# smart_guard

**Repository Path**: kami2019/smart_guard

## Basic Information

- **Project Name**: smart_guard
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-04-26
- **Last Updated**: 2026-05-19

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: 096OLED, STM32F407, E720, LD2420

## README

# SmartGuard 汽车门禁系统

基于 STM32F407 + RT-Thread Nano 的智能门禁控制系统，实现雷达触发、RFID识别、自动开关门等核心功能。

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## 一、项目概述

SmartGuard 是专为停车场/小区门禁场景设计的智能控制系统，具备以下特点：

- **双雷达检测**：内外雷达协同工作，实现精准的人员/车辆检测
- **RFID身份识别**：支持UHF频段RFID标签识别，白名单管理
- **智能安全防护**：电子围栏模式、异常行为报警
- **RTOS实时调度**：基于RT-Thread Nano实现多任务并发
- **远程监控**：支持串口指令控制和状态上报

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## 二、硬件架构

### 2.1 主控与外设

| 模块 | 型号 | 接口 | 功能说明 |
|------|------|------|----------|
| 主控芯片 | STM32F407ZGT6 | - | ARM Cortex-M4 核心，168MHz |
| 外雷达 | LD2420 | UART5 (PC12/PD2) | 外部距离检测（触发距离 ≤1m） |
| 内雷达 | LD2420 | USART6 (PC6/PC7) | 内部距离检测（触发距离 ≤0.5m） |
| RFID模块 | E720 | UART4 (PA0/PA1) | UHF频段射频识别（860-960MHz） |
| 舵机 | SG90 | TIM3_CH4 (PB1) | 闸门控制（PWM驱动） |
| OLED显示 | 0.96寸 | I2C(软件) (PD0/PD1) | 状态显示（128x64像素） |
| 报警单元 | 板载LED + 蜂鸣器 | GPIO | 声光报警指示 (PE3/PG7) |
| 调试通信 | USB转TTL | UART4 (PA0) | 数据上报和调试（115200bps） |

### 2.2 硬件连接

```
STM32F407ZGT6
├── UART4 (PA0/PA1) → RFID E720模块
├── UART5 (PC12/PD2) → 外雷达 LD2420-1
├── USART6 (PC6/PC7) → 内雷达 LD2420-2
├── TIM3_CH4 (PB1) → SG90舵机 PWM控制
├── I2C_SCL (PD0) → OLED时钟线
├── I2C_SDA (PD1) → OLED数据线
├── GPIO PE3 → 报警LED
└── GPIO PG7 → 蜂鸣器
```

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## 三、软件架构

### 3.1 项目结构

```
smart_guard/
├── firmware/                    # 应用层代码
│   ├── main.c                  # 主入口与核心业务逻辑
│   ├── system.h                # 系统状态与数据结构定义
│   ├── config.h                # 系统配置参数
│   ├── radar.c/h               # 雷达驱动模块
│   ├── rfid.c/h                # RFID驱动模块
│   ├── servo.c/h               # 舵机控制模块
│   ├── oled.c/h                # OLED显示模块
│   ├── alarm.c/h               # 报警控制模块
│   ├── ringbuffer.c/h          # 环形缓冲区模块
│   └── pc.c/h                  # 调试串口模块
├── mdk_arm/                    # Keil MDK工程文件
│   ├── stm32f4.uvprojx         # 工程配置
│   └── stm32f4.uvoptx          # 工程选项
├── rt-thread-nano/             # RT-Thread Nano内核
├── Drivers/                    # STM32 HAL驱动库
├── doc/                        # 文档资料
└── README.md                   # 项目说明
```

### 3.2 核心模块说明

| 模块 | 功能 | 关键函数 |
|------|------|----------|
| **main.c** | 核心业务逻辑，线程管理 | `system_logic_entry()`, `radar_thread_entry()`, `oled_thread_entry()` |
| **radar.c** | 双雷达数据采集和处理 | `Radar_Init()`, `Radar_GetOuterDistance()`, `Radar_GetInnerDistance()` |
| **rfid.c** | RFID标签检测和识别 | `RFID_Init()`, `RFID_Detect_Safe_Trigger()` |
| **servo.c** | 舵机PWM控制和角度设置 | `Servo_Init()`, `Servo_SetAngle()` |
| **oled.c** | 系统状态显示和UI刷新 | `OLED_Init()`, `OLED_Refresh_UI()` |
| **alarm.c** | 声光报警控制 | `Alarm_Init()`, `Alarm_Control()` |
| **ringbuffer.c** | 串口数据缓冲处理 | `RingBuffer_Push()`, `RingBuffer_Pop()` |
| **pc.c** | 调试串口通信 | `PC_Hardware_Init()`, `PC_USART_SendBytes()` |

### 3.3 线程架构

| 线程名称 | 优先级 | 堆栈大小 | 功能说明 |
|----------|--------|----------|----------|
| `logic_thread` | 2 | 2048 | 核心门禁业务逻辑 |
| `radar_thread` | 3 | 2048 | 双雷达数据采集 |
| `oled_thread` | 5 | 1024 | OLED显示刷新 |
| `shell_thread` | 10 | 1024 | 串口命令交互（预留） |

---

## 四、核心功能

### 4.1 门禁控制流程

```
外雷达检测 ≤1m
       │
       ▼
触发RFID识别
       │
       ├── 合法标签 → 开门 → 10秒后检测 → 关门
       │
       └── 非法标签 → 重试5次 → 报警
```

### 4.2 雷达触发规则

| 触发源 | 阈值 | 动作 |
|--------|------|------|
| 外雷达 | ≤100cm | 触发RFID识别，校验通过开门，无标签则重试 |
| 内雷达 | ≤50cm | 触发RFID识别，校验通过开门，无标签不重试不报警 |

内外雷达独立检测，互不锁定，各自触发探测逻辑。

### 4.3 常开模式

- 通过串口指令 `sys --norm` 开启常开模式
- 闸门保持打开状态
- 保留外雷达电子围栏功能（异常靠近报警）
- 通过串口指令 `sys --auto` 恢复正常模式

### 4.4 安全防护

- **电子围栏**：常开模式下外雷达检测异常靠近触发报警
- **超时保护**：开门后10秒无检测自动关门
- **重试机制**：外雷达触发后最多重试5次RFID识别
- **报警自动复位**：报警状态30秒后自动重置

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## 五、串口协议

### 5.1 指令格式

所有指令以回车换行（`\r\n`）结尾。

### 5.2 支持指令

| 指令 | 功能说明 | 示例 |
|------|----------|------|
| `sys --norm` | 切换到常开模式 | 闸门打开并保持 |
| `sys --auto` | 切换到正常模式 | 恢复门禁控制，关闭闸门 |
| `sys --off` | 关闭报警 | 停止声光报警 |
| `test --servo <angle>` | 设置舵机角度 | test --servo 90 |

### 5.3 状态上报

系统每秒自动上报状态，格式如下：

```
{ Out:[XXXcm], In:[XXXcm], RFID:[XXX],Door:[XXXXX],Mode:[XXXXX] }
```

**示例输出**：
```
{ Out:[120cm], In:[ 45cm], RFID:[ OFF ],Door:[ CLOSED ],Mode:[ NO ] }
{ Out:[ 75cm], In:[ 25cm], RFID:[ ON ],Door:[ OPEN ],Mode:[ YES ] }
```

**字段说明**：
| 字段 | 说明 | 示例 |
|------|------|------|
| Out | 外雷达距离 | 120cm |
| In | 内雷达距离 | 45cm |
| RFID | RFID工作状态 | ON / OFF |
| Door | 门状态 | OPEN / CLOSED |
| Mode | 工作模式 | NO（自动模式）/ YES（常开模式） |

---

## 六、配置参数

主要配置参数定义在 `firmware/system.h` 中：

```c
// 雷达配置
#define DIST_OUT_THRESHOLD  100   // 外雷达触发距离：100cm
#define DIST_IN_THRESHOLD   50    // 内雷达触发距离：50cm

// 时序配置
#define RFID_RETRY_MAX      5     // RFID识别尝试最大次数：5次
#define RFID_RETRY_DELAY    2000  // RFID重试间隔时间：2s
#define OPEN_KEEP_TIME      10000 // 闸门开启维持时间：10s

// 舵机配置
#define OPEN_ANGLE 90              // 舵机开门角度（度）
#define CLOSE_ANGLE 0              // 舵机关门角度（度）
```

补充配置在 `firmware/config.h` 中（历史参考）。

---

## 七、使用说明

### 7.1 开发环境

- **IDE**: Keil MDK-ARM v5.38 或更高版本
- **编译器**: ARMCC v6.18 或更高版本
- **调试器**: J-Link / ST-Link

### 7.2 编译下载

1. 打开 `mdk_arm/stm32f4.uvprojx` 工程
2. 选择目标配置（Debug/Release）
3. 编译工程
4. 通过J-Link/ST-Link下载到STM32F407

### 7.3 测试步骤

1. **硬件连接**：按照硬件连接图连接所有模块
2. **上电测试**：系统启动后OLED显示启动信息，串口打印启动LOGO
3. **触发测试**：
   - 用手靠近外雷达（≤1m）→ RFID识别 → 舵机开门
   - 用手靠近内雷达（≤0.5m）→ RFID识别 → 舵机开门
4. **指令测试**：通过串口发送 `sys --norm` / `sys --auto` 切换模式

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## 八、注意事项

1. **雷达配置**：LD2420需配置为输出ASCII格式数据，波特率115200
2. **RFID模块**：E720模块使用波特率115200，8N1格式
3. **舵机角度**：根据实际安装位置调整开门/关门角度
4. **参数校准**：建议在实际使用前进行雷达触发阈值校准
5. **串口通信**：调试串口使用UART4（PA0），波特率115200，8N1格式

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## 九、版本历史

| 版本 | 日期 | 更新内容 |
|------|------|----------|
| v1.0 | 2024-01 | 初始版本，实现基本门禁功能 |
| v1.1 | 2024-02 | 添加常开模式和电子围栏功能 |
| v1.2 | 2024-03 | 优化雷达解析和RFID协议处理 |
| v1.3 | 2024-04 | 重构代码结构，完善注释和文档 |

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## 十、许可证

本项目仅供学习和研究使用，未经授权不得用于商业用途。