基于NB-IoT的校园宿舍智能锁控制系统设计与实现

发布时间：2023-02-19 09:21

　　随着物联网技术的发展和智慧校园概念的提出,越来越多的智能设备打开了校园的大门。门锁作为校园宿舍的一道防线,对学生财产和人身安全起到了重要的作用。据调查报告显示,我国高校宿舍中九成使用的是机械锁,对于学生来说,机械锁存在钥匙不便携带、容易遗失等问题;对于宿管员来说,他们要管理大量的钥匙,当遇到学生忘带或遗失钥匙的问题时,需要从备用钥匙中找到对应宿舍的钥匙,并需要做好借出与归还的登记工作;对于学校管理者来说,他们每晚需要到寝室记录学生归寝的情况,这些人工的管理方式效率低、耗时长。为此,本课题将指纹识别、嵌入式及物联网技术相结合,针对校园宿舍管理场景设计了一种基于NB-IoT的校园宿舍智能锁控制系统,并对该系统的远程在线更新功能进行了优化,提高了系统远程更新的效率。具体研究内容如下:(1)对校园宿舍的应用场景和学校管理者的需求进行了分析,并总结了当今几种主流的物联网无线通信技术,最终提出了以NB-IoT技术为核心的校园宿舍智能锁控制系统方案。(2)根据提出的方案对系统MCU和各个外围模块进行了选型,介绍了各个模块的工作原理,拟定了校园宿舍智能锁与服务器之间的通信协议,完成了 NB-IoT、指...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 指纹识别技术研究现状
        1.2.2 物联网技术研究现状
        1.2.3 智能锁研究现状
    1.3 系统设计要求
    1.4 主要研究内容及章节安排
第二章 校园宿舍智能锁控制系统相关技术介绍
    2.1 指纹识别
        2.1.1 图像采集与处理
        2.1.2 特征提取与匹配
    2.2 NB-IoT技术
    2.3 IAP技术
    2.4 BSDiff差分算法
    2.5 本章小结
第三章 校园宿舍智能锁整体硬件电路设计
    3.1 系统整体架构设计
    3.2 NB-IoT通信模块电路设计
    3.3 指纹模块电路设计
    3.4 蓝牙模块电路设计
    3.5 语音播报电路设计
    3.6 其他驱动电路设计
        3.6.1 W25Q16存储电路设计
        3.6.2 电机马达驱动电路设计
        3.6.3 触摸按键电路设计
    3.7 本章小结
第四章 校园宿舍智能锁软件设计与实现
    4.1 软件开发环境介绍
    4.2 无线通信模块程序设计
        4.2.1 通信协议的拟定
        4.2.2 断点续传程序设计
        4.2.3 NB-IoT无线模块程序设计
    4.3 存储模块程序设计
        4.3.1 SPI介绍
        4.3.2 W25Q16程序设计
    4.4 指纹模块程序设计
        4.4.1 指纹采集流程设计
        4.4.2 智能锁端指纹程序设计
    4.5 蓝牙模块程序设计
        4.5.1 蓝牙开锁整体流程设计
        4.5.2 锁端蓝牙驱动设计
    4.6 语音播报程序设计
    4.7 远程在线更新程序设计
        4.7.1 远程在线更新流程优化
        4.7.2 IAP功能优化
        4.7.3 远程在线更新整体实现步骤
    4.8 其他程序设计
        4.8.1 电机马达驱动程序设计
        4.8.2 触摸按键程序设计
    4.9 本章小结
第五章 系统整体测试与分析
    5.1 NB-IoT通信功能测试
    5.2 开锁功能测试
        5.2.1 指纹模板采集与下发
        5.2.2 指纹与蓝牙开锁
    5.3 远程更新效率测试
    5.4 语音播报功能测试
    5.5 功耗测试
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
玫读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3745956