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作者：四川大学锦江学院 刘川 黄韬 唐斯群
指导教师：简磊 沈毅斌

　　作品简介

　　一、作品实物图　　

　　二、开发背景
　　随着现代社会的发展，电子技术以及网络的不断进步，WLAN 已经成为主要的无线局域网传输技术，WLAN 产品在数字家庭、企业网络、消费电子、电子政务、军事应用等领域拥有广泛的市场，且近年来Android技术的高速发展，越来越多的手机用户选择了Android操作系统。现代社会的各种家用电器高度智能化与自动化，能够在一台电器上操作多种电器的技术与设计思路越来越受到人们重视，同时高度智能化的电子产品也越来越受到人们的青睐。只能门禁系统正是基于以上的思路而进行设计与制作的。手机用户可利用手机的无线Wifi来控制和蓝牙的自动配对功能来实现锁的开关，这一设计将在以后的家用电器智能化中发挥巨大的作用 。

　　三、结构说明
　　基于上述的开发背景，设计出智能门禁系统。该锁可同通过手机蓝牙与蓝牙模块的自动配对和通过手机的无线Wifi来控制锁的开或者关。
　　本系统分为Wifi模块、蓝牙模块和电机锁三个部分。用手机的无线Wifi和蓝牙分别控制Wifi模块和蓝牙模块，从而使单片机发出相应的控制信号来控制步进电机的转速来实现相应的功能。

　　四、功能与使用说明
　　系统总体结构图如图二　　

　　随着现代社会的快速发展，人们的生活节奏也越来越快，出门急钥匙忘在家里成为了一个很普遍的现象。由于这一现象我们想到了设计智能门禁系统，通过手机来控制门锁的开与关，这一设计能大大减少经常忘带钥匙而会带着手机的人群。
　　我们的设计是通过手机的无线Wifi和蓝牙来实现相应功能的。
　　手机用户可通过手机自带的无线Wifi功能搜索在一定范围内的Wifi模块发出的信号，如果手机搜索到这一信号，进行连接，然后通过手机的无线Wifi向Wifi模块发送不同的数据，单片机检测到Wifi模块中的数据变化，从而发送控制信号来控制步进电机的转速来达到门的开与关。
　　手机用户也可以通过手机蓝牙与蓝牙模块匹配，单片机检测到手机蓝牙与蓝牙模块是否匹配成功并连接上来发送控制信号来控制步进电机的转速来达到门的开与关。

　　平台选型说明

　　本系统采用大赛指定的STC15F2K60S2单片机系统作为电机锁上步进电机的转速的主控制模块，采用无线Wifi控制和手机蓝牙与蓝牙模块的配对来完成整个系统的设计。

　　设计说明

　　一、设计方案
　　智能门禁系统是用STC15F2K60S2单片机作为核心控制器件，基于手机的无线Wifi控制和蓝牙来完成整个系统的功能。
　　1 控制系统模块
　　采用STC15F2K60S2单片机作为系统主控制芯片，优点是片上资源丰富，I/O口很多，价格便宜，处理速度快。
　　2无线Wifi模块
　　Uart-Wifi是基于Uart接口的符合wifi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈，能够实现用户串口数据到无线网络之间的转换。通过Uart-Wifi模块，传统的串口设备也能轻松接入无线网络。全面支持串口透明数据传输模式，真正实现串口的即插即用.
　　3 蓝牙模块
　　BMX-03系列蓝牙模块采用插座方式，载板上只需要焊接一个2*6PIN，pitch=2.0mm的插针，避免蓝牙模块再次经过回流焊接，同时方便更换。
　　4电源模块
　　电源采用一节12v可充电电池，通过三端电源稳压电路，给系统提供5v电压。

　　二、设计原理
　　1 电源模块
　　通过三端稳压集成电路LM7805稳压后为系统提供5V直流电源,通过LM1117-3.3电压转换芯片为蓝牙模块和无线Wifi模块供电。原理图如下图　　

　　2 蓝牙模块
　　该蓝牙模块的工作电压是3.3v，传输的距离是10米范围内，Flash存储容量是6Mbit。
　　输出功率是Class II，总线接口是UART，主芯片是CSR BlueCore芯片，支持AT指令，用户可以根据需要更改SPP角色以及串口波特率、设备名称、配对密码。蓝牙工作在2.4G无线频段，应尽量避免各种因素对无线收发的影响，注意以下几点：
　　1、 包围蓝牙模块的产品外壳避免使用金属，当使用部分金属外壳时，应尽量让模块天线部分远离部分。
　　2、 产品内部金属连接线或则金属螺钉，应尽量远离模块天线部分。
　　3、 模块天线部分应靠载板PCB四周放置，不允许放置于板中，且天线下方载板悬铣空，与天线平行的方向，不允许铺铜或走线。蓝牙模块的原理图如图　　

　　3 无线Wifi模块
　　WIFI-M03是基于UART 接口的符合WIFI无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协IEEE802.11 协议栈以及 TCP/IP 协议栈，能 够实现用户串口数据到无线网络之间的转换。通过Uart-Wifi 模块，传统的串口设备也能 轻松接入无线网络。
　　Wifi 无线网络包括两种类型的拓扑形式：基础网(Infra)和自组网(Adhoc)，要说明无线网络的拓扑形式，需要首先了解两个基本概念：
　　AP，也就是无线接入点，是一个无线网络的创建者，是网络的中心节点。
　　本模块支持通过指定信道号的方式来进行快速联网。在通常的无线联网过程中，会首先对当前的所有信道自动进行一次扫描，来搜索准备连接的目的AP创建的(或Adhoc)网络。
　　本模块提供了设置工作信道的参数，在已知目的网络所在信道的条件下，可以直接指定模块的工作信道，此时可以将无线联网时间从2秒降低至约300毫秒，从而达到加快联网速度的目的。
　　地址绑定
　　本模块支持在联网过程中绑定目的网络BSSID地址的功能。根据802.11协议规定，不同的无线网络可以具有相同的网络名称(也就是SSID/ESSID)，但是必须对应一个唯一的BSSID地址。非法入侵者可以通过建立具有相同的SSID/ESSID的无线网络的方法，使得网络中的STA联接到非法的AP上，从而造成网络的泄密。通过BSSID地址绑定的方式，可以防止STA接入到非法的网络，从而提高无线网络的安全性。
　　本模块支持串口透明传输及自动工作模式，可真正实现串口即插即用，最大程度的降低用户使用的复杂度。在此模式下，用户只需预先设置好如下所示的联网必需的参数：无线网络参数，默认的 TCP/UDP 连接参数。

　　产品特色

　　一、产品的特点、先进性和创新性
　　该电机锁由单片机控制，通过手机无线Wifi控制和蓝牙的自动匹配来实现门的开与关。
　　该创新点:
　　1、将Wifi模块安放在锁上，通过手机的无线Wifi来搜索Wifi模块发出的信号，如果搜索到了Wifi信号，将其连接，并通过手机的无线Wifi发送相应的指令，让单片机来控制步进电机的转速从而控制门的开与关。
　　2、将蓝牙模块安放在锁上，通过手机的蓝牙和蓝牙模块相互匹配，单片机来检测手机蓝牙与蓝牙模块匹配成功与否并且连接上与否来发出相应的控制信号来实现门的开与关，而且可以再一定范围内实现该功能。

　　二、产品的实用性
　　该智能门禁系统适合那些爱忘拿钥匙但是总能带着手机的消费人群，通过该电机锁可大大减少因忘带钥匙而不能进家门的不便。而且可以不用带钥匙出门就能通过我们常用的电话来打开我们的门，而且蓝牙具有唯一的匹配性。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2659