基于STM32无线WiFi电磁门锁控制系统设计与实现

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析......................................................1

2设计方案遴选......................................................1

2.1单片机的选择.................................................1

2.2通讯方式的选择...............................................1

2.3系统框图设计.................................................1

3产品硬件设计......................................................2

3.1STM32单片机核心电路设计......................................2

3.2WiFi电路.....................................................3

3.3继电器电路...................................................3

4产品软件设计......................................................4

4.1主程序流程图..................................................4

4.2上位机APP程序设计............................................4

4.3产品程序清单..................................................6

5产品使用说明......................................................6

5.1产品装配图....................................................6

5.2产品调试......................................................6

5.3产品使用说明..................................................7

6产品设计技术标准...................................................7

参考资料.............................................................8

附录.................................................................9

附录1元器件清单.................................................9

附录2电路原理图................................................10

附录3PCB设计图.................................................11

附录4产品实物图................................................12

附录5程序代码..................................................13

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基于STM32无线WiFi电磁门锁控制系统设计与实现

1产品功能分析

产品基于STM32无线WiFi电磁门锁控制为主体，通过手机APP连接WiFi

模块建立数据通信连接，在通过手机APP输入密码控制继电器开关，通过继电

器的开关性能控制电磁门锁，输入密码正确时，锁打开，输入密码错误时，提

示密码错误，忘记密码时，可以在手机APP上更改密码。

2设计方案遴选

2.1单片机的选择

本设计主控制器采用的STM32F103是一种嵌入式-微控制器。通常应用于各

种电力电子系统，且具有更高的处理速度和内置外设，来实现控制和处理功能。

2.2通讯方式的选择

ESP8266是一款超低功耗的WiFi透传模块，拥有超低能耗技术，专为移

动设备和物联网应用设计，可将用户的家电设备连接到Wi-Fi无线网络上，进

行互联网或局域网通信，并且ESP8266WiFi模块使用简单。

2.3系统框图设计

本产品由STM32F103c8t6单片机电路+WiFi模块电路+继电器电磁锁电路+电

源电路组成。系统框图如图1所示。

1

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图1系统框图设计

图1系统框图

3产品硬件设计

3.1STM32单片机核心电路设计

STM32是具有良好性能的嵌入式芯片，在STM32单片机的应用当中，其工

作原理和硬件电路设计十分重要。如图2所示，是本设计的单片机核心板原理

图。

图2单片机核心板电路

2

图2STM32单片机电路

图

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3.2WiFi电路

通过APP连接WiFi控制继电器打开电磁锁。WIFI电路原理如图3所示。

图3WiFi电路原理图

3.3继电器电路

继电器（relay）是一种电控制器件，控制电磁锁，是当输入量的变化达到

规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。继

电器电路如图4所示。

图4继电器电路原理图

3

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4产品软件设计

4.1主程序流程图

系统完成初始化，等待接收移动端通过WiFi传输的密码数值，核对密码数

值，如果正确，打开电磁锁，否则重新接收数值。流程图如图5所示。

继电器电磁锁电路

图5主程序流程图

4.2上位机APP程序设计

通过手机连接WiFi，打开控制电磁门锁。其中包括WIFI连接，输入密码，

发送密码，更改密码等操作，本设计使用安卓的开发环境完成。上位机程序流

程图如图6所示，操作界面如图7所示。

4

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图6上位机程序流程图

图7上位机APP操作界面

5

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4.3产品程序清单

产品包括的程序文件见表1。

表1：产品程序清单

头文件功能

main.c对各个模块进行初始化工作，运行调度器

chuankou.c连接WiFi串口

Delay.c实现系统的延时功能

Sys.c定义时钟的配置、IO配置、中断的配置

5产品使用说明

5.1产品装配图

产品装配图如图8所示。

图8产品装配图

5.2产品调试

检查焊接在万能板上的单片机系统所有元器件，然后需要对每一个焊点进

行仔细检查，确保没有虚焊漏焊等。使用万能表进行检测产品电路，查看各焊

点连接状况是否合格，再检查各电源线与地线是否有短路的状态。然后对产品

进行上电检验。成功后，将编写的程序烧录到单片机之中。

6

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5.3产品使用说明

1、连接电源。

2、按下STM32f103c8t6单片机最小系统板上的复位键。

3、通过手机连接WiFi。

4、通过手机APP输入密码，控制电磁锁。

6产品设计技术标准

[1]J-STD-001E电气与电子组件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E电子组件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21电子组件和电路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技术软件工程术语

[5]GB/T8566-2007信息技术软件生存周期过程标准

[6]GB/T8567-2006计算机软件文档编制规范

7

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参考资料

[1]谭淑梅.简析STM32单片机原理及硬件电路设计[J].大庆师范学院学报,2014,34(6):21-

23.

[2]王晓彦.STM32单片机原理及硬件电路设计[J].南方农机,2020,51(14):2.

[3]周江.STM32单片机原理及硬件电路设计研究[J].数字技术与应用,2015(11):1.

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附录

附录1元器件清单

元器件数量

STM32f103c8t6单片机最小系统板1

DC5V电源座1

ESP8266串口WiFi模块1

降压二极管1

12V电磁锁1

12V适配器1

12V电源座1

NPN驱动三极管1

继电器1

电阻1

排针2

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附录2电路原理图

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附录3PCB设计图

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附录4产品实物图

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附录5程序代码

#include"stm32f10x.h"

#include"sys.h"

#include"delay.h"

#include"chuankou.h"

#defineuintunsignedint

voiddelayziji(uinttttt)

{

while(tttt--);

}

voidnvic()

{

//STM32时钟初始化配置的

NVIC_InitTypeDefnvic_init;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

nvic_init.NVIC_IRQChannel=DMA1_Channel5_IRQn;

nvic_init.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;

nvic_init.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;

nvic_init.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;

NVIC_Init(&nvic_init);

}

intmain()

{

//chushihua();

delayziji(50000);

delayziji(50000);//缓冲一下保持程序的稳定

SystemInit();

nvic();

chuankou();

chushihua();//配置好WiFi的端口号是8080

while(1)

{

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chuankou_jieshou();

}

}

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APP程序代码

MainActivity：

packagecom.example.wificontrol;

importjava.io.BufferedReader;

importjava.io.IOException;

importjava.io.InputStream;

importjava.io.PrintWriter;

import.Socket;

importjava.util.ArrayList;

importjava.util.Timer;

importjava.util.TimerTask;

importandroid.app.Activity;

importandroid.app.PendingIntent;

importandroid.content.ContentValues;

importandroid.content.Context;

importandroid.content.Intent;

importandroid.content.SharedPreferences;

importandroid.content.SharedPreferences.Editor;

importandroid.content.pm.ActivityInfo;

importandroid.database.Cursor;

importandroid.database.sqlite.SQLiteDatabase;

importandroid.os.Bundle;

importandroid.os.Handler;

importandroid.os.Message;

importandroid.telephony.TelephonyManager;

importandroid.telephony.gsm.SmsManager;

importandroid.util.Log;

importandroid.view.KeyEvent;

importandroid.view.View;

importandroid.view.View.OnClickListener;

importandroid.view.Window;

importandroid.widget.Button;

importandroid.widget.EditText;

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importandroid.widget.TextView;

importandroid.widget.Toast;

publicclassMainActivityextendsActivity{

EditTextIPText;

Buttonfasongbtn;

Buttonmimashezhibtn;

EditTextmimaed;

SharedPreferencessharedPreferences;

SQLiteDatabasedb;

SQLhelper;

privateContextmContext;

privatebooleanisConnecting=false;

privatebooleanonflag=false;

privateThreadmThreadClient=null;

privateSocketmSocketClient=null;

staticBufferedReadermBufferedReaderServer=null;

staticPrintWritermPrintWriterServer=null;

staticInputStreammBufferedReaderClient=null;

staticPrintWritermPrintWriterClient=null;

privateStringrecvMessageClient="";

privateStringrecvMessageServer="";

@Override

protectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){

//Log.v(tag,"log---------->onCreate!");

super.onCreate(savedInstanceState);

//requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);

//setRequestedOrientation(ActivityInfo.SCREEN_ORIENTATION_LANDSCA

PE);

setContentView(R.layout.activity_main);

helper=newSQL(MainActivity.this);

db=helper.getWritableDatabase();

mContext=this;

IPText=(EditText)findViewById(R.id.iped);

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//按键获取

fasongbtn=(Button)findViewById(R.id.fasongbutton7);

fasongbtn.setOnClickListener(newfasong());

mimaed=(EditText)findViewById(R.id.editText1);

mimashezhibtn=(Button)findViewById(R.id.mimashezhibutton1);

mimashezhibtn.setOnClickListener(newmimashezhi());

IPText.setText("12:8080");

forstrun();

lianjie();

}

privatevoidforstrun(){

sharedPreferences=this.getSharedPreferences("share",

MODE_PRIVATE);

booleanisFirstRun=

sharedPreferences.getBoolean("isFirstRun",true);

Editoreditor=sharedPreferences.edit();

if(isFirstRun)

{

firstdb();

editor.putBoolean("isFirstRun",false);

mit();

}

}

privatevoidfirstdb(){

db=helper.getWritableDatabase();

ContentValuesfirstzhi=newContentValues();

firstzhi.put("mi","123456");

db.insert("mima",null,firstzhi);

db.close();

}

classmimashezhiimplementsOnClickListener

{

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@Override

publicvoidonClick(Viewv){

//TODO自动生成的方法存根

Intentintent=newIntent(MainActivity.this,Xiugaimima.class);

startActivity(intent);

}

}

classfasongimplementsOnClickListener//登录按键

{

@Override

publicvoidonClick(Viewarg0)

{

Stringstr="";

Stringstr1="";

Cursorcursor=db.query("mima",newString[]{"mi"},

"_id=1",null,null,null,null);

while(cursor.moveToNext()){

//查到后的操作，这里将输出显示在文本中

str=cursor.getString(cursor.getColumnIndex("mi"));

}

str1=mimaed.getText().toString().trim();

//Objectstr;

if(str1.equals(str))

{

if(isConnecting&&mSocketClient!=null){

newThread(){

publicvoidrun(){

//放你的代码

Stringoutput="a";

try{

mPrintWriterClient.print(output);//发送数据

mPrintWriterClient.flush();

}

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catch(Exceptione){

//TODO:handleexception

Toast.makeText(mContext,"权限未开放"+

e.getMessage(),

Toast.LENGTH_SHORT).show();

}

};

}.start();

}

if(mSocketClient==null){

Toast.makeText(mContext,"未连接",

Toast.LENGTH_SHORT).show();

}

Toast.makeText(MainActivity.this,"密码正确",

Toast.LENGTH_SHORT).show();

}

else

{

Toast.makeText(MainActivity.this,"密码是错误的",1).show();

}

}

}

privatevoidlianjie(){

if(isConnecting)

{

//beerlianjiexianshi.setText("通信状态:已连接");

isConnecting=false;

try{

if(mSocketClient!=null)

{

mSocketClient.close();

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mSocketClient=null;

mPrintWriterClient.close();

mPrintWriterClient=null;

}

}catch(IOExceptione){

e.printStackTrace();

}

mThreadCerrupt();

IPText.setEnabled(true);

}

else

{

isConnecting=true;

IPText.setEnabled(false);

mThreadClient=newThread(mRunnable);

mThreadClient.start();

//beerlianjiexianshi.setText("通信状态:已连接");

}

}

//线程:监听服务器发来的消息

privateRunnablemRunnable=newRunnable()

{

publicvoidrun()

{

//StringmsgText="54:8080";

StringmsgText=IPText.getText().toString();

if(msgText.length()<=0)

{

//Toast.makeText(mContext,"IP不能为空！",

Toast.LENGTH_SHORT).show();

recvMessageClient="IPcan'tbeempty!\n";//消息换行

Messagemsg=newMessage();

msg.what=1;

20

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mHandler.sendMessage(msg);

return;

}

intstart=msgText.indexOf(":");

if((start==-1)||(start+1>=msgText.length()))

{

recvMessageClient="IPaddressiserror!\n";//消息换行

Messagemsg=newMessage();

msg.what=1;

mHandler.sendMessage(msg);

return;

}

StringsIP=msgText.substring(0,start);

StringsPort=msgText.substring(start+1);

intport=Integer.parseInt(sPort);

Log.d("gjz","IP:"+sIP+":"+port);

try

{

//连接服务器

mSocketClient=newSocket(sIP,port);//portnum

//取得输入、输出流

mBufferedReaderClient=mSocketClient.getInputStream();

mPrintWriterClient=new

PrintWriter(mSocketClient.getOutputStream(),true);

recvMessageClient="connectedtoserver!\n";//消息换行

Messagemsg=newMessage();

msg.what=1;

mHandler.sendMessage(msg);

//break;

}

catch(Exceptione)

{

recvMessageClient="connectingIPiserror:"+

21

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e.toString()+e.getMessage()+"\n";//消息换行

Messagemsg=newMessage();

msg.what=1;

mHandler.sendMessage(msg);

return;

}

byte[]buffer=newbyte[1024];

intcount=0;

while(isConnecting)

{

try

{

mBufferedReaderClient.read(buffer);

Messagemessage=newMessage();//通知界面

message.what=2;

message.obj=buffer;

mHandler.sendMessage(message);

//if(mBufferedReaderClient.read()==1)

//{

//Messagemsg=newMessage();//通知界面

//msg.what=3;

//msg.obj=buffer;

//mHandler.sendMessage(msg);

//

//}

}

catch(Exceptione)

{

}

}

}

};

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HandlermHandler=newHandler()

{

publicvoidhandleMessage(Messagemsg)

{

super.handleMessage(msg);

switch(msg.what)

{

}

}

};

publicvoidonDestroy(){

super.onDestroy();

if(isConnecting)

{

isConnecting=false;

try{

if(mSocketClient!=null)

{

mSocketClient.close();

mSocketClient=null;

mPrintWriterClient.close();

mPrintWriterClient=null;

}

}catch(IOExceptione){

//TODOAuto-generatedcatchblock

e.printStackTrace();

}

mThreadCerrupt();

}

}

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@Override

publicbooleanonKeyDown(intkeyCode,KeyEventevent)

{

if(keyCode==KeyEvent.KEYCODE_BACK)

{

MainActivity.this.finish();

}

returnfalse;

}

}

SQL：

packagecom.example.wificontr