近年来科技的迅猛发展带动经济不断腾飞,人们生活质量稳步提升,安全问题逐渐唤起人们的重视。市面上出现了密码锁、指纹锁、IC卡锁等新技术门锁,相对于传统机械门锁,这些产品体积小、自动化程度高,逐渐成为生活配置的主流产品。近年人们社交方式的逐步转变,网络已经成为人们生活必备的交流工具,各种基于网络的新兴技术,如云计算,物联网,大数据变得越来越热门,跟新一代智能门锁的诞生带来了技术基础,基于“云”的智能门锁系统成为新一代智能门锁的首选方案。
本课题设计的基于MSP430单片机的智能门锁控制系统,主要由微处理器模块、摄像头模块、显示模块、门锁控制和报警指示模块以及电源模块构成。处理器选用TI MSP430F2418 16位RISC单片机,文中详细介绍了智能门锁的硬件组成、工作原理以及软件实现流程,基于“云”服务器进行图像识别和处理的方法极大地减轻了本地门锁处理器的负担,减少硬件成本,具有一定的借鉴意义,适合推广和使用。
关键词:云服务;MSP430F2418;智能门锁;性价比
第2章 课题的方案设计
根据课题设计任务,对系统的整体进行设计前,我们需要理清整体的设计思路,有针对性地对各个模块进行详细设计。使用MSP430低功耗单片机实现智能门锁控制系统,其智能化程度成为整个系统设计成败的关键,结合目前市面上比较火的物联网技术,本设计采用WIFI技术基于公有“云”构建智能门锁系统,逐步展开实现本课题的设计目标。
2.1 总体设计
本课题实现的智能门锁控制系统,其智能化程度主要体现在云服务的处理能力,单个门锁的系统仅做为一个数据采集设备,硬件实现比较简单,可分为摄像头模块、WIFI模块、控制器模块、液晶显示模块、门锁控制模块,声光指示模块、矩阵键盘模块和电源模块。
图2.1 总体结构框图
本设计通过控制步进电机转动间接控制门锁的开和关,其基本功能为一个密码锁,通过矩阵键盘输入密码在本地验证通过后可以完成解锁或上锁功能,除了基本功能硬件上还具有一个摄像头模块,可以实时采集图像,并可以通过WIFI模块与远端“云”系统相连,管理者可以通过云端查看各个门锁的监控图像,记录每个门锁的开锁上锁时间,也可以远程操控门锁打开和关闭,用户也可通过手机与智能门锁连接到同一网络,通过手机app操控门锁,或者使用二维码解锁。本系统在传统密码锁的基础上引入云系统,将门锁进行物联,智能化程度大大提高,在保证数据安全的前提下方便快捷地进行门锁操控和数据存储和统计,是比较有前景的实现方案。
图2.2 基于云的智能门锁控制系统框图
基于云的系统架构如图2.2,整个系统将公共的云服务器作为大数据处理和执行的核心处理单元,管理员处的一台PC仅负责对重要数据进行监管,发送信令进行决策,随着中央服务器性能越来越强,越来越智能化,管理主机功能越来越弱,逐渐被整合到云服务器中,这样这个系统就变成了现今流行的服务器-客户机(C/S)架构,本文仅关注单个智能门锁的软硬件实现,而对云系统的具体实现不做深入讨论。
2.3 图像识别方案
本设计基于MSP430单片机进行设计,由于单片机内部RAM较少,使用摄像头采集的图像无法全部存储到内存中,在本地使用现成的解码算法根本行不通,但将摄像头采集的图像直接写到液晶上显示或通过网络发到云端却是可行的方法,因此考虑将本地的摄像头作为终端,进行数据采集,图像识别交给云端处理,这样在采集实时性和算法处理上均可以得到保障,也可以得到比较好的响应速度。
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