基于Esp8266的门禁系统文档格式.docx
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物联网的三个主要层面：
第一，感知层是物联网的第一层，感知层最主要的应用就是视频监控。
第二，网络层是物联网的第二层。
第三，应用层是物联网的第三层。
因为以下原因：
第一，图像监控存在于各种监控中，在生活中，应用广、完成度高、规模大的就是视频图像监控系统；
第二，在物联网技术发展的早期时代视频监控系统技术的完成度是很高的；
第三，伴随着社会的发展，人对自身的财产及安全越来越重视，将会推动视频监控系统的市场执行度上升，从而使监控技术得到强有力的发展。
所以在物联网应用中，视频监控担任着重要的地位。
物联网智能安全是最重要的，从有“密集的安全”，以功能的“智能安全”的转变，从单一功能到多终端集成的传感器产品最现实的应用平台，智能安防的一个;
从一个单一的可变到周围环境中的整体感知监控;
安全防控系统能完成提供产品到系统整体运营服务的整体升级，是因为实现了从被动的防御到主动的防御，这个主动的防御是在模型和态势分析的基础上的，同步实现的，物联网技术将会产生极大的影响在门禁行业的发展和业务工作模式。
2012年2月14日，中国就当前全球新一轮经济技术战略制高点正式颁布了“十二五”发展规划，物联网技术发展是科学发展最重要的，它促进经济发展和社会进步的现实意义。
物联网既是作为一个技术和理念，也是一种基于应用和发展的模式。
该对象可以协议将连接与互联网进行信息交换和通信功能是利用云计算。
物联网可以使物体具有人的交流功能，不但在人与物体进行沟通交流，而且在物体与物体之间也能进行沟通交流，因此生活中任何事物都可以成为“能感觉、思考”的物体。
为完善资源配置、强化管理系统、减慢能源消耗等现象供给一条扩展的渠道是通过物联网技术的应用实现的。
人们在居住环境安全性能和家庭安保门禁系统的要求越来越高，对自身财物防盗意识越来越重视。
安全性比较高的控制管理系统莫属智能门禁系统，在各种高级住宅区的楼房和其他建筑中应用十分广泛。
现在为了保证库房的安全，密钥管理区域通常在建筑开发中，电梯的建设，数据中心管理，机器的各个方面，其他重要的入口和一些保护措施退出，以确保安全，为了解决这些安全问题的日益突出，也为了方便人们，满足物联网高速发展的需要，新型智能门禁系统就诞生了。
他首先有多种方式开门，不同的条件下使用不同的方式，远程控制在生活中带来了极大的方便性。
1.2结构的总体设计
一套完整的用于Esp8266主元件，通过门驱动模块来实现的，门被打开，将感应IC卡或钥匙卡放到RFID-RC522模块上，找到卡后，if函数判断是不是验证过的卡，如果是，那么单片机告诉舵机开锁，舵机下拉，打开门，打开门五秒后自动关闭控制。
输入密码开门，输入密码正确，开门，密码输入错误达到由显示模块显示三次警告。
用手机或电脑访问esp8266联网后的ip地址进行控制开门关门。
在图1所示的整个系统的框图。
图1系统框图
2.工作原理
2.1电路实现的功能
2.1.1键盘功能
4*4键盘功能如表2-1所示。
..7
..8
..9.
.4.
.5
.6.
..设置.
.1
.2..
.3.
.退.出
.0
..清除..
确...认.
表2-1按键功能表
在键盘上，设置键主要是用于修改密码的，当按下设置键按钮之后，首先输入旧密码，旧密码正确后，再输入新的密码；
退出键主要是用于回到等待输入的状态，在修改密码完成之前退出密码的修改回到相应的状态。
2.1.2门的开关控制
用舵机转动来控制门的开关。
将感应IC卡或钥匙卡放到RFID-RC522模块上，找到卡后，if函数判断是不是验证过的卡，如果是，那么单片机告诉舵机开锁，舵机下拉，开门。
输入密码正确，舵机下拉，开门。
2.1.3警告显示单元
在输入密码的状态下若连续3次输入错误的密码时，屏幕显示三次输入错误次数，在修改密码时，输入旧密码3次输错后，屏幕显示警告并退出密码修改功能。
2.1.4EEPROM单元
主要用在保存新密码，当输入密码确认后，从EEPROM中查找存储的密码的当前密码与已输入的密码进行比较，判断密码正确与否。
.2.2电路原理图及其分析
使用所读取的时间在附录A。
DS130SPI通信序列的总电路图;
超声波测距模块;
Esp8266存储的密码，经由I2C总线微控制器通信;
到端口P3，并设置密码，用于显示器警告。
通过协调控制使用示意74LS138译码器，每个控制模块Esp8266各个部分中，微控制器可有效节省端口资源，使系统更加简单和有效的。
2.3各模块电路工作原理
2.3.1 最小系统模块
最小系统12M晶体，连接到+5V电源部设置以防止干扰电容器，在图2中示出的最小的系统电路。
图2最小系统电路图
2.3.2 按键模块
总共16按键，检测按键扫描方法，占用8个I/O端口。
当使用键矩阵，有必要选择功能键（J5）1,2短路。
按下不同的键控制不同的功能，得到不同的结果。
按键模块主要用在密码的输入，修改。
在图3中示出的电路图。
图3矩阵按键电路
2.3.3 RFID-RC522模块
将本模块与开发板的最小系统连接，通过BSL将程序下载开发板中，从而实现自动寻卡模式和单次寻卡模式，进行开门。
RFID-RC522模块是控制门开关其中的一种模式。
图4RFID-RC522电路
2.4主要器件介绍
2.4.1主控元器件选择
方案一：
STC89C516是一种高弹性，低成本的芯片，所以这种基于类的选择这款芯片。
而且抗干扰能力强，安全性好，难以破解，微控制器时钟具有防止外部电磁辐射的功能。
12M晶体使用时，系统时钟频率低，慢。
方案二：
采用最新Ardroid系列Esp8266芯片。
它既不需要仿真器，也没有模拟器，因为ISP/IAP就是在系统可编程和在应用可编程。
它的速度很快，比普通的8051快12倍左右。
Esp8266芯片可以看作是8051的增强型。
由于该系统还需要一个动态数字显示键扫描，所述更高的速度的要求，因而本发明的系统选择Esp8266芯片。
在图5所示。
图5引脚图
2.4.2驱动模块器件的选择
实现门的开关装置是使用驱动模块来实现的，有以下几钟方案来对驱动模块的选择。
采用继电器对门的开关控制，虽然这个方案的电路是比较简单，但是因为继电器的响应时间很慢，在高频率条件下使用的话，非常容易损坏。
所以不便使用。
采用SG90舵机对门的开关进行控制，这个方案的优点是只需要一根控制线。
由于门锁是机械时的，所以可以用舵机控制开关门。
因此采用方案二。
2.4.3显示模块器件选择
该系统需要显示当前时间有一个密码输入。
您可以考虑两种显示程序。
Oled显示屏幕具有薄，功耗低，无辐射，更稳定和更不闪烁显示的液晶显示器，屏效果好，可以显示字符，一个很强的抗干扰能力等。
然而，因为只有这样的数字时间显示和密码，八个数码管符合要求，和液晶显示器是符号的点阵图案，有必要建立一个字符库，由控制芯片编程工作量，控制资源消耗多，成本也很高。
当不使用静电干扰，就相对容易修改和保护，就不会将芯片烧坏。
数码字显示。
是传统的显示方式，它具有低功耗，寿命长，稳定性好，抗干扰能力强等特点;
要求低到外部环境可以容易地保持;
而其相对较高的精度，准确，可靠，易于编程。
数字编码的BCD数字显示更少的资源消耗。
在这个系统中，采用方案一。
2.4.4存储模块器件选择
用于存储密码选择Esp8266存储模块。
含256个8位字节的内部Esp8266，CATALYST先进的CMOS技术大大降低了装置的电力消耗。
Esp8266的有一个器件是通过IC总线接口来进行操作的，他是一个8字节写缓冲器，具有写保护功能。
因为能实现不丢失掉电数据功能，所以在单片机上得到广泛应用。
在图6中示出的引脚。
图6Esp8266引脚图
2.4.5ESP8266模块
esp8266是无线串口模块，主要是可以实现远程控制的重要模块。
功能十分简单，就是wifi，串口都可以得到到数据，也都可以输出数据。
当从wifi得到，那就从串口输出；
当从串口得到，就从wifi输出。
图7Esp8266
esp8266根据将模块的不同使用方式有三个不同的模式：
第一，串口无线WIFI模式，第二，串口无线STA模式，第三，串口无线AP+STA模式。
1、串口无线WIFI模式
串口无线WIFI模式就是串口无线WIFI（COM-AP）串口无线WIFI（COM-AP）模式。
在此模式中，可以实现数据转换互传，通过将模块作为无线热点，其他设备与模块相连。
在进行数据传输时，按照使用的场景不同，有三个子模式选择，分别是：
TCP服务器、CP客户端、UDP。
2、串口无线STA模式
串口无线STA模式串口无线STA（COM-STA）模式。
在此模式中实现数据转换互传是将模块作为无线STA，让其他设备连接到无线网络，由此实现数据互传。
在此过程中，不同的应用场景有不同的模式，分别有以下三个：
3、串口无线AP+STA模式
串口无线AP+STA模式就是串口无线AP+STA（COM-AP+STA）模式。
该模式下，实现数据转换互传，模块在过程中有两种用处，既是无线WIFIAP,也是无线STA。
因为该模式运用了两种方式，所以在不同的场景中就会有9个模式：
（TCP服务器、TCP客户端，UDP）||（TCP服务器、TCP客户端，UDP）。
串口无线实现的三个模式：
STA模式：
手机或电脑通过ESP8266连接路由器构成的互联网来实现远程控制设备。
AP模式：
手机或电脑直接和ESP8266作为无线模块连接来实现无线控制。
STA+AP模式：
这种模式是两种都能实现，既可以实现设备远程控制也可以实现无线局域网控制。
ESP8266有几种不同的使用方式，适用于不同水平的开发工作者。
1、使用AT指令：
这是一种不需要编程，在进行操作时很常见、最简单是一种方式，。
既可以使用简单的指令、PC端串口助手两者配合使用来实现；
也可以是单片机发送指令、PC端串口助手两者配合使用来实现。
图8 串口调试界面
2、Arduino开发环境：
通过使用Arduinoide软件，直接编程，然后使用Arduino的开发方式在Arduinoide的环境下进行开发。
通过端口与开发板连接，烧写程序。
这种编程环境通常接触过的都比较熟悉，普遍被大众接受，容易理解以及相关资料及内容很多，因此推荐使用这种方式。
图9 ArduinoIDE界面
3.软件设计
3.1主程序
模块化编程过程中，首先检测出的键，当按下一个键时，相应的功能被执行;
当没有按下按钮，;
确定卡是否来临之际，自动开门，过后自动关闭5秒;
当进入输入密码的是否正确的判断，密码正确，打开门，如果你输入了错误的密码将进入输入错误的数字的测试程序；
当进入网站，执行相应程序。
从图中图10所示的整个过程。
图10主程序流程图
3.2密码设置子程序
进入系统，第一步，先输入旧密码，如果你输入正确的密码，第二步，按下设置键，然后进入新的密码输入界面，第三步，输入新密码并保存。
如果你输入旧密码不正确，检查程序错误。
如图11所示程序流程图。
图11密码设置流程图
3.3错误次数检验
输入密码错误的次数到达三次，Oled显示屏显示警告，如果前者没有达到正确的密码输入错误三次，错误的数量被清0，如图12所示的程序流程图
图12错误次数检验流程图
3.4程序编写环境
代码在Arduinoide软件1.8.5版本里用C语言编写，首先要配置好Arduinoide软件的必要配置，让Arduinoide支持WIFI芯片的开发，在附加开发板管理器里网址里输入Esp8266的网站，再将Esp8266开发板安装在ide里面，选择GenericEsp8266Module开发板，接下来就将开发板连接到本地wifi。
首先导入Esp8266库，创建服务器使令监听端口。
将端口COM4与Esp8266无线模块连接，将对应的串口互相连接，编写程序，让无线模块连接上手机热点或者电脑网络，通过浏览器访问ip地址，开发板连接到本地wifi时会创建一个web服务器，开发板会返回相应的界面，实现远程控制。
编程页面如图所示：
图13程序编写页面
本地wifi的用户名和密码：
#defineSTASSID"
HUAWEInova3i"
#defineSTAPSK"
5555566666"
constchar*ssid=STASSID;
constchar*password=STAPSK;
setup函数连接到本地wifi：
连接成功会看到开发板获取到的ip地址。
voidsetup（void）{
pinMode（D4,OUTPUT）;
digitalWrite（D4,0）;
Serial.begin（115200）;
WiFi.mode（WIFI_STA）;
WiFi.begin（ssid,password）;
Serial.println（"
"
）;
}
4.电路调试方法与结果说明
4.1 电路调试
由于系统Esp8266开发板直接使用，所以没有硬件仿真调试，主要是软件调试。
软件方面，最重要的关键是调试，不同的按键在不同的接口不同的功能，当屏幕时，按相应的键是不是，不能与程序的操作。
因此，使用不同的标志，控制按钮的。
显示，等待时间问题的调试，亮度和时间延迟相关联的数字控制，需要运行时间主程序，改变数字延迟的动态显示，则LED显示达到最佳。
无线连接调试，通过修改本地wifi用户名和密码，修改代码程序。
可以让无线模块连接上其他无线热点。
4.2 结果显示
上电后，ESP8266无线模块连接到网络，此时访问ESP8266所在的页面，就会有两个按钮，一个开门一个关门，然后就可以通过手机或电脑远程控制开关门。
如图13所示。
图14 访问结果图
刷卡后，舵机转动，显示屏显示开门啦；
5秒之后，舵机停转，显示屏显示关门啦。
图15 刷卡实现结果图
密码开门结果如图所示。
5.实物照片
.实物正面照片，如图16所示。
.
6．结论
在开发单片机智能感应监控系统设计的过程中，我深刻认识到分析需求在整个软件开发过程中的重要性，没有做需要系统的分析开发，问题较多，后期发现成本比较大。
同时也明白了大学课堂上基础知识的重要和必要性。
现在是加强基础语法的学习。
软件工程是非常强的，不仅是老师的解释，只有读书是不行的，只有设计出自己的系统，所以，我知道什么是重要的只是理论上的，而不是理论和实践，只有理论知识和一起学习，并得出结论认为，要想真正了解真实的战争实践相结合的不够，所以要提高自己的能力和独立思维和逻辑思维能力，程序编写能力，电路搭建能力，维护及修改能力，在此次毕业设计上，我遇到了很多困难，让我焦头烂额，多次尝试放弃，但最终完成所有工作，非常兴奋，这是努力的结果。
现在，我有信心面对未来的挑战。
近三周设计和开发后，系统设计基本开发完毕。
我们遇到了在此过程中许多困难，如焊接错误，电路报错，代码不正常运行等。
由于缩短设计时间，所以该系统是不是在很多地方，如功能要求上不是很满意，功能不健全等诸多问题。
在系统开发过程中的过程中，我深深感到这是一个系统的需求的重要性分析是首先要了解如何建立从功能分析，功能分析模块，这些都有待进一步的提高。
从总体来说，系统达到了预期的效果，实现了RC552射频识别，舵机的控制，OLED12864的显示，esp8266串口透传的联网应用，由于有限的个人能力和时间，系统存在一些缺陷，有待提高，希望老师们宝贵的意见，我会尽量改善。
参考文献
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