课程设计—门禁系统设计

西华大学课程设计I课程设计说明书课程名称:测控系统课程设计课程代码:150106109题目:自显示型巡检器的设计学生姓名:学号:年级/专业/班:学院(直属系):机械工程学院指导教师:2018年07月西华大学课程设计I目录摘要................................................................................................................21引言..................................................................................................................31.1设计内容及要求.....................................................................................31.2楼层单元门禁系统的分类......................................................................31.3楼层单元门禁系统的研究背景和意义.................................................42楼层单元门禁系统总体设计方案..................................................................52.1任务要求设计分析..................................................................................52.1.1门禁系统的组成部分...................................................................52.1.2门禁系统工作方式的选择...........................................................52.2硬件电路总体设计..................................................................................62.3软件系统总体设计..................................................................................73硬件电路设计..................................................................................................83.1器件选型及参数......................................................................................83.1.1主控选择.......................................................................................83.1.2显示器件选择...............................................................................83.2主控外围电路设计................................................................................103.2.1晶振电路及复位电路.................................................................103.2.2语音及报警电路.........................................................................113.2.3电磁继电器电路.........................................................................113.4按键交互模块设计................................................................................114软件系统设计................................................................................................134.1编程语言及开发工具............................................................................134.2软件系统的流程结构............................................................................135仿真及实验调试............................................................................................166总结...................................................................................................................19参考文献..............................................................................................................20楼层单元门禁系统设计2摘要现代住宅小区对安全的要求越来越高，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。本次课程设计要是设计出一种小型小区的门控系统，区分住户和访客，只有在正确的信息下才能进入小区，否则报警。本次设计基于51单片机，以键盘密码的输入方式判断相关信息，通过电磁阀实现对门的开关控制，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。本系统的核心器件是51单片机，通过对单片机的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；Proteus仿真西华大学课程设计31引言1.1设计内容及要求设计一楼层单元门禁系统，能实现楼层住户密码开锁或其它身份识别开锁，能显示操作状态，阻止陌生人进入，能输出报警。用MCS-51系列单片机或其它CPU作为控制器设计完整的控制系统,包括以下内容：①用LCD1602显示或其它点阵液晶或用LED显示；②实现磁卡、IC卡、射频卡或其它方式任意1种输入；③有密码输入按键；④有声音及报警输出；⑤当断电时能维持24小时正常工作。⑥外部220V电源（开关电源）供电；1.2楼层单元门禁系统的分类随着科技的不断进步，电子化智能程度的深入，门禁系统方式、种类也不断增多。门禁系统又称出入管理控制系统(ACCESSCONTROLSYSTEM)，是一种管理人员进出的智能化管理系统，它集合了现代安全管理措施和微机自动识别技术，是机械、通讯技术、计算机技术、电子、光学、生物技术等诸多先进技术在出入口控制管理领域的产物，是重要出入口实现安全防范管理的有效措施，门禁系统近几年发展很快，被广泛应用于管理控制系统中。门禁系统依据输入设备介质和方法的不同可以分为：密码门禁系统，刷卡门禁系统，生物识别门禁系统。①刷卡门禁系统：根据卡的种类可以分为接触卡门禁系统(磁条卡、条码卡)和非接触卡(又叫感应卡、射频卡)门禁系统，接触卡门禁系统由于接触而是的卡片容易磨损，使用次数不多，卡片容易损坏等，使用的范围已经越来越少了，只在和银行卡(磁条卡)有关的场合被使用，非接触IC卡，由于其耐用性性价比好、读取速度快、安全性高等优势，是当前门禁系统的主流。②密码门禁系统：通过输入密码，系统判断密码正确就驱动电锁，打开门放行，密码门禁系统只要记住密码，无需携带其他介质，成本最低，但是这种门禁系统速度慢，输入密码一般需要好几秒中，如果进出的人员过多，需要排队，如楼层单元门禁系统设计4果输入错误，还需重新输入，耗时更长，而且安全性差，旁边的人容易通过手势记住别人的密码，密码容易忘记或者泄露。③生物识别门禁系统：根据人体生物特征的不同而识别身份的门禁系统，常见的有：指纹门禁系统(每个人的指纹纹路特征存在差异性)、掌型仪门禁系统(每个人的手掌的骨骼形状存在差异性)、虹膜门禁系统(每个人的视网膜通过光学扫描存在差异性)、人像识别门禁系统(每个人的五官特征和位置不同)等，生物识别门禁系统无需携带卡片等介质，重复的几率少，不容易被复制，安全性高，但是这种门禁系统成本高，比对速度慢，不利于人员人数过多的场合。因此生物识别门禁系统虽然先进和安全，但是应用的范围有限，只在人数不多，安全性要求高，不担心成本高等少数领域进行应用，不是当前门禁系统的主流。1.3楼层单元门禁系统的研究背景和意义近几年来随着社会经济发展，也产生了不少安全隐患，利用高科技手段犯罪的行为日益增多。为了使人们的安全防范措施跟得上科技的发展，更有效的阻止犯罪行为，仅仅靠传统的门锁和防盗门是远远不够的。一套现代化的功能齐全的门禁系统，将有助于内部的有序管理。它将时刻自动记录人员的出入情况，可以在时间和区域上限制人员的出入，礼貌地拒绝不速之客。同时也将有效地保护财产不受非法侵犯。智能门禁系统因此产生，它是一种智能化的新型安全管理系统，集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、光学、计算机技术、通讯技术等诸多方面。适用各种机要部门，如银行、宾馆、机房、办公大楼、智能化小区、工厂、军械库、机要室等。随着电子芯片的高度集成化，智能门禁系统的功能也变得越来越完善和便捷，而且越来越容易操作。其中，基于射频识别模块（RFIC）的智能门禁系统因其优良的性能和低廉的价格被广泛使用。这种无线的非接触读写方式，能够满足人们在各种环境下对信息的管理。本设计的基本目的是：识别管理RFIC卡，采集外部数据，设置住户的密码，显示住户的实时操作信息，根据设置的阀值对外部信号报警，以及存储密码、实时操作信息、阀值和RFIC卡的相关信息，并最终形成一个现代化的、功能齐全的、能够管理无线刷卡信息、有线监控信息的智能门禁系统。门禁控制系统的出现不但使监控非法闯入者的功能得以实现,而且还为「钥匙」这个名词引入了新的概念,即它不再仅仅是钥匙,早期看起来比较简单的机械式门禁控制系统现在已发展为像电脑一样的卡了,非接触式卡给门禁行业带来了重要的功能,对门禁行业意义重大。它们可以存储大量数据,可读也可更新,可以提西华大学课程设计5供高级加密和密码来保护存储的数据,还可以通过计算程序提供处理能力。当然门禁控制系统有可能出现新的规范—将生物辨识和门禁权限数据存储在卡里并加密,这样就只有本地的读卡器才可以使用该数据。生物辨识将用来解读卡里的数据并获得通行许可。读卡器必须通过某种方法与授权数据库连接,并可根据需要更新卡里的信息。2楼层单元门禁系统总体设计方案2.1任务要求设计分析2.1.1门禁系统的组成部分门禁控制系统主要负责出入口控制，其主要由以下部分组成：1IC卡：存储用户的不可复制和解密的IC号；2IC卡感应器：通过射频感应原理，识别感应卡内置加密卡号；3门禁控制器：识别用户卡片，判别卡的合法有效性，并做出相应的控制，同时将有效读卡数据存储。负责和计算机通讯和其他数据存储器协调；4开门按钮：