基于物联网的指纹门禁系统的制作方法

本发明涉及一种门锁，尤其涉及一种基于物联网的指纹门禁系统。

背景技术：

随着社会安全意识的增强和生活水平的提高，家庭安全尤其受到人们的关注。而大门门锁作为一个家庭的第一道关卡，承担了巨大的责任。但是，现在社会上普遍使用的是传统的机械门锁，传统机械门锁并不安全，仍存在许多缺陷：

1.机械锁具结构简单，技术落后。机械锁具发展到现在已经有上千年的历史，人们对他的结构机理研究的十分透彻。对于惯偷而言，几片万能钥匙甚至几根铁丝就能轻易的破解传统的机械门锁。

2.门锁与用户缺乏信息交换。当用户不在现场时，门锁无法向用户反馈信息，用户无法在第一时间得到门锁的实时信息；同时，用户也无法向门锁发送信息，从而操作门锁。

3.钥匙的使用存在许多不便。钥匙佩戴繁琐并且冗杂，容易丢失。同时，钥匙容易被复刻，存在安全隐患。

传统的机械门锁并不能有效的完成保护家庭安全的任务。面对这一残酷的现状，改进门锁是是新时代的迫切的需求。随着现代计算机技术和信息识别与处理技术不断的进步，生物特征识别技术已经逐渐成熟并应用在生活中。而指纹具有唯一性、稳定性和便于采集等优点，使得指纹识别技术从其它点生物特征识别技术中脱颖而出。指纹识别相关的芯片模块发展十分迅速，现在已经达到了技术成熟、识别率高和价格低廉等要求。同时，物联网作为新一代信息技术的重要组成部分，受到了全球发达国家和地区的重视。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种便捷、可靠的基于物联网的指纹门禁系统。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

一种基于物联网的指纹门禁系统，主要包括电控门锁、STC90C51单片机、GSM模块和指纹识别模块，指纹识别模块用于读取和验证用户指纹并将验证结果发送至单片机，GSM模块由单片机控制接收用户短信或向用户发送短信，单片机控制电控锁的开启及闭合，该系统还包括UART串口切换电路，在单片机的控制下实现在单片机串口与GSM模块连接或者与指纹识别模块连接两种连接状态间切换，分别使得GSM模块工作或指纹识别模块工作。

上述技术方案中，所述的UART串口切换电路包括双刀双掷继电器OMRON G5V-2、PNP三极管，PNP三极管的基极与单片机的一个I/O口连接，集电极与双刀双掷继电器的驱动引脚连接，发射极与VCC连接，双刀双掷继电器的引脚4、13分别与GSM模块的TXD引脚及RXD引脚相连，双刀双掷继电器的引脚8、9分别与指纹识别模块的TXD引脚及RXD引脚相连，引脚6、11分别与单片机的RXD和TXD引脚连接。

所述的GSM模块可以采用SIMCOM公司的SIM900A模块。

指纹识别模块可以采用FM-180指纹识别模块。

所述的门禁系统还可以包括LCD1602液晶屏、发光二极管和蜂鸣器。

本发明的有益效果是：

该门禁系统采用指纹识别技术，因为开锁的验证机制并不是机械结构，例如弹子锁得结构，所以不需要使用钥匙，也不需要设置外部接口。这样可极大地避免了机械锁开锁机制的缺陷，且该门禁系统具有与用户间信息交互功能，可以随时向用户反馈状态，同时用户也可以通过向门禁系统发送指令，实现操作门锁。

相较于传统机械门锁，本发明的门禁系统有许多优点：

1.指纹识别技术成熟、可靠、有效。利用生物特征识别技术，难以破解，更加安全。其次，使用更加方便，不用携带大量的钥匙，同时也避免了钥匙丢失，也避免了钥匙被复刻的风险。

2.通过物联网，实现了门锁与用户的信息交互。门锁可以向用户传递实时的信息，比如门锁正常打开、门锁报警等，用户随时处于一个监控门锁的状态；同时，用户也可以向门锁发送指令，比如打开门锁，这种设计也给门锁的日常使用带来了极大的便利。

3.存在一定的拓展能力。因为该门禁系统是一种嵌入式形式的设计，可以通过修改程序或者添加硬件，丰富功能。比如，如果未来每一个家庭都有一个智能家居控制核心，该门禁系统可以轻松的接入控制核心，与整个家庭的智能家居一体化。

附图说明

图1是本发明门禁系统的结构示意图；

图2是UART串口切换电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明的基于物联网的指纹门禁系统，该系统主要包括电控门锁、STC90C51单片机、GSM模块和指纹识别模块，所述的GSM模块采用SIMCOM公司的SIM900A模块，所述的指纹识别模块采用FM-180指纹识别模块，指纹识别模块用于读取和验证用户指纹并将验证结果发送至单片机，GSM模块由单片机控制接收用户短信或向用户发送短信，单片机控制电控门锁的开启及闭合，该系统还包括UART串口切换电路，在单片机的控制下实现在单片机串口与GSM模块连接或者与指纹识别模块连接两种连接状态间切换，分别使得GSM模块工作或指纹识别模块工作。该门禁系统还可包括用于显示信息的LCD1602液晶屏、用于指示的发光二极管和用于警报的蜂鸣器。

由于指纹识别模块只有在用户回家时才会被使用，而GSM模块需要一直保持工作，因为访客随时有可能操作或者随时需要短信解锁，所以选择将GSM模块工作设为默认工作状态，而指纹识别模块工作为启动工作状态，从而设计UART串口切换电路如下：

所述的UART串口切换电路包括双刀双掷继电器OMRON G5V-2、PNP三极管，PNP三极管的基极与单片机的一个I/O口连接，集电极与双刀双掷继电器的驱动引脚连接，发射极与VCC连接，双刀双掷继电器的引脚4、13分别与GSM模块的TXD引脚及RXD引脚相连，双刀双掷继电器的引脚8、9分别与指纹识别模块的TXD引脚及RXD引脚相连，引脚6、11分别与单片机的RXD和TXD引脚连接。

当电源通电后，单片机串口连接GSM模块，GSM模块工作，为默认工作状态。GSM模块与用户通信装置进行通信，可设置当接收到特定内容短信时打开门锁。可在门禁系统上设置按键，触发则工作状态切换到启动工作状态，即指纹识别模块工作。指纹识别模块工作时分为识别模式和录入模式两个状态，FM-180指纹识别模块自带该功能，当从GSM模块工作切换到指纹识别模块工作时，首先进入识别模式。识别模式可以实现指纹识别功能，若识别成功，执行操作打开门锁，然后切换到GSM工作状态，最后向用户发送正常开锁短信；可设置识别三次不成功，切换到GSM工作状态，然后向用户发送警示短信。