摘 要：随着科学技术的发展，人们生活水平日渐提高，越来越多的人开始关注自身的安全问题。特别是近些年来单片机技术，嵌入式技术以及无线传输技术的突飞猛进为智能门锁的设计提供了强有力的技术支持。为了满足人们日益增长的家庭安全方面的需求，设计了一个基于Arduino的多功能门锁系统的设计。

本设计提供了一个可以满足人们日常使用的智能门锁设计方案。本设计主要包含软件和硬件两大部分组成，其中硬件部分将各种传感器模块，继电器，外置电源等电子元件通过面包板与Arduino单片机相连接。软件部分则包含Arduino单片机的控制程序以及用户手机智能终端的APP操控软件。本设计APP端传输依靠以蓝牙传输的通讯方式作为数据传输协议，将Arduino单片机与手机终端相结合。本设计包含了矩阵键盘，指纹传感模块以及手机APP端输入密码通过HC-05蓝牙模块传输数据以实现控制电磁继电器驱动门锁开关的多功能操控门锁。用户既可以通过与单片机直接相连的矩阵键盘或者指纹模块实现开锁功能，也可以通过手机APP端发送密码信息以实现开锁指令，从而实现多种方式对门锁的控制。本系统适合各种年龄段用户使用，有着广泛的实用性以及较高的使用价值。

关键词：Arduino单片机；HC-05蓝牙；红外指纹传感器；电磁继电器；矩阵键盘

目录

摘要

Abstract

1 前言-1

1.1 课题的背景及意义-1

1.2 多功能门锁系统的研究现状和发展趋势-1

1.2.1 多功能门锁系统的研究现状-1

1.2.2 多功能门锁系统发展趋势-2

1.3 课题研究的任务和拟解决的问题-2

1.3.1 课题研究的任务-2

1.3.2 课题拟解决的关键问题-3

2 系统总体方案设计-4

2.1 功能要求-4

2.2 设计思路-4

2.3 系统总体设计-4

2.4 方案选择-5

2.4.1 红外感器选择方案-5

2.4.2 无线模块的选择与论证-5

3 硬件系统的设计-7

3.1 主控模块介绍-7

3.1.1 Arduino主控芯片简介-7

3.1.2 Arduino主控芯片引脚介绍-7

3.2 蓝牙透传输模块的设计-8

3.2.1 蓝牙模块的选型-8

3.2.2 HC-05蓝牙透传模块电路的设计-9

3.3 指纹传感器电路的设计-9

3.4 液晶显示模块的设计-11

3.4.1 显示模块的选型-11

3.4.2 显示模块的连接-11

3.5 继电器模块设计-12

3.6 矩阵键盘模块设计-13

3.7 红外传感器模块设计-13

4 软件系统的设计-15

4.1 总体程序设计-15

4.2 Arduino端程序设计-15

4.2.1编写语言及编译软件的简介-15

4.2.2 红外人体传感模块子程序-16

4.2.3 蓝牙通信模块子程序-17

4.2.4 继电器模块子程序-18

4.2.5 矩阵键盘模块子程序-18

4.2.6 1602显示屏模块子程序-19

4.2.7 密码数据存储设计-19

4.3手机APP的程序设计-20

4.3.1 开发环境介绍-20

4.3.2 软件下载与安装-20

4.3.3页面设计和基本控件-22

4.3.4主程序设计-23

4.3.5欢迎界面设计-23

4.3.6主页面设计-24

4.3.7蓝牙连接和搜索-26

4.3.8蓝牙数据发送和接受-28

5 系统结果调试-30

5.1 红外传感器的测试-30

5.2 指纹传感器以及电磁继电器测试-30

5.3 矩阵键盘的测试-31

5.4 蓝牙模块的测试-31

5.5 APP的测试-32

6 论文总结与展望-34

6.1 论文总结-34

6.2 困难及解决方案-34

6.3 展望-35

参 考 文 献-36

致 谢-37