基于物联网的智能电子门锁设计
设计的智能门锁将注重用户体验，提供便捷的门锁操作。文中写道门控安防对于保护人身财产安全至关重要.针对传统门控安防系统的不足，为了更好地满足用户的需求，结合现有软硬件技术的进步，设计了一款基于STM32单片机，融合物联网技术和人工智能技术，集成指纹模块、摄像头模块、GSM模块、Wi-Fi模块、非接触射频模块等的智能门控安防系统.系统实现摄像头抓拍、时效动态验证码开门、智能向用户电话报警、人脸识别解锁
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选题依据、国内外研究概况 （1）选题依据： 随着智能家居市场的不断扩大，人们对安全性和便利性的需求日益增长。智能电子门锁作为智能家居的重要组成部分，能够满足用户对于安全可靠的门锁以及便捷操作的需求。基于物联网技术的智能门锁具备与其他智能设备连接、远程控制、多种认证方式等功能，符合市场趋势并有望成为未来智能家居的主流产品。技术创新与安全性考量上该设计将充分利用物联网技术，整合先进的加密与认证技术，确保门锁的高安全性。结合指纹识别、密码、手机App等多种认证方式，提高门锁的防盗能力。设计的智能门锁将注重用户体验，提供便捷的门锁操作。用户可通过手机远程控制门锁，实现远程开锁、授权管理等功能。门锁权限灵活可控，用户可以根据需求随时调整门锁的开放权限，提高了灵活性和便利性。针对智能门锁市场需求的增长趋势和技术创新的潜力，该设计有望满足市场的商业需求，并在智能家居领域占据一席之地。智能门锁的商业化前景广阔，具有成为智能家居主流产品的潜力。 （2）国内研究现状： 《基于STM32的智能门锁系统设计》[J]翁盛;周瑞敏;平顶山学院信息工程学院,2023(02)文中针对传统门锁的安全、开锁方式单一与智能化方面存在的问题，设计并开发一款基于STM32F103单片机的智能门锁系统。该系统可分别通过键入密码、指纹、RFID刷卡、手机蓝牙四种方式进行解锁。同时，集成光照度传感器，根据室内光亮度来控制屋内照明系统，达到智能家居设备联动的效果。整体设计具有较高的完整性和实用性，不仅提高了开锁的安全性、便捷性，还可与其他智能家居设备进行联动，更为智能化。最后，通过实物进行了实验验证，达到了预期结果。 《基于STM32的智能门控安防系统设计》[J]张强志;房楚杰;杨永华;张智创;饶皆昌;嘉应学院物理与电子工程学院,2022(03)文中写道门控安防对于保护人身财产安全至关重要.针对传统门控安防系统的不足，为了更好地满足用户的需求，结合现有软硬件技术的进步，设计了一款基于STM32单片机，融合物联网技术和人工智能技术，集成指纹模块、摄像头模块、GSM模块、Wi-Fi模块、非接触射频模块等的智能门控安防系统.系统实现摄像头抓拍、时效动态验证码开门、智能向用户电话报警、人脸识别解锁、APP远程控制等功能.测试结果表明，系统运行良好稳定，能很好地保证用户的人身财产安全。 《基于STM32的新型智能防盗门》[J]张洋;刘建粉平顶山学院，2022(03)文中针对目前传统防盗门存在开锁方式繁琐、安全隐患高且运行效率低等问题,通过采用RFID射频识别、传感器、NB-IoT、蓝牙传输等技术,结合物联网思维,设计一款基于STM32芯片的能够进行RFID射频识别、指纹识别、云平台数据上传、实时显示、门前感应开灯、APP及云端遥控操作和安全防护报警的多功能智能防盗门,可以提供多种开锁方式,提高工作效率,并对突发情况进行自主处理,增加安全性和实用性,达到智能防盗门使用高效、安全、功耗低的目的。 《基于STM32的智能门锁控制系统设计与实现》杲靖；常森淏；谢光前；张建兵；瞿世云；曾祥峰常州工学院计算机信息工程学院，2023（10）提出针对传统智能门锁安全性低、价格高、解锁不够方便等一系列问题，设计并开发一款基于STM32F103单片机的智能门锁系统。该系统采用STM32芯片作为嵌入式控制中心的核心，可分别通过触屏按键密码、指纹、语音、手机远程控制等方式进行解锁，同时还提供一种基于TLS双向认证的安全的MQTT连接方法。该系统整体设计具备高度的完备性与实用性，同时也提升了开锁的安全性和便捷性。最终通过实物实验验证，充分实现了预期的结果。 《基于物联网（IoT）技术的集群式智能门锁的设计与实现》[J]柴智;上海交通大学，2019（12）文中对智能门锁系统是智能家居的一重环节,是提高家庭、宾馆和办公室等场所安全、管理效率的有效措施。据此,论文研究、设计并实现了一套面向B端市场(公租房、酒店和企业办公等)的智能门锁系统,该系统具有多元鉴权认证、视频监控、云端集群管控、移动端应急处理与无线升级等功能。此外,为了保障信息安全,论文提出了一种针对本系统改进的嵌入式终端信息传输加密方案。 《面向智能门锁的物联网中间件的设计与实现》[J]赵一;杭州电子科技大学,2019（3）文中提出随着第三次信息产业浪潮的到来,物联网跃然出现在我们生活中的方方面面,而随着温家宝总理提出的“感知中国”的概念,物联网已经变成热点话题,引起了全国人民的关注。不同于传统的互联网,物联网把各式各样琳琅满目的物品接入到了网络中。如果向传统的互联网行业那样把海量的多源异构的数据交给后台服务器去处理,对硬件配置的要求将会十分夸张,而且也不利于服务器业务的横向纵向扩展。为了解决这个问题,缓解后台服务器的压力,物联网中间件的概念应运而生。本文以物联网中间件为切入点,探讨了如何设计一个功能完善、适应多种传输协议并且可以满足生产环境的单台服务器百万级别并发设备连接的中间件,并以此为基础,根据实际项目需要设计了一套物联网智能门锁系统。 《基于物联网平台的校园智能门锁应用的研究、设计与实现》[J]赵子健;兰州大学,2021（5）文中提出物联网从提出至今经历了二十余年的发展,随着通信网络、嵌入式芯片和自动控制等相关技术的不断进步,以及云计算、边缘计算、大数据分析、分布式存储等热点技术的融入,如今的物联网领域已经有了翻天覆地的变化,这种“万物互联”的趋势正在重塑农业、制造业、交通、物流以及家居等各个领域。本文以园区物联网的建设为背景,以校园智能门锁为实验对象,设计实现了一个整体的门锁应用系统,并在工作中初探了园区物联网的架构设计和应用解决方案。 （3）国外研究现状： 《物联网增强的智能门锁系统具有安全性》[J]贡图尔·贾拉卢;拉朱·斯里尼瓦苏鲁;尼兰詹 T.;基拉鲁·赛·基兰;德罗纳瓦利·拉克什;库马尔·苏里亚·塞舒（Kumar N.Surya Seshu）,2023（2） 文中提出随着技术的进步,智能门锁系统变得更加先进。虽然基于密码的自动门锁系统提供了一种更安全的锁和解锁系统的方法,但是由于COVID疫情的持续,触摸不同人频繁使用的按键极其危险。因此,在这个项目中,我们使用RFID标签和Arduino。RFID读卡器检测并验证用户的访问权限。当卡片靠近读卡器时,它识别卡片的射频,从而验证其真实性,钥匙以及蜂鸣声,LCD显示和LED闪烁。我们还连接了一个传感器,在夜间操作门时将非常有用。除此之外,为了增强安全性,人脸识别技术和短信报警系统也可以在本项目中实现。该系统具有建设成本低、功能先进、接口简单等优点,极具应用价值。火灾警报器可以添加到这个系统。我们在家中通常没有火灾报警器。因此,这个装置可以作为一个锁和火灾警报器。主要是,这个项目的设计和实施是为了提高安全性和方便性。这个系统可以用在主门,私人房间,和储物柜在我们的家里,甚至酒店房间,银行,教室,使用任何其他位置作为辅助锁,以增加安全性。 |
格式：（1）主要研究（设计）内容：
（2）研究（设计）方法：利用STM32F103RBT6芯片 （3）技术路线：
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（1）重点：新建工程：根据实际需求，选择合适的芯片型号和开发环境。管脚配置：根据芯片管脚定义，正确配置相关管脚。时钟配置：根据芯片工作需求，正确配置时钟源和时钟频率。工程生成配置：根据实际需求，配置生成工程的选项。生成工程：根据配置，生成可用的工程文件。 （2）难点：STM32F103RBT6芯片的驱动开发需要充分了解芯片外设的工作原理和配置方法，结合具体项目需求进行合理的设计和优化。在开发过程中，需要耐心调试和测试，确保系统稳定可靠地工作。 （3）预期结果：通过物联网技术，智能电子门锁设计旨在实现远程控制、多种解锁方式、实时监控与报警、智能管理等功能。它提供便利的操作、快速的反应速度和美观的外观，同时确保高可靠性和节能环保。此外，该设计应符合国家和行业标准，并具备良好的用户体验和易于集成扩展的特性。 （4）成果形式：通过STM32来驱动矩阵键盘以及电磁继电器开关。运用USART技术使STM32和WIFI模块完成对接的操作，STM32通过USART发送相关的AT指令和WIFI模块交互，完成连接ESLINK物联网云平台。最后形成论文。 |
(1)2023年12月—2024年1月，在指导老师的指导下，集中整理已收集的相关资料并进行选题。 (2)2024年1月—2024年2月，初步收集论文的基础材料，准备相关数据，提交开题报告。 (3)2024年2月—2024年3月，认真地阅读相关论文集，期刊，并结合分析相关内容的研究状况，确定分析方法，做数据处理工作，并确定论文框架。 (4)2024年3月—2024年5月，对资料和数据进行研究归类整合，完成作品，并确定论文框架。 (5)2024年5月—2024年6月，完成论文，并在教师指导下反复修改论文，准备相应的PPT进行论文答辩。 学生（签名）： 2024 年 1月 13日 |
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