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[RT-Thread x 大学生夏令营]Smart Lock（简单密码锁）

发布于 2023-07-25 23:44:11 浏览：730 订阅该版

[tocm]

## 项目背景
在物联网时代，随着智能家居、智能安防的发展，智能门锁在近几年快速普及。作为智慧家庭入口，让人们的生活方式从繁到简，在保障人身及财产安全之外，也为用户带来更加舒适的智慧家居体验。

在5天的线上学习之后，我们小组基本上了解了星火1号，在全组的一致肯定之后，我们决定利用星火1号，完成硬件搭建及测试，编写程序，实现智能密码锁功能，如按键模式等等。
## 方案理念
通过RT-Thread的软件系统的示例工程，让我们更方便、更快捷的开发代码，节省开发时间。我们购买了薄膜按键，通过对产品的认知，编写了代码在RT-Thread上来将薄膜按键和星火1号板连接起来。
我们重点实现了密码锁的按键模式。实现了4位密码的输入，当密码输入正确，星火1号的显示屏上将显示“welcome”,当密码输入错误的时候，你可以重新输入，连续五次密码输入错误，密码锁将锁定一段时间，不能再次输入密码，使得密码锁的安全性得到提升。
我们小组已经基本实现上述功能。
项目框架图：

![screenshot_cc6d1b4caf80203c8ffffd0b3660272.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230725/2c7d0a2ef3085d481e2dd48393dbe232.png.webp)

## 过程论述

### 硬件结构图：
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230725/d192f894a8222be58d3b9f84ad0a5d86.png.webp)
                             图1：键盘电路图

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230725/9727f08ddfbc93db257544f50e673105.png.webp)
图2：连接实物图
### 设计过程
1. 通过杜邦线将薄膜键盘与星火1号板连接起来，通过RT-Tread软件编写程序。通过对输入线的高、低电位的判断，在用if语句来排列出0到9，和确定按键。

2. 在主体程序中输入密码锁的4位密码，再通过数组记录按键输入的4位数字，与密码锁内部存储的静态数组的密码相比对，再按压“#”符号，确认输入的数字，如果输入4个数字与密码锁的密码的相同，则显示屏上显示“welcome”；如果不相同，则可以重新输入。

3. 在输入的五次循环且输入错误之后，程序将关闭，人员将不能再通过按键输入数字。等待10秒之后（时间可以通过软件系统调节），才能重新通过按键输入数字，再重新对比。

### 程序编写
项目主要通过两个数组的不断比对实现密码的识别功能。

```c
int stored[4]={2,5,8,0};
int temp[4]={0};
```
密码比对：

```c
if(Sub==4)
            {

if(temp[0] == stored[0] && temp[1] == stored[1] && temp[2] == stored[2] && temp[3] == stored[3] && Sub==4)//
                {

lcd_clear(WHITE); /* show RT-Thread logo */
                    lcd_show_image(0, 0, 240, 69, image_rttlogo);
                    lcd_set_color(WHITE, BLACK);
                    lcd_show_string(65, 110, 32, "Welcome!");
				}
			}
```
额外功能：
当每次按下案件的时候都能够发出蜂鸣声，这是通过添加一个蜂鸣器的线程来实现的。

```c
static void Beep(void)
{
    while(1)
    {
        if(Bflag == 1 && flag == 0)
        {
            rt_pin_write(PIN_BEEP,PIN_HIGH);
            //Delay(250);
            rt_thread_mdelay(100);//Beep
            rt_pin_write(PIN_BEEP,PIN_LOW);
            flag = 1;
        }

rt_thread_mdelay(10);
    }
}
```
当输入五次错误密码以后通过添加一个线程实现一次10s的延迟以达到锁定密码锁的目的，同时也确保每输入五次错误密码后都会进行一次上述操作。

```c
 else if (errornum >= 5)
                    {
                        lcd_clear(WHITE); /* show RT-Thread logo */
                        lcd_show_image(0, 0, 240, 69, image_rttlogo);
                        lcd_set_color(WHITE, BLACK);
                        lcd_show_string(65, 110, 32, "Locked!");
                        lockflag = 1;

}

void thread_entry(void *parameter)
{

while (1)
    {
        if (lockflag == 1)
        {
            rt_thread_mdelay(10000);
            init();
        }

}
}
```
## 实现效果
### 密码输入
未输入状态：

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230725/1beb4ee092df4d26e003ecdb5b09721b.png.webp)

输入状态：

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230725/449a061ba10c169dc71590349baea5b5.png.webp)

成功进入：

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230725/86eea094c19a224ef6d09b471513be85.png.webp)

报告密码错误：

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230725/5c8403f5b2f46d676886c9952efdb8b5.png.webp)

密码锁因输入多次错误密码而被锁定：

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230725/11eac802bd8b92c690204156801c28d9.png.webp)

## 未来发展方向
1. 添加云平台修改密码功能；
2. 添加语音播报功能；
3. 添加报警功能。

## 参考文献
[4x4薄膜键盘的使用方法](https://www.bilibili.com/video/BV1464y1k7MR/?buvid=Y041B30D29BE4849485B8A03AA1C773944CA&is_story_h5=false&mid=0n%2Bgf2t%2Fzk0E2Otl46r8pw%3D%3D&p=1&plat_id=114&share_from=ugc&share_medium=iphone&share_plat=ios&share_session_id=6F902DC0-F95A-4BA2-B2AF-FC0843DA2AEF&share_source=WEIXIN&share_tag=s_i×tamp=1690183220&unique_k=eG56ugx&up_id=285767116 "4x4薄膜键盘的使用方法")