单户型智能楼宇门禁系统设计与应用

王胜超 韩宗伟 宋玉生 张肖辉 李利敏 李勋

摘 要：本文设计了一个以STM32为中心的测量与控制系统，且利用两个STM32单片机构成双MCU控制的门禁系统。该系统能够实现保存开门者基本信息和图像、系统异常时报警的功能，且具有基于生物识别技术、射频卡技术、红外线感应技术的多种开锁方式。通过实际系统模型测试与分析，该系统可稳定工作，成本较低，有良好的的安全性和较高的市场应用价值。

关键词：门禁系统;双MCU;存储功能;生物识别技术;感应技术;异常报警

在注重安全和隐私的时代，智能门禁系统作为一种新型现代化安全管理系统，利用自动识别和现代安全管理技术，保护用户的财产安全和隐私。现在每个建筑物重要的通道口都需要设置门禁系统，因此开发出功能齐全，低成本的智能门禁系统有极大的意义。

1 设计内容及功能

（1）红外和按键开锁。利用手机自带的红外遥控器，以及专用红外遥控器，通过红外接受模块与主控实现无线通信，实现远距离控制的开门的动作。按键电路与主机连接，当按键按下时，控制器检测到电平变化，进而驱动开锁装置，实现开锁。（2）指纹识别开锁。利用半导体指纹传感器，结合指纹算法，对指纹进行录取图像处理，特征值提取，指纹比对，比对成功后，驱动开锁装置，进行快速开锁。（3）射频卡开锁。利用非接触式的自动识别的射频卡，它利用射频信号及其空间耦合的传输特性，实现开门用户身份进行的自动识别，并快速开锁。（4）开门拍照。在开锁的瞬间，通过对摄像头采集的视频的其中几帧重要图像进行采集，压缩并保存并储存在SD卡内，实现本地储存，既满足对重要图像存储，又解决了对大量视频图像存储造成内存不足的问题。（5）系统异常报警。当输入密码或者指纹错误次数达到三次以及门被强制打开等异常状态，报警模块会被触发，控制声光报警器工作，实现报警的功能。

2 特点及创新之处

（1）生物识别方式。根据人物生物特征的不同而识别身份的门禁系统。常见的有：指纹门禁系统（每个人的指纹都有差别），虹膜门禁系统（每个人的视网膜都有差别），人像识别门禁系统（每个人的面部特征不一样）等。本设计使用指纹识别技术，极大的提高了系统的安全。（2）红外控制系统功能。本门禁系统充分地利用了手机的红外线功能，可以通过手机自带的红外线发射模块向装置发射红外线，装置接收并识别后即可通过。该特点可以让用户通过手机方便的控制门的开通。（3）报警功能。门禁系统的报警功能主要是在有人非法闯入受控区域或者输错密码三次的情况下触发，本设计的报警功能主要通过声光报警器实现，极大的提高了受控区域的安全。（4）独特的双MCU控制系统。本设计系统采用独特的双MCU控制整个门禁系统，两个MCU单独供电，能够互相进行信息传输。与一般的门禁系统不同的是当本系统的室外MCU被破坏时，室内的MCU仍然控制着开门信号，同时触发报警信号并控制报警设备进行报警，能有效的确保用户室内的安全。安装在室内的MCU1主要实现的功能是显示当前的信息，控制开门信号;存储和更改用户的指纹信息;判断指纹，密码是否匹配;当密码和指纹输错三次时，发出警报。MCU1的工作流程图如图1所示。

而MCU2主要负责检测红外信号，和判断MCU1是否发出报警信号，如果发出报警信号则触发报警装置进行报警和拍照三次;若是MCU1没发出报警信号且开门信号为高电平，则触发开门装置进行开门动作。MCU2的工作流程图如图2所示。

3 结论

该系统能够实现保存开门者基本信息和图像、系统异常时报警的功能，且具有基于生物识别技术、射频卡技术、红外线感应技术的多种开锁方式，是一个功能完整、安全的智能门禁系统。

参考文献：

[1]符怡铭，袁亮，肖祥彬，刘凡，董效杰，徐建.基于STM32的指纹门禁系统的设计[J].科技广场，2017，（3）：179-181.

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[3]幸丹，唐玮，任世琦.基于STM32的多路门禁控制系统设计[J].机电工程技术，2016，45（z1）：219-221.

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项目：該项目受河南科技大学大学生研究训练计划（SRTP）项目资助（NO.2018093）