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2024-07-12
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インテリジェントなアクセス制御システムは、STM32 組み込みシステムを介してさまざまなセンサー、アクチュエータ、通信モジュールを組み合わせて、アクセス制御のリアルタイム監視、自動制御、およびデータ送信を実現します。この記事では、環境の準備、システム アーキテクチャ、コード実装、アプリケーション シナリオ、問題解決策、最適化方法など、STM32 システムにインテリジェント アクセス コントロール システムを実装する方法を詳しく紹介します。
スマート アクセス コントロール システムは次の部分で構成されます。
アクセス カード、指紋、モーション データはさまざまなセンサーを通じて収集され、OLED ディスプレイにリアルタイムで表示されます。データ処理とネットワーク通信によりアクセス監視と自動制御を実現します。ユーザーはボタンやノブで設定を行い、ディスプレイで現在の状態を確認できます。
STM32CubeMX を使用して UART インターフェイスを構成します。
コード：
- #include "stm32f4xx_hal.h"
-
- UART_HandleTypeDef huart1;
-
- void UART1_Init(void) {
- huart1.Instance = USART1;
- huart1.Init.BaudRate = 9600;
- huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
- huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
- huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
- huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
- huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
- huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
- HAL_UART_Init(&huart1);
- }
-
- uint8_t Read_RFID_Card(uint8_t* buffer, uint16_t size) {
- return HAL_UART_Receive(&huart1, buffer, size, HAL_MAX_DELAY);
- }
-
- int main(void) {
- HAL_Init();
- SystemClock_Config();
- UART1_Init();
-
- uint8_t rfid_buffer[16];
-
- while (1) {
- if (Read_RFID_Card(rfid_buffer, 16) == HAL_OK) {
- // 处理RFID数据
- }
- HAL_Delay(1000);
- }
- }
STM32CubeMX を使用して UART インターフェイスを構成します。
コード：
- #include "stm32f4xx_hal.h"
-
- UART_HandleTypeDef huart2;
-
- void UART2_Init(void) {
- huart2.Instance = USART2;
- huart2.Init.BaudRate = 57600;
- huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
- huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
- huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
- huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
- huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
- huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
- HAL_UART_Init(&huart2);
- }
-
- uint8_t Read_Fingerprint(uint8_t* buffer, uint16_t size) {
- return HAL_UART_Receive(&huart2, buffer, size, HAL_MAX_DELAY);
- }
-
- int main(void) {
- HAL_Init();
- SystemClock_Config();
- UART2_Init();
-
- uint8_t fingerprint_buffer[32];
-
- while (1) {
- if (Read_Fingerprint(fingerprint_buffer, 32) == HAL_OK) {
- // 处理指纹数据
- }
- HAL_Delay(1000);
- }
- }
データ処理モジュールは、センサー データを制御システムで使用できるデータに変換し、必要な計算と分析を実行します。
アクセス カードと指紋データに基づいて電磁ロックのスイッチを制御する簡単なアクセス制御アルゴリズムを実装します。
- #define AUTHORIZED_CARD_ID "1234567890"
- #define AUTHORIZED_FINGERPRINT_ID "A1B2C3D4E5"
-
- void Control_Door(uint8_t* rfid_data, uint8_t* fingerprint_data) {
- if (strcmp((char*)rfid_data, AUTHORIZED_CARD_ID) == 0 ||
- strcmp((char*)fingerprint_data, AUTHORIZED_FINGERPRINT_ID) == 0) {
- // 打开门锁
- HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
- } else {
- // 关闭门锁
- HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
- }
- }
-
- int main(void) {
- HAL_Init();
- SystemClock_Config();
- UART1_Init();
- UART2_Init();
- GPIO_Init();
-
- uint8_t rfid_buffer[16];
- uint8_t fingerprint_buffer[32];
-
- while (1) {
- if (Read_RFID_Card(rfid_buffer, 16) == HAL_OK &&
- Read_Fingerprint(fingerprint_buffer, 32) == HAL_OK) {
- Control_Door(rfid_buffer, fingerprint_buffer);
- }
- HAL_Delay(1000);
- }
- }
STM32CubeMX を使用して UART インターフェイスを構成します。
コード：
- #include "stm32f4xx_hal.h"
- #include "usart.h"
- #include "wifi_module.h"
-
- UART_HandleTypeDef huart3;
-
- void UART3_Init(void) {
- huart3.Instance = USART3;
- huart3.Init.BaudRate = 115200;
- huart3.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
- huart3.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
- huart3.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
- huart3.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
- huart3.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
- huart3.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
- HAL_UART_Init(&huart3);
- }
-
- void Send_Data_To_Server(uint8_t* rfid_data, uint8_t* fingerprint_data) {
- char buffer[128];
- sprintf(buffer, "RFID: %s, Fingerprint: %s", rfid_data, fingerprint_data);
- HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t*)buffer, strlen(buffer), HAL_MAX_DELAY);
- }
-
- int main(void) {
- HAL_Init();
- SystemClock_Config();
- UART3_Init();
- UART1_Init();
- UART2_Init();
-
- uint8_t rfid_buffer[16];
- uint8_t fingerprint_buffer[32];
-
- while (1) {
- if (Read_RFID_Card(rfid_buffer, 16) == HAL_OK &&
- Read_Fingerprint(fingerprint_buffer, 32) == HAL_OK) {
- Send_Data_To_Server(rfid_buffer, fingerprint_buffer);
- }
- HAL_Delay(1000);
- }
- }
STM32CubeMX を使用して I2C インターフェイスを構成します。
コード：
まず、OLED ディスプレイを初期化します。
- #include "stm32f4xx_hal.h"
- #include "i2c.h"
- #include "oled.h"
-
- void Display_Init(void) {
- OLED_Init();
- }
次に、データ表示関数を実装して、OLED 画面にアクセス制御ステータスとデータを表示します。
- void Display_Data(uint8_t* rfid_data, uint8_t* fingerprint_data) {
- char buffer[32];
- sprintf(buffer, "RFID: %s", rfid_data);
- OLED_ShowString(0, 0, buffer);
- sprintf(buffer, "Fingerprint: %s", fingerprint_data);
- OLED_ShowString(0, 1, buffer);
- }
-
- int main(void) {
- HAL_Init();
- SystemClock_Config();
- I2C1_Init();
- Display_Init();
- UART1_Init();
- UART2_Init();
-
- uint8_t rfid_buffer[16];
- uint8_t fingerprint_buffer[32];
-
- while (1) {
- if (Read_RFID_Card(rfid_buffer, 16) == HAL_OK &&
- Read_Fingerprint(fingerprint_buffer, 32) == HAL_OK) {
- // 显示门禁数据
- Display_Data(rfid_buffer, fingerprint_buffer);
- }
- HAL_Delay(1000);
- }
- }
インテリジェント入退室管理システムは、オフィスビルの入退室管理に利用でき、入退室管理データをリアルタイムに監視することで自動制御を実現し、オフィスビルのセキュリティと管理効率を向上します。
コミュニティでは、スマート入退室管理システムにより住民や訪問者の自動管理が実現され、コミュニティの安全性と利便性が向上します。
インテリジェント アクセス制御システムをホーム アクセス制御に使用すると、自動化された制御とデータ分析を通じて、よりスマートなホーム アクセス管理を実現できます。
インテリジェントなアクセス制御システムをスマート ビルディングの研究に使用すると、データの収集と分析を通じてビルのアクセス制御の管理と最適化に科学的根拠を提供できます。
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センサーと STM32 間の接続が安定していることを確認し、定期的にセンサーを校正して正確なデータを取得してください。
解決策: センサーと STM32 の間の接続がしっかりしているかどうかを確認し、必要に応じて接続ワイヤを再はんだ付けするか交換します。同時に、センサーは定期的に校正され、正確なデータが保証されます。
制御アルゴリズムとハードウェア構成を最適化することで、アクセス制御の不安定性を軽減し、システムの応答速度を向上させます。
解決策: 制御アルゴリズムを最適化し、パラメーターを調整し、発振とオーバーシュートを削減します。高精度センサーを使用して、データ収集の精度と安定性を向上させます。アクセス制御の応答速度を向上させるために、より効率的なアクチュエータを選択してください。
Wi-Fi モジュールと STM32 間の接続が安定していることを確認し、通信プロトコルを最適化し、データ送信の信頼性を向上させます。
解決策: Wi-Fi モジュールと STM32 間の接続がしっかりしているかどうかを確認し、必要に応じて接続ケーブルを再はんだ付けするか交換します。通信プロトコルを最適化して、データ伝送の遅延とパケット損失率を削減します。データ伝送の信頼性を向上させるために、より安定した通信モジュールを選択してください。
I2C 通信ラインをチェックして、ディスプレイと MCU 間の通信が正常であることを確認し、ラインの問題による表示異常を回避します。
解決策: I2C ピンが正しく接続されているかどうかを確認し、電源が安定していることを確認します。オシロスコープを使用して I2C バス信号を検出し、通信が正常であるかどうかを確認します。必要に応じて、ディスプレイまたは MCU を交換します。
より多くの種類のセンサー データを統合し、データ分析テクノロジーを使用して環境条件を予測および最適化します。
提案: ドアセンサー、温度センサー、湿度センサーなどの監視センサーを追加します。データ分析とストレージにクラウド プラットフォームを使用して、より包括的な環境監視および管理サービスを提供します。
ユーザー インターフェイスのデザインを改善し、より直感的なデータ表示とよりシンプルな操作インターフェイスを提供し、ユーザー エクスペリエンスを向上させます。
推奨事項: より豊かな視覚体験を提供するには、高解像度のカラー ディスプレイを使用してください。ユーザーが操作しやすいよう、シンプルでわかりやすいユーザーインターフェースを設計します。リアルタイムの環境パラメータ チャート、履歴記録などのグラフィカル データ表示を提供します。
インテリジェントな意思決定支援システムを追加して、履歴データとリアルタイム データに基づいて制御戦略を自動的に調整し、より効率的な環境制御と管理を実現します。
推奨事項: データ分析テクノロジーを使用して環境データを分析し、個別の環境管理に関する提案を提供します。過去のデータと組み合わせることで、起こり得る問題やニーズを予測し、事前に制御戦略を最適化できます。
このチュートリアルでは、STM32 組み込みシステムにインテリジェント アクセス コントロール システムを実装する方法を詳細に紹介し、ハードウェアの選択からソフトウェアの実装、システム構成、アプリケーション シナリオまでを包括的に説明します。
彼は 30 年以上テクノロジーの研究に専念しており、java、linux、javascript、php、css などのさまざまな言語に堪能であり、オープンソース分野で多くの貢献を行っています。将来の参考のために技術開発におけるいくつかの問題を共有する開発者ドキュメント ステーション。
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