论文总字数：17510字

摘 要

随着科技水平的上升和生活质量的提高，人们对室内安全性更加重视，门锁在保障家中安全方面有着重要地位。在未来，有着便捷、能与其它产品实现物联等诸多优点的智能门锁将成为这个时代的刚需产品之一。

本文基于STM32F1系列芯片设计了一款安全、价格低廉的智能门锁控制系统。该门锁硬件部分以单片机STM32F103C8T6为系统控制核心单元，外接指纹模块、RFID射频模块、声音模块、OLED模块和电机驱动摸快。指纹模块完成指纹的采集、对比，RFID射频模块完成对IC卡的验证，声音模块根据结果发出提示，OLED模块显示门锁状态以及各模块功能的完成情况，电机驱动模块模拟门锁给予反馈。然后根据确定的硬件模块画出软件流程图，并完成相关代码的编写，并进行调试和系统整体功能测试。

测试结果表明，该系统软硬件均运行正常，可正常录入及识别指纹、RF卡信息，并能通过OLED屏幕显示相关信息，实现了课题设定的功能。本文设计的智能门锁系统可以应用于日常生活，并可在此基础上进行功能拓展。

关键词：智能门锁 指纹开锁 STM32 RFID

Design and Implementation of Intelligent Lock Fingerprint and Radio Frequency Identification

Abstract

Science and technology development and living quality improvement make people concentrate on the indoor safety. The door lock, therefore, is playing the Is playing the vital role in protecting the home safety. In the future, intelligent door lock with many advantages, such as convenience, being able to link with other products, will become one of the rigid products in this era.

In this paper, a safe and cheap intelligent door lock control system is designed by stm32f1 series chips. The SCM stm32f103c8t6, which is the core unit of the system control, connected with the external fingerprint module, RFID RF module, sound module, OLED module, and motor-driven touch fast module is the hardware part of the door lock.

Fingerprint m odule completes fingerprint collection, comparison, RFID RF module completes the verification of IC card, sound module sends out a prompt according to the results, OLED module displays the status of door lock and the completion of each module function, and motor driver module simulates door lock to give feedback. Then draw the flow chart according to the determined hardware module, and complete the relevant code, debug and test the overall function of the system.

The test results show that the system’s software and hardware is able to be ran normally, while the information of RF and fingerprint card can be input and identified as well, ,and the relevant information can be displayed through the OLED screen, which realizes the function of setting the subject.

The intelligent door lock system designed in this paper can be used in daily life, and can be expanded on this basis.

Key Words: Smart door lock, Fingerprint lock, STM32, RFID

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 I

第一章 绪 论 1

1.1 智能门锁研究背景和意义 1

1.2 智能门锁的发展现状 1

1.3 论文的研究内容和组织结构 2

1.3.1 研究内容 2

1.3.2 章节介绍 2

第二章 系统总体设计 4

2.1 系统组成 4

2.2 系统工作过程 4

2.3 系统主要功能 5

2.4 本章小结 5

第三章 系统硬件电路设计 6

3.1 硬件系统总体设计 6

3.2 STM32最小系统 6

3.3 显示模块 7

3.4 电机驱动模块 8

3.5 身份识别模块 9

3.5.1 指纹模块 9

3.5.2 RFID卡模块 10

3.6 本章小结 11

第四章 系统软件设计 12

4.1 系统终端软件设计 12

4.1.1 开发环境建立 12

4.1.2 STM32库函数 13

4.1.3 系统总体设计 13

4.2 显示模块 15

4.2.1 OLED工作原理 15

4.2.2 OLED显示 16

4.3 身份识别模块 17

4.3.1 指纹识别模块 17

4.3.2 RFID识别模块 20

4.4 本章小结 22

第五章 系统测试及结果 23

5.1 硬件连接和测试 23

5.2 程序下载与测试 24

5.2.1 程序下载 24

5.2.2 测试 26

5.3 本章小结 30

第六章 总结与展望 31

6.1 总结 31

6.2 进一步的工作展望 31

参考文献 33

致 谢 35

绪 论

1.1 智能门锁研究背景和意义

锁作为我们生活的必需品，渗透在我们生活的每一个角落例如；门锁，车锁。我们使用的传统锁有着携带累赘、安全系数低等缺点。同时随着社会的不断发展，人们的生活被各类智能产品所包围，人们的生活逐渐趋向智能化。在这样的社会背景下，智能家居应运而生，并逐渐成为主流趋势^[1]，前有智能打扫机器人，后有小米的全套智能家居。而作为每一个家庭的首要安全防护，门锁是每个家庭都会用到的基础家具，智能门锁也是现在的新兴潮流。

智能门锁与传统锁的最大区别在于，不需要携带钥匙进行开锁，而是使用非机械锁结合计算机技术、网络技术、生物技术为一体的综合性现代智能化产物^[2]。现今，智能锁以指纹锁、密码锁与RFID卡锁最为常见^[3]。指纹作为人体独一无二的生物特征^[4]，结合光学传感器^[5]，实现指纹的采集、对比以及开锁。相较于人脸识别^[6]、虹膜识别^[7]等其他生物识别技术^[8]，指纹技术更加稳定，开发较成熟。与指纹锁相提并论的就是卡片电子锁，日常生活中也更为常见，门禁、酒店的房门等等。RFID技术即射频识别技术^[9]，以强抗干扰能力^[10]、高精度以及大量数据存储量而被广泛使用^[11]。 智能电子锁在一定程度上解决了传统锁的不足以及人们需要携带钥匙的烦恼。在个人家庭中，解决了需要朋友、亲人临时上门没有钥匙的烦恼，信息的互通使得人们更方便了解自己家的情况，同时遇到强拆或者盗窃等情况时，也能及时的在手机上查看。

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