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编号：

T5452305M

设计简介：

本设计是基于STM32的智能门锁，主要实现以下功能：

使用密码解锁
使用指纹解锁
使用刷卡解锁
使用人脸识别解锁
无线远距离解锁-4g模组
解锁超过三次报警1分钟，三次报警，发送短信到主人手机上
阿里云需要显示最近开锁数据以及远程开锁和门锁状态
单片机内部flash记住开锁次数以及错误次数

电源： 5V
传感器：人脸识别模块（HLK-TX510）、指纹识别模块（AS608）、RFID识别模块（RC522）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：继电器
人机交互：矩阵按键
通信模块：GSM模块（ML307R）

标签：STM32、OLED12864、HLK-TX510、AS608、RC522、继电器、矩阵按键、ML307R、无源蜂鸣器、AT24C02、DS1302

题目扩展：智能门禁系统、智能外卖柜

基于STM32的智能门锁：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：

一、中控部分

概述：
中控部分是智能门锁系统的核心，由STM32单片机担任。它负责接收来自输入部分的数据，执行内部逻辑处理，并根据处理结果控制输出部分。

简要描述：

• 数据接收与处理：STM32单片机接收来自人脸识别模块、时钟模块、RFID卡片检测模块、指纹模块、存储模块和键盘的数据，进行身份验证、时间记录、密码比对等处理。
• 逻辑判断：根据输入数据的类型和验证结果，单片机进行逻辑判断，决定是否允许开锁，以及是否需要触发报警或发送通知。
• 输出控制：根据逻辑判断结果，单片机向输出部分发送控制指令，如显示信息、控制继电器开锁、触发蜂鸣器报警或发送4G通知。

二、输入部分

概述：
输入部分由人脸识别模块、时钟模块、RFID卡片检测模块、指纹模块、存储模块、键盘和供电电路组成，用于向中控部分提供身份验证信息和操作指令。

简要描述：

1. 人脸识别模块：检测并识别人脸，作为身份验证的一种方式。
2. 时钟模块：提供当前时间信息，可用于记录开锁时间或设置时间限制。
3. RFID卡片检测模块：检测门禁卡，验证门禁卡的合法性。
4. 指纹模块：采集并验证指纹信息，作为另一种身份验证方式。
5. 存储模块：存储管理员密码、开门密码等关键信息，以及记录开锁历史和错误尝试次数。
6. 键盘：提供用户输入界面，支持切换界面、输入密码、修改密码、取消操作、确认输入、删除输入和录入门禁卡等操作。
7. 供电电路：为整个系统提供稳定的电源输入，确保系统正常运行。

三、输出部分

概述：
输出部分由OLED显示模块、继电器、蜂鸣器和4G模块组成，用于显示系统状态、控制门锁开关、提供声音反馈和远程通知。

简要描述：

1. OLED显示模块：显示密码状态、卡设置、输入密码等界面，为用户提供直观的视觉反馈。
2. 继电器：控制门锁的开关，根据中控部分的指令执行开锁或保持锁定状态。
3. 蜂鸣器：提供声音反馈，当门打开时响三声表示成功开锁，当密码/指纹/门禁卡错误时发出报警声。
4. 4G模块：连接手机网络，允许用户通过手机查看门锁状态、远程开锁，并在解锁错误次数过多时发送短信通知。

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将OLED12864显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STM32F103C8T6单片机。第四部分是独立按键模块。第五部分为非接触式测温传感器，第六部分为蜂鸣器，第七部分是人脸识别模块，第八部分为指纹模块，第九部分为RFID模块，第十部分是4G模块。下图5-1为焊接完整实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2 4G模块连接与功能

如图5-2所示，上电之前，先给模块接入信号线，再插进去一个可以正常使用的手机卡，这里使用的是移动的手机卡，然后给电路板通电，用手机云智能APP扫描设备二维码，这个时候就可以在手机云智能APP上远程监控了。此时显示屏显示时间，门锁状态。可以通过点击这个去进行网络解锁和关锁。最后一个就是恢复出厂，恢复出厂就是将我们以上三个数据清零。这三个数据在我们单片机当中是可以掉电存储的，它是存储在我们单片机内 部的flash当中。你掉电之后也不会去丢失掉的。如图5-2所示，

图5-2 4G模块连接与功能

5.3 密码修改与密码开锁

如图5-3所示，我们按下S4按键，按下之后我们就可以去进行密码的修改，首先输入管理员密码，这里显示admin possible显示就是输入关联密码六个0，输入六个零之后，我们点击确定，确定这里会显示让我们输入新密码。新密码我就设置123456，点击确定，然后这里是一个确认我们的新密码，那我们就确认一遍，再输一遍新的密码，按一下确认。这个时候，我们的密码修改已经完成了。我们就可以去输入我们修改的密码去进行解锁了。点击确定，这里显示到open就显示我们的门锁是打开的那我们正确密码解锁次数加一这个正确解锁的解锁次数加1，然后上面就显示你解锁密码的一个类型，就是密码解锁。如果你输错了的话，随便输一个，点击确定封闭器长响一声，屏幕上显示password error，就是密码错误。这里就显示错误次数会加1。

图5-3密码修改与密码开锁

5.4 RFID添加、删除与开锁

如图5-4所示，按下这个S8按键进入卡的修改。按一下，然后这里显示一个admin，它是我的输入管理员密码，输入6个0点击，如果你输入正确的话，就可以设置我们的卡了。S8按下是按下S8是添加，按下S12是删除。那我这张卡已经添加进来了，那我现在按下S12，这里显示一个刷卡删除模式，我们将卡片贴上去即可。

图5-4 RFID添加、删除与开锁

5.5指纹添加删除

如图5-5所示，可以通过指纹识别模块，录入或删除指纹改指纹，按下S12按键，按下之后同样的输入管理员密码，然后S8是添加，S12是删除，然后通过指纹进行解锁。

图5-5 RFID添加、删除与开锁

5.6人脸注册与识别

如图5-6所示，对准你的人脸就是你你把这个模块这样拿着对准你的人脸，你按一下这个注册按键，这个时候你的人脸就会被录入到我们的人脸识别模块当中。对准人脸就能解锁。

图5-6 RFID添加、删除与开锁

5.7短信发送

如图5-7所示，输错三次密码，这个时候他就会引发第三次一分钟的报警，此时他会发送短信给我们。

图5-6 短信发送

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

如图5-5所示，仿真部分包含STM32F103C8T6最小系统板、OLED12864显示屏、温度检测模块、独立按键、时钟模块、蜂鸣器、短信串口、按键模拟的人脸识别模块、按键模拟的指纹模块以及按键模拟的RFID刷卡模块。

图5-5 智能门锁

6.2修改密码

如图5-6所示，先我们输入管理员密码，管理员密码是写死的六个0，这个是不可更改的，我们输入就可以。然后点击确认，这里就是让我们输入新的密码，那新的密码的话，我们就输入123456。

图5-7 修改密码

6.3仿真模拟按键打开门锁

如图5-8所示，不同的按键来模拟人脸识别、刷卡和指纹解锁。上面三个是开锁，下面是关锁。

图5-8仿真模拟按键打开门锁

6.3发送警报短信

如图5-8所示，输入错误密码三次，会锁定倒计时是一分钟，并且发送短信。

图5-8仿真模拟按键打开门锁