基于STM32的蓝牙智能门锁系统的设计与实现.doc

摘要：智能安防是智能家居中最重要的部分，而智能门锁是智能家居中的“第一道安全防线”。针对现有门锁安全性弱、可复制性强、无法监控等问题，提出了以指纹锁代替传统机械锁的方案，利用指纹本身所具有的终身不变性、唯一性和方便性，摆脱了传统机械锁唯一性弱、安全性差的弊端。本文研究并设计了一种可由安卓智能手机 App 控制的蓝牙智能门锁系统，可实现远程查看门锁开关状态、开锁、管理指纹和指纹开锁日志记录等功能。该系统以STM32F103C8T6最小系统核心板为主控制器，结合 ATK-AS608指纹识别模块、HC-05蓝牙模块、双H桥步进电机驱动模块、蜂鸣器模块和电磁锁，利用手机自带的蓝牙实现无线通讯连接。本文较为详细地阐述了蓝牙智能门锁系统的总体设计思路，并对部分硬件电路和软件功能的实现进行了具体、详细的设计。经实践证明，该智能门锁系统具有安全性高、实用性强、成本较低等优势。

关键词：智能门锁；指纹识别；STM32F103C8T6；ATK-AS608指纹识别模块；HC-05蓝牙模块

目录

摘要

Abstract

1 前言-1

1.1 背景及意义-1

1.2 智能门锁的发展历程、发展现状和发展趋势-1

1.2.1 智能门锁的发展历程-1

1.2.2 智能门锁的发展现状-2

1.2.3 智能门锁的发展趋势-2

1.3 课题研究的任务和拟解决的问题-3

1.3.1 课题研究的任务-3

1.3.2 课题拟解决的关键问题-3

1.4 论文结构安排-3

2 系统总体方案设计-5

2.1 研究内容-5

2.2 总体方案设计与论证-5

2.2.1 总体方案论证与比较-5

2.2.2 总体方案设计-5

2.3 本章小结-7

3 硬件系统设计-8

3.1 主控制器单片机的设计-8

3.1.1 单片机的选型-8

3.1.2 STM32F103C8T6最小系统的简介-9

3.2 指纹模块的设计-11

3.2.1 指纹模块的选型-11

3.2.2 ATK-AS608指纹识别模块的工作原理-12

3.2.3 ATK-AS608指纹识别模块的电路设计-12

3.3 蓝牙模块的设计-12

3.3.1 BLK-MD-HC-05蓝牙模块的工作原理-12

3.3.2 HC-05蓝牙透传模块的电路设计-13

3.4 驱动模块的设计-13

3.4.1 双H桥步进电机驱动模块的工作原理-13

3.4.2 电磁锁模块的工作原理-14

3.4.3 电磁锁驱动的电路设计-14

3.5 蜂鸣器模块的设计-14

3.5.1 蜂鸣器模块的工作原理-14

3.5.2 蜂鸣器模块的电路设计-15

3.6 总体的电路设计-15

3.7 本章小结-17

4 系统软件设计-18

4.1 硬件系统软件开发-18

4.1.1 硬件系统软件开发环境-18

4.1.2 单片机系统主程序总设计-18

4.1.3 系统初始化设计-19

4.1.4 蓝牙模块通信设计-21

4.1.5 指纹模块指令函数功能设计-22

4.1.6 电磁锁驱动和蜂鸣器驱动的程序设计-23

4.2 手机App程序设计-24

4.2.1 编程软件及编译语言的简介-24

4.2.2 手机App主程序设计流程-24

4.2.3 蓝牙配对连接设计-25

4.2.4 App指令及反馈-25

4.2.5 指纹数据传输设计-26

4.2.6 基于数据库的日志记录设计-26

4.3 本章小结-27

5 系统测试与使用说明-28

5.1 测试说明-28

5.2 智能门锁使用说明和测试结果-28

5.3 遇到的问题及解决方案-33

5.4 本章小结-33

6 总结-34

参 考 文 献-35

致 谢-36