搜索
西华大学课程设计I楼层单元门禁系统的设计摘要根据现代住宅小区的安全的要求，在现代楼宇自动化的应用中，门控系统应用得十分广泛，它提高了住宅质量和人们的生活的安全性，本课程设计要是设计出一种小型小区的门控系统，在何处放行某些人、拒绝某些人，何时发出警报。基于51单片机，以键盘密码的输入方式实现对门的出入控制，或者通过键盘输入门号的方式，进行对讲方式住户实现开门。适用于普通楼宇单位的进入控制，可实现：对通道进出权限的控制（密码输入进门的控制）；对讲系统（可实现门外和住户的对话及开门控制）。在异常情况下（输入密码错误）实现报警；本系统的核心器件是单片机，通过对单片机已经写入得程序的实现上述功能。可实现普通机械门锁所不能实现的自动门控系统。关键词：51单片机；门禁系统；对讲通话系统；Proteus仿真楼层单元门禁系统设计II目录摘要..................................................................IAbstract..................................................错误!未定义书签。1绪论...................................................................11.1门禁系统的分类...................................................11.2本课程主要的设计工作.............................................21.3本课程设计的意义.................................................21.4本课程设计主要应用的场所.........................................32本课程设计总体方案设计.................................................32.1基于单片机的单元门禁系统的系统框图和基本工作原理.................32.2各模块的功能.....................................................42.3小结.............................................................43硬件电路的设计.........................................................43.1门禁系统的硬件电路原理...........................................43.2各分电路设计.....................................................53.2.1供电电源电路设计和锂电池充电电路设计........................53.2.2报警电路的设计..............................................63.2.3门号选择电路的设计..........................................73.2.4矩阵键盘的设计..............................................73.2.5LED显示电路的设计...........................................83.2.6断电保护电路.................................................93.2.7通话电路的设计..............................................103.3小结............................................................114软件系统设计..........................................................124.1编程语言及开发工具..............................................124.2软件系统的流程结构..............................................124.3断电密码储存子程序..............................................124.4密码输入及其判断子程序..........................................134.5门号输入及其判断子程序..........................................144.6小结............................................................155仿真及实验调试........................................................165.1住户密码输入开门功能的仿真......................................155.1.1住户按键按下准备输入密码仿真图如图5.1.1.....................155.1.2住户出入4位密码仿真图如图5.1.2.............................155.1.3住户密码输入正确及指示灯仿真图如图5.1.3.....................165.1.4住户密码输入错误及报警仿真图如图5.1.4.......................165.2访客输入门号呼叫功能的仿真......................................16西华大学课程设计III5.2.1访客按键按下准备输入门号仿真图如图5.2.1.....................165.2.2访客输入门号仿真图...........................................165.2.4访客输入门号后呼叫住户楼上楼下仿真图5.2.4...................175.2.5访客输入门号后呼叫住户住户开门仿真图5.2.5...................175.3本章小结........................................................176总结...................................................................18参考文献..............................................................18致谢...................................................错误!未定义书签。附录..................................................................22西华大学课程设计11绪论门控（门禁）系统属于智能建筑楼宇自动化系统（BAS）种的安防系统，是一种新型的现代化安全管理系统，高水平的门控系统集成自动识别技术和现代安全管理措施为一体，能够对各通道口的位置，通行对象及通行时间、方向等进行实时的控制，从而实现对出入口的安全控制。随着自动识别技术的发展，门控（门禁）系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，但是总体来说门控（门禁）系统大体分为这一下三类：密码门禁系统,刷卡门禁系统,生物识别门禁系统。随着电子信息技术的高速发展，门控系统应用的自识别技术更为先进（感应接触技术、生物识别技术等），设计也趋于更合理，控制器与识别仪分体设计，识别仪安装在门外，控制器安装在门内，即只有识别仪对控制器的输入线露在门外，其他所有控制线均在门内，因此在安全性方面有很大的提高，系统的可靠性、管理和使用的方便性等方面也有很大的进步。1.1门禁系统的分类随着科技的发展电子类的科技的更新日新月异，门控系统的应用已不局限在单一的出入口控制。它不仅可以应用于智能大厦或智能小区的门禁系统，还可以应用在远程控制、停车场控制、电梯控制、交通管理或与其他系统联动控制等多种控制场合。所以经过多年的发展，门禁系统发展很快。门禁系统可分为三类：（1）密码门禁系统电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。（2）刷卡门禁系统顾名思义此系统需要刷卡,通过刷入射频卡，对射频卡的辨别来实现开门和关门任务的功能，目前市面上的卡有很多种类：条码、磁卡、接触式IC卡，非接触式IC卡等，条码和磁卡，在超市和银行方面应用的比较多，接触式IC卡，以前在公共电话中用的比较多，但接触式IC卡，芯片外露易坏、易折，而非接触式IC卡既射频卡，它把芯片和线圈封装卡片内，不容易损坏、不怕恶劣的环境，现在社会上很流行，可靠性也高。（3）生物识别门禁系统采用生物识别技术的门禁系统在安防行业应用已经越来越多,包括银行、监狱、部队楼层单元门禁系统设计2等单位已经采用生物识别的门禁系统来加强其管理的安全性和使用的方便性。生物识别系统按照识别对象来分主要有：1.指纹：是目前较成熟和适合于大规模应用的生物识别特征。2.掌形：技术和产品也比较成熟，但是由于其体积大和价格较贵，限制了应用。3.虹膜：是目前误识率最低的产品之一，可以达到百万分之一的精度，但是由于其使用的不方便和价格昂贵及体积较大受到较多的使用限制。4.面相：由于其使用的方便性，这也是一种可以大规模推广应用的生物特征，但是由于目前的误识率比较高和受到周围环境的影响（如灯光、气候等）,导致了使用上有一定的局限性。1.2本课程主要的设计工作1.2.1课程设计内容设计一楼层单元门禁系统，能实现楼层住户密码开锁或呼叫开锁，能显示操作状态，阻止陌生人进入，能输出报警及显示。设计完整的电路原理图和编写相关程序。1.2.2设计具体要求用MCS-51系列单片机或其它CPU作为控制器设计一完整的控制系统,需包括以下内容：各楼层需实现呼叫及对讲；用LED显示；有密码输入按键；有声音及报警输出；当断电时能维持24小时正常工作。用PROTEUS仿真其中一个功能。1.3本课程设计的意义门控（门禁）系统是在传统的门锁基础上发展而来的，传统的门锁是一种单纯的机械装置，虽然经过不断地改进，安全性有所提高，但是无论如何总能通过某种非正常的手段把它打开，其安全性较差。对于使用者来说，一把锁配一把钥匙，多把就需要多把钥匙，使用起来不方便。在出入较多的通道（办公室，酒店客房等），钥匙的管理也相当麻烦，遇到钥匙丢失或人员更换都要把钥匙一起更换。为了解决这些问题，出现了电子密码锁，这种锁的出现从一定程度上提高了人们对西华大学课程设计3出入口通道的管理效率，使通道管理进入了电子时代。综合市场上的楼宇对讲系统和电子密码锁，我设计出了集合两种功能并且自带防盗报警的多功能门控系统。1.4本课程设计主要应用的场所由于此设计综合了基本的门禁系统和楼宇对讲系统的功能，因此其主要的应用场所为小区综合楼，集体居住宿舍，写字楼等的安全程度要求不是很高的场所。2本课程设计总体方案设计门控电路的硬件部分主要由主要供电电源电路、备用电源电路、单片机外围电路、键盘电路、LED显示电路、报警电路、通话电路等电路模块组成。分为三块电路设计，一块电路实现电源电路，第二块电路是与单片机直接控制相关的电路，第三块是对讲电路，采用这种设计是根据各