基于二维码的智能门禁系统设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

最早起源于原始社会，门禁体现了看家护院的意识，其最初的概念是人们为了保证自己的人身财产安全，开始使用杠棒或木栓将门锁起来增大进入室内的难度。随着社会的逐渐发展，人们的安全意识不断提高，人们开始发明各种类型的锁具。从古时候的木质锁到近代的机械锁，锁具技术越发精进。机械锁具是一种契合性机械装置，它大大的改善了门禁的安全性，但尽管结构设计复杂，材料坚固，一旦掌握了其中的结构规律，就很容易被破解，安全性得不到提升。为了弥补些缺点，同时也为了解决像酒店、办公楼这些场所的出入口人员进出频率高，出入口人员流动性大等问题，人们发明了新的门禁系统电子锁(主要有电子磁卡锁和电子密码锁)，门禁进入了电子时代。然而电子锁存在故障率高，易被复制等缺点，也很快被淘汰。

随着近几年电子计算机技术的发展，射频识别技术和生物识别技术不断成熟，门禁也朝着系统化 、智能化的方向发展。射频门禁、指纹门禁、虹膜门禁等各种技术的门禁系统逐渐走进人们的视线，并被人们重视和使用。它们在安全性，便捷性和管理性等方面都有各自的优势。生物识别目前更多在生活中的应用更为广泛，但考虑到以指纹和人脸识别为主的智能门禁容错率低，面临手指受伤或者面部变化都会导致无法顺利开锁的问题，同时，在今年疫情的背景下，无论是面部还是指纹都会增加未知接触的风险，此类门禁系统并不利于疫情防控，某些场合我们更需要一种无接触门禁，所以，基于射频识别技术的二维码门禁系统就有了很大的前景。

二维码具有成本低、信息量大、可靠性高等特点，在社会生产中得到了广泛的应用。作为二维码的一种，快速响应二维码已经在仓库管理、电子商务、数据保管等多种领域得到应用。目前快速响应二维码的识别终端通常是智能手机和个人电脑，而现代人现在的生活几乎没有离开过手机，所以研究基于二维码的智能门禁系统具有相当重要的意义。预计该系统可以解决人口流动较大的中小型实验室、博物馆等公共场合人口流动量大，为每个人配备钥匙不现实的问题，同时也具有减少安保人力部署，更好保护个人信息，节省登记时间以及无接触开锁的优点。

2. 研究内容和预期目标

硬件方面主要完成智能锁功能的实现。智能锁的各个组成部件主要包括门锁控制芯片、Wi-Fi通信模块、锁舌驱动模块（电机模块）以及供电电路等模块。门锁控制芯片为单片机，能够对智能锁设备各模块进行控制。Wi-Fi通信模块为ESP8266模块，实现用户与系统通信，主要是能够将用户个人信息及时更新在后台数据库以及通过用户发送的信息驱动单片机开锁。智能锁通过电源适配器供电，在遇到楼栋停电等突发情况时，会立即启动备用电源供电，维持智能锁的正常工作。

软件设计方面涉及用户端的微信小程序和后台数据库的设计。微信小程序实现的功能主要有预约，登记和接受开锁指令功能。后台数据库主要分为三部分，预约库、游客库、常驻人员库。预约库用来实现外来人员访问预约，预约登记成功则该预约者的个人信息会被自动加入开锁的游客库，游客库和常驻人员库保存例如姓名、身份证号码、性别、联系方式等信息，并且只有在这两个库里的人员才被授予开锁权限（游客库仅获得短暂的授权时限，一段时间后权限收回并删除游客库里预约有关的信息），来访人员使用其获得授权的微信扫描门上的二维码便可实现开锁。

3. 国内外研究现状

1、二维码技术

二维码技术最出现于在20世纪80年代末，为了提高生产效率国外相继出现了不同的二维码。目前国外的二维码技术已经取得显著成果，已经研制出多种二维码，比如著名的快速响应二维码。相对于一维条码，二维码具有很多突出优点。例如快速响应二维码的信息量远远大于一维条码。为了使二维码技术在全球得到规范应用，国际标准协会(iso)先后制订了一系列的二维码标准。其中与快速响应二维码相关的标准为iso/ec-18004-2006。国际标准的出现加快了二维码的发展。

从1993年开始国内陆续引进二维码技术，并将二维码技术应用到社会生产中。为了使二维码技术在国内迅速推广，中国物品编码中心先后制定了一系列二维码标准2。其中比较著名的为快速响应矩阵码标准即gb/t18284-2000。该标准明确定义了快速响应二维码的结构特点、编码方法、印刷要求、译码参考方法等。

4. 计划与进度安排

0~1周：查询相关资料，明确该系统需要的知识技术储备，做一个系统的了解，与导师联系咨询具体规划；

2~4周：编写系统各模块内容，包括通信模块，单片机控制模块；

4~6周：app应用开发；

5. 参考文献

[1]韩燕楚,余宏.基于51单片机的电子密码锁设计与应用研究[j].漯河职业技术学院学报,2020,19(06):21-23.

[2]龚晟.物联网人工智能声纹识别技术应用[j].通信企业管理,2020(11):78-80.

[3].声纹识别技术与应用[j].中国安全防范技术与应用,2020(05):10.