app的智能锁设计与实现【字数：15822】
摘 要单片机是一种集成在电路芯片上的微型处理器，世界上第一个单片机是由Intel设计的8004单片机，从一开始的8004到现在的51单片机、ARM单片机、STM32单片机，单片机的种类增加的同时制造厂商也由Intel的一家独大变成百家争鸣。单片机的功能变得日益强大，广泛应用在仪器仪表、家用电器、穿戴设备，监控设置控制等领域。本文重点研究了单片机与移动设备互联在智能锁行业的应用。近年来，互联网的发展，移动设备渐渐普及，智能手机已经开创了一个新时代，带给了人们一个新的生活方式、新的工作方式。以移动设备为中心，通过手机APP实现对电磁锁的控制，采用加密算法对数据进行保护。此外，我们还设计了闭锁状态与开锁状态的两种模式，处于开锁状态有着更高的密码操作权限，用户可以根据自身需求进行修改密码、删除密码以及添加密码。因此，我们的智能锁系统有着很高的安全性和灵活性。通过长期实验测试证明，我们的智能锁在实际使用中可以长期稳定、高效的运作，这样的一套智能锁系统在实际使用中有着广泛的应用前景。
目录
1.绪论 1
1.1 智能锁研究背景与意义 1
1.2 智能锁国内外发展现状 2
1.3 课题研究内容 3
1.4 论文结构 4
2.相关工作 5
2.1系统硬件的介绍 5
2.1.1 STM32F103开发板 5
2.1.2 ESP8266WIFI芯片 8
2.1.3 DC121电磁锁 10
2.2 GPIO的位带操作介绍 11
2.2.1 什么是位带 11
2.2.2 位带区 11
2.2.3 位带区和位带别名区地址转换 12
2.3 WIFI技术 12
2.4 ANDROID简介 14
2.5 TCP/IP与SOCKET通信技术 14
3.系统设计与实现 17
3.1 系统方案设计 17
3.1.1 开发环境 17
3.1.2 系统框架结构 17
3.1.3 系统模块设计 17
3.1.4 系统工作流程 18
3.2 系统功能介绍 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 3.2.1 智能锁APP 19
3.2.2 单片机嵌入式系统 20
3.3 系统实现 20
3.3.1 通信模块实现 20
3.3.2 手机APP实现 24
3.3.3 单片机嵌入式系统实现 30
3.4 本章小结 34
4.系统性能 35
4.1 测试方案 35
4.2 系统的硬件连接及测试 35
4.3 系统功能测试 36
4.3.1 WiFi通信功能测试 36
4.3.2 软件程序调试 38
4.3.3 按键设置功能测试 38
4.3.4 开锁功能测试 40
4.4 本章小结 41
5.总结与展望 42
5.1 论文总结 42
5.2 未来展望 42
6.系统开发的影响 43
6.1 社会人文的影响 43
6.2 自然环境的影响 43
6.3 科学技术的影响 43
参考文献 44
致谢 45
1.绪论
1.1 智能锁研究背景与意义
自1978年12月，邓小平在十一届三中全会上提出了对内改革，对外开放的政策，中国的经济迅速发展。科技、医学、农业、通信等多个行业也得到了迅猛发展，社会智能化进程明显加快，传统锁具行业也迎来了新的挑战和机遇。
锁具的历史意义一直在随着时代变化而演变，最初，锁的诞生是为了保护人的私有财产，所以锁具也是私有制下产物代表之一。到了商周时期，出现了监管犯人的枷锁。隋唐时期，刑锁诞生，锁成为法规和权威的代表 。随着社会文明的发展，同心锁、长生锁等一些寓意美好愿望的锁出现。锁的自身价值也随着社会文明的进步和科学技术的发展不断的提高和增强。
20世纪70年代，随着微电子技术的发展，微处理器已经可以应用在锁具行业，基于电子锁，人类研制出了电子卡片锁、指纹锁、虹膜锁等一系列的智能锁。智能锁的出现是锁具行业的重大突破，有着里程碑式的意义。
2018年10月10日，由中国五金制品协会组织召开的第三次中国五金制品协会团体标准发布会，在上海国际会展中心隆重举行。各起草单位代表、知名品牌企业负责人、行业商协会代表以及来自全国各地的新闻媒体近百人齐聚一堂，共同见证了6项团体标准的出台，顶固公司当选《电子智能门锁》团体标准的参与起草单位，助力智能锁具行业健康发展。
2007年11月5日，谷歌正式向全世界公布Android[1]系统，并开放Android系统源代码。2016年人工智能AI技术开始发展，AI的快速发展得益于Google的Alpha Go项目，并且在2016年8月6日发布了AI版的Android系统。2018年7月22日，Google公司发布了Android P系统，这是有史以来最大的版本改动，此版本极大地提高了Android系统的流畅度与稳定度。
得益于Android系统的开放性和兼容性以及移动设备的普及，基于Android平台的智能锁渐入眼帘，在电子智能锁具基础上将数据进行二次传输、二次处理，融入到物联网的大家庭中来，锁的安全性进一步提高，操作更加方便。智能锁以成为物联网新时代不可或缺的一份子。
1.2 智能锁国内外发展现状
欧美地区的智能锁在民用市场的占有率有百分之五十，日韩电子智能锁在民用市场的份额高于欧美达到了百分之七十以上，特别是韩国，单是住房在锁具市场的占有率一度高达百分之九十左右。不仅如此，韩国的民用市场有超过一半的用户是更换自己原先的老旧电子锁，可见其智能锁的发展是相当成熟。
国内的电子智能锁起步相对来说较晚。锁具市场营销中心负责人说“中国大约有6亿扇门，一只锁的寿命约为十年，每年需要更换超过五千万只锁，这比已在股票市场竞争的流动电话行业更有希望。”根据市场调查，2005到2010年，国内智能锁的出货量大概在7到8万件，其中高端用户占比百分之九十，中低端用户仅百分之十。用户在智能锁的品牌上更青睐于国外，韩国的品牌最受欢迎。2012年后越来越多的企业投入到智能锁的研究热潮中，相继推出自己的智能锁产品。自2010年后随着市场需求的急剧上升，国内智能锁市场渐渐成熟。在2014年锁具行业的销售额达到了700亿元，但是智能锁具只占8%，还处于初步发展阶段，等待我们的是更多的挑战和机遇。图11显示了2017年各国门锁普及率。
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目录
1.绪论 1
1.1 智能锁研究背景与意义 1
1.2 智能锁国内外发展现状 2
1.3 课题研究内容 3
1.4 论文结构 4
2.相关工作 5
2.1系统硬件的介绍 5
2.1.1 STM32F103开发板 5
2.1.2 ESP8266WIFI芯片 8
2.1.3 DC121电磁锁 10
2.2 GPIO的位带操作介绍 11
2.2.1 什么是位带 11
2.2.2 位带区 11
2.2.3 位带区和位带别名区地址转换 12
2.3 WIFI技术 12
2.4 ANDROID简介 14
2.5 TCP/IP与SOCKET通信技术 14
3.系统设计与实现 17
3.1 系统方案设计 17
3.1.1 开发环境 17
3.1.2 系统框架结构 17
3.1.3 系统模块设计 17
3.1.4 系统工作流程 18
3.2 系统功能介绍 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 3.2.1 智能锁APP 19
3.2.2 单片机嵌入式系统 20
3.3 系统实现 20
3.3.1 通信模块实现 20
3.3.2 手机APP实现 24
3.3.3 单片机嵌入式系统实现 30
3.4 本章小结 34
4.系统性能 35
4.1 测试方案 35
4.2 系统的硬件连接及测试 35
4.3 系统功能测试 36
4.3.1 WiFi通信功能测试 36
4.3.2 软件程序调试 38
4.3.3 按键设置功能测试 38
4.3.4 开锁功能测试 40
4.4 本章小结 41
5.总结与展望 42
5.1 论文总结 42
5.2 未来展望 42
6.系统开发的影响 43
6.1 社会人文的影响 43
6.2 自然环境的影响 43
6.3 科学技术的影响 43
参考文献 44
致谢 45
1.绪论
1.1 智能锁研究背景与意义
自1978年12月，邓小平在十一届三中全会上提出了对内改革，对外开放的政策，中国的经济迅速发展。科技、医学、农业、通信等多个行业也得到了迅猛发展，社会智能化进程明显加快，传统锁具行业也迎来了新的挑战和机遇。
锁具的历史意义一直在随着时代变化而演变，最初，锁的诞生是为了保护人的私有财产，所以锁具也是私有制下产物代表之一。到了商周时期，出现了监管犯人的枷锁。隋唐时期，刑锁诞生，锁成为法规和权威的代表 。随着社会文明的发展，同心锁、长生锁等一些寓意美好愿望的锁出现。锁的自身价值也随着社会文明的进步和科学技术的发展不断的提高和增强。
20世纪70年代，随着微电子技术的发展，微处理器已经可以应用在锁具行业，基于电子锁，人类研制出了电子卡片锁、指纹锁、虹膜锁等一系列的智能锁。智能锁的出现是锁具行业的重大突破，有着里程碑式的意义。
2018年10月10日，由中国五金制品协会组织召开的第三次中国五金制品协会团体标准发布会，在上海国际会展中心隆重举行。各起草单位代表、知名品牌企业负责人、行业商协会代表以及来自全国各地的新闻媒体近百人齐聚一堂，共同见证了6项团体标准的出台，顶固公司当选《电子智能门锁》团体标准的参与起草单位，助力智能锁具行业健康发展。
2007年11月5日，谷歌正式向全世界公布Android[1]系统，并开放Android系统源代码。2016年人工智能AI技术开始发展，AI的快速发展得益于Google的Alpha Go项目，并且在2016年8月6日发布了AI版的Android系统。2018年7月22日，Google公司发布了Android P系统，这是有史以来最大的版本改动，此版本极大地提高了Android系统的流畅度与稳定度。
得益于Android系统的开放性和兼容性以及移动设备的普及，基于Android平台的智能锁渐入眼帘，在电子智能锁具基础上将数据进行二次传输、二次处理，融入到物联网的大家庭中来，锁的安全性进一步提高，操作更加方便。智能锁以成为物联网新时代不可或缺的一份子。
1.2 智能锁国内外发展现状
欧美地区的智能锁在民用市场的占有率有百分之五十，日韩电子智能锁在民用市场的份额高于欧美达到了百分之七十以上，特别是韩国，单是住房在锁具市场的占有率一度高达百分之九十左右。不仅如此，韩国的民用市场有超过一半的用户是更换自己原先的老旧电子锁，可见其智能锁的发展是相当成熟。
国内的电子智能锁起步相对来说较晚。锁具市场营销中心负责人说“中国大约有6亿扇门，一只锁的寿命约为十年，每年需要更换超过五千万只锁，这比已在股票市场竞争的流动电话行业更有希望。”根据市场调查，2005到2010年，国内智能锁的出货量大概在7到8万件，其中高端用户占比百分之九十，中低端用户仅百分之十。用户在智能锁的品牌上更青睐于国外，韩国的品牌最受欢迎。2012年后越来越多的企业投入到智能锁的研究热潮中，相继推出自己的智能锁产品。自2010年后随着市场需求的急剧上升，国内智能锁市场渐渐成熟。在2014年锁具行业的销售额达到了700亿元，但是智能锁具只占8%，还处于初步发展阶段，等待我们的是更多的挑战和机遇。图11显示了2017年各国门锁普及率。
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