一种基于STM32的智能门禁系统的制作方法

本发明涉及智能门禁系统技术领域，尤其涉及一种基于stm32的智能门禁系统。

背景技术：

随着信息化的逐步深入，智能化将成为未来必定的发展趋势，身边的东西都仿佛在一夜之间变“聪明”了起来，智能化的家居产品层出不穷。与此同时，门作为一个家庭空间里面扮演异常重要角色的物体，也在经历一次变革。门禁系统已经成为先进性管理的一种不可或缺的措施，人类针对门禁系统的安全性需求也越来越高，因此必定需要研究安全性能高的门禁系统。随着人类对人身财产的安防意识的逐渐增强，对小区住宅楼房等的安全性能和门禁系统的人性化设计需求也越来越高。因此，智能门技术具有非常重要的现实意义和远景。

现有的门禁系统存在着产品繁多，功能不一以及操作繁琐等缺陷，同时门禁系统采用了钥匙这类恒古以来的设计，仅具有简单的防盗功能，智能化程度不高，安全性不足。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于stm32的智能门禁系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于stm32的智能门禁系统，该智能门禁系统主要包括电源模块、主控模块、用于与服务器端连接的wifi模块、用于与手持设备连接的蓝牙模块、摄像头模块、用于检测是否有人敲门的震动传感器模块、用于检测门外是否有人的红外感应模块、用于检测门的开关状态的碰撞开关模块、门锁、以及电机驱动模块。所述主控模块分别与电源模块、wifi模块、摄像头模块、蓝牙模块、震动传感器模块、红外感应模块、碰撞开关模块、以及电机驱动模块电连接。所述电机驱动模块与门锁连接，驱动门锁的开启和关闭；所述摄像头模块、红外感应模块均设置在门的外侧。

具体的，所述电源模块为整个智能门禁系统供电，并设有多种电压输出口，分别为12v、5v以及3.3v；

具体的，所述主控模块采用型号为stm32f103rct6的芯片作为主控芯片。所述wifi模块采用型号为esp8266的芯片作为wifi模块。所述摄像头模块采用型号为atk-ov2640作为摄像头模块。所述震动传感器模块采用型号为sw-18010p的高灵敏震动传感器模块。所述蓝牙模块采用型号为hc-02的蓝牙模块。所述红外感应模块采用型号为hc-sr501的人体红外感应电子模块。

具体的，所述电机驱动模块用于驱动门锁执行开关动作。

进一步的，为了提高摄像头的成像质量，使智能门禁系统更容易进行人脸识别，本发明所述智能门禁系统还包括用于检测周围环境亮度的光照传感器模块、用于提高光照度的led灯、以及用于驱动led灯的继电器模块。所述主控模块通过继电器模块与led灯连接，并控制led灯的开启和关闭。所述光照传感器模块设置在门的外侧，与主控模块电连接，为其提供检测信号。

作为本发明的优选方案，为了提高检测环境亮度的精确程度，获得较高的环境亮度检测信息，本发明所述光照传感器模块采用型号为bh1750fvi的光照传感器模块。

作为本发明的优选方案，为了提高周围环境亮度，增强摄像头采集图像的质量，本发明所述led灯采用高亮度的led灯。

本发明所提供的智能门禁系统包括以下几种工作模式，具体工作过程及原理如下：

1、注册认证

新用户需要使用手机app控制智能门禁系统前，必须首先注册一个账号，并通过与智能门禁系统的蓝牙连接进行认证，此后方可控制智能门禁系统，否则无法进入到手机app主界面。该措施可保证智能门禁系统的安全性。

2、蓝牙近距离控制

当手机连接上智能门禁系统的蓝牙时(一般为用户在家时)，手机app通过蓝牙模块可以对智能门禁系统进行控制。

用户在手机app界面上点击“开门”图标后，手机app则通过蓝牙模块向主控模块发送对应的开门指令，主控模块接收到开门指令后，把开门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行开门操作。

用户在手机app界面上点击“关门”图标后，手机app则通过蓝牙模块向主控模块发送对应的关门指令，主控模块接收到关门指令后，把关门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行关门操作。

用户在手机app界面上点击“拍照”图标后，手机app则通过蓝牙模块向主控模块发送对应的拍照指令，主控模块接收到拍照指令后，主控模块会驱动光照传感器模块进行门外环境光强检测，若光照传感器模块的输出值小于所设置值，主控模块就会驱动继电器模块从而控制高亮led灯模块的开启，维持一段时间后再驱动继电器模块关闭高亮led灯模块；若光照传感器模块的输出值大于等于所设置值，则不需要开启led灯模块；最后主控模块把拍照指令解析为对应的控制命令和参数发送给摄像头模块，从而进行门外图像信息的采集。

3、网络远程遥控

当手机未连接智能门禁系统的蓝牙时(一般为用户不在家时)，手机通过wifi或者网络在手机app上点击连接到服务器，从而对智能门禁系统进行远程控制。

用户在手机app界面上点击“开门”图标后，手机app将开门指令发送到服务器，服务器通过wifi模块将指令转发给智能门禁系统，主控模块接收到开门指令后，把开门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行开门操作。

用户在手机app界面上点击“关门”图标后，手机app将关门指令发送到服务器，服务器通过wifi模块将指令转发给智能门禁系统，主控模块接收到关门指令后，把关门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行关门操作。

用户在手机app界面上点击“拍照”图标后，手机app将拍照指令发送到服务器，服务器通过wifi模块将指令转发给智能门禁系统，主控模块接收到拍照指令后，主控模块会驱动光照传感器模块进行门外环境光强检测，若光照传感器模块的输出值小于所设置值，主控模块就会驱动继电器模块从而控制高亮led灯模块的开启，维持一段时间后再驱动继电器模块关闭高亮led灯模块；若光照传感器模块的输出值大于等于所设置值，则不需要开启led灯模块；最后主控模块把拍照指令解析为对应的控制命令和参数发送给摄像头模块，从而进行门外图像信息的采集。

4、图像应答开门

当主控模块检测到红外感应模块输出高电平(即有人进入到其感应范围)的时候，同时主控模块检测到震动传感器模块输出低电平(即有人敲门，检测到震动)的时候，主控模块则启动摄像头模块，根据光照传感器判断门外环境的光线强弱是否需要开灯，保证摄像头模块在拍摄时有足够的光照，再进行门外图像信息的采集，随后通过wifi模块上传到服务器(或者直接通过蓝牙模块)，再将图片传回手机app界面上，手机震动并弹出有人来访的通知，由用户进行查看并选择是否打开门锁。

5、自动关门

手机连接上智能门禁系统的蓝牙或者连接到服务器后，用户可通过手机app设置智能门禁系统是否自动关闭和关闭的时间。设置完自动关门的时间后，当智能门禁系统检测到门锁是开着的时候(即检测到碰撞开关模块的输出是高电平，没有碰撞时)，主控模块就开始进入倒计时状态，经过设定好的延时后，主控模块把关门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行关门操作。

6、访客记录

当智能门禁系统每次检测到红外感应模块输出高电平以及震动传感器模块输出低电平(即有人进入到感应范围并且进行了敲门的操作)时，主控模块则启动摄像头模块进行拍照，并将照片通过wifi模块上传到服务器，服务器将敲门时间与照片绑定起来存储到数据库中。用户可通过手机app点击“访客记录”图标，然后手机app向服务器发送指令，服务器查询数据库并将数据返回手机app，由此用户可以查看过去一段时间内访客来访的时间以及相对应的照片。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的基于stm32的智能门禁系统能够使用手机app进行门的控制，无论用户是否在家，都能够传送门外的图像到用户手机app上，让用户自行判断是否开门。

(2)本发明所提供的基于stm32的智能门禁系统具有多种智能开门方式、自动关门、查看访客记录等功能。

(3)本发明所提供的基于stm32的智能门禁系统将服务器端、手机端和单片机端三位结合为一体，充分运用物联网技术，借助已经普及的智能手机来实现门的智能控制，利用蓝牙实现近距离开关门操作以及利用网络+服务器实现远程控制开关门操作，解决了传统门在防盗性差、不方便等不足，在保障安全的基础上最大程度地减少人的工作量，从而提高了本智能门禁系统的安全性和智能性，同时结构简单、操作简便、易于实现。

附图说明

图1是本发明所提供的基于stm32的智能门禁系统的结构示意图。

图2是本发明所提供的基于stm32的智能门禁系统的控制流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例公开了一种基于stm32的智能门禁系统，该智能门禁系统主要包括电源模块、主控模块、用于与服务器端连接的wifi模块、用于与手持设备连接的蓝牙模块、摄像头模块、用于检测是否有人敲门的震动传感器模块、用于检测门外是否有人的红外感应模块、用于检测门的开关状态的碰撞开关模块、门锁、以及电机驱动模块。所述主控模块分别与电源模块、wifi模块、摄像头模块、蓝牙模块、震动传感器模块、红外感应模块、碰撞开关模块、以及电机驱动模块电连接。所述电机驱动模块与门锁连接，驱动门锁的开启和关闭；所述摄像头模块、红外感应模块均设置在门的外侧。

具体的，所述电源模块为整个智能门禁系统供电，并设有多种电压输出口，分别为12v、5v以及3.3v；

具体的，所述主控模块采用型号为stm32f103rct6的芯片作为主控芯片。所述wifi模块采用型号为esp8266的芯片作为wifi模块。所述摄像头模块采用型号为atk-ov2640作为摄像头模块。所述震动传感器模块采用型号为sw-18010p的高灵敏震动传感器模块。所述蓝牙模块采用型号为hc-02的蓝牙模块。所述红外感应模块采用型号为hc-sr501的人体红外感应电子模块。

具体的，所述电机驱动模块用于驱动门锁执行开关动作。

进一步的，为了提高摄像头的成像质量，使智能门禁系统更容易进行人脸识别，本发明所述智能门禁系统还包括用于检测周围环境亮度的光照传感器模块、用于提高光照度的led灯、以及用于驱动led灯的继电器模块。所述主控模块通过继电器模块与led灯连接，并控制led灯的开启和关闭。所述光照传感器模块设置在门的外侧，与主控模块电连接，为其提供检测信号。

作为本发明的优选方案，为了提高检测环境亮度的精确程度，获得较高的环境亮度检测信息，本发明所述光照传感器模块采用型号为bh1750fvi的光照传感器模块。

作为本发明的优选方案，为了提高周围环境亮度，增强摄像头采集图像的质量，本发明所述led灯采用高亮度的led灯。

本发明所提供的智能门禁系统包括以下几种工作模式，具体工作过程及原理如下：

1、注册认证

新用户需要使用手机app控制智能门禁系统前，必须首先注册一个账号，并通过与智能门禁系统的蓝牙连接进行认证，此后方可控制智能门禁系统，否则无法进入到手机app主界面。该措施可保证智能门禁系统的安全性。

2、蓝牙近距离控制

当手机连接上智能门禁系统的蓝牙时(一般为用户在家时)，手机app通过蓝牙模块可以对智能门禁系统进行控制。

用户在手机app界面上点击“开门”图标后，手机app则通过蓝牙模块向主控模块发送对应的开门指令，主控模块接收到开门指令后，把开门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行开门操作。

用户在手机app界面上点击“关门”图标后，手机app则通过蓝牙模块向主控模块发送对应的关门指令，主控模块接收到关门指令后，把关门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行关门操作。

用户在手机app界面上点击“拍照”图标后，手机app则通过蓝牙模块向主控模块发送对应的拍照指令，主控模块接收到拍照指令后，主控模块会驱动光照传感器模块进行门外环境光强检测，若光照传感器模块的输出值小于所设置值，主控模块就会驱动继电器模块从而控制高亮led灯模块的开启，维持一段时间后再驱动继电器模块关闭高亮led灯模块；若光照传感器模块的输出值大于等于所设置值，则不需要开启led灯模块；最后主控模块把拍照指令解析为对应的控制命令和参数发送给摄像头模块，从而进行门外图像信息的采集。

3、网络远程遥控

当手机未连接智能门禁系统的蓝牙时(一般为用户不在家时)，手机通过wifi或者网络在手机app上点击连接到服务器，从而对智能门禁系统进行远程控制。

用户在手机app界面上点击“开门”图标后，手机app将开门指令发送到服务器，服务器通过wifi模块将指令转发给智能门禁系统，主控模块接收到开门指令后，把开门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行开门操作。

用户在手机app界面上点击“关门”图标后，手机app将关门指令发送到服务器，服务器通过wifi模块将指令转发给智能门禁系统，主控模块接收到关门指令后，把关门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行关门操作。

用户在手机app界面上点击“拍照”图标后，手机app将拍照指令发送到服务器，服务器通过wifi模块将指令转发给智能门禁系统，主控模块接收到拍照指令后，主控模块会驱动光照传感器模块进行门外环境光强检测，若光照传感器模块的输出值小于所设置值，主控模块就会驱动继电器模块从而控制高亮led灯模块的开启，维持一段时间后再驱动继电器模块关闭高亮led灯模块；若光照传感器模块的输出值大于等于所设置值，则不需要开启led灯模块；最后主控模块把拍照指令解析为对应的控制命令和参数发送给摄像头模块，从而进行门外图像信息的采集。

4、图像应答开门

当主控模块检测到红外感应模块输出高电平(即有人进入到其感应范围)的时候，同时主控模块检测到震动传感器模块输出低电平(即有人敲门，检测到震动)的时候，主控模块则启动摄像头模块，根据光照传感器判断门外环境的光线强弱是否需要开灯，保证摄像头模块在拍摄时有足够的光照，再进行门外图像信息的采集，随后通过wifi模块上传到服务器(或者直接通过蓝牙模块)，再将图片传回手机app界面上，手机震动并弹出有人来访的通知，由用户进行查看并选择是否打开门锁。

5、自动关门

手机连接上智能门禁系统的蓝牙或者连接到服务器后，用户可通过手机app设置智能门禁系统是否自动关闭和关闭的时间。设置完自动关门的时间后，当智能门禁系统检测到门锁是开着的时候(即检测到碰撞开关模块的输出是高电平，没有碰撞时)，主控模块就开始进入倒计时状态，经过设定好的延时后，主控模块把关门指令解析为对应的控制命令和参数发送给电机驱动模块，从而驱动门锁进行关门操作。

6、访客记录

当智能门禁系统每次检测到红外感应模块输出高电平以及震动传感器模块输出低电平(即有人进入到感应范围并且进行了敲门的操作)时，主控模块则启动摄像头模块进行拍照，并将照片通过wifi模块上传到服务器，服务器将敲门时间与照片绑定起来存储到数据库中。用户可通过手机app点击“访客记录”图标，然后手机app向服务器发送指令，服务器查询数据库并将数据返回手机app，由此用户可以查看过去一段时间内访客来访的时间以及相对应的照片。

实施例2：

本实施例公开了一种基于stm32的智能门禁系统，包括电源模块、主控模块、wifi模块、蓝牙模块、继电器模块、摄像头模块、震动传感器模块、红外感应模块、碰撞开关模块、光照传感器模块、高亮led灯模块和电机驱动模块。

所述电源模块为整个智能门禁系统供电，使门禁系统能够正常工作，电源模块有多种电压输出口，分别是12v、5v以及3.3v。

所述主控模块选择stm32f103rct6作为主控芯片，性价比高，它拥有的资源包括：48kbsram、256kbflash、2个基本定时器、4个通用定时器、3个spi接口、2个iic接口、5个串口、1个usb及51个通用io口等。

所述wifi模块采用esp8266wifi模块，使用简单，模块小巧。

所述蓝牙模块采用hc-02蓝牙模块，该模块是集蓝牙2.0和蓝牙4.0ble于一体，既有2.0传输速率快的优势，同时也具有4.0ble支持iphone的优势。

所述继电器模块是用于驱动高亮led灯模块的开关。

所述摄像头模块采用ov2640摄像头模块，该模块支持曝光、白平衡、色度、饱和度、对比度等众多参数设置，支持jpeg/rgb565格式输出，可以满足不同场合需求。

所述震动传感器模块采用高灵敏震动传感器模块sw-18010p，可以通过灵敏度调节电位器调节模块的震动检测灵敏度。

所述红外感应模块采用hc-sr501人体红外感应电子模块，该模块灵敏度高，可靠性强，可进行全自动感应。

所述碰撞开关模块用于检测门的开启与关闭状态。

所述光照传感器模块采用bh1750fvi模块，该模块省略了复杂的计算，直接数字输出，输出为光照强度范围。

所述高亮led灯模块用于为摄像头模块提供光照。

所述电机驱动模块用于开关门锁。

实施例3：

如图1所示，本实施例公开了一种基于stm32的智能门禁系统，包括电源模块、主控模块、wifi模块、蓝牙模块、继电器模块、摄像头模块、震动传感器模块、红外感应模块、碰撞开关模块、光照传感器模块、高亮led灯模块和电机驱动模块。

所述电源模块为整个智能门禁系统供电，使门禁系统能够正常工作，在本系统中电源模块为主控模块、电机驱动模块以及高亮led灯模块供电。

所述wifi模块通过串口与主控模块进行通信，智能门禁系统通过主控模块发送一系列命令给wifi模块，从而连接到云服务器；手机app通过wifi或者网络连接到云服务器后，使用者用手机app向云服务器发送操作命令，云服务器把操作命令进行处理，然后把对应的命令转发到wifi模块，主控模块通过判断wifi模块接收到的命令对智能门禁系统进行相对应的操作。

所述蓝牙模块通过串口与主控模块进行通信，手机app通过蓝牙可与智能门禁系统进行无线连接，从而进行相应的控制。

所述继电器模块是用于驱动高亮led灯模块，由于高亮led灯模块的功率比较大，所以主控模块需要结合继电器模块以控制led灯的开关。

所述摄像头模块是通过iic接口与主控模块进行通信，采用jpeg格式输出，当主控模块驱动摄像头模块进行拍照后，照片可以通过蓝牙模块或者wifi模块传回到手机app界面上。

所述震动传感器模块检测到震动时输出数字信号，便于主控模块的判断，当震动传感器模块检测到震动时会输出低电平，没有检测到震动时会一直输出高电平。

所述红外感应模块可进行全自动感应，当有人进入到其感应范围时则输出高电平，当人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。

所述碰撞开关模块用于检测门的开启与关闭状态，在本系统中，模块安装最前端开关有碰撞，模块输出低电平，没有碰撞，输出高电平。

所述光照传感器模块采用bh1750fvi模块，该模块通过iic接口与主控模块进行通信，它输出为光照强度范围：0～65535lx。

所述高亮led灯模块用于为摄像头模块提供光照，当光照传感器模块检测到环境光线较弱时，主控模块就会驱动继电器模块从而控制高亮led灯模块的开启。

所述电机驱动模块用于开关门锁，电机驱动模块的输入端与主控模块相连接，电机驱动模块的输出端与门锁相连，当电机驱动模块接收到主控模块的命令后，驱动门锁进行开门或者关门操作。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。