CN114999039A

CN114999039A - 一种多模态的智能门禁系统

Info

Publication number: CN114999039A
Application number: CN202210664680.1A
Authority: CN
Inventors: 万文龙; 廖菊香; 丘嘉明; 熊建斌
Original assignee: Guangzhou Jiarui Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Jiarui Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2022-09-02

Abstract

本发明公开了一种多模态的智能门禁系统，包括STM32F103C8T6单片机、4*4矩阵按键输入模块、24C02存储模块、OLED显示模块、指纹识别模块、人脸识别模块、RC522IC卡模块、ESP8266WiFi模块、继电器解锁电路、蜂鸣器警报电路和电源模块；本发明能够通过4*4矩阵按键输入模块和手机APP对系统进行操作，将密码、IC卡、指纹、人脸等多种解锁方式结合到一起，同时实现了远程一键解锁的功能，避免了密钥外接而造成的遗失风险，弥补了传统门禁系统解锁方式单一，安全性低的缺点，保障了用户的财产安全，大大提高了用户的体验，实现了真正的安全便捷。

Description

一种多模态的智能门禁系统

技术领域

本发明涉及智能门禁系统技术领域，具体为一种多模态的智能门禁系统。

背景技术

互联网和嵌入式技术的发展给广大人民带来了便利的生活。智能门禁系统作为国民安防系统中至关重要的一部分，不仅能对来访者的进出权限进行控制，还能实现人员出入情况进行登记和实时监控，其安全性和便携性也日益受到社会大众的关注。传统的门禁系统认证方式单一，往往只采用了钥匙、密码或刷卡的方式进行验证解锁，其安全性和便捷性较差，容易出现忘记密码，遗失钥匙和门禁卡的现象，为此，我们推出一种多模态的智能门禁系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多模态的智能门禁系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多模态的智能门禁系统，包括STM32F103C8T6单片机、4*4矩阵按键输入模块、24C02存储模块、 OLED显示模块、指纹识别模块、人脸识别模块、RC522 IC卡模块、ESP8266 WiFi 模块、继电器解锁电路、蜂鸣器警报电路和电源模块；

所述STM32F103C8T6单片机和用于输入密码、管理门禁系统存储信息的 4*4矩阵按键输入模块物理连接；

所述STM32F103C8T6单片机和用于显示门禁系统当前的工作状态、提示用户操作系统的OLED显示模块相连接；

所述STM32F103C8T6单片机与指纹识别模块、RC522 IC卡模块和人脸识别模块物理连接；

所述STM32F103C8T6单片机与ESP8266 WiFi模块物理连接，ESP8266 WiFi 模块连接onenet服务器实现手机APP解锁。

OLED显示模块可以显示用户当前的操作、显示密码，并提示用户的下一步操作，配合4*4矩阵按键输入模块的功能键还可进行页面的切换和用户信息管理；

电源模块包括LM2596降压模块和LM7805降压模块，系统总电源采用12V 电源；

人脸识别模块自带固件和模型，能够通过串口通讯与STM32F103C8T6单片机进行数据交换；

RC522 IC卡模块能够与S50卡配套使用，采用ISO14443A标准通信，与STM32F103C8T6单片机采用SPI通讯进行数据传输；

人脸识别模块自带指纹识别模型，能够与STM32F103C8T6单片机进行串口通讯传输数据；

ESP8266 WiFi模块能够设置为客户端模式连接服务器；24C02存储模块采用IIC通讯，用于存储用户的密码信息；

继电器解锁电路采用NPN型三极管控制；继电器解锁电路采用12V电磁锁和光耦芯片配合使用。

STM32F103C8T6单片机内置定时器中断和I/O中断，具有SPI，IIC，UART 等常见的通讯方式，用于各传感器之间的数据通讯和时钟控制。

4*4矩阵按键输入模块采用逐行扫描的方式，以减少STM32F103C8T6单片机I/O的使用。

人脸识别模块采用矽速公司的SIPEED MF1人脸识别模块，其以K210为主控芯片，主频达400MHZ，自带固件和模型，是一款方便的商用二次开发活体人脸识别模块。

指纹识别模块采用杭州晟元芯片技术有限公司的AS608指纹识别模块和串口通讯进行二次开发，其认假率<0.001％，拒真率<1％。

RC522 IC卡模块与S50卡采用ISO14443A通讯，其内部自带防冲撞机制，当多张S50卡进入其射频场范围，能够选定其中一张进行数据通讯。

ESP8266 WiFi模块能够兼容AP、STA和AP/STA三种工作方式，可以连接用户热点进行联网，使用MQTT协议连接onenet平台进行数据传输，实现远程一键解锁的功能。

24C02存储模块采用模拟IIC通讯，用于存储用户的按键密码，同时可以实现掉电保护功能。

OLED显示模块能够和STM32F103C8T6单片机进行通讯，能够使用专门的字库软件生成所需的字符编码，用于显示用户当前操作提示用户进行下一步操作、显示密码和显示系统的当前工作状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够通过4*4矩阵按键输入模块和手机APP对系统进行操作，将密码、IC卡、指纹、人脸等多种解锁方式结合到一起，同时实现了远程一键解锁的功能，避免了密钥外接而造成的遗失风险，弥补了传统门禁系统解锁方式单一，安全性低的缺点，保障了用户的财产安全，大大提高了用户的体验，实现了真正的安全便捷。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明4*4矩阵按键输入模块的示意图。

图中：1、电源模块；2、4*4矩阵按键输入模块；3、RC522 IC卡模块； 4、STM32F103C8T6单片机；5、指纹识别模块；6、人脸识别模块；7、继电器解锁电路；8、蜂鸣器警报电路；9、OLED显示模块；10、手机APP。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种多模态的智能门禁系统，包括STM32F103C8T6单片机4、4*4矩阵按键输入模块2、24C02存储模块、 OLED显示模块9、指纹识别模块5、人脸识别模块6、RC522 IC卡模块3、ESP8266 WiFi模块、继电器解锁电路7、蜂鸣器警报电路8和电源模块1；

所述STM32F103C8T6单片机4和用于输入密码、管理门禁系统存储信息的4*4矩阵按键输入模块2物理连接；

所述STM32F103C8T6单片机4和用于显示门禁系统当前的工作状态、提示用户操作系统的OLED显示模块9相连接；

所述STM32F103C8T6单片机4与指纹识别模块5、RC522 IC卡模块3和人脸识别模块6物理连接；

所述STM32F103C8T6单片机4与ESP8266 WiFi模块物理连接，ESP8266 WiFi模块连接onenet服务器实现手机APP 10解锁。

所述指纹识别模块5为AS608指纹传感器，所述人脸识别模块6为SIPEED MF1人脸识别模块。

所述电源模块1与STM32F103C8T6单片机4、4*4矩阵按键输入模块2、 24C02存储模块、OLED显示模块9、指纹识别模块5、人脸识别模块6、RC522 IC卡模块3、ESP8266 WiFi模块、继电器解锁电路7和蜂鸣器警报电路8电性连接。

所述STM32F103C8T6单片机4和继电器解锁电路7以及蜂鸣器警报电路8 相连接。

所述STM32F103C8T6单片机4、4*4矩阵按键输入模块2、24C02存储模块、OLED显示模块9、指纹识别模块5、人脸识别模块6、RC522 IC卡模块3、 ESP8266 WiFi模块、继电器解锁电路7、蜂鸣器警报电路8和电源模块1均安装在系统外盒内。

所述4*4矩阵按键输入模块2包括数字键和功能键，数字键包括0-9的 10位数字，功能键包括确定键、返回/删除键、添加信息键、删除信息键、修改密码键和删除所有信息键。

STM32F103C8T6单片机4内部烧写的程序，能够响应4*4矩阵按键输入模块2处理各传感器反馈信息，输出当前工作状态和信息。

RC522 IC卡模块3内置振荡电路，能够激活无源的S50卡，通过三轮认证实现对S50卡的信息读取和写操作，采用访问S50内部存储信息的方式判断用户访问是否合法。

指纹识别模块5内置指纹识别算法和一定的存储空间，能够通过串口通讯实现指纹的存储、删除和解锁功能。

SIPEED MF1人脸识别模块自带人脸识别模型，能够通过串口发送JSON信息和MCU进行通讯，从而实现人脸的添加、删除和访问功能。

4*4矩阵按键输入模块2使用宏定义给每个按键赋予键值，采用循环扫描的方式获取键值，每次操作按键配合OLED显示模块9，能够显示当前操作，并提示用户进行下一步操作。

OLED显示模块9可采用专门的字库软件生成所需要的字符编码。利用字符编码可以显示当前系统工作的信息、提示用户进行下一步操作；配合4*4 矩阵按键输入模块2和手机APP 10可以实现用户信息和存储密码的综合管理。

ESP8266 WiFi模块能够设置为客户端模式连接服务器进行信息传输，从而达到远程一键解锁的功能。

手机APP 10将用户的onenet的账号的设备公开，生成网页连接，再直接用网页转APP小工具，直接网页包装成软件APP下载到用户的手机端。

24C02存储模块能够进行IIC通讯，进行信息的读写操作，可以存储解锁的8位密码。

电源模块1采用12V电源进行供电，使用LM2596降压电路将12V电源降压为5V给SIPEED MF1人脸识别模块单独供电，使用LM7805降压电路，将12V 电源降压成5V给MCU和人脸识别模块以外的系统各部分供电。

系统外盒采用Solid works自主绘制打印。

蜂鸣器警报电路8采用NPN型三极管8550和3.3V有源蜂鸣器进行共集电极设计，基极采用1K贴片电阻限流，与STM32F103C8T6单片机4的GPIO 物理连接，起到限流控制的作用。

继电器解锁电路7采用12V的电磁锁、12V继电器和光耦芯片构成，光耦与STM32F103C8T6单片机4的GPIO物理连接用于控制继电器线圈的通断。当继电器线圈得电，开关闭合，12V电磁锁得电，门禁系统打开；当继电器线圈没有电流通过，12V电磁锁断开，门禁系统恢复关闭状态。

电源模块1、4*4矩阵按键输入模块2、继电器解锁电路7和蜂鸣器警报电路8和其他各部分模块的物理接口全部为个人独立设计的PCB。

STM32F103C8T6单片机4与4*4矩阵按键输入模块2、RC522 IC卡模块3、指纹识别模块5、人脸识别模块6物理连接，用做外部信号的输入；

STM32F103C8T6单片机4与OLED显示模块9物理连接，用于显示当前系统当前操作并提示用户进行下一步操作；

STM32F103C8T6单片机4与继电器解锁电路7物理连接，来访者提供正确密钥时进行解锁；

STM32F103C8T6单片机4与蜂鸣器警报电路8物理连接，用于错误访问时的报警提醒；

STM32F103C8T6单片机4与手机APP 10网络连接，进行远程一键解锁。

本发明实施例中，用户可以通过4*4矩阵按键输入模块2输入密码、增添删除用户信息；可以通过OLED显示模块9显示系统当前操作步骤，并提示用户进行下一步操作；可以通过密码、指纹、IC卡和人脸进行访问；可以通过手机APP 10进行远程一键解锁。

在4*4矩阵按键输入模块2的键值获取方面，可以采取循环按行扫描的方式。

利用STM32F103C8T6单片机4的四个GPIO轮流输入高电平信号，同时在利用4个不同的GPIO获取按键的电平信号，结合输出和输入的情况结合判单用户输入按键的键值。

当第一行按键输入高电平，第二三四行按键输入低电平时，第一列引脚 GPIO检测到高电平为键值1，第二列引脚GPIO检测到高电平为键值2，第三列引脚GPIO检测到高电平为键值3，第三列引脚GPIO检测到高电平为键值修改密码(10/修改密码键)；

当第二行按键输入高电平，第一三四行按键输入低电平时，第一列引脚 GPIO检测到高电平为键值4，第二列引脚GPIO检测到高电平为键值5，第三列引脚GPIO检测到高电平为键值6，第三列引脚GPIO检测到高电平为键值添加(11/添加键)；

当第三行按键输入高电平，第一二四行按键输入低电平时，第一列引脚 GPIO检测到高电平为键值7，第二列引脚GPIO检测到高电平为键值8，第三列引脚GPIO检测到高电平为键值9，第三列引脚GPIO检测到高电平为键值单个删除(12/删除键)；

当第四行按键输入高电平，第一二三行按键输入低电平时，第一列引脚 GPIO检测到高电平为键值确定(13/确定键)，第二列引脚GPIO检测到高电平为键值0，第三列引脚GPIO检测到高电平为键值返回(14/返回/删除键)，第三列引脚GPIO检测到高电平为键值删除全部(15/删除所有信息键)。

在刷卡身份验证方面可采用RC522 IC卡模块3配合S50卡一起使用。

Mifare系列卡中的Mifare1 S50卡第一个数据块内存储着一个32位序列号，这个序列号具有全球唯一性。数据块内存储的数据保存时间长达十年，数据块的擦写次数在十万次。电子标签的内部有16个扇区，每个扇区包含了3数据块和一个控制块，分别用于存放不同类型的数据。Mifare1S50卡内部还设置了标签防冲撞机制和三轮确认通信。通过位编码、奇偶校验等方式保证数据的读写速度和安全，其数据的传输速度可达106KB/S，工作频率为 13.56MHZ。在高频无源射频读写系统中，射频标签需要通过内置的耦合单元和读写器天线发送的无线电波获取工作所需的能量。电子标签的天线本质是一个振荡频率和读卡器天线一致的LC振荡电路，当读卡器产生射频磁场时，电子标签进入磁场后电子标签内部的振荡电路会产生振荡从而产生了电荷的流动。通过正负电荷的不断积累，会产生不同的电压极性，从而使电子标签获得通讯所需的能量。电子标签获得能量后，可以与读卡器进行无线通信。电子标签和读卡器通讯时，先调制传输的信号，然后用正弦波进行载波输出，双方在接收到传输信号后再对信号进行解调。在实际应用中，通常采用调频、调幅或调相的方法来形成一个范围在10cm左右的局部射频场。又因为在实际工作过程中，Mifare1不具备通信所需的能量，是被动的。因此，电子标签只有在收到请求被激活后，才能通过负载调制向读卡器发送数据。负载连接后，射频场的幅值通常会减小，而当负载去除后，射频场的幅值又会恢复。因此，读写器可以通过检测射频场振幅的变化来接收标签发送的数据。

通过对Mifare1卡与读卡其通讯过程的了解，可以通过两种方式将其用于门禁系统。第一种是存储其全球唯一的序列卡号，第二种便是在Mifare1 卡的区域块内部存储密码休息，然后修改Mifare1卡的访问密钥，本系统采取第二种方式进行门禁系统的设计。Mifare1卡片的密钥权限取决于扇区控制字，控制块的控制字的默认值是“FF078069”，此时的A密钥是不可被读出的，拥有管理电子标签的有全部管理权限。B密钥可被读出，没有任何权限。在大多数使用B密钥的系统中，一般设置控制字＝08778F00，此时的A密钥不可被读出，有读取数据可扣款权限。B密钥不可被读出，有全部权限。因此可以通过修改AB密钥要设计自己的门禁系统。

指纹识别模块5可采用杭州晟元芯片技术有限公司的AS608指纹识别模块和串口通讯进行二次开发。AS608指纹模块利用了光在传播过程中的全反射现象。系统工作时，用户将手指按压指纹按压板上，指纹按压板下方安装的 LED灯同时发出高亮光线，光线通过按压板后方安装的凸透镜后会进行反射然后投射到透镜背面的指纹传感器，传感器收到信号后会自动运行内部存储的识别算法，进行指纹配对。

当AS608检测到有指纹按下，WAK引脚输出高电平，此时AS608将指纹信息采集并存储到CharBuffer1；第二步当用户松开手指，OLED提示用户再次录入指纹，检测到指纹再次按下，AS608会将采集回来的指纹信息存储到 CharBuffer2；第三步当CharBuffer1和CharBuffer2都保存指纹信息后， AS608会将两次采集的指纹进行对比，如果对比相似度大于等于所设定的安全等级，指纹录入成功，否在判断为录入失败；第四步当AS608判断两个缓冲区内存储的指纹信息为同一指纹信息后，AS608会将两个缓冲区内存储的指纹信息进行整合，然后以用户给定的编号存储到特定的区域。

人脸识别模块6可以矽速公司的SIPEED MF1人脸识别模块。SIPEED MF1 模块以M1WAl模块作为核心单元，功能非常很强大，模块内置64位双核处理器芯片，拥有8M的片上SRAM，在Al机器视觉、听觉性能方便表现突出，内置多种硬件加速单元(KPU、FPU，FFT等)，总算力最高可达1TOPS，可以方便地实现各类应用场景的机器视觉/听觉算法，也可以进行语音方向扫描和语音数据输出的前置处理工作。

开发板出厂默认已烧录了MaixPy固件(固件源码开源，可自行到github 下载)，MaixPy已经开发了多种功能库，开发者可直接调用。Maix系列产品使用Sipeed团队开发的MaixPy IDE，软件免安装，下载后可直接使用；MaixPy 使用Micropython脚本语法，开发者可以在电脑上实时编辑脚本并上传到开发板，直接在开发板上执行脚本，此外，该IDE上可实时查看摄像头图像、保存文件到开发板，开发非常方便。

在进行SIPEED MF1人脸识别模块的二次开发时，需要通过邮件的方式向 SIPEED公司的工作人员申请人脸模型，然后根据所选的型号使用专用的烧录工具烧录对应的驱动固件。本系统选择的1.4寸LCD的显示模块，采用竖屏固件，文字和图片等采用通用的固件。模型和固件烧录完成，便可以对SIPEED MF1进行二次开发了。在这里，系统的主要功能人脸识别、人脸添加和人脸删除的数据格式进行。当检测到人脸时，需要先对人脸特征进行计算，人脸特征的计算输出信息包括code:状态码，msg:返回信息，uid:人脸在模块中存储的UID，如果需要删除相应人脸需要此UID，feature:人脸计算得出的特征值 (base64encode)，face_prob:人脸检测分数，正常值为小于1的浮点数。当人脸匹配时，SIPEED MF1将会通过串口输出Json格式人脸的信息通常包括“verson”“info”，“type”等。其中“info”中包含了人脸的位置，匹配程度编号和特征信息。x1:人脸坐标框左上角x，y1:人脸坐标框左上角y，x2: 人脸坐标框右下角x，y2:人脸坐标框右下角y，score:人脸匹配值(直接输出特征值时为0)，uid:人脸对应的UID(直接输出特征值时为null)，feature: 人脸特征值，可配置是否输出。因此可以通过STM32的串口是否接受到的” face_info”来判断人脸是否匹配成功，除了人脸的匹配，还通过串口Json 信息格式进行人脸的删除和添加。添加和删除都需要提供指定的UID，在本系统中，同时添加指纹和人脸信息，将二者的编号集成到用户进行统一管理。

当SIPEED MF1人脸识别模块检测到多个人脸时，k210芯片将优先考虑人脸区域的比较，然后自动跟踪大人脸。根据小孔成像原理，当摄像机与人脸之间的距离不同时，靠近摄像机的人脸面积会更大，将两个多个人脸框的X 和Y相乘，两两相减进行比较，然后输出最大人脸的坐标信息和匹配信息。

OLED显示模块9可采用模拟IIC通讯，方便后期引脚的配置。IIC:两线式串行总线，它是由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，高速IIC总线一般可达400kbs以上。

时钟线SCL：在通信过程起到控制作用。数据线SDA：用来一位一位的传送数据。IIC通信过程由开始、结束、发送、响应、接收五个部分构成。

开始信号：当SCL为高期间，SDA由高到低的跳变；启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平。

停止信号：当SCL为高期间，SDA由低到高的跳变；停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。

每当主机向从机发送完一个字节的数据，主机总是需要等待从机给出一个应答信号，以确认从机是否成功接收到了数据，从机应答主机所需要的时钟仍是主机提供的，应答出现在每一次主机完成8个数据位传输后紧跟着的时钟周期，低电平0表示应答，1表示非应答。单片机发送完一个字节后面必须跟一个等外应答函数。发送数据是一位一位发送，接收数据也是一位一位接收进来，最后返回应答信号。

可以选用ESP8266 WiFi模块设置为客户端模式采用MQTT协议连接onenet 服务器，并且用浏览器将用户设备网址生成APP。

直接移植onenet的官网历程，再稍作修改，添加自己的的账号信息。在绑定的账户信息后，还要进一步绑定的产品信息和设备信息，设置ONENET网页设备和STM32之间的传输信息，配合使用onenet新推出的View3.0即可建立可视化界面，实现远程操作。

本系统在onenet服务器上建立了两个按键设备。两个按键的作用分别能够实现远程开锁和远程锁定，已在onenet上设定了通讯信息：当按下按键1 后，ONENET向STM32发送“KEY:1”，当按下按键2后，onenet向STM32发送“KEY:0”。只需根据EPS8266串口收到的信息来判断当前操作，从而实现远程控制。

得到了View3.0的设备网址，利用浏览器将网址包装成APP，在手机上下载即可实现远程一键解锁。

可以选用24C02 EEPROM存储模块存储用户的密码，并进行掉电保护。在每次每次修改用户密码后，将用户密码存入到24C02的指定存储空间，在每次上电的时候，系统通过读取24C02指定存储空间获取密码信息，从而实现了掉电保护的功能。

可以选用NPN型三极管8550和有源蜂鸣器设计警报电路。蜂鸣器从结构区分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器。压电式为压电陶瓷片发音，电流比较小一些，电磁式蜂鸣器为线圈通电震动发音，体积比较小。按照驱动方式分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。这里的有源和无源不是指电源，而是振荡源。有源蜂鸣器内部带了振荡源，给BUZZ引脚一个低电平，蜂鸣器就会直接响。而无源蜂鸣器内部是不带振荡源的，要让他响必须给500Hz～4.5KHz之间的脉冲频率信号来驱动它才会响。有源蜂鸣器往往比无源蜂鸣器贵一些，因为里边多了振荡电路，驱动发音也简单，靠电平就可以驱动，而无源蜂鸣器价格比较便宜。

蜂鸣器采用共集电极设计，基极采用1K贴片电阻限流，与STM32F103C8T6 单片机4的GPIO物理连接，当GPIO输出低电平时，蜂鸣器发出警报，当GPIO 输出高电平时，蜂鸣器关断。

可以选用12V的电磁锁、12V继电器和光耦芯片构成，PC817光耦组成继电器解锁电路7。

PC817是常用的线性的单通道光耦，其隔离电压的有效值为5000V，广泛应用在测量仪器等电路之间的信号传输，常常在各种要求比较精密的功能电路中被当作耦合器件，具有上下级电路完全隔离的作用，相互不产生影响，前端与负载完全隔壁，增加安全性，减小电路干扰，简化电路设计。

PC817光耦与STM32F103C8T6单片机4的GPIO物理连接用于控制继电器线圈的通断。当继电器线圈得电，开关闭合，12V电磁锁得电，门禁系统打开；当继电器线圈没有电流通过，12V电磁锁断开，门禁系统恢复关闭状态。

通过STM32设计了一款多功能智能门禁系统将目前常见的用户门禁管理方式集成在一个系统，以实现多功能开锁的目的。当系统上电启动时，OLED 提示“正在启动”，系统进行各模块的初始话相关操作，读取24C02存储的用户密码，通过EPS8266连接网络和ONENET平台，当系统初始化启动成功时，蜂鸣器长鸣一声，后进入待机模式。

在系统启动后，按确定键，系统可由待机状态进入工作状态。此时可以输入密码，按指纹、刷人脸和网页远程开锁，当系统检测但用户匹配时，会进行开锁操作。

系统进入工作状态后，按修改键，可进入修改密码界面，用户提供初始密码后，可修改原始密码并存入24C02实现按键密码的掉电保护。

系统进入工作状态后，按添加键，可进入用户添加管理界面，用户的添加包括指纹、人脸和IC卡。其中人脸的添加必须和指纹的添加配套使用，一起添加，卡片添加需要一张S50卡，当用户提供初始密码后，可按OLED显示提示，进行指纹、人脸和IC卡的添加。

系统进入工作状态后，按删除键，可进入用户删除管理界面，其功能与操作方式与添加功能总体上相同，在这里不做赘述，用户在提供初始密码后，只要提供指纹和人脸的ID编号，便可将相应编号的用户信息进行删除。

系统进入工作状态后，按删除所有键后，用户停供初始密码，可将系统存储的所用用户指纹、人脸信息删除。

系统进入工作状态后，长时间不操作，一段时间系统会自动进入待机状态。

系统进入工作状态后，用户提供错误的密码、指纹等信息时，系统会发出警报，当连续五次输入错误密码时，密码会被禁用，直到系统重新进入待机状态；连续五次指纹不匹配时，指纹将被禁用直到系统重新进入待机状态。

综上所述，本发明集成了常见门禁系统的优点，并配备了指纹解锁、人脸解锁和手机APP一键解锁的功能，解锁方式多样，同时避免了密钥外接造成的泄露风险，大大提高门禁系统使用的便捷性和安全性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种多模态的智能门禁系统，包括STM32F103C8T6单片机(4)、4*4矩阵按键输入模块(2)、24C02存储模块、OLED显示模块(9)、指纹识别模块(5)、人脸识别模块(6)、RC522 IC卡模块(3)、ESP8266 WiFi模块、继电器解锁电路(7)、蜂鸣器警报电路(8)和电源模块(1)，其特征在于：所述STM32F103C8T6单片机(4)和用于输入密码、管理门禁系统存储信息的4*4矩阵按键输入模块(2)物理连接；

所述STM32F103C8T6单片机(4)和用于显示门禁系统当前的工作状态、提示用户操作系统的OLED显示模块(9)相连接；

所述STM32F103C8T6单片机(4)与指纹识别模块(5)、RC522 IC卡模块(3)和人脸识别模块(6)物理连接；

所述STM32F103C8T6单片机(4)与ESP8266 WiFi模块物理连接，ESP8266 WiFi模块连接onenet服务器实现手机APP(10)解锁。

2.根据权利要求1所述的一种多模态的智能门禁系统，其特征在于：所述指纹识别模块(5)为AS608指纹传感器，所述人脸识别模块(6)为SIPEED MF1人脸识别模块。

3.根据权利要求1所述的一种多模态的智能门禁系统，其特征在于：所述电源模块(1)与STM32F103C8T6单片机(4)、4*4矩阵按键输入模块(2)、24C02存储模块、OLED显示模块(9)、指纹识别模块(5)、人脸识别模块(6)、RC522 IC卡模块(3)、ESP8266 WiFi模块、继电器解锁电路(7)和蜂鸣器警报电路(8)电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种多模态的智能门禁系统，其特征在于：所述STM32F103C8T6单片机(4)和继电器解锁电路(7)以及蜂鸣器警报电路(8)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种多模态的智能门禁系统，其特征在于：所述STM32F103C8T6单片机(4)、4*4矩阵按键输入模块(2)、24C02存储模块、OLED显示模块(9)、指纹识别模块(5)、人脸识别模块(6)、RC522 IC卡模块(3)、ESP8266 WiFi模块、继电器解锁电路(7)、蜂鸣器警报电路(8)和电源模块(1)均安装在系统外盒内。

6.根据权利要求1所述的一种多模态的智能门禁系统，其特征在于：所述4*4矩阵按键输入模块(2)包括数字键和功能键，数字键包括0-9的10位数字，功能键包括确定键、返回/删除键、添加信息键、删除信息键、修改密码键和删除所有信息键。