及电控锁控制电路。三是12V供电,提供电子控制锁。

其中,安卓手机APP控制程序和下位机STM32控制系统程序组成了系统软件程序。STM32控制系统的程序主要包括初始化、显示模块、4*3矩阵键盘程序、wifi通讯程序和门锁驱动程序。显示器初始化程序: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;………………..…………………………}}}

本论文设计的无线门禁系统,综合运用远距离的wifi模块无线通讯技术和单片机控制技术,实现实验室门锁的远程控制,该系统可以保证实验室财产安全,减轻管理员的劳动强度。
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