一种基于ESP32-S的家居安防智能门锁系统

一种基于esp32
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s的家居安防智能门锁系统
技术领域
1.本实用新型主要是设计一种基于esp32
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s的家居安防智能门锁系统，应用于在智能家居，以实现智能门锁的多功能应用。


背景技术：

2.随着科技的蓬勃发展，特别是计算机技术、网络通讯技术、信息控制技术的迅猛发展与提高，加上人们生活水平的提高，对于家居的个性化、人性化、科技化、安全化的要求日益提高，促使了智能家居的高速发展，尤其门锁作为必不可少的家居，人们不再满足门锁单一功能性，多功能性的门锁应运而生。通过局域网实现门锁与手机app进行交互，实现远程监控功能，这是一种前所未有的技术创新，满足居民对门锁多功能的需求。
3.本设计针对居民对于门锁的多功能要求，实现带有视频监控的智能门锁，对于便利性以及安全性，有着重要的现实意义。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于增加门锁功能的多样性，进行门锁多功能的整合，并尽可能的降低成本，其特征是：包括控制模块，监控模块，交互模块，开关模块。控制模块采用esp32
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s为核心，实现数据的读取和输出功能。监控模块部分采用200w像素的高清摄像头ov2640和tft
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lcd屏。交互模块部分采用2.4g的板载wifi与tcp/ip协议，开关模块采用指纹识别模块h160a。
5.本实用新型采用esp32
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s作为控制器，此芯片的主要特点如下：(1)内核为xtensa single处理器，主频160mhz，rom为448kb，外置520kb的sram(2)具有很强的数据处理能力及有足够大的存储器对数据进行存储；(3)价格、功耗以及稳定性综合实力强，适用于智能家居领域。
6.监控模块部分采用高清摄像头ov2640，此传感器的主要特点如下：(1)支持rgb565/jpeg数据输出。(2)支持最大uxga分辨率输出。(3)支持图像任意缩放。(4)自带24m有源晶振，无需外部时钟。tft
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lcd屏ili9488，此显示屏的主要特点如下：(1)每个像素配置一个半导体开关器件，每个像素都可以通过点脉冲直接控制，不仅提高了显示屏的反应速度，同时也可以精确控制显示灰度，有效地克服非选通时的串扰，大大提高了图像质量。(2)因为彩屏的数据量比较大，采用16位的并方式与外部连接，可以更快的传输数据。
7.交互模块采用的手机app，app的主要特点如下：(1)用户群庞大(2)及时性(3)功能强大。2.4gwifi传输，wifi传输的主要特点如下：(1)综合成本低，性能更稳定。(2)覆盖范围广。(3)传输速度快，无线标准ieee802.11a可以达到54mbps。(4)无需布线；网络协议使用tcp/ip协议，tcp/ip协议的主要特点如下：(1)协议标准是完全开放的，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。(2)独立于网络硬件系统，可以运行在广域网，更适合于互联网。(3)网络地址统一分配，网络中每一设备和终端都具有一个唯一地址。(4)高层协议标准化，可以提供多种多样可靠网络服务。
8.开关模块采用的指纹识别模块h160a，此传感器的主要特点如下：(1)传感器类型：电容式触摸式传感器(2)分辨率：508dpi(3)图像像素阵列：192
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192(4)图像灰度等级：8级灰度通信接口：uart。
9.本实用新型的优点是：(1)将普通门锁进行智能化改造，实现门锁与app进行交互实现实时视频监控功能。(2)实现了将门锁的基础功能进行升级，解决钥匙管理(3)设计的只更换锁芯系统成本较低，使用方便。
附图说明
10.图1为总体结构框图。
11.图2为控制模块电路原理图。
12.图3.为lcd屏电路原理图。
13.图4为摄像头电路原理图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
15.如图1总体结构框图所示：总体结构框图包括正面；以摄像头和指纹检测为主，摄像头ov2640通过iic总线协议与外围电路的连接来完成至mcu的视频传输。指纹检测模块通过串口与外围电路的连接来完成至mcu指纹信息的传输。背面：以主控芯片esp32
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s模组和lcd屏为核心构成，通过i/o接口和外围电路的连接来完成系统控制和数据处理的功能；lcd屏进行摄像头采集视频的实时显示；手机app通过wifi与控制模块进行交互，手机app可以显示视频信息，并且可以实现远程开锁的功能。
16.如图2为esp32
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s的电路原理图，包括电源电路、供电电路、外围设备电路。其中电源电路包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。uorxd和uotxd分别连接指纹模块的txd和rxd，主控芯片通过uorxd使指纹模块一直处于扫描状态，当检测到指纹按压时，将指纹比对信息通过txd将对比成功或者失败信息传送；u2rxd和u2txd为xh2.54连接端子，用于对设备进行供电；d0～d9，hs，vs，sio_c，sio_d，mclk连接摄像头的管脚，连接摄像头模块对应的数据采集、传输、时钟、供电管脚。miso、mosi、clk、cs为连接lcd屏的管脚，作为显示图像的信号传输、时钟、供电管脚。
17.如图3为摄像头ov2640的电路原理图，管脚与控制模块分别对应连接。首先等待帧同步信号(vsync)，判断href是否为高电平，然后等待第一个pclk上升沿，读取第一个像素低字节，等待第二个pclk上升沿，读取第一个像素高字节，如此循环得图像，并将图像写入缓存区。
18.如图4为lcd屏的电路原理图，当cs管脚拉低时使能显示屏，clk是时钟信号，用于保持时钟同步，其中mosi管脚为控制模块向屏幕发送显示信号，miso管脚为屏幕向控制模块反馈显示信号。


技术特征：
1.一种基于esp32
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s的家居安防智能门锁系统，其特征是：包括控制模块、监控模块、交互模块、开关模块，所述控制模块为esp32
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s模组，内置espdownq5芯片，嵌入freertos操作系统，通过i/o接口与外围电路与摄像头连接实现视频的采集与发送；所述监控模块为高清摄像头与液晶显示屏，用以采集用户的信息，形成视频流；所述交互模块为板载wifi模块，通过wifi将高清摄像头采集到的视频流传输到app；所述开关模块为指纹模块。2.根据权利要求1所述的一种基于esp32
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s的家居安防智能门锁系统，其特征在于：所述控制模块采用esp32
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s，运行freertos操作系统。3.根据权利要求1所述的一种基于esp32
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s的家居安防智能门锁系统，其特征在于：所述监控模块采用型号为ov2640的200w高清摄像头与3.5寸型号为ili9488的lcd显示屏。4.根据权利要求1所述的一种基于esp32
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s的家居安防智能门锁系统，其特征在于：所述交互模块采用手机app、2.4g板载wifi、tcp/ip协议。5.根据权利要求1所述的一种基于esp32
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s的家居安防智能门锁系统，其特征在于：所述开关模块采用型号为h160a的指纹识别模块。

技术总结
本实用新型专利是一种基于ESP32


技术研发人员：李继生 张倬铭 杨超 胡孟林 吕达峰 冯国祥
受保护的技术使用者：天津科技大学
技术研发日：2020.12.15
技术公布日：2021/9/17