stm32单片机的无线指纹密码锁系统设计【字数：12383】
摘 要目前智能锁发展已经到达了井喷阶段，各式各样的智能锁不断推出，让人眼花缭乱的同时也难以分清质量的好坏。本设计重点研究基于STM32的无线指纹密码锁，通过将无线局域网解锁，指纹解锁，数字密码解锁三种方式结合起来，极大的提高了解锁效率。其中，WI-FI模块中加入了一个独立的电源，以防智能锁在电池缺点的情况下发生不能开锁的情况。本设计报告将从系统硬件设计和系统软件两方面着手，重点阐述了系统软件的设计开发过程。系统硬件以及软件都将包括四个模块的开发过程LCD液晶显示屏模块，数字密码开锁模块，WI-FI开锁模块，指纹开锁模块并分析了报警模块的硬件搭建工作。其中重点阐述了前四个模块的开发过程。
Key Words: WIFI control; Key control; Fingerprint identification; STM32 目 录
1. 绪论 1
1.1 开发背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本文的主要研究内容和章节安排 2
2. 系统主要功能阐述 2
2.1 系统设计的总体功能 3
2.2 系统设计的开发工具 3
3. 系统硬件的设计与实现 4
3.1 系统硬件模块设计 4
3.1.1 指纹模块的设计与实现 4
3.1.2通讯协议 6
3.1.3 模块指令格式 7
3.2 LCD液晶显示屏的设计与实现 8
3.3 按键控制模块 8
3.4 报警模块设计与实现 9
3.5 WIFI传输控制模块 10
4. 系统软件的设计与实现 12
4.1 12864LCD液晶屏显示 12
4.2 密码键盘输入程序设计 15
4.3 WIFI模块与安卓APP 19
4.4 指纹检测 23
5. 系统设计结果测试 25
5.1 系统总体框架 25
5.2 键盘密码录入模式 26
5.3 指纹录入模式 26
5.4 手机APP控制解锁 27
5.5 功能设置按钮 29< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 5.6 结果分析 30
6. 系统开发总结与展望 31
参考文献 33
致谢 35
1. 绪论
1.1 开发背景和意义
伴随着科技的发展，人们的安全意识也随之提高。各种各样种类繁多的密码验证方式也随之出现。其中包括你知道，你拥有的，你固有的，你知道谁。你知道的就是例如身份证号码等在人生学习过程中了解到的独一无二的特定编号，但是它使用的话并不一定是本人，任何人只要知道了编号或者密码都可以使用其功能。你拥有的就是在生活学习中得到的各种各样的物品。通过对这些物件的特征进行加密等操作，也可以形成可以代表自己身份的唯一标识。你固有的。顾名思义就是我们天生所拥有的，这些的要求都是自己身上独一无二的。例如指纹，视网膜等等。你知道谁就类似于现在经常使用的安全问题，通过一个人独特的记忆过程，我们可以设置不同的问题组合来对一个人的身份进行验证。
在上面描述的几种身份验证方式中。第一种和第二种是我们经常使用到的也是在生活中使用最为广泛的。这两种验证方式在用户中也是最为容易接受的。但是随着目前科技的发展，第三种身份验证方式也让越来越多的人感受到了便利，例如手机的指纹解锁，面部识别等等操作。这种验证方式不光光是解锁速度比较快，而且人体上的固有特征是比较难破译的，所以其安全系数更高，这也是这种身份验证方式发展日益庞大的主要原因。第四种身份验证方式的使用场所一般附加在其他验证方式之中，和其他身份验证方式结合起来使得安全性大大提高。
从上面可以看出每种身份验证方式都有其可取之处，但也有其糟粕之处。所以我们在设计产品选用身份验证方式时要进行市场调查，根据用户的生活习惯，个人喜好来进行选择。最主要的还是将生活和产品相结合才能设计出更好的产品。
现在的密码锁安全性设计相对片面而且在功能上相对简单，因此研究和开发基于STM32单片机的无线指纹密码锁可以更好的学习现在社会上的主流技术，并对智能家居方向有更好的探索与了解。同时，在开发和研究的过程中，也可以更好的将学习到的知道与生活实际相结合。
1.2 国内外研究现状
时至今日，我国涌现了一大批的互联网企业，其中以阿里巴巴，京东，华为，小米等最为突出。发展智能家居的企业也如雨后春笋般涌现出来，其生产的各类智能锁也是种类繁多，主要可以分为三大类：指纹锁，电子密码锁，感应所。指纹锁是目前在最新技术上设计出来的产品，因为指纹解锁的高效性以及它所带来的生活上的便利性，深得广大用户的喜爱。但是因为其价格往往较为高昂，操作比较复杂使得许多用户望而却步。电子密码锁是目前市场上最为广泛的智能锁，也是发展历史最为悠久的一种。它同样具有安全便捷的特性，通常我们是使用6位密码来解锁，6位的密码使得锁的安全性也大大提高。但是由于电子密码锁需要长时间的使用，在长年累月的使用过程中，难免会产生大量磨损痕迹，这往往给密码的破译带来了便利。感应锁常常用于人员变换较快的场所，例如酒店，办公室等等。现在我们通常使用的感应式锁往往都是以IC卡为开锁方式，由于IC可以被加密，加密之后很难被复制破译，所以它的安全系数也很高。但是由于外出又需要携带一张卡片，如果卡片丢失或者被盗窃，往往又要造成麻烦，所以在便捷性的程度上大大降低。
1.3 本文的主要研究内容和章节安排
本文主要以STM32为平台，对指纹录入识别模块、键盘输入模块、LCD液晶显示屏模块、WIFI模块和报警等几个主要的功能模块进行功能设计，实现控制继电器的上电以及蜂鸣器的报警功能。本文主要的研究内容和设计主要包括六章：
第一章为绪论，主要阐述本毕业设计的开发背景和意义，以及该设计目前的发展状况。
第二章是系统主要功能阐述，主要描述开发的功能以及开发思路，并根据功能需求选择分析各类传感器和电子器件。
第三章是系统硬件的设计和实现，主要描述硬件开发的过程和实现的方法。
第四章是系统软件的设计和实现，主要描述软件开发的过程和实现的方法。
第五章是系统实现结果测试，主要介绍实现的功能以及结果。
Key Words: WIFI control; Key control; Fingerprint identification; STM32 目 录
1. 绪论 1
1.1 开发背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本文的主要研究内容和章节安排 2
2. 系统主要功能阐述 2
2.1 系统设计的总体功能 3
2.2 系统设计的开发工具 3
3. 系统硬件的设计与实现 4
3.1 系统硬件模块设计 4
3.1.1 指纹模块的设计与实现 4
3.1.2通讯协议 6
3.1.3 模块指令格式 7
3.2 LCD液晶显示屏的设计与实现 8
3.3 按键控制模块 8
3.4 报警模块设计与实现 9
3.5 WIFI传输控制模块 10
4. 系统软件的设计与实现 12
4.1 12864LCD液晶屏显示 12
4.2 密码键盘输入程序设计 15
4.3 WIFI模块与安卓APP 19
4.4 指纹检测 23
5. 系统设计结果测试 25
5.1 系统总体框架 25
5.2 键盘密码录入模式 26
5.3 指纹录入模式 26
5.4 手机APP控制解锁 27
5.5 功能设置按钮 29< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 5.6 结果分析 30
6. 系统开发总结与展望 31
参考文献 33
致谢 35
1. 绪论
1.1 开发背景和意义
伴随着科技的发展，人们的安全意识也随之提高。各种各样种类繁多的密码验证方式也随之出现。其中包括你知道，你拥有的，你固有的，你知道谁。你知道的就是例如身份证号码等在人生学习过程中了解到的独一无二的特定编号，但是它使用的话并不一定是本人，任何人只要知道了编号或者密码都可以使用其功能。你拥有的就是在生活学习中得到的各种各样的物品。通过对这些物件的特征进行加密等操作，也可以形成可以代表自己身份的唯一标识。你固有的。顾名思义就是我们天生所拥有的，这些的要求都是自己身上独一无二的。例如指纹，视网膜等等。你知道谁就类似于现在经常使用的安全问题，通过一个人独特的记忆过程，我们可以设置不同的问题组合来对一个人的身份进行验证。
在上面描述的几种身份验证方式中。第一种和第二种是我们经常使用到的也是在生活中使用最为广泛的。这两种验证方式在用户中也是最为容易接受的。但是随着目前科技的发展，第三种身份验证方式也让越来越多的人感受到了便利，例如手机的指纹解锁，面部识别等等操作。这种验证方式不光光是解锁速度比较快，而且人体上的固有特征是比较难破译的，所以其安全系数更高，这也是这种身份验证方式发展日益庞大的主要原因。第四种身份验证方式的使用场所一般附加在其他验证方式之中，和其他身份验证方式结合起来使得安全性大大提高。
从上面可以看出每种身份验证方式都有其可取之处，但也有其糟粕之处。所以我们在设计产品选用身份验证方式时要进行市场调查，根据用户的生活习惯，个人喜好来进行选择。最主要的还是将生活和产品相结合才能设计出更好的产品。
现在的密码锁安全性设计相对片面而且在功能上相对简单，因此研究和开发基于STM32单片机的无线指纹密码锁可以更好的学习现在社会上的主流技术，并对智能家居方向有更好的探索与了解。同时，在开发和研究的过程中，也可以更好的将学习到的知道与生活实际相结合。
1.2 国内外研究现状
时至今日，我国涌现了一大批的互联网企业，其中以阿里巴巴，京东，华为，小米等最为突出。发展智能家居的企业也如雨后春笋般涌现出来，其生产的各类智能锁也是种类繁多，主要可以分为三大类：指纹锁，电子密码锁，感应所。指纹锁是目前在最新技术上设计出来的产品，因为指纹解锁的高效性以及它所带来的生活上的便利性，深得广大用户的喜爱。但是因为其价格往往较为高昂，操作比较复杂使得许多用户望而却步。电子密码锁是目前市场上最为广泛的智能锁，也是发展历史最为悠久的一种。它同样具有安全便捷的特性，通常我们是使用6位密码来解锁，6位的密码使得锁的安全性也大大提高。但是由于电子密码锁需要长时间的使用，在长年累月的使用过程中，难免会产生大量磨损痕迹，这往往给密码的破译带来了便利。感应锁常常用于人员变换较快的场所，例如酒店，办公室等等。现在我们通常使用的感应式锁往往都是以IC卡为开锁方式，由于IC可以被加密，加密之后很难被复制破译，所以它的安全系数也很高。但是由于外出又需要携带一张卡片，如果卡片丢失或者被盗窃，往往又要造成麻烦，所以在便捷性的程度上大大降低。
1.3 本文的主要研究内容和章节安排
本文主要以STM32为平台，对指纹录入识别模块、键盘输入模块、LCD液晶显示屏模块、WIFI模块和报警等几个主要的功能模块进行功能设计，实现控制继电器的上电以及蜂鸣器的报警功能。本文主要的研究内容和设计主要包括六章：
第一章为绪论，主要阐述本毕业设计的开发背景和意义，以及该设计目前的发展状况。
第二章是系统主要功能阐述，主要描述开发的功能以及开发思路，并根据功能需求选择分析各类传感器和电子器件。
第三章是系统硬件的设计和实现，主要描述硬件开发的过程和实现的方法。
第四章是系统软件的设计和实现，主要描述软件开发的过程和实现的方法。
第五章是系统实现结果测试，主要介绍实现的功能以及结果。
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