[121]-198+基于STM32设计的实验室智能门禁系统(华为云IOT).pdf

一、前言

1.1项目介绍

【1】项目功能介绍

随着科技的快速发展和智能化技术的广泛应用，实验室的安全管理问题日益凸显。传统的实验室门禁系统往往功

能单一，无法实现实时环境监测及远程控制，一旦发生火灾、气体泄漏等安全事件，不能及时预警并采取有效措

施，存在较大的安全隐患。

针对这一现状，设计了一款基于STM32微控制器为核心的智能门禁系统。该系统集成了RFID射频卡刷卡开门、环

境温湿度检测、火焰检测、烟雾检测等多种功能，并通过ESP8266-WIFI模块将数据实时上传至华为云IOT服务

器，实现云端存储与远程监控。同时，还利用Qt开发了Android手机APP，使得用户能够随时随地查看实验室内

的环境参数，接收报警信息，并能远程操控实验室门锁，极大地提升了实验室的安全管理水平和应急响应能力。

本地采用0.96寸SPI接口OLED显示屏实时展示各类数据，配合蜂鸣器进行本地报警提示，确保在异常情况下，

无论是否连接网络，实验室内部人员也能得到及时警示，从而保障实验室资源和人身安全。这款智能门禁系统的

研发与应用，顺应物联网时代的发展趋势，为科研机构提供高效、安全、便捷的现代化实验室管理解决方案。

当前项目实现的功能主要包括以下几个方面：

项目实现的功能如下：

（1）RFID射频卡刷卡开门：系统采用SPI接口的RFID-RC522模块，通过读取合法用户的RFID卡片信息，与预

设的授权用户列表进行比对。当匹配成功时，STM32主控芯片将控制SG90舵机转动模拟门锁开启，允许人员进入

实验室。

（2）环境监测：

温湿度检测：利用DHT11温湿度传感器实时监测实验室内部的温度和湿度情况，并在本地OLED显示屏以及远

程手机APP上实时显示。

火焰检测：通过火光检测模块对实验室内的火焰情况进行实时监控，一旦检测到异常火光，立即触发报警机

制。

烟雾检测：MQ2烟雾传感器能够灵敏捕捉到实验室内的烟雾浓度变化，当浓度超过预设阀值时，会启动报警

系统。

（3）本地数据显示与报警提示：所有采集的环境数据（包括温度、湿度、火焰状态、烟雾浓度）都会在0.96寸

SPI接口的OLED显示屏上滚动显示。若发生火灾风险（如烟雾或火焰超标），本地蜂鸣器会立即发出警报声，提

醒实验室内人员注意安全。

（4）远程监控与控制：通过集成ESP8266-WIFI模块，本系统能将实时监测的数据上传至华为云IOT服务器，

实现云端存储及远程访问。同时，开发的Android手机APP可以从华为云获取必威体育精装版的设备数据，并在手机端展示

各项环境参数及检测状态。管理员还能通过手机APP远程操控实验室门锁，实现远程开锁功能。

基于STM32设计的实验室智能门禁系统集成了门禁管理、环境监控、远程控制与报警通知等多种实用功能，极大

地提升了实验室的安全性与智能化管理水平。

【2】项目硬件模块组成

（1）主控芯片模块：

STM32F103RCT6微控制器：作为整个系统的主控制单元，负责协调和管理各个功能模块，实现数据采集、

处理、指令输出等功能，并通过内部丰富的GPIO、SPI、USART等接口与各模块进行通信。

（2）RFID读卡模块：

RFID-RC522读卡器：基于SPI协议接口与STM32主控连接，用于识别和验证RFID射频卡片信息，执行门禁

权限控制。

（3）显示屏模块：

0.96寸OLED显示屏：采用SPI接口与STM32相连，用于实时显示实验室环境参数（温度、湿度）、火警状

态、烟雾浓度以及门锁状态等信息。

（4）环境检测模块：

DHT11温湿度传感器：用于监测并获取实验室内的温度和湿度数据。

火焰检测模块：使用光电或红外原理的火光检测传感器，对实验室内是否存在火源进行实时监控。

MQ2烟雾传感器：对实验室内的烟雾浓度进行检测，当浓度超过设定阈值时触发报警。

（5）伺服电机模