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智能云锁控制器设计文献综述

 2020-04-14 16:31:00  

1.目的及意义

智能锁(Intelligent Lock)是指区别于传统机械锁,在用户识别、安全性、管理性、互动性等方面更加智能化的锁具。相对于传统锁具行业来讲,智能锁是一个新生的产业,如果我们把最开始的密码锁,包括刷卡锁算上的话,智能锁的历史也就40年左右。而早期的智能门锁,主要是开锁方式上实现智能,比如指纹密码锁、纯密码锁、刷卡锁等等,随后随着网络连接技术手段及科技的发展,又出现了联网型智能门锁、人脸识别锁等等。当然,大多数智能门锁都不只拥有一种解锁方式。目前,市场上比较常见的为密码 生物识别(人脸识别、指纹识别等)的智能门锁;连接方式上,通过蓝牙、互联网等多种方式进行联网的产品也并不在少数。通过联网,不仅可以实现远程监控门锁状态,也能实现远程解锁等功能。

国内关于智能锁的研究起步比较晚,中国第一把民用智能锁直到2001年才诞生,整个智能锁行业落后了国外市场整整二十年左右。而且由于受限于当时人民的购买能力,智能锁的发展并不是很迅速。但随着近年来中国经济的飞速发展,当年的吴下阿蒙已经脱胎换骨。人们消费能力得到显著提升,从而激发了国内智能锁市场的发展。智能门锁市场目前正是一片蓝海,潜在市场巨大。进入2018年以后,仅上半年的产销量就已高达830万套,完成了2017年全年的产销量,到2018年11月份全行业的产销量已经高达1200万套,2018年全年的产销量将在1400万套,增长率保持在70%,全行业产值突破百亿已成定局。除了市场逐渐向好之外,智能锁行业的参与者也在不断的增加,比如千亿级的飞利浦、美的、百度、360、小米、中兴等,再如百亿级的海康威视、大华、创维等都纷纷抢滩智能锁市场。

现今韩国智能锁的普及率达到80%、日本是70%、欧美国家的普及率也达到了50%,但韩国、日本的智能锁大多还处于旧电子锁的阶段,以密码和IC/ID卡感应开锁为主,不能与互联网连接互动,实际开锁运用场景受到限制。欧美国当下有极小部分智能锁能与互联网连接互动,大多数还是以密码和蓝牙感应为主。所以我国智能锁市场虽然打开的晚,但是仅用十几年便完成了对国外的超越。


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2. 研究的基本内容与方案

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研究目标为设计智能电子锁的控制器,设计其电路结构框图及各部分的硬件实现方法,设计必要的处理器代码和手机APP。

按照研究目标所要实现的功能来看,需要完成智能锁硬件设计与软件APP设计。硬件设计拟采用单片机可选51系列,STM32F101R6、STM32F101C8、STM32F101R8、STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB以上之一。设计包括单片机电路,时钟晶振电路,复位电路(上电自复位,手动复位),三极管控制继电器(控制电磁锁开关),ESP8266串口wifi通信电路,总电源供电电路,电脑云端设计等。如图1所示:

系统采用stm32或者51单片机作为主控芯片,通过配置ESP8266串口,WIFI模块,使得WIFI模块通过串口匹配与单片机串口实现收发互通,当手机控制终端APP下发操作指令时,WIFI模块经过处理将操作转发给单片机。

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