小区单元门可视化智能门禁系统单元门主机设计
在科技进步伴随着生活水平逐步提高的同时，设计一种功能完备、高安全系数、高度智能化门禁系统成了市场需求。本文主要涉及到门禁系统中的单元门主机，介绍了与单元门主机相关的软硬件设计和最终的系统调试。其中，硬件设计采用STM32F429IGT6芯片作为主控芯片，子模块包括RFID读卡器模块、触摸屏模块和以太网通信模块等。软件设计通过C语言实现了与物业管理端和用户终端之间的通信，可以接收来自物业管理端的卡号，用户终端的密码和开门命令。在获取到卡号和密码后会将其存入相应的FLASH中，并在需要的时候读出。通过RFID读卡器读取卡号，从触摸屏输入密码，在获取卡号和密码后将其与FLASH中存储的数据进行对比。最后的系统的调试综述了实现的大致功能和需要注意的容易出错的一些细节。关键词 单元门主机，STM32F429IGT6，RFID，以太网通信，密码识别
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外发展趋势及研究概况 1
1.3 关键技术 2
2 系统总设计方案 3
2.1 研究或解决的问题 3
2.2 系统设计原则 3
2.3 系统总构架与基本原理 4
3 系统硬件设计 5
3.1 控制处理器模块 5
3.2 RFID读卡器模块 6
3.3 可触控显示屏模块 7
3.4 以太网通信模块 9
3.5 其他模块简介 10
4 系统软件设计 10
4.1 语言选择 10
4.2 主程序设计 11
4.3 显示器驱动设计 12
4.3.1 液晶屏显示函数 13
4.4 初始化程序设计 14
4.4.1 system_init()函数 14
4.4.2 load_ui()函数 15
4.4.3 get_keynum(u16 x,u16 y) 函数 16
4.5 网络通信程序设计 17
4.5.1 LWIP简介 17
4.5.2 UDP通信程序设计 18
4.6 RFID卡号读取程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
22
4.7 密码开门模块 23
4.7.1 密码比对部分 24
4.8 可视对讲模块 25
5 系统调试 27
5.1 模块调试 27
5.1.1 显示屏调试 27
5.1.2 触摸屏测试 28
5.1.3 RFID测试 29
5.1.4 以太网模块测试 30
5.1.5 存储模块设置 32
5.2 整体调试 34
结 论 42
致 谢 43
参 考 文 献 44
附录A：原理图 45
附录B：程序主要代码 47
附录C：查重报告 52
引言
研究背景及意义
时代在发展，尤其是科学技术的一次次跨越，让人们对自己的生活品质产生了更加乐观的憧憬，住宅的相关问题就是其中之一。从居住舒适度到配套的相应设施以及小区的安全指数都成为人们购房时的考虑因素。因此，提升小区门禁系统的安全系数以及智能化程度是住户们的一致心愿。
在当今计算机技术高速发展的时代，人们的生活变得越来越智能，传统的机械锁作为简单门禁系统的时代也已经一去不复返。纵观现在的小区门禁系统，基本都采用非接触式IC卡作为小区门禁卡，稍微高端一点的则采用指纹识别来验证用户的身份，密码作为一种辅助方式来提升小区的安全性。再通过以太网技术以及可视化对讲系统来实现门禁系统的实时性和通用性。一个足够智能的门禁系统不仅能给住户带来较好的居住体验，还能帮助物业更轻松的管理小区，通过对小区住户的身份识别还可以有效的限制外来人员的出入，以提高小区的安全性[12]。
通过对现今门禁系统的市场调查，小组成员主要研究了小区单元门可视化智能门禁系统的硬件设计以及软件设计。其中本课题涉及到门禁系统中重要的组成部分——单元门主机。该单元门主机通过以太网技术，采用UDP协议与用户终端机和物业管理进行通信。单元门主机上的摄像头可以将来访者的实时动态通过以太网传送到用户终端的液晶显示器上，并且到访者可以通过主机上的喇叭与客户端进行通信，用户终端则可以通过自己的终端实现对主机的开门控制。当然用户终端也可以设置属于自己的密码作为自己的唯一身份识别。用户可以通过非接触式IC卡或密码来打开单元门，该IC卡由物业管理注册、挂失、解冻或者注销，当IC卡处于挂失或注销状态时，则不可以开启单元门。管理者可以通过单元门主机设置整栋楼的一些基本信息，修改自己的IP地址等操作。
国内外发展趋势及研究概况
国外门禁系统历经十几年的发展，技术已经相当成熟。很多我们熟知的大牌如西屋（WSE）、科松、DDS等品牌都来自国外，这些品牌商的门禁系统不管从产品可靠性、功能全面性，还是安全性来说都是无可厚非的，这也是造成这些门禁系统价格不菲的重要原因。当前国外的门禁系统研究方向主要分为指纹和感应两种，此类技术不断发展，在指纹识别的基础之上很多公司甚至开始研究面容识别和红膜识别。
国内门禁系统虽然发展不如国外，但也紧跟国外的步伐，占据着中低端市场。在国内的众多公司中比较出名的就有道尔智控、捷顺、科密、中控、披克、达实智能等。我国开始重视门禁系统的研发的时间相对于欧美发达国家而言稍晚些年，而且沿用的技术都很少有创新[3]。当下从控制端来看，将国内门禁系统普遍运用的技术归类，则有输入密码的方式，射频卡识别的方式和指纹识别方式三大类，其中主要采用以射频识别技术为主的一卡通模式。按照一贯的薄利多销的作风，国内的主打优势是成本低，但在安全性和可靠性上就要稍微差一些。即便如此，我国门禁系统所能达到的标准并没有人们想象的低，其完全适用于对安全和控制要求不高的大多数场所。当然，我国门禁系统各方面都在进步，相信不久的将来就能在高端市场看到中国的门禁系统品牌。
从总体趋势来说，目前感应式和生物识别是门禁系统的主流研究方向。其中感应式又以非接触式为主，生物识别最为广泛的则为指纹识别。但就门禁系统市场而言，现在的主流技术仍然是射频识别技术，视频通信等技术，并配有一系列的报警系统。一个功能完备的门禁系统至少应该包括门禁控制器、身份识别器、“钥匙”等。未来门禁系统主要会朝着面容识别和虹膜识别以及DNA识别等方向发展[46]，这无疑使用户在安全上得到进一步保障，相信这些技术在不久的将来就会像现在的射频识别技术一样广泛。
关键技术
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外发展趋势及研究概况 1
1.3 关键技术 2
2 系统总设计方案 3
2.1 研究或解决的问题 3
2.2 系统设计原则 3
2.3 系统总构架与基本原理 4
3 系统硬件设计 5
3.1 控制处理器模块 5
3.2 RFID读卡器模块 6
3.3 可触控显示屏模块 7
3.4 以太网通信模块 9
3.5 其他模块简介 10
4 系统软件设计 10
4.1 语言选择 10
4.2 主程序设计 11
4.3 显示器驱动设计 12
4.3.1 液晶屏显示函数 13
4.4 初始化程序设计 14
4.4.1 system_init()函数 14
4.4.2 load_ui()函数 15
4.4.3 get_keynum(u16 x,u16 y) 函数 16
4.5 网络通信程序设计 17
4.5.1 LWIP简介 17
4.5.2 UDP通信程序设计 18
4.6 RFID卡号读取程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
22
4.7 密码开门模块 23
4.7.1 密码比对部分 24
4.8 可视对讲模块 25
5 系统调试 27
5.1 模块调试 27
5.1.1 显示屏调试 27
5.1.2 触摸屏测试 28
5.1.3 RFID测试 29
5.1.4 以太网模块测试 30
5.1.5 存储模块设置 32
5.2 整体调试 34
结 论 42
致 谢 43
参 考 文 献 44
附录A：原理图 45
附录B：程序主要代码 47
附录C：查重报告 52
引言
研究背景及意义
时代在发展，尤其是科学技术的一次次跨越，让人们对自己的生活品质产生了更加乐观的憧憬，住宅的相关问题就是其中之一。从居住舒适度到配套的相应设施以及小区的安全指数都成为人们购房时的考虑因素。因此，提升小区门禁系统的安全系数以及智能化程度是住户们的一致心愿。
在当今计算机技术高速发展的时代，人们的生活变得越来越智能，传统的机械锁作为简单门禁系统的时代也已经一去不复返。纵观现在的小区门禁系统，基本都采用非接触式IC卡作为小区门禁卡，稍微高端一点的则采用指纹识别来验证用户的身份，密码作为一种辅助方式来提升小区的安全性。再通过以太网技术以及可视化对讲系统来实现门禁系统的实时性和通用性。一个足够智能的门禁系统不仅能给住户带来较好的居住体验，还能帮助物业更轻松的管理小区，通过对小区住户的身份识别还可以有效的限制外来人员的出入，以提高小区的安全性[12]。
通过对现今门禁系统的市场调查，小组成员主要研究了小区单元门可视化智能门禁系统的硬件设计以及软件设计。其中本课题涉及到门禁系统中重要的组成部分——单元门主机。该单元门主机通过以太网技术，采用UDP协议与用户终端机和物业管理进行通信。单元门主机上的摄像头可以将来访者的实时动态通过以太网传送到用户终端的液晶显示器上，并且到访者可以通过主机上的喇叭与客户端进行通信，用户终端则可以通过自己的终端实现对主机的开门控制。当然用户终端也可以设置属于自己的密码作为自己的唯一身份识别。用户可以通过非接触式IC卡或密码来打开单元门，该IC卡由物业管理注册、挂失、解冻或者注销，当IC卡处于挂失或注销状态时，则不可以开启单元门。管理者可以通过单元门主机设置整栋楼的一些基本信息，修改自己的IP地址等操作。
国内外发展趋势及研究概况
国外门禁系统历经十几年的发展，技术已经相当成熟。很多我们熟知的大牌如西屋（WSE）、科松、DDS等品牌都来自国外，这些品牌商的门禁系统不管从产品可靠性、功能全面性，还是安全性来说都是无可厚非的，这也是造成这些门禁系统价格不菲的重要原因。当前国外的门禁系统研究方向主要分为指纹和感应两种，此类技术不断发展，在指纹识别的基础之上很多公司甚至开始研究面容识别和红膜识别。
国内门禁系统虽然发展不如国外，但也紧跟国外的步伐，占据着中低端市场。在国内的众多公司中比较出名的就有道尔智控、捷顺、科密、中控、披克、达实智能等。我国开始重视门禁系统的研发的时间相对于欧美发达国家而言稍晚些年，而且沿用的技术都很少有创新[3]。当下从控制端来看，将国内门禁系统普遍运用的技术归类，则有输入密码的方式，射频卡识别的方式和指纹识别方式三大类，其中主要采用以射频识别技术为主的一卡通模式。按照一贯的薄利多销的作风，国内的主打优势是成本低，但在安全性和可靠性上就要稍微差一些。即便如此，我国门禁系统所能达到的标准并没有人们想象的低，其完全适用于对安全和控制要求不高的大多数场所。当然，我国门禁系统各方面都在进步，相信不久的将来就能在高端市场看到中国的门禁系统品牌。
从总体趋势来说，目前感应式和生物识别是门禁系统的主流研究方向。其中感应式又以非接触式为主，生物识别最为广泛的则为指纹识别。但就门禁系统市场而言，现在的主流技术仍然是射频识别技术，视频通信等技术，并配有一系列的报警系统。一个功能完备的门禁系统至少应该包括门禁控制器、身份识别器、“钥匙”等。未来门禁系统主要会朝着面容识别和虹膜识别以及DNA识别等方向发展[46]，这无疑使用户在安全上得到进一步保障，相信这些技术在不久的将来就会像现在的射频识别技术一样广泛。
关键技术
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