基于云平台的家庭智能门禁系统的设计
发布时间：2021-08-31 12:34
随着现代物联网等信息技术的普及和蓬勃发展,智能家居逐步融入了居民的日常生活。众多智能家居的相关产品不断被研发和改进,家庭门禁系统作为智能家居的一个亮点产品,在新形势下脱颖而出。传统的门禁系统大多采用金属钥匙、门禁卡或者数字密码这样的方式来开门,这些方式普遍存在着钥匙的管理难度大、灵活性差、安全性低等弊端。针对传统门禁系统涌现的诸多问题,本文提出了基于云平台的家庭智能门禁系统的设计方案。该方案将以门禁作为切入口,在传统门禁的基础上增加物联网、人脸识别以及APP软件开发等关键技术。用户可以利用手机APP轻松完成远程视频监控和一键开锁,还可以赋予临时访客使用电子二维码钥匙开锁的权限。家庭智能门禁系统主要是由硬件模块、云平台和APP软件三部分组成。其中硬件模块以STM32F103RCT6单片机为核心控制单元,同时将树莓派3B+作为子控制系统识别人形和人脸。树莓派一旦识别出结果就发送给ARM Cortex-M3内核的主控芯片STM32,主控分析处理后通过无线传输模块发送至云平台。同时STM32会接收来自云平台对双舵机的控制指令,控制门锁和门销完成开关操作。云平台主要解决了家庭智能门禁系统存在的远...
【文章来源】：淮北师范大学安徽省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
STM32F103RCT6的部分原理图
淮北师范大学2020届硕士学位论文24图4-2STM32F103RCT6时钟树4.3树莓派3B+本系统除了主控模块，还有一个辅助控制系统的控制模块，主要负责完成系统的人形识别和人脸识别的工作。对于控制模块的要求是在实现基础功能的同时最好还要实现可视化的状态完成人机交互，需要该模块能够与主控模块STM32兼容，能够完成复杂的机器学习的相关算法，并且最好自带接口，操作方便。综合考虑，选择了一款成本较低、性能不错的嵌入式控制器RaspberryPi3B+，树莓派3B+的原理图如图4-3所示。树莓派3B+体积虽小，可是功能却十分强大。它不仅可以像51单片机、12单片机以及STM32等这些嵌入式微控制器一样完成相应的I/O口的控制，而且可以完成相对复杂算法的运行处理，弥补一般单片机算力上的不足。
基于云平台的家庭智能门禁系统的设计25图4-3树莓派3B+的原理图树莓派3B+具有丰富的外设接口，配备4个USB口、1个高清多媒体接口和网络端口。除此之外，树莓派还有一个40针的GPIO口，如图4-4所示。它们既可以接入数字设备也可以接入模拟设备。树莓派3B+所使用的处理器是64位四核Cortex-A53处理器，处理速度很快，最高处理速度能够达到1.4GHz[50]。树莓派3B+的电源使用Microusb供电，输入电压5V，电流2.5A，电源管理采用了Maxlinear的MxL7704，可实现根据温度自动调频，保证了性能稳定性。主芯片在70度以上时会主动降频，确保主机不会过热。树莓派3B+体积大概只有一张饭卡大小，在使用时需要使用镜像工具USBImageTool将树莓派的系统写入SD卡，因此SD卡的地位至关重要，不仅仅用于存储数据，还是树莓派3B+系统存放的地方。对于内存卡要求也有所提高，推荐16G以上，本设计中使用的就是128G的SD卡，在确保插有带有完整镜像系统的SD卡并采用5V电源上电以后便上电自启动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于云平台的智能人脸识别门禁系统设计与实现[J]. 李路桥,谢凯. 电子世界. 2020(02)
[2]一种基于SMT32单片机控制的DC-DC电源模块输入短路保护自恢复电路[J]. 何世磊,赵艳,徐鹤,李荣炜. 中国科技信息. 2020(01)
[3]QR二维码在公司访客门禁中的应用[J]. 胡锋,李峥,陈韵秋,石惠敏. 长春师范大学学报. 2019(08)
[4]基于GSM通讯的智能门锁报警系统[J]. 乔鹏,王学军,刘玉振,杨文泽. 汽车实用技术. 2019(15)
[5]Wi-Fi标准IEEE 802.11ax关键技术[J]. 成刚. 电子技术与软件工程. 2019(14)
[6]基于物联网的家庭智能门禁系统的设计[J]. 胡锋,李峥,石传寿,程克杰. 曲阜师范大学学报(自然科学版). 2019(03)
[7]基于蓝牙4.0技术的智慧门禁系统的研究[J]. 李韩军,张宜军,赵行明,吴征栋. 自动化与仪器仪表. 2019(06)
[8]基于RFID的小区门禁管理系统设计与实现[J]. 邱义. 物联网技术. 2019(05)
[9]手势识别系统的设计[J]. 刘立博,魏东辉. 南方农机. 2019(09)
[10]人体热释电红外传感器的仿真研究[J]. 闫永存,刘博. 河南科技. 2019(13)
硕士论文
[1]智能门禁系统的身份识别与电控系统研究[D]. 刘奇.西南交通大学 2018
[2]QR二维码识别算法及其在新型门禁系统中应用的研究[D]. 欧焕锐.浙江大学 2018
[3]面向无线传感网络的通信网关研究与设计[D]. 王子赢.大连理工大学 2017
[4]二维码技术在移动终端的安全应用研究[D]. 陈君.广东工业大学 2015
[5]短距离无线通信的干扰模型及共存方案设计[D]. 房发成.南京邮电大学 2014
[6]基于射频识别的智能门禁系统设计与研究[D]. 蔡楠.南京理工大学 2013
[7]基于电容式触摸按键系统的研究与应用[D]. 翁杨.武汉轻工大学 2013
[8]云计算环境下大规模数据存储技术研究[D]. 王培建.北京邮电大学 2013
[9]人形识别关键技术的研究与实现[D]. 毛志智.华中科技大学 2011
本文编号：3374907
【文章来源】：淮北师范大学安徽省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
STM32F103RCT6的部分原理图
淮北师范大学2020届硕士学位论文24图4-2STM32F103RCT6时钟树4.3树莓派3B+本系统除了主控模块，还有一个辅助控制系统的控制模块，主要负责完成系统的人形识别和人脸识别的工作。对于控制模块的要求是在实现基础功能的同时最好还要实现可视化的状态完成人机交互，需要该模块能够与主控模块STM32兼容，能够完成复杂的机器学习的相关算法，并且最好自带接口，操作方便。综合考虑，选择了一款成本较低、性能不错的嵌入式控制器RaspberryPi3B+，树莓派3B+的原理图如图4-3所示。树莓派3B+体积虽小，可是功能却十分强大。它不仅可以像51单片机、12单片机以及STM32等这些嵌入式微控制器一样完成相应的I/O口的控制，而且可以完成相对复杂算法的运行处理，弥补一般单片机算力上的不足。
基于云平台的家庭智能门禁系统的设计25图4-3树莓派3B+的原理图树莓派3B+具有丰富的外设接口，配备4个USB口、1个高清多媒体接口和网络端口。除此之外，树莓派还有一个40针的GPIO口，如图4-4所示。它们既可以接入数字设备也可以接入模拟设备。树莓派3B+所使用的处理器是64位四核Cortex-A53处理器，处理速度很快，最高处理速度能够达到1.4GHz[50]。树莓派3B+的电源使用Microusb供电，输入电压5V，电流2.5A，电源管理采用了Maxlinear的MxL7704，可实现根据温度自动调频，保证了性能稳定性。主芯片在70度以上时会主动降频，确保主机不会过热。树莓派3B+体积大概只有一张饭卡大小，在使用时需要使用镜像工具USBImageTool将树莓派的系统写入SD卡，因此SD卡的地位至关重要，不仅仅用于存储数据，还是树莓派3B+系统存放的地方。对于内存卡要求也有所提高，推荐16G以上，本设计中使用的就是128G的SD卡，在确保插有带有完整镜像系统的SD卡并采用5V电源上电以后便上电自启动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于云平台的智能人脸识别门禁系统设计与实现[J]. 李路桥,谢凯. 电子世界. 2020(02)
[2]一种基于SMT32单片机控制的DC-DC电源模块输入短路保护自恢复电路[J]. 何世磊,赵艳,徐鹤,李荣炜. 中国科技信息. 2020(01)
[3]QR二维码在公司访客门禁中的应用[J]. 胡锋,李峥,陈韵秋,石惠敏. 长春师范大学学报. 2019(08)
[4]基于GSM通讯的智能门锁报警系统[J]. 乔鹏,王学军,刘玉振,杨文泽. 汽车实用技术. 2019(15)
[5]Wi-Fi标准IEEE 802.11ax关键技术[J]. 成刚. 电子技术与软件工程. 2019(14)
[6]基于物联网的家庭智能门禁系统的设计[J]. 胡锋,李峥,石传寿,程克杰. 曲阜师范大学学报(自然科学版). 2019(03)
[7]基于蓝牙4.0技术的智慧门禁系统的研究[J]. 李韩军,张宜军,赵行明,吴征栋. 自动化与仪器仪表. 2019(06)
[8]基于RFID的小区门禁管理系统设计与实现[J]. 邱义. 物联网技术. 2019(05)
[9]手势识别系统的设计[J]. 刘立博,魏东辉. 南方农机. 2019(09)
[10]人体热释电红外传感器的仿真研究[J]. 闫永存,刘博. 河南科技. 2019(13)
硕士论文
[1]智能门禁系统的身份识别与电控系统研究[D]. 刘奇.西南交通大学 2018
[2]QR二维码识别算法及其在新型门禁系统中应用的研究[D]. 欧焕锐.浙江大学 2018
[3]面向无线传感网络的通信网关研究与设计[D]. 王子赢.大连理工大学 2017
[4]二维码技术在移动终端的安全应用研究[D]. 陈君.广东工业大学 2015
[5]短距离无线通信的干扰模型及共存方案设计[D]. 房发成.南京邮电大学 2014
[6]基于射频识别的智能门禁系统设计与研究[D]. 蔡楠.南京理工大学 2013
[7]基于电容式触摸按键系统的研究与应用[D]. 翁杨.武汉轻工大学 2013
[8]云计算环境下大规模数据存储技术研究[D]. 王培建.北京邮电大学 2013
[9]人形识别关键技术的研究与实现[D]. 毛志智.华中科技大学 2011
本文编号：3374907
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