软件系统机械电子论文提纲

论文题目：智能密码锁电子模组的设计与开发

摘要：随着嵌入式技术的快速发展,各种智能终端设备正在迅速走进普通家庭,为人们的日常生活提供了巨大的便利。作为智能家居重要的安全屏障,智能门锁无疑受到了人们广泛的关注。智能电子锁与传统机械锁的主要区别就是智能锁带有丰富功能的电子模组,可以方便快捷的进行开锁验证。本文以微控制器为控制核心,结合各种外围传感器与功能模块,根据实际需求设计了一种智能密码锁的电子模组。本文的主要工作是设计一款同时兼顾安全性、便捷性与产品成本的电子模组,论文首先分析了智能锁的发展历史与国内外发展现状,并进一步规划了电子模组所需的逻辑功能,制定了以ARM为核心的控制系统方案。本文主要以电子模组的硬件电路与软件系统相结合的方式来实现规划的控制方案。首先设计了以控制主板为核心的电子模组硬件系统,并制作样机进行了必要的基础测试。其次在硬件系统的基础上编写程序进行了软件系统的设计,通过软硬件配合的方式来实现指纹、磁卡、数字密码这三种核心验证方式与其他附属配套功能。随后在主体功能之外还为电子模组设计了蓝牙通信模块,并设计了专用的手机应用。使用户可以通过手机方便的查阅智能锁的用户日志,并可以通过手机上生成的临时动态密码实现远程开锁。最后在前期规划的各项功能均实现的基础上,根据智能锁的行业标准对电子模组的功耗、静电防护、抗电磁干扰等主要性能指标进行优化,使本文所设计的智能锁电子模组能够适应实际的需求。在完成了软硬件系统设计并完善了主要性能指标之后,论文对智能锁电子模组的样机进行了整体测试工作。分别对三种核心验证功能与关键性能指标进行了测试,检测到的实验结果表明符合预期的设计目标,说明了本系统的工程应用价值与市场前景。

关键词：智能锁;指纹锁;电容式触摸按键;静电防护;低功耗模式

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

abstract

符号对照表

缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外发展现状

1.3 论文章节安排

第二章 智能锁总体方案设计

2.1 智能锁总体设计目标

2.2 智能锁结构形式与控制对象

2.3 智能锁功能设计

2.3.1 指纹识别

2.3.2 数字密码识别

2.3.3 无源RFID识别

2.3.4 附加功能

2.4 智能锁性能优化

2.5 总体控制方案设计

2.6 本章小结

第三章 硬件系统设计

3.1 处理器核心工作电路设计

3.1.1 处理器选型

3.1.2 处理器最小系统电路

3.1.3 SWD下载与调试电路

3.2 控制板电路设计

3.2.1 外围设备通信电路

3.2.2 电源管理电路

3.2.3 低功耗管理电路

3.2.4 ESD防护电路

3.2.5 防撬警报电路介绍

3.2.6 绘制控制板PCB图

3.3 其他功能板电路设计

3.3.1 电机控制电路

3.3.2 电池板电路

3.3.3 其他电路设计

3.4 本章小结

第四章 软件系统设计

4.1 软件开发环境介绍

4.2 软件系统主程序流程

4.3 开锁验证模块程序流程

4.3.1 IIC总线与触摸按键模块

4.3.2 串口与指纹模块

4.3.3 SPI总线与磁卡模块

4.4 硬件加密系统程序设计

4.4.1 硬件加密功能简介

4.4.2 硬件加密系统工作流程

4.5 蓝牙通信协议制定

4.6 低功耗模式管理程序设计

4.6.1 主控的低功耗模式选择

4.6.2 低功耗模式状态切换程序流程

4.7 其他附属功能程序设计

4.7.1 管理菜单界面功能实现

4.7.2 虚位密码功能实现

4.7.3 动态密码功能实现

4.7.4 看门狗模块介绍

4.8 本章小结

第五章 系统测试分析

5.1 硬件平台测试

5.2 软硬件联调测试

5.3 智能锁与手机应用联调测试

5.4 智能锁环境测试

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 设计工作总结

6.2 后续工作展望

参考文献

致谢