基于物联网的智能锁系统设计与实现

摘要

随着通信技术的高速发展，通信设备的安全性也在逐步提高，传统的机柜设备保护锁已难以满足设备保护的需求，为了保障通信设备的安全，急迫需求一款能够智能保护并且管理机柜设备安全的智能锁系统。因此，研究基于物联网的新型智能安全锁系统有着非常重要的意义和价值。 针对传统机械锁功能单一、安全因素不高、缺少同时兼顾远程和近端无线开锁的功能、不能实时上传数据、实时报警以及互联统一管理的缺点，本文提出了一种基于物联网的思想，以SIM900A作为无线通信模块的智能安全锁系统的解决方案，以此来解决智能锁的控制问题以及保障通信设备的安全性。首先，根据功能需求以及相关技术的分析，设计出新型智能安全锁系统的总体设计方案，该方案主要以MSP430F149为核心控制器，通过GSM网络实现服务器和控制器间以及客户终端与服务器间的通信。其次，硬件方面主要是对电磁锁的改造，硬件电路的设计，确定并设计出以红外避障为报警模块，SIM900A为无线通信模块的智能锁硬件最小系统。软件方面，设计一款基于android操作系统的应用软件，用于远程开锁，实时监控锁的状态、接收报警和异常消息的推送等功能；另外，确定并搭建以Tomcat为Web服务器、MySql为数据库的智能锁系统服务平台。最后，对整个系统进行了模块化测试，每个模块可正常工作，模块间可协同工作，手机App可以随时随地进行开锁，并且接收后台推送的消息，系统的总体测试正常。通过测试，智能安全锁系统基本符合设计要求。 本文根据传统机械锁的缺点，设计并且完成了新型智能安全锁系统。完成了智能锁硬件最小系统的设计与开发，后台服务平台的搭建以及客户端APP研发。通过测试，系统达到了设计方案的预期要求，为以后智能锁的应用提供了有力的保障。

目录

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1绪论

1.1课题背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1智能锁系统在国外发展现状

1.2.2智能锁系统在国内的应用

1.3常用的无线通信技术

1.3.1 Bluetooth技术

1.3.2 GSM技术

1.3.3 Wi-Fi技术

1.3.4 ZigBee技术

1.4 无线通信在智能锁中的应用

1.5 论文研究内容及章节安排

2 系统总体方案设计

2.1 物联网技术

2.1.1 物联网的概述

2.1.2 物联网在智能锁方面的应用

2.2 系统的需求分析

2.3 系统的总体设计

2.4 系统关键技术

2.4.1硬件层关键技术

2.4.2客户层关键技术

2.4.3 服务层关键技术

2.5 本章小结

3 系统硬件选型与搭建

3.1 硬件系统总体方案设计

3.2 核心控制器

3.2.1核心控制器介绍

3.2.2 核心控制器配置

3.3 通信模块

3.3.1 通信模块介绍

3.3.2 通信模块配置

3.4 电源模块

3.5 红外电路模块

3.6本章小结

4 系统软件设计与实现

4.1 软件系统总体设计框架

4.2 移动客户端设计

4.2.1 移动客户端软件总体架构

4.2.2 注册设计

4.2.3 登录设计

4.2.4 主界面设计

4.2.5网络通信设计

4.2.6安全设计

4.3 硬件控制系统软件设计

4.3.1 串口通信设计

4.3.2 锁的控制软件设计

4.3.3心跳包设计

4.3.4红外报警软件设计

4.4 本章小结

5 系统服务平台设计与实现

5.1 服务平台的搭建

5.1.1 服务器安装和配置

5.1.2 数据库的安装和配置

5.2.1 服务器工作原理

5.2.2 数据库工作原理

5.3 通信接口设计

5.3.1 客户层与服务层通信设计

5.3.2 硬件层与服务层间通信设计

5.3.3 应用层通信设计

5.4 本章小结

6系统测试与分析

6.1 系统测试概述

6.1.1 系统测试内容

6.1.2 测试环境搭建

6.2 功能测试

6.2.1 硬件层功能模块测试

6.2.2 移动客户端功能测试

6.3 系统测试结果

6.4本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录