CN214225994U - 一种基于esp32-s的家居安防智能门锁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利是一种基于ESP32‑S的家居安防智能门锁系统，主要由这几部分组成：控制模块、监控模块、交互模块、开关模块。可以对传统锁具升级，能够通过摄像头模块，实现门锁与APP进行交互实现实时视频监控功能，以及指纹开锁。针对传统机械锁结构单一简单，安全性低，容易遭到强力破坏，而且钥匙容易丢失且被仿制，很难对家庭进行有效的保护，提供了包括指纹识别模块H160A，摄像头模块OV2640，非接触红外温度传感器MLx90614为核心的检测与识别模块，以ESP32‑S模组为主，通过wifi以tcp/ip协议将视频流进行实时传输，外加显示模块TFT‑LCD屏实现多设备查看访客信息，具有安全可靠、智能、实用的特点，同时只需更换锁芯，成本低廉，应用性广泛，通用性高、成本较低，使用方便。

Description

一种基于ESP32-S的家居安防智能门锁系统

技术领域

本实用新型主要是设计一种基于ESP32-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

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。

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。

发明内容

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-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-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。

本实用新型采用esp32-s作为控制器，此芯片的主要特点如下：(1)内核为Xtensasingle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。

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-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。

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。

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：192×192(4)图像灰度等级：8级灰度通信接口：UART。

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

图1为总体结构框图。

图2为控制模块电路原理图。

图3.为LCD屏电路原理图。

图4为摄像头电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

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-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。

如图2为ESP32-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。

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。

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。

Claims (5)

1.一种基于ESP32-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-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-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-S，运行FreeRTOS操作系统。

3.根据权利要求1所述的一种基于ESP32-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-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-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。

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