论文总字数：25870字

摘 要

由于传统的巡检制度主要依靠手工签到表来向管理者反馈巡更情况，比较容易出现冒签或者漏签的情况，容易使得巡逻流与形式，不能很好的实现巡更的安全保障功能。因此为了加强监管，改变传统的手工表格对于巡逻人员监督不力的管理形式，需要一种更可靠的手段来保证巡更人员能够在指定时间按照巡更路线到达指定地点。

本文首先阐述了电子巡更系统发展背景和过程，简要说明了主要的研究和工作内容。然后针对电子巡更系统的基本功能，分析了电子巡更系统的总体需求，重点讨论实现无线读卡功能和无线通信功能的实现。随后基于电子巡更系统的基本架构和实际应用情况，设计了基于STM32F103ZET6的硬件电路，主要对射频识别技术和串口转WiFi技术进行了具体的分析。在系统的软件设计方面，介绍了在本设计中应用的软件开发思路，阐述了外设驱动程序，单片机系统运行程序以及上位机socket通信程序的编写。最后是对工作的总结与展望，讲述了在本设计工作过程中工作的总结以及对于不足之处的总结与展望。

关键词：电子巡更系统，STM32单片机，射频识别技术，无线通信技术，socket通信

Abstract

Because of the traditional inspection system that relies on hand sign-in to the manager to make the rounds, it's easier to get a sign or an omission, so it's easy to make patrol and form, and not to be able to make good security for the patrol. So in order to strengthen supervision, to change the traditional manual form for patrol management form of ineffective supervision, need a more reliable means to ensure that the patrolling personnel can arrive at the appointed place within a specified time according to the patrolling route.

This paper first describes the development background and process of electronic patrol system, and briefly explains the main research and work content. Then, according to the basic function of electronic patrol system, the overall demand of electronic patrol system is analyzed, and the realization of wireless card reading function and wireless communication function is emphatically discussed. Then, based on the basic architecture and practical application of the electronic patrol system, the hardware circuit based on STM32F103ZET6 was designed, which mainly analyzed the RFID technology and serial port Wi-Fi technology. In terms of the software design of the system, the software development thinking applied in this design is described, and the development of peripheral drivers, the operation program of SCM system and the preparation of the socket communication program of the upper computer are described. Finally, the summary and prospect of the work are given, and the summary and prospect of the work in the process of this design work are described.

KEY WORDS: Electronic patrol system; STM32 MCU; rfid technology; serial port to WiFi technology; socket communication

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文的主要工作 2

1.3.1 需求分析 2

1.3.2 功能设计 2

1.3.3 系统硬件设计 3

1.3.4 系统软件设计 3

1.4 论文结构安排 3

第二章 系统需求分析与总体设计 4

2.1 系统需求分析 4

2.2 系统主要目标 4

2.2.1 电子巡更系统主体目标 4

2.2.2 射频读卡模块 4

2.2.3 无线通信模块 4

2.2.4 上位机系统 5

2.3 电子巡更系统设计工作思路 5

2.4 电子巡更系统总体设计 5

2.5 本章总结 7

第三章 系统硬件设计 8

3.1 硬件设计工具选择 8

3.2 最小系统电路设计 8

3.2.1 微处理器芯片选型 8

3.2.2 晶振电路设计 10

3.2.3 供电电路设计 11

3.2.4 JTAG下载电路设计 12

3.2.5 复位电路设计 13

3.2.6 主控芯片电路设计 14

3.2.7 单片机最小系统整体设计 16

3.3 射频读卡器模块设计 18

3.3.1 射频读卡模块概述 18

3.3.2 射频读卡模块工作原理 19

3.3.3 射频读卡模块与单片机的连接 19

3.4 无线通信模块设计 20

3.4.1 无线通信模块选择 20

3.4.2 ESP8266 Wi-Fi模块概述 20

3.4.3 ESP8266 Wi-Fi模块工作原理 21

3.4.4 ESP8266模块与单片机的连接 21

3.5 本章总结 22

第四章 系统软件设计 23

4.1 软件开发工具选择 23

4.1.1 上位机软件开发工具选择 23

4.1.2 下位机软件开发工具选择 23

4.2 程序代码设计原则 24

4.2.1 巡更数据读取 24

4.2.2 巡更数据发送和接受 24

4.2.3 上位机界面设计 24

4.3 软件总体架构设计 25

4.4 射频读卡模块软件设计 25

4.4.1 射频读卡模块软件结构 25

4.4.2 射频读卡模块软件实现 26

4.5 无线通信模块代码实现 28

4.5.1 无线通信模块软件架构 28

4.5.2 无线通信模块软件实现 28

4.6 上位机系统软件实现 30

4.6.1 上位机通信功能实现 30

4.6.2 上位机界面设计 31

4.7 本章总结 31

第五章 系统软硬件测试 32

5.1 系统硬件装配 32

5.2 系统软硬件模块调试 33

5.2.1 RFID-RC522模块功能测试 33

5.2.2 ESP8266 WI-FI模块测试 36

5.2.3 上位机软件测试 37

5.3 系统总体调试 38

5.4 本章总结 39

第六章 总结与展望 40

6.1 总结 40

6.2 展望 40

致 谢 41

参考文献 42

附录 43

绪论

本章主要介绍本课题的研究背景，电子巡更系统的发展过程和在国内外的研究现状以及本文研究的主要内容和全文的主要结构。

引言

巡更系统是门禁系统的一个变种，是一种对门禁系统的灵活运用。它主要应用于大厦，库房和野外设备、管线等有固定巡更作业要求的行业中。它的工作目的是帮助各企业的领导或者管理人员利用本系统来完成对巡更人员和巡更工作记录进行有效的监督和管理，同时系统还可以对一定时期的线路巡更工作情况做详细记录。

传统的巡更系统主要采用签到表的形式对巡更人员的巡更路线进行监督，容易出现漏签或者代签的现象，主要依靠巡更人员的自觉性来保障巡更的有效实施。针对这种情况，如果有一套完整的系统对巡更人员的巡更路线和巡更时间进行有效地监控，就能够更好的发挥巡更在区域安防中的重要作用，也更有利于管理者在日后突发事件的处理提供了更为方便的条件和重要依据。

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