DesignofintelligentaccesscontrolsystembasedonSTM32AbstractBasedontheSTM32chip,thissubjectdesignsanintelligentaccesscontrolsystem,whichcomprehensivelyappliesfingerprintrecognition,passwordrecognitionandBluetoothremotecontrolandradiofrequencyidentificationtechnology,whichcanrealizepassword,fingerprint,radiofrequencyidentificationandBluetoothcontrolmulti-functionalunlocking,verifytheidentityofvisitors,andcanalsodetectthehumanbodyaroundthedoorthroughthehumaninfraredsensingmodule,andcanrealizesoundandlightpromptsforsuspiciouspersonsbeyondthesetvalue.Inaddition,thesystemhasasecurityalarmthatwillsoundwhenavisitorstaysoutsidethedoorformorethanaspecifiedtime.Atnight,thesystemautomaticallytriggersthelightingwhenitdetectsahumanbody.UserscanalsooperateandcontroltheaccesscontrolthroughthemobilephoneAPP,whichgreatlyimprovesthesecurityandconvenienceoftheaccesscontrolsystemdesign.Inthisdesign,Keil5wasusedastheprogramsoftwaresupport,thehardwareandsoftwaredesignwerecompleted,andthefeasibilityoftheresearchwasfinallyprovedtobeaphysicalfinishedproduct.Keywords:STM32;Smartaccesscontrol;RFIDRadioFrequency;Fingerprintrecognition

目錄TOC\o"1-3"\h\u8614摘要 I3028Abstract 225681.緒論 5371.1研究背景及意義 558421.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀 6179651.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 66791.2.2國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 7162631.3課題可行性分析 7317931.4研究?jī)?nèi)容要求 7199092.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 8240652.1設(shè)計(jì)要求 829052.2功能分析與方案設(shè)計(jì) 8251792.3模塊方案選型與論證 952862.3.1主控模塊選型 967862.3.2RFID模塊選型 9109192.3.3傳感器模塊選型 9279662.3.4藍(lán)牙模塊選型 109813.智能門禁系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11160483.1STM32最小系統(tǒng) 1113263.1.1控制芯片 11132373.1.3晶振電路 12114073.1.4復(fù)位電路 13218573.1.5下載接口 13324463.2藍(lán)牙模塊設(shè)計(jì) 14157093.4指紋模塊 1678903.5密碼按鍵模塊設(shè)計(jì) 17312753.6RFID模塊 1886743.7報(bào)警模塊 1947723.8人體感應(yīng)模塊 2023353.9夜間光照模塊 2125894.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23240034.1軟件介紹 2348984.2軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言 2314074.3主程序設(shè)計(jì) 2319628圖4.1系統(tǒng)主程序流程圖 24233704.4錄入指紋與刷指紋的工作流程 2415814.5藍(lán)牙遠(yuǎn)程開(kāi)鎖子流程 27142764.6RFID射頻識(shí)別子流程 30104804.7人體紅外感應(yīng)子流程 31116535.實(shí)物調(diào)試 3265675.1指紋模塊調(diào)試 3284655.2藍(lán)牙模塊調(diào)試 32151215.2RFID模塊調(diào)試 33249085.3密碼按鍵模塊調(diào)試 33171795.4紅外感應(yīng)設(shè)定模塊的調(diào)試 3419612附錄 3624060附錄一電路原理圖 3612324附錄二代碼 3614088附錄三元器件清單 4214771致謝 43

1.緒論在這一章節(jié)中詳細(xì)闡述了本課題的核心目標(biāo)與研究動(dòng)機(jī)。首先深入探討了課題研究的初衷，來(lái)明確我們的研究方向和預(yù)期成果。隨后追溯課題研究的歷史沿革，揭示了其在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的發(fā)展脈絡(luò)，從而為理解該研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀提供了必要的背景信息。此外，本章還重點(diǎn)討論了項(xiàng)目研究對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的意義和價(jià)值，強(qiáng)調(diào)了其在推動(dòng)學(xué)科進(jìn)步、解決實(shí)際問(wèn)題以及服務(wù)社會(huì)發(fā)展等方面的潛在作用。1.1研究背景及意義在自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展下，對(duì)訪問(wèn)控制系統(tǒng)的功能提出了越來(lái)越高的要求，很多已有的訪問(wèn)控制系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足人們的日常生活需要，所以，需要設(shè)計(jì)一種響應(yīng)迅速、功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展性強(qiáng)的智能門禁系統(tǒng)，在人們的日常生活中使用。自古以來(lái)，人們都習(xí)慣使用常規(guī)的門鎖來(lái)保護(hù)自己的財(cái)物，以及使自己的私人空間更加私密與安全。但一般的鎖都是要用鑰匙開(kāi)鎖，而且每個(gè)鎖都要有相應(yīng)的鑰匙，這就意味著要隨身帶著好幾把鑰匙。帶太多的鑰匙不便攜帶，而且很容易遺失或被偷，安全性很低。智能門禁系統(tǒng)的作用就是讓住戶更加安全、方便。采用先進(jìn)的科技和新穎的特性，能夠采用各種方法來(lái)開(kāi)啟，克服了傳統(tǒng)的門匙容易遺失的缺點(diǎn)，還可以通過(guò)生物特征識(shí)別等模塊來(lái)開(kāi)啟，從而提高了安全性和便利性，減少偷盜、丟失等事故的發(fā)生，改善了傳統(tǒng)門鎖的局限性，便于享受更加高質(zhì)量的生活。同時(shí)，它還可以通過(guò)熱釋電紅外感應(yīng)模塊對(duì)門前或窗戶周圍的人體進(jìn)行探測(cè)，實(shí)現(xiàn)聲光提示屋主門口有人。此外，系統(tǒng)還具備安防報(bào)警功能，當(dāng)來(lái)訪者在門口徘徊時(shí)間超過(guò)設(shè)定值時(shí)，蜂鳴器會(huì)進(jìn)行報(bào)警。門禁提供配備夜晚關(guān)照模塊，夜晚狀態(tài)下光照強(qiáng)度低時(shí)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)照明設(shè)備。用戶還可以通過(guò)手機(jī)APP對(duì)門禁進(jìn)行操作，更加便捷與安全。智能門禁系統(tǒng)具有很大的社會(huì)意義：1）提升社會(huì)安全，通過(guò)提高門禁系統(tǒng)的安全性，減少了犯罪事件的發(fā)生，為社會(huì)公共安全提供了有效保障。2)最大限度地優(yōu)化資源分配：傳統(tǒng)的訪問(wèn)控制需要耗費(fèi)大量的人力和物力，而采用智能門禁系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)訪問(wèn)的自動(dòng)化控制管理，從而節(jié)省人員和資源的使用。3）推動(dòng)科技發(fā)展，在研究過(guò)程中，需要應(yīng)用生物識(shí)別技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等前沿技術(shù)，促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。4）提升生活品質(zhì)，智能化的門禁系統(tǒng)，為居民的日常生活提供了更多的方便與安全，給人們的生活帶來(lái)了極大的方便與舒適?？傊瑢?duì)智能門禁系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，不僅可以提高安全、管理效率和操作便利性，而且對(duì)提高社會(huì)治安，優(yōu)化資源配置，促進(jìn)科技發(fā)展，提高人民生活質(zhì)量有著重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀隨著我國(guó)對(duì)智能家庭的需求不斷增長(zhǎng)，關(guān)于訪問(wèn)控制的研究也越來(lái)越多。在我國(guó)，關(guān)于訪問(wèn)控制的研究才剛剛開(kāi)始，它的控制方式也是一種較為常規(guī)的方式，沒(méi)有進(jìn)行任何的革新，這就造成了目前在我國(guó)所使用的門禁系統(tǒng)的形態(tài)較為單一，并且在經(jīng)濟(jì)上的適用性也不高REF_Ref27954\r\h[1]。在我國(guó)，門禁系統(tǒng)的應(yīng)用非常普遍，尤其是密碼式門禁系統(tǒng)、射頻卡門禁系統(tǒng)以及指紋門禁系統(tǒng)，它們被廣泛部署于各類公共場(chǎng)所和住宅小區(qū)。然而，盡管這些系統(tǒng)的普及率頗高，它們的可靠性與安全性卻一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，這三種技術(shù)雖然都能提供一定程度上的安全保障，但它們各自存在一些明顯的技術(shù)局限性。例如，密碼式門禁系統(tǒng)容易受到破譯攻擊，射頻卡系統(tǒng)的卡片容易被復(fù)制，而指紋識(shí)別技術(shù)也有可能被偽造或冒充。此外，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于安全、保密的IC卡生產(chǎn)及讀寫(xiě)裝置技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后。這種情況不僅影響了整個(gè)行業(yè)的升級(jí)迭代，還可能對(duì)個(gè)人隱私和國(guó)家信息安全構(gòu)成威脅。因此，提升現(xiàn)有門禁技術(shù)的可靠性和安全性，并推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。未來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的日益增長(zhǎng)，我們期待看到更多先進(jìn)技術(shù)的引入，以進(jìn)一步增強(qiáng)門禁系統(tǒng)的整體性能和安全性。在我國(guó)，目前的情況是絕大多數(shù)門禁系統(tǒng)都還停留在相對(duì)初級(jí)的階段。這些系統(tǒng)能夠?qū)M(jìn)出人員進(jìn)行基本的控制，但它們并不能提供一個(gè)全面而實(shí)時(shí)的監(jiān)控系統(tǒng)，來(lái)顯示門禁狀態(tài)、控制權(quán)限以及安保措施等重要信息。這樣的簡(jiǎn)單控制器雖然在一定程度上可以滿足人們對(duì)安全性和操作便捷性的基本需求，但當(dāng)涉及到更加復(fù)雜或者特殊環(huán)境時(shí)，就顯得力不從心了。不過(guò)值得欣慰的是，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)已經(jīng)展現(xiàn)出了對(duì)門禁系統(tǒng)發(fā)展的迫切需求和長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光。門禁系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域正在經(jīng)歷著一場(chǎng)革命性的變革。開(kāi)發(fā)商們正在努力突破現(xiàn)有技術(shù)的局限，引入新的技術(shù)手段和創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，致力于打造出既安全又便捷的門禁解決方案。這些努力不僅提高了門禁系統(tǒng)的性能，也為用戶帶來(lái)了更好的體驗(yàn)。未來(lái)，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的發(fā)展，門禁系統(tǒng)將會(huì)變得更加智能、靈活，從而更好地適應(yīng)各種不同的環(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)景。智能門禁的研究與應(yīng)用已經(jīng)引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。例如，陳林在華中科技大學(xué)發(fā)表的碩士論文《\t"/kns8s/defaultresult/_blank"智能門禁身份驗(yàn)證與功耗管理實(shí)現(xiàn)技術(shù)》首先從門禁系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和嵌入式低功耗技術(shù)三個(gè)方面的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，說(shuō)明門禁終端與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和低功耗技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)REF_Ref27954\r\hREF_Ref28747\r\h[2]。張建楠利用樹(shù)莓派嵌入式系統(tǒng)下進(jìn)行人臉識(shí)別進(jìn)行認(rèn)證的智能門禁系統(tǒng)，表明人臉與其他生物特征相比有著采集方式友好、便捷、安全等優(yōu)點(diǎn)，因此人臉識(shí)別技術(shù)較為廣泛應(yīng)用在門禁系統(tǒng)中，但樹(shù)莓派價(jià)格較高，檢測(cè)時(shí)間較慢，需要進(jìn)一步提示檢測(cè)速度REF_Ref404\r\h[3]。王淼,張東洋,王琦等人介紹的物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)使用GSM短信為外部控制方式，使操作更加簡(jiǎn)單和人性化的同時(shí)大大降低系統(tǒng)整體成本王淼、張東洋、王琦等提出了一種采用GSM短消息作為外部控制手段的物聯(lián)網(wǎng)智能家庭控制系統(tǒng)，它不僅讓用戶的操作變得更簡(jiǎn)便、更人性化，而且還極大地減少了整個(gè)系統(tǒng)的總體費(fèi)用REF_Ref32232\r\h[4]?，F(xiàn)在市面上的智能門鎖種類繁多，功能也是各種各樣。目前市場(chǎng)上有很多種類型的智能門鎖，各種功能都有?，F(xiàn)在市面上的智能門鎖種類繁多，功能也是五花八門。與機(jī)械鎖相比，智能門鎖有一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，那就是安全性高，便攜性好，不容易丟失REF_Ref773\r\h[5]。還可以再此基礎(chǔ)上添加警報(bào)模塊，對(duì)人們的生活方面提供更加安全的保障REF_Ref1035\r\h[6]。1.2.2國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展和人們對(duì)訪問(wèn)控制需求的不斷提升，目前全球范圍內(nèi)眾多主流的控制系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始采納TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為其連接模式。這種轉(zhuǎn)變不僅反映了技術(shù)進(jìn)步的趨勢(shì)，也體現(xiàn)了用戶對(duì)于高效、便捷訪問(wèn)控制的迫切需求。得益于長(zhǎng)期積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和深厚的技術(shù)底蘊(yùn)，許多國(guó)外門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠家所推出的產(chǎn)品，在穩(wěn)定性和兼容性方面表現(xiàn)出色。這些產(chǎn)品雖然功能全面，性能卓越，但普遍存在價(jià)格偏高的問(wèn)題。此外，操作上也相對(duì)較為復(fù)雜和繁瑣，這無(wú)疑增加了用戶使用時(shí)的難度和時(shí)間成本。目前，世界上開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的出入控制系統(tǒng)多為感應(yīng)與生物識(shí)別兩種。在感應(yīng)門禁系統(tǒng)又以RFID門禁系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛REF_Ref14958\r\h[7]，在生物識(shí)別門禁系統(tǒng)以指紋門禁系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。隨著芯片技術(shù)、天線技術(shù)、無(wú)線收發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)、電磁傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展成熟和開(kāi)發(fā)利用，尤其是電腦技術(shù)的投入使用，門禁系統(tǒng)安全技術(shù)已走向自動(dòng)化、智能化的發(fā)展道路REF_Ref15771\r\h[8]。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，訪問(wèn)控制系統(tǒng)的智能化水平也在不斷提高，并日趨成熟。如今，“一卡通”，“指紋控制”，“面部識(shí)別控制”，“無(wú)線控制”等一系列新的“一卡通”產(chǎn)品正在逐漸普及。在安全性、便捷性等方面具有各自的特點(diǎn)，使得其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，技術(shù)開(kāi)發(fā)日趨完善。1.3課題可行性分析進(jìn)入20世紀(jì)后，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，芯片的功能越來(lái)越強(qiáng)，傳感技術(shù)也越來(lái)越發(fā)達(dá)，讓我們的生活變得越來(lái)越智能化。人們需要更智能、更安全的門鎖來(lái)保障我們的家居安全，而智能門禁系統(tǒng)作為一種綜合了多種功能和適時(shí)的工具，在安保系統(tǒng)中顯得更為安全和方便。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)各種多功能門禁設(shè)施，例如IC卡識(shí)別開(kāi)鎖以及指紋打卡設(shè)施，為研究設(shè)計(jì)內(nèi)容提供可行性方案。1.4研究?jī)?nèi)容要求智能門禁系統(tǒng)的主要功能要求:1）可以通過(guò)密碼識(shí)別、指紋識(shí)別技術(shù)和射頻識(shí)別三種方式進(jìn)行身份驗(yàn)證；2）可通過(guò)人體紅外感應(yīng)模塊對(duì)門前周圍的人體進(jìn)行探測(cè)，超出設(shè)定值可以實(shí)現(xiàn)聲光提示有可疑人員；3）系統(tǒng)具備安防報(bào)警功能，訪客在門外逗留的時(shí)間超出規(guī)定的時(shí)間，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出警報(bào)；4）夜晚狀態(tài)下關(guān)照強(qiáng)度低時(shí)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)照明設(shè)備；5）該系統(tǒng)可由遠(yuǎn)程通訊來(lái)完成操作，并可通過(guò)手機(jī)APP來(lái)控制訪問(wèn)權(quán)限，進(jìn)行操作。

系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)這一章著節(jié)深入探討了如何選擇主控制器，并詳細(xì)闡述了主控制器的設(shè)計(jì)理念及其核心功能。同時(shí)解析了各個(gè)關(guān)鍵模塊的選擇標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求，確保整個(gè)系統(tǒng)的高效運(yùn)行和穩(wěn)定性能。2.1設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)的基本要求如下：利用主控芯片，選擇合適的傳感器芯片，在代碼中設(shè)置各個(gè)開(kāi)鎖方式，實(shí)現(xiàn)多功能開(kāi)鎖，另外夜晚可以開(kāi)燈，且檢測(cè)到人是可以開(kāi)啟光照，停留時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)蜂鳴器可發(fā)出警報(bào)。2.2功能分析與方案設(shè)計(jì)本次智能門禁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。圖2.1智能門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)大致可以分為七個(gè)部分：1）主控模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)面板的操作指令；2）顯示模塊：指引操作，顯示門禁鎖狀態(tài)；3）密碼按鍵模塊：輸入密碼實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖功能；4）警報(bào)模塊：與蜂鳴器連接，發(fā)出報(bào)警；5）RFID模塊：通過(guò)射頻識(shí)別時(shí)間開(kāi)鎖功能；6）指紋模塊：指紋模塊通過(guò)生物識(shí)別可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖功能；7）藍(lán)牙模塊：借助手機(jī)應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制鎖具的開(kāi)啟與關(guān)閉；8）人體紅外感應(yīng)模塊：利用紅外傳感器測(cè)量人體的移動(dòng)，若超出設(shè)定時(shí)間則會(huì)發(fā)出報(bào)警。2.3模塊方案選型與論證2.3.1主控模塊選型方案：選用STM32F103C8T6主控芯片STM32F103C8T6單片機(jī)是一款基于ARMCortex-M內(nèi)核STM32系列的32位的微控制器，程序存儲(chǔ)器容量是64KB，需要工作電壓為2V~3.6V，該單片機(jī)采具高性能、低成本、低功耗等特點(diǎn)REF_Ref16202\r\h[9]。選用STM32F103C8T6芯片，成本低且性能高，更加利于課題設(shè)計(jì)與實(shí)施。2.3.2RFID模塊選型方案一：選用低頻RFID（LF）芯片RFID（LF）芯片30KHz–300KHz,讀取距離小于10cm，數(shù)據(jù)傳輸速率較低,不容易受到其他電磁波干擾，可在水面或金屬附近使用。方案二：選用低頻RFID—RC522芯片RFID—RC522采用飛利浦制造商C522原裝芯片設(shè)計(jì)讀卡器電路。使用較為方便，且成本低。最終選用RC522芯片，成本低且容易操作，方便與最小系統(tǒng)板連接。2.3.3傳感器模塊選型1）紅外傳感器方案：選用HC-SR-501紅外傳感器SR-501紅外傳感器有三個(gè)輸入輸出接口VCC,輸出和接地。該設(shè)備內(nèi)置了穩(wěn)壓模塊，因此可以適配四點(diǎn)五伏或十二伏的直流電源（通常采用5V）。通過(guò)這個(gè)傳感器,可以更迅速、精確的測(cè)量周圍人體的移動(dòng)。是目前市面上應(yīng)用較為廣泛的紅外傳感器之一。具有全自動(dòng)感應(yīng)，當(dāng)人類在它的感知范圍內(nèi)時(shí)，它會(huì)發(fā)出高電平的信號(hào)，當(dāng)人類離開(kāi)它的探測(cè)距離時(shí)，它會(huì)自動(dòng)地將高電平切斷，輸出一個(gè)低電平，具有很高的靈敏度和可靠性。超低壓運(yùn)行，具有非常高的經(jīng)濟(jì)性能。綜上SR-602更為適合本次智能門禁裝置中的應(yīng)用。2）光學(xué)指紋傳感器方案：選用AS608指紋模塊目前市場(chǎng)上較常見(jiàn)的指紋模塊有光學(xué)指紋模塊和半導(dǎo)體指紋模塊。半導(dǎo)體指紋模塊售價(jià)昂貴。光學(xué)指紋模塊利用光的折射和反射原理，光從底部射向三棱鏡，并經(jīng)棱鏡射出，射出的光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就會(huì)不一樣REF_Ref19229\r\h[10]?？梢愿咝У牟杉瘓D像并且識(shí)別指紋的信息特征。該技術(shù)已經(jīng)成熟并且有極高的性價(jià)比，所以選用光學(xué)指紋模塊作為本課題的指紋模塊。2.3.4藍(lán)牙模塊選型方案一：選用HC-05芯片HC-05是一種基于藍(lán)牙2.0的藍(lán)牙串口模塊，它能夠與任意型號(hào)的藍(lán)牙進(jìn)行通信，能夠與帶有藍(lán)牙的計(jì)算機(jī)、藍(lán)牙主機(jī)、手機(jī)、PDA、PSP等設(shè)備進(jìn)行匹配。HC-05的主要責(zé)任是將兩路（全雙工）無(wú)線通訊功能引進(jìn)到這個(gè)工程中來(lái)。該接口可以實(shí)現(xiàn)串行通訊，也可以通過(guò)單片機(jī)對(duì)任意一種藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行控制，可以接收更大的波特率，并且具有靈敏度高、易實(shí)現(xiàn)、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)。方案二：選用JDY-31芯片JDY-31采用了基于藍(lán)牙3.0技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)與Windows、Linux、Android操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)透?jìng)鞴δ堋Ｔ撛O(shè)備運(yùn)行在2.4

GHz的頻率上，并采用GFSK調(diào)制方式。它具備的最大發(fā)射功率為8db，并且擁有最遠(yuǎn)30米的發(fā)射距離。JDY-31還允許用戶通過(guò)AT指令進(jìn)行設(shè)備名稱、波特率等參數(shù)的修改，使用起來(lái)便捷、迅速且具有高度的可操作性。

最終方案選擇JDY-31作為藍(lán)牙模塊使用，從機(jī)模塊足夠門禁系統(tǒng)日常使用。

智能門禁系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)在這一章節(jié)中構(gòu)建了產(chǎn)品的各個(gè)關(guān)鍵組成部分，它們共同構(gòu)成了一個(gè)完整而復(fù)雜的系統(tǒng)。首先介紹的是核心處理單元，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算與處理。詳細(xì)講解了藍(lán)牙通信模塊，它能夠讓設(shè)備間實(shí)現(xiàn)快速且可靠的無(wú)線連接。指紋識(shí)別模塊則為用戶提供了一個(gè)安全便捷的解鎖方式，提升了用戶體驗(yàn)。此外，按鍵模塊和無(wú)線射頻識(shí)別模塊各自承擔(dān)著特定的功能，前者允許用戶通過(guò)簡(jiǎn)單的按鍵操作來(lái)控制設(shè)備，后者則支持無(wú)需接觸即可進(jìn)行身份識(shí)別。最后，人體紅外感應(yīng)模塊和夜間照明模塊分別作為人體感應(yīng)和環(huán)境光調(diào)節(jié)的重要組成部分。3.1STM32最小系統(tǒng)單片機(jī)是指將微處理器核心、寄存器、內(nèi)存、輸入輸出端口、定時(shí)器等功能模塊集成于單一芯片中的計(jì)算機(jī)架構(gòu)，在控制系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、信息處理等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。單片機(jī)具有體積小、功耗低、性能穩(wěn)定可靠、可編程性好等優(yōu)點(diǎn),成為現(xiàn)代電子技術(shù)中的重要組成部分。STM32F103C8T6，這是一款由意法半導(dǎo)體公司（ST）研發(fā)的基于Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器。該產(chǎn)品采用LQFP48封裝形式，屬于ST公司微控制器系列中的STM32類別REF_Ref15771\r\h[13]。STM32F103C8T6微控制器的最小系統(tǒng)主要由五個(gè)組成部分構(gòu)成：電源供應(yīng)模塊、晶振驅(qū)動(dòng)電路、復(fù)位機(jī)制、調(diào)試接口以及控制核心。最小系統(tǒng)原理圖如下圖3.1所示。圖3.1STM32最小系統(tǒng)原理圖3.1.1控制芯片STM32F103C8T6單片機(jī)采用LQFP48封裝設(shè)計(jì),芯片總共提供44個(gè)接口，其中PA區(qū)域包含16個(gè)引腳，分別為PA0至PA15；PB區(qū)域同樣擁有16個(gè)引腳，標(biāo)記為PB0至PB15；C區(qū)域包括3個(gè)引腳，即C13、C14和C15?？刂菩酒韴D如下圖3.2所示。圖3.2控制芯片原理圖STM32F103C8T6實(shí)物圖如下3.3所示。圖3.3STM32F103C8T6實(shí)物圖3.1.3晶振電路晶振電路是實(shí)現(xiàn)微控制器最小化系統(tǒng)所需的基本時(shí)鐘。晶振電路的功能就是保證各部件之間的同步，從而得到相應(yīng)的時(shí)鐘周期，從而為MCU所要求的時(shí)鐘頻率提供依據(jù)。晶振頻率愈高，則運(yùn)行速度愈快。如下圖3.4所示。圖3.4晶振電路原理圖3.1.4復(fù)位電路在系統(tǒng)啟動(dòng)或重置階段，調(diào)控處理器復(fù)位模式，阻止其產(chǎn)生錯(cuò)誤指令、執(zhí)行非法操作，同時(shí)增強(qiáng)電磁兼容性。STM32設(shè)備支持多種復(fù)位策略，包含電源復(fù)位、系統(tǒng)復(fù)位以及后備域復(fù)位三種復(fù)位手段。這些復(fù)位方式確保了單片機(jī)在各種情況下都能夠正常地啟動(dòng)和運(yùn)行,提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。這些不同的復(fù)位方式可以使單片機(jī)在不同的場(chǎng)景下保持穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行狀態(tài)。在啟動(dòng)或重置過(guò)程中，管理CPU的復(fù)位狀態(tài)，避免CPU產(chǎn)生不正確的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤的操作，同時(shí)也有助于提升電磁兼容性。主控制器采用低電平復(fù)位策略，在電源復(fù)位過(guò)程中，NRST引腳被置于低電平狀態(tài)，觸發(fā)外部復(fù)位并產(chǎn)生相應(yīng)的復(fù)位脈沖，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重啟。如圖3.5所示。圖3.5復(fù)位電路原理圖3.1.5下載接口STM32可以通過(guò)兩種方法來(lái)下載程序，由于SWD模式的下載只需要使用三個(gè)管腳（GND,SWCLK,SWDIO)，并且在高速的下載過(guò)程中，它的可靠性更高，因此選擇SWD模式來(lái)下載和調(diào)試。在電路系統(tǒng)中，SWDCLK代表時(shí)鐘信號(hào)線，它用于確保J-Link與目標(biāo)芯片之間的時(shí)鐘同步。此外，根據(jù)實(shí)際需要，可以調(diào)整其頻率。下載電路如下圖3.6所示。圖3.6下載接口原理圖3.2藍(lán)牙模塊設(shè)計(jì)JDY-31采用了基于藍(lán)牙3.0技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)與Windows、Linux、Android操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)透?jìng)鞴δ堋Ｔ撛O(shè)備運(yùn)行在2.4

GHz的頻率上，并采用GFSK調(diào)制方式。它具備的最大發(fā)射功率為8db，并且擁有最遠(yuǎn)30米的發(fā)射距離。JDY-31還允許用戶通過(guò)AT指令進(jìn)行設(shè)備名稱、波特率等參數(shù)的修改，使用起來(lái)便捷、迅速且具有高度的可操作性。JDY-31藍(lán)牙模塊引腳功能如下表3.1所示。表3.1JDY-31藍(lán)牙模塊引腳說(shuō)明表序號(hào)名稱說(shuō)明1VCC供電引腳2GND接地3TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送4RXD串行數(shù)據(jù)接收5EN使能，控制模塊工作狀態(tài)，高電平工作6STATE狀態(tài)，根據(jù)點(diǎn)評(píng)變化獲取連接狀態(tài)模塊連接MCU的串口（RXD、TXD），按串口的交叉接法，連接到主控芯片的PA9和PA10引腳，在使用串口發(fā)送命令時(shí)，將模塊的PWRC引腳接地，并接上模塊的電源（VCC、GND）。藍(lán)牙模塊電路圖如下圖3.8所示。圖3.8藍(lán)牙模塊電路圖具備藍(lán)牙功能的裝置與智能手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行互動(dòng)，其中藍(lán)牙模塊扮演從屬角色，而手機(jī)內(nèi)置的藍(lán)牙則充當(dāng)主控角色。在此過(guò)程中，智能手機(jī)應(yīng)用需在藍(lán)牙界面上積極搜索藍(lán)牙設(shè)備。一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)藍(lán)牙設(shè)備，用戶便可點(diǎn)擊該設(shè)備名稱與之配對(duì)當(dāng)匹配密鑰。輸入并確認(rèn)無(wú)誤后，藍(lán)牙配對(duì)程序?qū)⑦M(jìn)入下一階段。這時(shí)，藍(lán)牙調(diào)試工具便會(huì)啟動(dòng)，而“設(shè)備連接”功能則成為焦點(diǎn)所在。用戶只需在該功能中輸入藍(lán)牙設(shè)備的名稱，接下來(lái)便是設(shè)備間互聯(lián)互通的關(guān)鍵時(shí)刻。一旦連接成功建立，APP就可向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，用來(lái)控制門禁的開(kāi)關(guān)。這樣的設(shè)計(jì)不僅方便用戶進(jìn)行調(diào)試工作，同時(shí)也增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理的直觀性和效率。JDY-31實(shí)物圖如下3.9所示。圖3.9JDY-31藍(lán)牙模塊實(shí)物圖3.4指紋模塊AS608的光學(xué)指紋識(shí)別模組，是根據(jù)光線的折射與反射原理，光由底面入射到三棱柱，再經(jīng)三棱鏡出射，再經(jīng)指端粗糙紋路折射后，其角度及反射光的亮度與暗度會(huì)有所不同。利用CMOS、CCD等器件對(duì)具有不同亮度的圖像進(jìn)行采集，完成指紋識(shí)別。在系統(tǒng)內(nèi)部，存在一個(gè)圖像緩存區(qū)域以及兩個(gè)特征文件緩存區(qū)域，這些區(qū)域既可用于存儲(chǔ)常規(guī)特征文件，也適用于模板特征文件的保存。指紋存儲(chǔ)空間的規(guī)模會(huì)隨著掛接的FLASH存儲(chǔ)容量的不同而發(fā)生變化，系統(tǒng)將進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。指紋樣本遵循編號(hào)規(guī)則進(jìn)行整理，用戶可依據(jù)編號(hào)檢索指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。在錄入指紋的時(shí)候，控制芯片會(huì)發(fā)出一個(gè)獲取圖像的命令，當(dāng)它被讀出的時(shí)候，就會(huì)發(fā)出一個(gè)產(chǎn)生特性命令，讓它等著被接收。連續(xù)兩次取圖像后生成注冊(cè)，將指紋信息存儲(chǔ)于指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中，便可實(shí)現(xiàn)通過(guò)指紋識(shí)別技術(shù)進(jìn)行解鎖操作。在指紋識(shí)別系統(tǒng)中，操作過(guò)程涉及以下步驟：當(dāng)用戶觸摸指紋模塊時(shí)，控制模塊會(huì)發(fā)出取圖像的信號(hào)，并對(duì)讀取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。隨后，控制模塊將向搜索模塊發(fā)送指令，以實(shí)現(xiàn)指紋匹配功能。等待顯示指紋在庫(kù)中的指紋ID后讀取成功可以開(kāi)鎖，未讀取到指紋庫(kù)中相應(yīng)指紋則觸發(fā)蜂鳴器警報(bào)。指紋模塊引腳說(shuō)明如下表3.2所示。表3.2AS608指紋模塊引腳說(shuō)明表序號(hào)名稱說(shuō)明1VI模塊電源正輸入端。2Tx串行數(shù)據(jù)輸出。3RX串行數(shù)據(jù)輸入。4GND接地5WAK感應(yīng)信號(hào)輸出，默認(rèn)高電平6VT觸摸感應(yīng)電源輸入端，3v供電7U+USBD+8U_USBD-指紋模塊采用串行通信方式，所以要將模塊的發(fā)送(TX)與接收(RX)引腳分別與控制芯片的PA3引腳與PA4引腳相連。,VI,VT連接到單片機(jī)的MCU,GND接地,WAK引腳連接主控芯片的PA0引腳。指紋模塊電路圖如下圖3.10所示。圖3.10AS608指紋模塊電路圖AS608光學(xué)指紋模塊實(shí)物圖如下：圖3.11AS608指紋模塊實(shí)物圖3.5密碼按鍵模塊設(shè)計(jì)按鍵模塊使用4乘4的矩陣按鍵，通常按鍵所用的開(kāi)關(guān)都是機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，由于按鍵是機(jī)械觸點(diǎn)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開(kāi)、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上就穩(wěn)定的接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下子徹底斷開(kāi)，在按下的按鍵釋放瞬間,按鍵的機(jī)械觸點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)REF_Ref26521\r\h[12]。所以有必要進(jìn)行消抖處理。設(shè)計(jì)使用六位數(shù)作為密碼，按鍵密碼出入正確，屏幕顯示開(kāi)鎖成功，密碼輸入錯(cuò)誤屏幕則顯示開(kāi)鎖失敗且蜂鳴器響應(yīng)。矩陣按鍵的引腳分別連接主控芯片的PB0-PB7引腳。密碼按鍵模塊原理圖如下3.12所示。圖3.12按鍵模塊原理圖3.6RFID模塊射頻識(shí)別系統(tǒng)主要由三個(gè)部分構(gòu)成：標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和天線。標(biāo)簽是一種貼在需要追蹤和控制的物體上的標(biāo)記，儀器需要利用這些標(biāo)記來(lái)確定該物體。每一種標(biāo)記都只有一種電子編碼。標(biāo)簽的主體部分是由連接部件和芯片組成。讀寫(xiě)器是一種用來(lái)讀取標(biāo)簽信息的裝置，一般分為固定型和手持式兩種，由收發(fā)模塊，耦合模塊，接口模塊等構(gòu)成，天線的功能是傳遞標(biāo)簽與閱讀器之間的射頻信號(hào)REF_Ref24624\r\h[11]。RFIDRC522模塊引腳功能如下表所示。表3.3RC522模塊引腳說(shuō)明表序號(hào)名稱說(shuō)明1VCC供電引腳，不可直接連接5v2RST復(fù)位，高電平有效3GND接地4IRQ中斷5MISO主從輸出6MOSI主輸出從站輸入7SCK串行時(shí)鐘8SDASPI片選端口RFID模塊的VCC將電源接入GND引腳，單片機(jī)的PA4與PA5引腳分別對(duì)應(yīng)MISO與MOSI引腳，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，主控芯片的PA6與PA7引腳則與SCK與SDA引腳相連。RST連接單片機(jī)的PA1引腳來(lái)控制復(fù)位，接收到高電平信號(hào)有效，低電平信號(hào)無(wú)效。RFIDRD522模塊電路圖如下3.13所示。圖3.13RFID模塊電路圖RFIDRD522模塊實(shí)物圖如下所示。圖3.14RFID模塊實(shí)物圖3.7報(bào)警模塊報(bào)警模塊是為了警報(bào)模塊將蜂鳴器與紅外感應(yīng)模塊模塊相結(jié)合,當(dāng)來(lái)訪者在門口徘徊時(shí)間超過(guò)設(shè)定值時(shí),蜂鳴器會(huì)進(jìn)行報(bào)警。\o""電磁式蜂鳴器和壓電蜂鳴器在發(fā)聲原理上有著本質(zhì)的區(qū)別。壓電式蜂鳴器利用壓電陶瓷片來(lái)產(chǎn)生聲音，這是一種通過(guò)施加交流電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)聲波發(fā)射的方法。具體來(lái)說(shuō)，這些壓電蜂鳴片被精心制作成具有電極的兩面，這樣當(dāng)一個(gè)交流信號(hào)被施加到這些電極上時(shí)，它們就會(huì)因?yàn)閴弘娦?yīng)而開(kāi)始機(jī)械變形，進(jìn)而與之接觸的壓電陶瓷片會(huì)振動(dòng)，從而釋放出聲音。這種振動(dòng)模式是往復(fù)振動(dòng)的，因此通常需要方波信號(hào)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。\o""為了發(fā)出更響亮的聲響，壓電式蜂鳴器要消耗大量能量，因此必須在它們上加上高激勵(lì)電壓。然而，由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)，即使在較高的電壓下，它也只能以一種有限頻率的振動(dòng)模式發(fā)聲。相比之下，電磁式蜂鳴器則采用了不同的工作機(jī)制。電磁式蜂鳴器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中包含了線圈，并且還涉及到磁鐵的使用。在通電的狀態(tài)下，這些振動(dòng)膜受到磁力的吸引而被吸附起來(lái)；一旦斷電，這些金屬振動(dòng)膜就會(huì)發(fā)生彈性恢復(fù)，再次形成吸附力，但此時(shí)不再是通過(guò)電磁效應(yīng)而是依靠機(jī)械作用來(lái)保持其吸附狀態(tài)。\o""電磁式蜂鳴器的優(yōu)勢(shì)在于它的驅(qū)動(dòng)電壓較低，這使得它能夠提供更大聲量而不需要過(guò)多的電能。這一特性對(duì)于需要頻繁操作且對(duì)聲音質(zhì)量有一定要求的應(yīng)用場(chǎng)景非常有用，比如作為電子設(shè)備中的通知系統(tǒng)或作為一些簡(jiǎn)單警報(bào)裝置的組成部分。此外，電磁式蜂鳴器的另一個(gè)特點(diǎn)是可以在沒(méi)有電源連接的情況下使用，這為需要無(wú)聲運(yùn)行或電池供電的應(yīng)用提供了便利。蜂鳴器連接單片機(jī)的PB8引腳，高電平有效，蜂鳴器響應(yīng)，低電平無(wú)效，蜂鳴器關(guān)閉。圖3.12蜂鳴器電路圖3.8人體感應(yīng)模塊紅外感應(yīng)模塊HC-SR501，其工作機(jī)制源于紅外熱釋電傳感器（PIRsensor）。在該模塊檢測(cè)到人體或其他熱源的情況下，會(huì)產(chǎn)生高電平信號(hào)輸出。該模塊配備了兩種可調(diào)整的螺旋調(diào)節(jié)器，分別為延遲時(shí)間和重復(fù)觸發(fā)時(shí)間，用于根據(jù)具體需求調(diào)整模塊的靈敏度以及觸發(fā)后輸出信號(hào)的持續(xù)時(shí)間。該模塊具有高靈敏、高可靠性的特點(diǎn)，具有自動(dòng)檢測(cè)的功能，在人體進(jìn)入傳感器的范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)將輸出高電平；相反，在身體離開(kāi)這個(gè)范圍之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷高電平的輸出，轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綘顟B(tài)。傳感器具備兩種激活模式：首先，非重復(fù)激活模式，該模式下，一旦檢測(cè)到輸入信號(hào)并產(chǎn)生高電平輸出，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地轉(zhuǎn)入低電平。第二種可反復(fù)啟動(dòng)方式是：當(dāng)檢測(cè)到高電平之后，如果在某一延時(shí)期間，身體仍處于感應(yīng)區(qū)，則此模式將維持高電平，直到身體脫離，高電平才被延遲地降為低電平。所述感應(yīng)裝置備有每當(dāng)所述感應(yīng)信號(hào)被輸出（也就是從高電平改變到低電平）時(shí)，所述感應(yīng)閉鎖功能可以立即設(shè)置所述閉鎖周期。在這段時(shí)間里，傳感器會(huì)停止接受外部的信號(hào)。本裝置可在“感應(yīng)輸出時(shí)間”和“封鎖時(shí)間”兩種情況下進(jìn)行切換操作，適合于具有一定間隔的檢測(cè)裝置；同時(shí)，該特性還可以降低各種類型的負(fù)荷切換帶來(lái)的干擾。電源接通后，模塊經(jīng)過(guò)大約一分鐘的初始化階段，期間會(huì)不定時(shí)地進(jìn)行0-3次的信號(hào)輸出。待機(jī)狀態(tài)將在一分鐘后啟動(dòng)。將HC-SR501模塊與STM32單片機(jī)相連，并將該模塊的OUT管腳與STM32的PC17管腳相連，完成對(duì)紅外傳感器模塊輸出信號(hào)的接收。同時(shí)，通過(guò)電源模塊連接模塊至單片機(jī)的供電引腳。紅外人體感應(yīng)模塊電路圖如下3.16所示。圖3.16人體感應(yīng)模塊電路圖HC-SR501實(shí)物圖如下3.17所示。圖3.17HC-SR501實(shí)物圖3.9夜間光照模塊\o""光敏電阻作為一種獨(dú)特的電子元件，利用半導(dǎo)體材料中的光導(dǎo)效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。這種電阻能夠根據(jù)入射光的強(qiáng)度進(jìn)行微小的阻值變化，因此，它的電阻值可以在很寬的范圍內(nèi)變化，從而適應(yīng)不同的光照條件。由于其能夠響應(yīng)光的刺激并對(duì)光線變化作出反應(yīng)，這種電阻通常被稱作光導(dǎo)檢測(cè)器或光敏感電阻器。它廣泛應(yīng)用于各種需要精確控制光源亮度或檢測(cè)特定波長(zhǎng)光線的場(chǎng)合，如相機(jī)曝光控制、光譜分析以及光學(xué)系統(tǒng)中的光線調(diào)節(jié)等。通過(guò)精心設(shè)計(jì)和精確調(diào)校，光敏電阻器具有高精度和穩(wěn)定性，是現(xiàn)代電子器件不可或缺的組成部分。入射光線較弱，則電阻較小，而入射光線較強(qiáng)，則電阻較大。夜晚照明模組由一個(gè)感光電阻器與發(fā)光二極管相連來(lái)控制。當(dāng)沒(méi)有光照時(shí)，光敏開(kāi)關(guān)的阻值很大，發(fā)光二極管就會(huì)形成一個(gè)回路，發(fā)光二極管就會(huì)發(fā)光。在照明情況下，主電路通過(guò)R2的限流電阻器，使電流流過(guò)，但沒(méi)有達(dá)到接地，所以不能構(gòu)成一個(gè)封閉的回路。光敏電阻阻值非常低，電源通過(guò)支路電阻后，進(jìn)而接地，導(dǎo)致LED燈處電壓極低，幾乎可以忽略，因此無(wú)法形成閉環(huán)，從而無(wú)法點(diǎn)亮LED。夜間光照模塊電路圖如下3.18所示。圖3.18夜間光照模塊電路圖

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本章主要介紹了智能門禁系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，首先介紹了程序設(shè)計(jì)的軟件支持,還包括程序主流程及其指紋錄入及刷指紋的流程以及一些功能的軟件設(shè)計(jì)。4.1軟件介紹Keil5是一款針對(duì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）軟件。它提供了編譯、調(diào)試和仿真器等功能,適用于多種不同的嵌入式處理器架構(gòu),如ARM、8051等。Keil5具有友好的用戶界面和強(qiáng)大的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)工具能夠助力程序員實(shí)現(xiàn)高效率的編碼及調(diào)試過(guò)程。Keil5提供了C、匯編等多種編程語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)人員可根據(jù)需要選用適合自己的編程語(yǔ)言。它提供了完善的代碼編輯器、編譯器和調(diào)試器,能夠快速進(jìn)行編譯和調(diào)試,提高開(kāi)發(fā)效率。Keil5還提供了豐富的軟件組件和庫(kù)，使開(kāi)發(fā)人員能夠方便地使用現(xiàn)成的代碼模塊,加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程。此外,Keil5還支持各種外圍設(shè)備的模擬和仿真,可以幫助開(kāi)發(fā)人員在沒(méi)有硬件平臺(tái)的情況下進(jìn)行軟件編程與驗(yàn)證。綜合考慮，Keil5作為一種高效的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具，提供了全面的開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具，它可以幫助開(kāi)發(fā)者更好地完成嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)與調(diào)試。4.2軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言設(shè)計(jì)編程程序時(shí)，選用更加易操作的C語(yǔ)言進(jìn)行編程，提高編程的準(zhǔn)確性。

C語(yǔ)言，作為一種廣泛使用的高級(jí)編程語(yǔ)言，在軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域占據(jù)重要地位。它具有簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法、強(qiáng)大的表達(dá)能力和高效的執(zhí)行性能,因此成為了許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用程序的首選開(kāi)發(fā)語(yǔ)言之一。選用合適的語(yǔ)言進(jìn)行編程,可以使智能風(fēng)扇系統(tǒng)容錯(cuò)率更高?？傊?，C語(yǔ)言是一種靈活且功能強(qiáng)大的編程語(yǔ)言，可以配合使用多種軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)人員可以根據(jù)項(xiàng)目需求和個(gè)人喜好選擇適合的設(shè)計(jì)語(yǔ)言，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔、可維護(hù)和高效的代碼。4.3主程序設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)管理各個(gè)子程序。當(dāng)智能門禁開(kāi)始運(yùn)作時(shí)，熱釋電人體紅外線傳感器開(kāi)始檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)后傳送至主控芯片，主控芯片收集到數(shù)據(jù)后分別控制子程序完成工作。當(dāng)解鎖正確時(shí)，LED屏顯示解鎖成功；當(dāng)解鎖失敗時(shí)，屏幕提示密碼錯(cuò)誤，蜂鳴器警報(bào)。圖4.1系統(tǒng)主程序流程圖4.4錄入指紋與刷指紋的工作流程AS608可以使用串口模式錄入指紋及刷指紋。將該模塊的Tx,Rx與USB轉(zhuǎn)接串口裝置相連。在電腦裝置管理程序中，尋找已有的序列號(hào)。啟動(dòng)生物識(shí)別測(cè)試，隨后在上位機(jī)界面選擇相應(yīng)的串口編號(hào)，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕，通訊達(dá)成一致。在通信結(jié)束之后，還可以查詢到有關(guān)硬件參數(shù)和波特率的信息，并可以通過(guò)單擊控制面板上的按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。下一步，按“指紋錄入”鍵，輸入相應(yīng)的號(hào)碼，就可以進(jìn)行指紋識(shí)別。按下“確認(rèn)”按鈕后，該軟件就會(huì)提示使用者：“請(qǐng)把你的手指放在感應(yīng)器上”，按照說(shuō)明把你的手指放在感應(yīng)器的表面，待圖像上傳完成。初次圖像錄入成功后，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出“請(qǐng)?jiān)俅螌⑹种阜胖糜趥鞲衅魃稀碧崾?，以示第二次圖像錄入的操作步驟。在對(duì)兩次錄入圖像的指紋進(jìn)行對(duì)比匹配后，若存在一致性，則可視為指紋錄入成功。觸摸識(shí)別流程：首先遵循指引，將手指置于傳感器上。當(dāng)接收到觸摸圖像成功后，系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，將錄入的圖像與指紋庫(kù)進(jìn)行匹配。若匹配成功，則提示“識(shí)別到相同手指”，即可開(kāi)鎖成功，若根據(jù)觸摸手指特征未找到相同手指，則開(kāi)鎖失敗。錄入指紋流程圖如下所示。圖4.2錄入指紋子程序流程圖刷指紋流程圖如下所示。圖4.3刷指紋子程序流程圖4.5藍(lán)牙遠(yuǎn)程開(kāi)鎖子流程藍(lán)牙模塊通過(guò)AT指令實(shí)現(xiàn)用戶交互功能。AT指令集是一種用于實(shí)現(xiàn)與調(diào)制解調(diào)器（Modem）或其他通信設(shè)備互動(dòng)的命令體系。AT指令一般用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置、控制和查詢等操作。通過(guò)使用不同的AT指令，使用者可以對(duì)該設(shè)備提出特定的要求，設(shè)備將依據(jù)接收到的指令進(jìn)行相應(yīng)的操作。,并返回處理結(jié)果。廣泛應(yīng)用的AT命令主要用于管理調(diào)制解調(diào)器的運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)撥號(hào)、發(fā)送短信以及網(wǎng)絡(luò)查詢等功能。使用AT指令與設(shè)備進(jìn)行交互的步驟如下：1）實(shí)施串行通信：將終端設(shè)備的串口接口與藍(lán)牙模塊的串行引腳相連。確保串行通信接口設(shè)置準(zhǔn)確無(wú)誤，涵蓋波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位以及校驗(yàn)碼等參數(shù)。2）發(fā)送AT指令：利用串口調(diào)試輔助程序來(lái)完成串口的連接，并將AT命令通過(guò)串口發(fā)送出去?？梢栽诮K端機(jī)仿真程序的指令列中直接鍵入AT指令，或者在串口調(diào)試助手中創(chuàng)建一個(gè)新的命令腳本并發(fā)送。3）接收和應(yīng)答處理：當(dāng)收到AT命令時(shí)，藍(lán)牙