SERENA：基于 Arduino Mega 2560 与 TFT 触摸屏的多级密码报警系统

项目概述

SERENA 是一款运行在 Arduino Mega 2560 上的自制安防报警控制面板，配备 3.2 英寸 TFT 电阻触摸屏（UTFT/URTouch 库驱动），提供图形化交互界面。系统实现三级密码体系、自动布防倒计时、选项菜单（修改密码/自动布防延时/时间日期预留）、蜂鸣器按键音与状态指示，代码模块化、注释详尽，适合作为嵌入式人机界面教学案例。

核心功能

三级密码机制

• 4 位密码：手动布防（ARM）
• 5 位密码：部分撤防（DISARM，进入自动布防倒计时）
• 6 位密码：完全撤防（返回主菜单，解除所有防区）
• 默认密码分别为 1234、12345、111111，均可在选项菜单修改

自动布防倒计时

输入 5 位密码部分撤防后，启动倒计时（默认 40 秒，可在选项菜单修改），倒计时结束自动重新布防。适合“出门易忘布防”场景。倒计时实时显示于屏幕。

选项菜单 (三级页面)

1. 页面 1：设置手动布防密码 (4 位)、设置自动布防密码 (5 位)
2. 页面 2：设置完全撤防密码 (6 位)、设置自动布防延时 (1-9999 秒)
3. 页面 3：预留设置时间/日期（代码框架已就绪，待后续完善）

每项修改均需“旧密码验证 → 新密码输入 → 确认 (YES/NO)”，防误操作。

界面与交互

• 主界面：标题栏“SERENA ALARM SYSTEM v1.01”，三大圆角按钮 [OPTIONS] [ARM] [DISARM]
• 密码输入界面：屏幕下方虚拟数字键盘 (0-9, CLEAR, OK/BACK/YES/NO/NEXT)
• 触摸坐标通过 URTouch 库读取，按钮命中测试采用坐标范围判断
• 蜂鸣器 (D8) 每次按键发声 50 ms，增强手感
• 系统布防输出 (D9)、SERENA 状态指示 (D10)、外部按钮输入 (D13) 预留扩展

硬件连接

代码结构亮点

• 版本演进日志详细记录 v0.10a 至 v1.00 迭代过程，便于学习软件工程实践
• 大量绘图函数封装：alarmtitle(), drawbuttons(), optionsmenu() 等，界面与逻辑分离
• 密码输入通用函数：armupdate(), autoupdate(), manualupdate() 统一处理键盘事件、显示刷新、蜂鸣反馈
• EEPROM 持久化框架已预留（代码中虽未完全启用，但结构就绪）
• 状态机设计：goto 标签跳转实现多级菜单流程，虽非结构化最佳实践，但对初学者直观易懂

已知问题与后续规划

• 部分注释为希腊语，作者承诺后续版本统一为英语
• 完整撤防功能需外部按钮触发（受库限制），后续版本将优化
• 计划加入：SD 卡日志记录、日期时间实时时钟、禁用 4 位密码选项、禁用自动布防选项、断电数据保持
• 代码已截断，完整版需从项目页下载

适用场景

• Arduino Mega + TFT 触摸屏人机界面开发入门
• 家庭/实验室简易安防报警面板原型
• 嵌入式 GUI 状态机、触摸坐标映射、虚拟键盘实现教学
• 密码管理、多级权限、倒计时自动化逻辑参考

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