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(duì)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(hào)，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(hào)，控制模塊收到開鎖指令后，驅(qū)動(dòng)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?，F(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(shí)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(qǐng)假時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的使用都會(huì)滯后。為解決上述問題，本論文為高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一套無線門禁控制系統(tǒng)。

本論文設(shè)計(jì)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(hào)，點(diǎn)擊開鎖按鈕，手機(jī)APP就會(huì)通過無線wifi向系統(tǒng)控制模塊發(fā)送開鎖信號(hào)，控制模塊收到開鎖命令后，驅(qū)動(dòng)門鎖電控系統(tǒng)開啟門鎖。打開門鎖后將信號(hào)返回給手機(jī)APP，顯示成功鎖門信號(hào)。當(dāng)管理員忙時(shí)，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(cái)產(chǎn)安全保障，并可減輕管理員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

本論文設(shè)計(jì)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(duì)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(gè)串口、3個(gè)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(jì)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(duì)點(diǎn)的方式進(jìn)行廣播，主站通信需要至少2個(gè)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(jì)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(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

本論文所設(shè)計(jì)的無線門禁控制系統(tǒng)中，電控鎖具是動(dòng)作執(zhí)行元件，其質(zhì)量直接影響整個(gè)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(hào)偵測，帶電開鎖，斷電上鎖，帶3檔延時(shí)調(diào)解功能，這樣鎖舌就不會(huì)與鎖扣摩擦，從而有效延長鎖舌壽命。在STM32接收到開鎖信號(hào)后，輸出一個(gè)高電平信號(hào)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(dòng)作。當(dāng)繼電器常閉端接通門鎖時(shí)，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(shí)，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(jì)按鍵模塊。從實(shí)際需要出發(fā)，實(shí)驗(yàn)室門牌號(hào)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(jì)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(shí)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(shí)接線簡單，兼容性強(qiáng)。其內(nèi)建功能非常完善，只需幾個(gè)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(shí)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(dòng)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(jì)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(cái)產(chǎn)安全，減輕管理員的勞動(dòng)強(qiáng)度。