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2024-07-12
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지능형 출입 통제 시스템은 STM32 임베디드 시스템을 통해 다양한 센서, 액추에이터 및 통신 모듈을 결합하여 출입 통제의 실시간 모니터링, 자동 제어 및 데이터 전송을 달성합니다. 이 기사에서는 환경 준비, 시스템 아키텍처, 코드 구현, 애플리케이션 시나리오, 문제 해결 및 최적화 방법을 포함하여 STM32 시스템에서 지능형 액세스 제어 시스템을 구현하는 방법을 자세히 소개합니다.
스마트 출입 통제 시스템은 다음과 같은 부분으로 구성됩니다.
각종 센서를 통해 출입카드, 지문, 모션 데이터를 수집해 실시간으로 OLED 디스플레이에 표시한다. 이 시스템은 데이터 처리 및 네트워크 통신을 통해 액세스 모니터링 및 자동 제어를 실현합니다. 사용자는 버튼이나 손잡이를 통해 설정을 지정하고 디스플레이를 통해 현재 상태를 볼 수 있습니다.
STM32CubeMX를 사용하여 UART 인터페이스를 구성합니다.
암호:
- #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);
- }
- }
STM32CubeMX를 사용하여 UART 인터페이스를 구성합니다.
암호:
- #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);
- }
- }
데이터 처리 모듈은 센서 데이터를 제어 시스템에서 사용할 수 있는 데이터로 변환하고 필요한 계산 및 분석을 수행합니다.
액세스 카드 및 지문 데이터를 기반으로 전자기 잠금 장치의 스위치를 제어하는 간단한 액세스 제어 알고리즘을 구현하십시오.
- #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);
- }
- }
STM32CubeMX를 사용하여 UART 인터페이스를 구성합니다.
암호:
- #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);
- }
- }
STM32CubeMX를 사용하여 I2C 인터페이스를 구성합니다.
암호:
먼저 OLED 디스플레이를 초기화합니다.
- #include "stm32f4xx_hal.h"
- #include "i2c.h"
- #include "oled.h"
-
- void Display_Init(void) {
- OLED_Init();
- }
그런 다음 데이터 표시 기능을 구현하여 OLED 화면에 액세스 제어 상태와 데이터를 표시합니다.
- 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);
- }
- }
지능형 출입통제 시스템은 사무용 건물의 출입통제 관리에 활용될 수 있으며, 출입통제 데이터의 실시간 모니터링을 통해 자동제어를 구현하여 사무용 건물의 보안 및 관리 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
커뮤니티에서는 스마트 출입통제 시스템을 통해 주민과 방문객의 자동화된 관리를 실현하여 커뮤니티의 안전과 편의성을 향상시킬 수 있습니다.
지능형 출입 통제 시스템을 홈 출입 통제에 사용하면 자동 제어 및 데이터 분석을 통해 더욱 스마트한 가정 출입 관리를 달성할 수 있습니다.
지능형 출입 통제 시스템은 스마트 빌딩 연구에 사용되어 데이터 수집 및 분석을 통해 건물 출입 통제 관리 및 최적화를 위한 과학적 기반을 제공할 수 있습니다.
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센서와 STM32 사이의 연결이 안정적인지 확인하고 정기적으로 센서를 교정하여 정확한 데이터를 얻으십시오.
해결책: 센서와 STM32 사이의 연결이 견고한지 확인하고 필요한 경우 연결 와이어를 다시 납땜하거나 교체하십시오. 동시에 센서는 정확한 데이터를 보장하기 위해 정기적으로 교정됩니다.
제어 알고리즘 및 하드웨어 구성을 최적화하여 액세스 제어의 불안정성을 줄이고 시스템 응답 속도를 향상시킵니다.
해결 방법: 제어 알고리즘을 최적화하고, 매개변수를 조정하고, 진동과 오버슈트를 줄입니다. 고정밀 센서를 사용하여 데이터 수집의 정확성과 안정성을 향상시킵니다. 액세스 제어의 응답 속도를 향상하려면 보다 효율적인 액추에이터를 선택하십시오.
Wi-Fi 모듈과 STM32 사이의 연결이 안정적인지 확인하고 통신 프로토콜을 최적화하며 데이터 전송의 신뢰성을 향상시킵니다.
해결책: Wi-Fi 모듈과 STM32 사이의 연결이 견고한지 확인하고 필요한 경우 연결 케이블을 다시 납땜하거나 교체하십시오. 통신 프로토콜을 최적화하여 데이터 전송 지연 및 패킷 손실률을 줄입니다. 데이터 전송의 신뢰성을 높이려면 보다 안정적인 통신 모듈을 선택하십시오.
라인 문제로 인한 비정상적인 디스플레이를 방지하려면 I2C 통신 라인을 확인하여 디스플레이와 MCU 간의 통신이 정상적인지 확인하십시오.
해결책: I2C 핀이 올바르게 연결되었는지 확인하고 전원 공급 장치가 안정적인지 확인하십시오. 오실로스코프를 사용하여 I2C 버스 신호를 감지하고 통신이 정상인지 확인하십시오. 필요한 경우 디스플레이나 MCU를 교체하십시오.
더 많은 유형의 센서 데이터를 통합하고 데이터 분석 기술을 사용하여 환경 조건을 예측하고 최적화합니다.
제안: 도어 센서, 온도 및 습도 센서 등과 같은 모니터링 센서를 더 추가하세요. 데이터 분석 및 저장을 위해 클라우드 플랫폼을 사용하여 보다 포괄적인 환경 모니터링 및 관리 서비스를 제공합니다.
사용자 인터페이스 디자인을 개선하고, 보다 직관적인 데이터 표시와 간단한 조작 인터페이스를 제공하며, 사용자 경험을 향상시킵니다.
권장 사항: 보다 풍부한 시각적 경험을 제공하려면 고해상도 컬러 디스플레이를 사용하십시오. 사용자가 쉽게 조작할 수 있도록 간단하고 이해하기 쉬운 사용자 인터페이스를 디자인하십시오. 실시간 환경 매개변수 차트, 기록 기록 등과 같은 그래픽 데이터 표시를 제공합니다.
보다 효율적인 환경 제어 및 관리를 달성하기 위해 과거 및 실시간 데이터를 기반으로 제어 전략을 자동으로 조정하는 지능형 의사 결정 지원 시스템을 추가합니다.
권장 사항: 데이터 분석 기술을 활용하여 환경 데이터를 분석하고 개인별 환경 관리 제안을 제공합니다. 과거 데이터와 결합하여 발생할 수 있는 문제와 요구 사항을 예측하고 사전에 제어 전략을 최적화할 수 있습니다.
이 튜토리얼에서는 하드웨어 선택, 소프트웨어 구현, 시스템 구성 및 애플리케이션 시나리오에 이르기까지 STM32 임베디드 시스템에서 지능형 액세스 제어 시스템을 구현하는 방법을 자세히 소개합니다.
그는 30년 이상 기술 연구에 전념해 왔으며, java, linux, javascript, php, css 등 다양한 언어에 능숙하며, 오픈 소스 분야에서 많은 공헌을 했습니다. 나중에 참조할 수 있도록 기술 개발의 일부 문제를 공유하는 개발자 문서 스테이션입니다.
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