基于单片机的可视对讲门禁系统通信设计
基于单片机的门禁系统设计.
摘要随着目前各公司对安全要求的提高,管理水平的不断提升,公司需要加强对进出人员的管理,门禁被许多公司采用。
但大多使用的都是单门禁,对于有很多出入通道的公司显然不适用,既不能做到统一管理也缺少了统计、查询和考勤等附加功能,与此同时目前市面上的智能门禁系统多是基于有线通信的方式实现的,具有布线复杂、成本高、定型后不利于重新布线、扩展等诸多缺陷。
无线通信方式则克服了有线通信的很多不利因素,因此基于无线通信方式的门禁系统是未来门禁系统的方展方向,本课题设计的就是基于单片机的无线通信联网门禁系统。
本文通过对国内外门禁系统技术发展动态以及技术难点的研究,首先提出一套适合写字楼安全管理的基于单片机的联网式门禁系统。
系统基于无线通信模式,采用基于RF 射频模块的无线传输平台作为系统的无线传输方式。
硬件设计方面,系统采用的是简单实用的直线型网络结构,无线信号的收发核心模块选用的是选择性价比高、集成度高的RF射频模块RFM12。
软件设计中,用C语言编写单片机主要子程序易读性高,扩展性好。
通过Visual Basic建立合理人性化的人机界面,方面管理者使用。
该门禁系统性能价格比高,解决了写字楼管全管理门禁系统采用有线通信方式所存在的难以扩展、难以升级等问题。
关键词:门禁系统,无线通信,非接触式IC卡ABSTRACTWith the advance of safety request and the promotion of management level, every company need strengthen the management of the personnel in and out. Access control is used by many companies, but the most of them are single access control,it is unfitted to the company that has many doors. They can not be managed uniformly and have not the additory function such as statistics, demand and checking on work attendance. However, current aptitudedoor-guard systems are generally based on wire communication. This is unpractical sometimes because i ts relative expense is high, wires are difficult to be placed, systemupdate is hard. On the other hand, radio communication gets rid of most above demerits. This is why wireless door-guard system is a trend in the future. This topic is designed to non-contact IC card-based wireless communication network access control system.In this thesis, we propose a solution for wireless door-guard system. According to research on door-guard system, we figure out a software and hardware solution specially applying to residence cells. The solution is based on single star network architecture, choosing RF module RF12 as the core module of tranceiver circuit, it also brings in a voice codec platform as voice proceeser. In its software design, through Visual Basic programs the establishment of simple and practical database system and a reasonable human machine interface aspects of managers. High cost performance of the access control system to solve the office-wide management of access control system uses the existing wired communication is difficult to expand, it is difficult to upgrade and so on.Key words: Access Control System,Wireless Communication,Non-contact IC card目录1绪论 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11.1门禁系统简介 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.2 门禁系统的发展过程及国内外现状分析 ---------------------------------------------------------- 12 门禁的方案设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 42.1 门禁的系统组成 -------------------------------------------------------------------------------------------- 42.2系统的硬件设计组成---------------------------------------------------------------------------------------- 52.3 系统的软件设计 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 6 3硬件设计---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 73.1 电源设计--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 73.2 门禁控制器 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 73.3.基于RF射频模块RFM12的无线传输平台设计 ---------------------------------------------- 93.4读卡器 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 113.5 RS232转化电路 ------------------------------------------------------------------------------------------- 123.6电子锁 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 133.7周边设备-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 134 软件设计------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 174.1 主控设备的软件设计------------------------------------------------------------------------------------- 174.2 无线传输模块的软件设计------------------------------------------------------------------------------ 304.3 管理软件设计------------------------------------------------------------------------------------------------ 425总结 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 48参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 49致谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 501绪论1.1门禁系统简介随着科学技术的不断发展,门禁系统在国内得到广泛的普及。
基于单片机的智能门禁系统的设计
基于单片机的智能门禁系统的设计1. 引言1.1 背景介绍随着社会的进步和发展,安全问题已经成为人们生活中越来越重要的一个方面。
传统的门禁系统存在着易被破解、维护困难等问题,因此迫切需要一种更加智能、可靠的门禁系统来保障人们的安全。
基于单片机的智能门禁系统正是应运而生,采用先进的技术手段,通过对人员身份的识别和权限控制,实现对门禁系统的智能化管理。
本文将介绍基于单片机的智能门禁系统的设计原理及实现方法,旨在提高门禁系统的安全性和便捷性,为用户提供更好的使用体验。
通过对智能门禁系统的研究,也将为智能化门禁技术的进一步发展提供有益的借鉴和参考。
【字数:244】1.2 研究目的本文的研究目的在于探讨基于单片机的智能门禁系统的设计方法和实现技术。
通过系统架构设计、硬件设计、软件设计、功能实现和安全性考虑等步骤,我们旨在开发一套能够实现安全有效管理出入人员的智能门禁系统。
该系统将能够实现对用户身份信息的验证、门禁设备的控制管理、门禁记录的存储与管理等功能。
本研究旨在提高门禁系统的智能化水平,提升门禁系统的安全性和便捷性,满足现代社会对门禁管理系统的需求。
通过本文的研究,我们希望能够为智能门禁系统的发展和应用提供一定的参考和借鉴,推动智能安防技术的进步和发展。
1.3 研究意义智能门禁系统的设计具有重要的研究意义。
现代社会对安全性和便利性的需求不断增加,智能门禁系统能够提高门禁管理的效率和准确性,减少人为操作的漏洞,为居民和单位提供更加安全可靠的保障。
智能门禁系统能够实现智能化管理,通过数据统计和分析,提高管理者对门禁系统的监控和管理能力,为安防管理提供更多的便利性。
智能门禁系统的设计和研究对于推动物联网技术的发展也具有重要意义,可以促进智能化生活的普及和发展,推动传统门禁系统向智能门禁系统的转变,从而更好地适应现代社会的需求。
研究智能门禁系统的设计具有重要的现实意义和前景。
2. 正文2.1 系统架构设计系统架构设计是智能门禁系统设计中至关重要的一个环节。
单片机与可视对讲门铃系统设计
占线问题 ,提 高接通率 。所 有数据信号 、话音信号采 用总
线式接线方式 进行传输 ,视频信号采用 总线与分组相 结合 的传输方式 ,克服 了传统 的类 比系统布 线复杂 的缺点 ,并 且 降低 了线缆 的敷设成本 。多级总线 :将 系统 ( 联 网层 ) 的信 号 总线 与子 系统 ( 用 户 层 )信号 总线 从 物理 上 区分 开 ,进行分层 管理。从而使联 网结构层 次分明 。从管 理中 心到 门 口主机 的数据 采用4 8 5 信号 总线 ,并 利用 中继器 进
2 0 1 3 年 第1 6 期
( 总 第 2 5 9 期)
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单片机 与可视 对讲 门铃 系统设计
它 以可视 、对讲 、连网等特点 给用户带来 了许多 便利 。但 许多厂 家的可视对讲 产品设计 比较复杂 ,并且功 能单一 。 作者根据 自己的工 作实践经验 ,结合单 片机 的特 点 ,在此 提出一种利用 A T ME L 单片机设计 可视对讲 门铃 的原理及其
实现方法 。
2 系统设计 中主要应用的技术特点
波侦 听多重访问/ 冲突避免协议进行通讯 ,提高 了数据 的可 靠性 。这种层 次分明的 网络结 构 ,可 以使各 子系统各 司其 职 ,在大部分 时间内均独立工作 ,有效地解 决了单一 总线 所 面临的信号 占线或某一子 系统故障而造成 整个系统瘫痪
的局 面 。
位提示报警 。 ( 5 ) 报警记忆功能 : 所有报警住处都将 被管 理 中心记录 ,并 可查询 。 ( 6 )免提通话功 能 。 ( 7)自动
基于单片机的智能门禁系统的设计
基于单片机的智能门禁系统的设计【摘要】本文主要介绍了基于单片机的智能门禁系统的设计。
在首先介绍了智能门禁系统设计的背景和研究目的和意义。
然后在详细阐述了智能门禁系统的基本原理、硬件设计、软件设计、系统测试与优化以及安全性分析。
通过系统测试与优化,不断提升系统的性能和稳定性。
最后在总结了基于单片机的智能门禁系统的设计成果,并展望了未来的发展方向。
通过本文的讨论,读者可以更加深入了解智能门禁系统设计的原理和技术,并了解未来在该领域的发展趋势。
【关键词】智能门禁系统、单片机、设计、硬件、软件、系统测试、安全性分析、成果总结、未来展望1. 引言1.1 基于单片机的智能门禁系统的设计的背景介绍智能门禁系统是一种集成了现代科技和安全管理理念的门禁控制系统。
随着科技的不断发展和进步,人们对门禁系统的需求也越来越高。
传统的门禁系统存在着管理不便、容易被破坏等问题,而基于单片机的智能门禁系统则能够更好地解决这些问题。
基于单片机的智能门禁系统可以实现对门禁权限的灵活管理,可以实现远程控制、定时控制等功能,大大提高了门禁系统的灵活性和便利性。
基于单片机的智能门禁系统还可以实现对门禁记录的实时监控和管理,保障门禁系统的安全性和可靠性。
通过对基于单片机的智能门禁系统进行深入研究和设计,不仅可以提高门禁系统的管理效率和安全性,还可以为门禁系统的进一步发展提供有力支持。
设计基于单片机的智能门禁系统具有重要的研究意义和实践价值,对推动门禁系统的发展具有积极的作用。
1.2 研究目的和意义门禁系统是现代社会中广泛应用的一种智能安防设备,可以有效控制出入人员的权限,保障建筑物和设备的安全。
基于单片机的智能门禁系统是目前较为常见的门禁系统之一,其设计和应用受到了广泛关注。
本文旨在探讨基于单片机的智能门禁系统的设计原理和实现方法,从硬件设计、软件设计以及系统测试与优化等方面展开全面的研究。
其研究目的在于通过对门禁系统的设计和实现,提高门禁系统的智能性和安全性,进一步保障建筑物和设备的安全。
基于单片机的门禁系统设计毕业设计论文
基于单片机的门禁系统设计毕业设计(论文)基于单片机的门禁系统设计四川理工学院本科毕业(设计)论文摘要针对日常生活中小区住宅的安全防范,一般的门锁使用极不方便,为满足人们对门锁的使用需求,增加其安全性,基于单片机的门禁系统应运而生。
本设计采用单片机AT89S51作为主控中心,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。
适用于普通小区单元楼的进入控制,该系统可实现密码输入开门、语音对讲开门、密码修改、报警和锁定键盘等功能,同时该门禁系统还具有设计方法合理,简单易行,成本低,安全实用等特点,符合一般小区的使用需求,具有推广价值。
关键词:门禁系统;密码锁;AT89S51;4×4矩阵键盘基于单片机的门禁系统设计ABSTRACTContrary to the security for the daily life of the residential district, generally locks is not that convenient to use. In order to meet the users' needs about the security of the locks.So a microcontroller-based Access Control System control system came into being. This design based on a microcontroller AT89S51 which works as the control center, keyboard password input achieved the door access control, or by way of keyboard inputing numbers,and intercom way households the door. Applicable to ordinary residential unit building access control.This system can achieve password enter the door, voice intercom to open the door, password changes, the alarm and lock the keyboard and other functions.while the access control system also has a rational design method which is so simple, low cost,so safety and with many practical features,which can meet the general needs of the district, also is worth promoting.Key words: entrance guard system; Combination lock; AT89S51; 4 x 4 matrix keyboard王林:基于单片机的门禁系统设计目录摘要 .............................................................................................................................. I I ABSTRACT (III)第1章前言 (1)1.1 门禁系统的定义 (1)1.2 门禁系统的发展现状和趋势 (2)1.3 门禁系统的背景以及研究目的和意义 (3)1.4 门禁系统研究的主要内容 (4)1.4.1 总体设计方案选定 (4)1.4.2 门禁系统单片机硬件资源的分配 (6)第2章系统的硬件设计 (7)2.2 单片机最小系统设计 (7)2.1.1 AT89S51简介 (7)2.1.2 单片机晶振电路 (9)2.1.3 单片机复位电路 (9)2.2 键盘电路 (10)2.3 显示电路 (11)2.3.1 数码管简介 (11)2.3.2 驱动芯片简介 (12)2.3.3 显示电路设计 (13)2.4 语音电路 (14)2.4.1 MC34118的简介 (14)2.4.2 语音电路设计 (17)2.5 开锁电路 (18)2.6 报警电路 (19)2.7 掉电密码保护 (20)2.7.1 AT24C02存储芯片简介 (20)2.7.2 掉电密码保护设电路计 (21)第3章系统的软件设计 (22)3.1 系统的总体软件流程 (22)3.2 各部分的功能实现程序设计 (24)3.2.1 初始化程序 (24)四川理工学院本科毕业(设计)论文3.2.2 键盘扫描子程序 (24)3.2.3 密码比较和报警程序 (26)3.2.4 密码更改程序 (27)3.2.5 数码管显示部分驱动程序 (28)3.2.6 单片机通讯程序 (28)3.2.7 语音拨号程序 (29)第4章结束语 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录Ⅰ系统程序 (35)附录Ⅱ系统硬件电路图 (35)王林:基于单片机的门禁系统设计第1章前言1.1 门禁系统的定义随着电子技术在现实生活中的广泛应用,人们越来越感受到电子产品为生活所带来的各种便利,特别是在20世纪80年代,门禁系统的出现更为人们出入口门禁安全提供了方便。
基于AT89C51单片机的可视对讲门铃设计
基于AT89C51单片机的可视对讲门铃设计(盐城工学院电气工程学院江苏盐城)摘要:采用MCS51系列单片机89C51为核心,外围配以存储器、电压比较器、键盘及,LED-显示器,设计出一种可编程、高性能的楼宇对讲系统,可完成键盘处理、对讲、电控开锁等功能的控制.客人可以通过门口的选择欲访问的用户,通过摄像头将来访者的音频视频信号传输到扬声器跟显示器上,实现系统的可视对讲功能。
关键词:单片机;可视;对讲;智能。
The visible interphone based on AT89C51 doorbell designBian Feng TingAbstract:Adopt 89C51 MCS51 series microcontroller as the core, and peripheral match with memory, voltage comparator, keyboard and monitor, design, LED - that gives a kind of programmable, high-performance landing-answer system, can complete the keyboard processing, interphone, electronic lockpicking functions of control. Guests can choose to visit by the door of the users, through the audio video camera will visitors with the signal transmission to the speaker on the display, and enhanced the system visible interphone function .Key words: MCU;visible;talkback ; intelligence.1课题研究的意义1.1科技创新发展概况和发展趋势楼宇对讲系统在欧美国家、香港、台湾等地区已采用近20年,自1992年起,国外楼宇对讲系统生产制造商陆续到中国开拓市场。
基于单片机的智能门禁系统的设计与实现
职场大变样社区(全套资料,全部50元以下基于单片机的智能门禁系统的设计与实现摘要:本系统采用AT89C52单片机作为控制核心,实现读卡键盘扫描、显示以及驱动继电器模拟开门功能,以1602液晶完成数据信息的显示任务,RC522非接触IC卡模块实现对IC卡信息的读取,以完成对卡片的识别。
4*4矩阵键盘可以通过手动输入的方式完成密码输入,避免卡片丢失影响到无法出入门的情况出现,系统具有键盘修改密码和设置时间的功能。
它不仅提高了人们对出入口通道的管理效率,而且还有寿命长、使用方便、安全可靠、一卡多用等优点。
该智能门禁系统的设计和使用更加人性化,更加符合社会发展潮流,能满足人们生活、工作的需要。
关键词:门禁系统AT89C52单片机读卡器继电器1.引言随着科技的发展,社会的进步,人民经济水平的提升,人们对生活和工作的环境及各方面要求也越来越高,已经不仅仅局限于美观、舒适,而是在此基础上对其适用性、可操作性、安全性及智能性方面提出了更高的要求。
目前,普通的门锁被广泛的应用到我们的生活和工作中。
在满足我们需求的同时,也带来了许多不安全的因素。
例如,运用高科技手段进行盗窃、抢劫等等,怎样才能使人们的安全防范措施跟得上科技的发展、更有效的阻止这些犯罪行为的侵犯从而保护自身利益呢?仅仅依靠普通的门锁、防盗门或者监控、报警等系统是不够的,门禁系统已近越来越多的被应用到我们的生活和工作中,但是普通的门禁管理已经不能满足我们的需求了。
而且,人们对门禁系统的应用已不仅仅是单一出入口的控制了,还将它大规模应用于社区、公司以及商城的门禁控制、考勤管理、安防装置等等。
现在市场上的普遍使用的门禁系统由于功能简单,对人员管理不到位,尤其是遇到丢失门禁卡的情况时,会给人们带来很多麻烦,为此迫切需要设计功能多、使用方便、安全可靠的智能门禁系统。
本文主要设计了基于AT89C52单片机的门禁控制系统。
以单片机为核心采用以FRID技术为主,键盘密码锁为辅的方式来使用门禁装置。
基于单片机与Lonworks的可视对讲系统设计
基于单片机与Lonworks的可视对讲系统设计摘要:介绍了智能小区的门禁系统,即可视对讲系统的设计原理以及软、硬件的实现方式;提出了针对智能小区可视对讲系统的解决方案。
使用单片机与Lonworks 结合的可视对讲系统,克服了传统485 总线通信速率低、通信距离短的缺陷,提高了系统对总线以及监控设备的兼容性。
随着智能化住宅小区的出现,传统的门铃已经远不能适应现代的家庭。
人们希望通过一种新的方式来了解来客情况,同时确保自身的安全性,减少不必要的麻烦。
因此各式各样的门铃悄然走进千家万户。
从简单的叫门工具,到多功能、综合型电器,使用者的标准越来越高,对讲系统已成为现代多功能、高效率现代化住宅的重要保障。
随之而生的楼宇对讲系统,也随着城市住宅小区的建设和发展,不断地推陈出新。
从最初的普通单元门对讲,到可视单元门对讲,发展到联网管理,智能楼宇对讲系统已成为一种兼容性强大的综合系统。
可以说,智能楼宇对讲系统不仅仅是方便住户和访客的电控门系统,也是小区物业管理和安防管理必不可少的有效手段,是现代化住宅小区必不可少的设施。
1 Lonworks 总线技术一般的可视对讲系统大多由单片机与RS-485 总线构成,虽然成本低,但受到RS-485 总线的限制,在无中继的情况下,通信距离不能太远,通信速率也不能太高,而采用中继则会提高成本,增大设计开发和施工维护的难度。
如果采用单纯的Lonworks 总线,又会降低网络对其他总线设备的兼容性,增加开发成本和设计困难。
笔者采用基于单片机与Lonworks 的可视对讲技术,不仅可以克服以上缺点,而且能更好地发挥二者的优势。
整个系统由门口单元主机和户内可视分机组成,在网络上视其为不同的通信节点。
在普通的通信网络。
单片机与可视对讲门铃系统设计
单片机与可视对讲门铃系统设计作者:徐春航来源:《中国高新技术企业》2013年第11期摘要:可视对讲门铃以可视、对讲、连网等特点给用户带来了许多便利。
文章介绍了一种新型的可视对讲门铃系统的工作原理、实现电路、程序设计及程序代码,同时给出了利用单片机实现远程通讯及编码控制的分析、处理方法,从而使单片机的功能得到更大程度的发挥。
关键词:单片机;485总线;可视对讲门铃中图分类号:TP368 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)16-0009-02单片机在消费电子、自动化仪表、工业控制等领域已得到了广泛的应用,它以灵活的设计、低廉的成本、微小的功耗在电子器件市场中占有十分重要的地位。
今天越来越多的芯片厂商在不遗余力地竞争这个应用空间。
如INTEL、MICROCHIP、NEC、ATMEL等公司都已形成了自己强大的产品线,给产品的设计带来了越来越多的选择。
可视对讲门铃系统是近几年兴起的比较新颖的产品,它以可视、对讲、连网等特点给用户带来了许多便利。
但许多厂家的可视对讲产品设计比较复杂,并且功能单一。
作者根据自己的工作实践经验,结合单片机的特点,在此提出一种利用ATMEL单片机设计可视对讲门铃的原理及其实现方法。
1 系统功能及各部件特点描述本可视对讲门铃系统具有以下功能:系统由可视管理中心、门口主机、用户分机、电源供应器、视频分配器、信号中继器等几部分组成。
主要面向住宅小区,可实现三方互相通话、楼宇可视对讲、图像监视、住户报警及管理中心综合管理等功能。
1.1 可视管理中心可视管理中心为安装在小区管理中心的设备,具有以下功能:(1)可管理八个区域,每个区域可接八台门口主机。
(2)可呼叫用户分机,通知用户及传达信息,实现集中管理。
(3)可监视所有门口情况,并可开启楼道门口大门。
(4)报警功能:当用户分机报警时,从声光显示三方位提示报警。
(5)报警记忆功能:所有报警住处都将被管理中心记录,并可查询。
基于单片机的门禁系统设计
基于单片机的门禁设计本门禁系统设计的前端信息采集以非接触式IC卡形式,有接触式IC卡、磁卡等其它卡不可比拟的优势,采用RS232/485通信方式接受数据和发送数据,实现了权限管理、实时监控、存储、异常报警、出入记录查询等功能,能够存储2000个用户信息。
运用模块化的设计思路,用芯片U2270B采集外部IC卡号,并通过STC12C5A60S2主控芯片解析IC卡号,它的读和写卡距离在300—400mm 范围内。
实现刷卡模块;检测按钮与单片机的引脚电平,引脚电平连续两次处于低电平则按钮按下实现按钮模块;既没有刷卡又没有按钮,门打开则实现机械开门模块;驱动电机采用四个NPN三极管组成的电路,输出电平的高低来实现电机的正转,反转功能,从而实现电机驱动模块;本文设计的门禁控制器,电路简单, 使用方便,可靠性高、反应灵敏,系统维护方便、适用范围广且价格低廉,应用范围广泛,能够在大多数场合代替接触式IC卡的使用。
同时可以与上位机联结组成一种联网式门禁系统,由于计算机网络的发展,通过中心或通过一个端点就能对设备进行监控与维护。
通过局域网对本地区的设备进行集中监控与维护,可提高系统的可靠性,减少故障的发生率和处理时间等。
关键词:非接触式IC卡STC12C5A60S2单片机模块化设计门禁控制器绪论 (3)第一章基于STC12C5A60S2单片机门禁系统概述 (4)1.1 STC12C5A60S2/AD/PWM系列功能简介 (4)1.2 门禁系统简介 (5)1.2.1 门禁系统的组成及工作原理 (5)1.2.2 门禁系统的功能及需求发展方向 (6)第二章各类门禁系统的比较 (10)2.1 按前端信息采集即进出识别方式分 (10)2.2 按设计原理分 (11)2.3 按与微机通讯方式分 (11)2.4 按管理结构模式分 (12)第三章基于STC12C5A60S2单片机的门禁系统硬件设计 (13)3.1 电源模块设计 (13)3.2 射频模块设计 (13)3.3 实时时钟模块设计 (20)3.4 驱动电机电路设计 (20)3.5 其他设计 (21)第四章基于STC12C5A60S2单片机的门禁系统软件设计 (22)4.1 软件总体设计 (22)4.2 软件模块设计 (23)4.2.1 触发开门模块 (23)4.2.2 驱动电机、LED、蜂鸣模块设计 (26)4.2.3 通信模块设计 (27)4.2.4 拨码模块设计 (28)第五章系统构建与调试 (29)5.1 系统构建 (29)5.2 调试 (29)5.3 原理图及PCB图 (32)第六章总结 (33)致谢 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。
基于单片机的智能门禁系统设计
xx大学本科生毕业设计说明书题目:基于单片机的智能门禁系统设计学生姓名:xx学号:xx专业:测控技术与仪器班级:xx班指导教师:xx基于单片机的智能门禁系统设计摘要随着人们生活水平的不断提升,科学技术的迅猛发展,因科技发展而越来越智能、高效的生活方式逐步进入普通人身边。
人们对于居住环境的安全性要求也越来越高,具有安全、智能、高效、便捷的门禁系统越来越深入人心。
之所以把安全放到首位,是因为“安全无小事”并且我们的社会中还存在许多不安全的因素困扰着人们,只有加与防范并树立安全意识才能让我们远离危险。
基于此智能门禁系统开始逐渐进入人们的视野,它成为了提升安全性的防卫系统,同样给人们的生活提供了极大地便利。
本设计旨在解决人们居住环境的安全问题,同时以人们的生活更加智能化为出发点,提出一种基于指纹识别和射频识别的智能门禁系统设计方案,该智能门禁系统所涉及的硬件部分主要包括:单片机、指纹识别模块、WIFI 模块、MF RC522模块、电磁锁、显示模块、时钟模块等;软件部分包括:上位机监控界面和手机APP两大部分。
该智能门禁系统采用指纹识别、射频识别与电子密码对身份多重验证,利用无线通信技术连接到手机终端,实现对门禁系统的实时管理,对来往人员的出入时间进行上传及统计,还包括人机交互,时间显示等功能,保障了住户的安全,同时也提高了家庭的智能化管理水平。
关键词:智能门禁系统;指纹识别;射频识别;电子密码Design of intelligent entrance guard system based on MCUAbstractWith the social and people's living conditions continue to improve, the level of science and technology are developing rapidly, the development of science and technology more and more convenient and efficient life gradually into the side of ordinary people. People for the safety requirements of the living environment more and more is also high, with security, intelligence, high efficiency, convenient access control system more and more popular reason. The safety in the first place, because safety is no small matter and in our society there are still many unsafe factors plagued the people, only with security awareness and prevention can we get away from danger.This design aims to solve the security problems of people's living environment, at the same time in the life of people more intelligent as a starting point, put forward a design scheme of intelligent access control system based on radio frequency identification and fingerprint recognition, hardware of the intelligent access control system which mainly consists of a single chip machine, fingerprint identification module, WIFI module, MF RC522 the electromagnetic lock module, display module, audio module, clock module, etc.; the software part includes: monitoring interface of computer and mobile phone APP two parts.The intelligent access control system using fingerprint identification, identity verification of multiple RFID and electronic password, using wireless communication technology to connect to the mobile phone terminal, to achieve real-time management of access control system, and the access time to upload and statistics, including human-computer interaction, time display and other functions.Keywords: intelligent access control system; fingerprint identification; radio frequency identification; electronic password目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 智能门禁系统简介 (1)1.2.1 智能门禁系统的发展历程 (1)1.2.2 智能门禁系统国内外研究现状 (3)1.3 智能门禁系统研究意义及目的 (4)第二章课题内容及实施方案 (5)2.1 主要研究内容 (5)2.1.1 身份识别 (5)2.1.2 IC卡识别 (5)2.1.3 显示功能 (5)2.1.4 按键密码功能 (5)2.1.5 WIFI通讯功能 (6)2.2 研究方案及硬件选型 (6)2.3 智能门禁系统的特点 (7)第三章智能门禁系统的硬件电路设计 (8)3.1 智能门禁系统整体硬件结构 (8)3.2 智能门禁系统硬件选型及介绍 (8)3.2.1 主控芯片的选型及介绍 (8)3.2.2 光敏传感器和人体红外热释传感器 (9)3.2.3 矩阵键盘和独立按键模块 (11)3.2.4 读卡器模块 (13)3.2.4 指纹识别模块 (15)3.2.5 液晶显示模块 (16)3.2.6 WIFI模块 (18)3.2.7 时钟模块 (20)3.2.8 继电器模块 (21)第四章智能门禁系统的软件设计 (23)4.1 软件总体构架设计 (23)4.2 读卡模块程序设计 (25)4.3 矩阵键盘程序设计 (26)4.4 DS1302时钟模块程序设计 (27)4.5 指纹识别模式 (28)4.6 显示模块程序设计 (30)4.7 软件设计小结 (31)第五章系统调试与总结 (32)5.1 系统调试 (32)5.2 总结与展望 (34)参考文献 (36)附录A 电路原理图 (39)附录B 源程序 (40)致谢 (43)第一章绪论1.1课题研究背景传统门禁系统结构简单、功能单一、安全性低,己不能满足人们对安全舒适生活的追求。
《2024年基于STM32的智能门禁系统的设计》范文
《基于STM32的智能门禁系统的设计》篇一一、引言随着科技的发展,智能门禁系统已经成为现代家庭和企事业单位不可或缺的安保设备。
它不仅能够实现安全防范,还可以为人们提供便利的生活体验。
本文将详细介绍基于STM32的智能门禁系统的设计思路、系统架构及其实现方法。
二、系统概述基于STM32的智能门禁系统主要包括STM32微控制器、门禁控制模块、通信模块、输入设备(如密码键盘、刷卡器等)和输出设备(如电磁锁、门铃等)。
系统采用低功耗设计,具有良好的稳定性、安全性和易用性。
三、系统架构设计1. 硬件设计硬件部分主要包括STM32微控制器、门禁控制模块、通信模块等。
STM32微控制器作为核心部件,负责整个系统的控制、数据处理和通信等功能。
门禁控制模块包括电磁锁、门状态检测等,用于实现门禁的开关控制和状态检测。
通信模块采用无线或有线通信方式,实现与上位机的数据传输。
2. 软件设计软件部分主要包括操作系统、驱动程序、应用程序等。
操作系统采用实时操作系统,保证系统的实时性和稳定性。
驱动程序用于驱动硬件设备,实现与硬件的通信和数据交换。
应用程序负责实现门禁系统的各种功能,如密码验证、刷卡验证、远程控制等。
四、功能实现1. 密码验证功能用户通过密码键盘输入密码,STM32微控制器对密码进行验证。
若密码正确,则控制电磁锁打开,允许用户通行。
若密码错误,则进行报警提示或延迟一段时间后再次尝试。
2. 刷卡验证功能用户通过刷卡器刷卡,STM32微控制器读取卡片信息并进行验证。
若验证通过,则同密码验证一样控制电磁锁打开。
此外,系统还可以实现多卡通行和黑名单管理等功能。
3. 远程控制功能通过通信模块,上位机可以对门禁系统进行远程控制。
例如,上位机可以远程控制电磁锁的开关、查看门禁状态、设置密码等。
此外,系统还可以实现报警功能,当门禁系统发生异常时,及时向上位机发送报警信息。
五、系统优势1. 稳定性高:采用STM32微控制器和实时操作系统,保证系统的稳定性和实时性。
基于单片机的智能门禁系统的设计
基于单片机的智能门禁系统的设计1. 引言1.1 研究背景在当今社会,随着科技的不断发展,智能化门禁系统已经成为了社会生活中不可或缺的一部分。
传统的门禁系统存在着安全性不足、管理效率低等问题,基于单片机的智能门禁系统的设计具有重要的意义和价值。
研究背景:传统门禁系统主要是通过刷卡、密码等方式进行身份验证,容易被破解或冒用,存在较大的安全隐患。
而基于单片机的智能门禁系统集成了先进的科技手段,如指纹识别、人脸识别等技术,大大增强了门禁系统的安全性和便捷性。
智能门禁系统的管理和监控也更加灵活高效,可以实现远程控制、实时监测等功能,提升了管理人员的工作效率。
针对传统门禁系统存在的问题以及社会对安全性日益重视的背景下,设计基于单片机的智能门禁系统具有重要的研究意义和实际应用价值。
通过对硬件设计、软件设计、通信技术应用、安全性设计等方面的研究和探讨,可以为智能门禁系统的发展和应用提供实用的技术支持和解决方案。
1.2 研究意义智能门禁系统是一种基于单片机技术的智能化安全设备,具有识别用户身份、自动开闭门等功能。
其研究意义在于提高门禁系统的安全性和便利性,减少人力资源和财物的浪费,提升现代社会的安全防范能力。
智能门禁系统的设计可以有效防止非法入侵以及保护重要区域的安全,对于公共场所、企事业单位和住宅小区等场所具有重要意义。
智能门禁系统的研究还有助于推动智能化生活的发展,提高生活品质和工作效率。
随着科技的不断发展,智能门禁系统也将不断完善和更新,为人们提供更加智能化、便捷化的生活体验。
研究基于单片机的智能门禁系统设计具有重要的现实意义和社会意义,对于推动科技应用和社会发展具有积极的推动作用。
2. 正文2.1 硬件设计硬件设计是智能门禁系统的关键组成部分,它直接影响系统的稳定性和性能。
在设计智能门禁系统的硬件时,需要考虑以下几个方面:1. 控制器选择:智能门禁系统的控制器是单片机,它负责处理各种信号和数据,控制门禁设备的运行。
基于单片机的智能门禁系统的设计
基于单片机的智能门禁系统的设计智能门禁系统是现代社会安全管理的重要组成部分,在各种场所都有着广泛的应用。
随着技术的不断发展,基于单片机的智能门禁系统因其稳定性、可靠性和灵活性而受到人们的青睐。
本文将介绍一种基于单片机的智能门禁系统的设计方案,包括系统的结构、原理和实现过程。
一、系统结构智能门禁系统主要由门禁控制器、读卡器和门禁设备组成。
门禁控制器是系统的核心部件,主要包括单片机、存储器、通信接口和控制回路。
读卡器用于对用户身份进行识别,通常采用射频识别技术。
门禁设备包括电机、锁具和门磁等,用于实现对门禁状态的控制。
二、工作原理1. 用户刷卡当用户刷卡时,读卡器将读取卡内信息,并将该信息传递给门禁控制器。
门禁控制器经过识别后,判断用户身份是否合法。
2. 开门操作如果用户身份合法,门禁控制器将向门禁设备发送开门信号,此时电机将驱动锁具打开,用户可以通过门禁系统进入相应的区域。
3. 记录管理门禁控制器会记录每一次用户的刷卡信息,并将其存储在系统的存储器中。
门禁控制器可以通过通信接口将这些记录上传至上位机,以供管理人员进行查看和管理。
三、系统设计实现1. 单片机选择在本设计中,我们选择了一款性能稳定的ARM单片机作为门禁控制器的核心处理器。
这款单片机具有较高的计算能力和通信能力,同时可以满足门禁系统的实时性要求。
2. 通信接口设计为了实现门禁控制器与上位机的通信功能,我们设计了一个RS485通信接口。
通过该接口,门禁控制器可以与上位机进行数据传输、系统设置和远程控制。
3. 程序设计我们编写了门禁控制器的应用程序,其中包括用户身份验证、开门控制、数据记录和通信等功能。
该程序通过单片机的编程实现,具有较高的稳定性和可靠性。
四、系统优点1. 稳定可靠基于单片机的智能门禁系统具有较高的稳定性和可靠性,能够长时间稳定运行。
2. 灵活性强由于采用了单片机作为核心处理器,系统的功能和参数可以通过软件的方式进行调整和扩展,使得系统更加灵活。
基于单片机智能门禁系统毕业设计
基于单片机智能门禁系统毕业设计智能门禁系统的设计摘要门禁系统采用89S52 单片机作为控制核心,外围加蜂鸣器控制电路、开门指示灯电路、电控锁控制电路以及8位数码管显示电路等。
门禁系统主要组成:由CPU、复位电路、电源指示、工作指示、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、出门按钮、读卡模块、显示模块等组成。
采用射频卡完成刷卡进门,按钮出门功能。
其门禁系统的工作原理:当刷卡时,蜂鸣器响一下,如卡权限获得允许,显示模块显示卡号,同时继电器动作将门锁打开,指示灯点亮,延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭,指示灯熄灭。
当按下出门按钮时,继电器动作将门锁打开,指示灯点亮,延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭,指示灯熄灭。
程序中增加了射频卡权限判断,当遇到合法卡时显示卡号,门锁打开,延时10s自动关闭,非法卡不显示卡号门锁不开。
本系统设计简单、性能优良,具有一定的实用性。
关键词:门禁;电控锁;控制Intelligent access Control SystemABSTRACTAccess control system with 89S52 microcontroller as control core, peripheral and buzzer control circuit, door led circuit, electronically controlled locking control circuits, as well as 8-bit digital display circuit. Access control system components: by the CPU, reset circuit,power indicates, work instructions, oscillating circuit, buzzer circuit, door locking circuit, go button, the card module, display module, etc. RF card to complete the credit card button go out the door. Its access control system works: when you swipe your card, buzzer, such as card access permission, display module displays the card number and relay the door open, light is lit, the delay for a period of time after the relay will lock lock again to action, led is off. When you press the go button, the relay opens the door, light is lit, the delay for a period of time after the relay will lock lock again to action, led is off. Radio frequency card program to increase the competence to judge, when faced with legitimate card display card number, door open, self-closing delay 10s, illegal card does not show card number lock does not open. The system is simple, excellent performance, has some relevance.KEY WORDS: Access control; Electric Lock; control目录前言 1第1章系统设计 21.1系统方案的比较 21.1.1选题论证 21.1.2方案选择 31.2 CPU的选择 41.3关于卡的选择 4第2章硬件电路的设计 5 2.1基本原理 52.2资源分配 52.3最小系统设计 62.4各部分电路原理82.4.1 门控锁电路 82.4.2 蜂鸣器电路 92.4.3 控制工作指示灯102.4.4 出门按钮112.4.5 读卡模块122.4.6 显示模块16第3章设计方案的分析17 3.1中断系统173.2方案的作用183.3方案的优越性19第4章软件设计204.1 流程图214.2 子程序分析234.2.1显示程序234.2.2延时程序25结论26谢辞27参考文献28附录291.元件清单292.原理图303.程序清单31外文资料翻译39前言门禁系统是利用计算机和自动化控制设备对各类出入口通道进行控制和管理的智能化管理系统。
《2024年基于STM32的智能门禁系统的设计》范文
《基于STM32的智能门禁系统的设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,智能化已成为现代社会发展的趋势。
其中,智能门禁系统在许多场合,如家庭、办公楼、学校等,得到了广泛的应用。
本文将详细介绍基于STM32的智能门禁系统的设计思路、方法及其实施过程。
二、系统概述本系统以STM32微控制器为核心,结合传感器、通信模块、电源模块等硬件设备,实现门禁系统的智能化管理。
系统可实现刷卡、密码、指纹等多种开门方式,同时具备实时监控、报警提示等功能。
三、硬件设计1. 微控制器:采用STM32F4系列微控制器,其强大的处理能力和丰富的接口资源可满足门禁系统的需求。
2. 传感器模块:包括门磁开关传感器、人体红外传感器等,用于检测门的开关状态和人员进出情况。
3. 通信模块:采用无线通信技术,如Wi-Fi、蓝牙等,实现手机与门禁系统的通信,方便用户远程控制门禁系统。
4. 电源模块:采用稳定的电源模块,确保系统在各种环境下的稳定运行。
四、软件设计1. 系统架构:采用模块化设计思想,将系统分为控制模块、通信模块、数据处理模块等。
2. 算法实现:通过编写软件程序,实现刷卡、密码、指纹等多种开门方式的验证功能。
同时,系统应具备实时监控、报警提示等算法功能。
3. 人机交互界面:采用LCD或OLED等显示器件,提供友好的人机交互界面,方便用户操作和查看相关信息。
五、功能实现1. 开门方式:本系统支持刷卡、密码、指纹等多种开门方式,用户可根据需求选择合适的开门方式。
2. 实时监控:系统可实时监测门的开关状态和人员进出情况,并通过通信模块将相关信息发送至手机或其他设备。
3. 报警提示:当门长时间未关闭或出现异常情况时,系统将发出报警提示,提醒用户及时处理。
4. 远程控制:通过手机或其他设备,用户可远程控制门禁系统的开关状态,方便用户随时控制门禁系统。
六、系统测试与优化在完成系统设计后,需进行系统测试与优化工作。
首先,对系统的各项功能进行测试,确保其正常工作。
基于STM32的智能门禁系统的设计
基于STM32的智能门禁系统的设计智能门禁系统是当前社会安全管理中的重要一环,它通过科技手段提升门禁的功能和安全性,满足现代社会对智能安全管理的需求。
本文将介绍一个方案,旨在提高门禁系统的智能化程度和安全性。
一、设计方案及系统组成基于STM32的智能门禁系统设计方案主要分为三大部分:硬件系统、软件系统和通信系统。
1. 硬件系统:硬件系统主要包括STM32单片机、电源电路、人体红外传感器、门禁锁和LCD显示屏等模块。
STM32单片机作为系统的核心控制器,负责门禁系统的输入输出控制、数据处理和通信功能。
电源电路为整个系统提供稳定的电源。
人体红外传感器用于感知门口是否有人进出。
门禁锁控制门的开启和关闭。
LCD显示屏用于系统状态的显示。
2. 软件系统:软件系统主要包括系统的驱动程序、数据处理程序和通信程序。
驱动程序负责对各个硬件模块进行初始化和控制。
数据处理程序负责对从人体红外传感器获取的数据进行处理,并根据一定的算法进行判断,决定是否开启门禁锁。
通信程序负责系统与远程服务器的通信,实现门禁系统的远程控制和管理功能。
3. 通信系统:通信系统采用无线通信方式,可以选择WiFi、蓝牙或4G 等通信技术。
系统通过通信模块将门禁系统与远程服务器连接起来,实现远程控制和管理功能。
远程管理系统可以通过手机App或电脑端软件进行管理,包括用户注册、权限管理和门禁日志查看等。
二、系统工作流程智能门禁系统的工作流程如下:1. 用户注册:用户使用手机App或电脑端软件进行注册,输入个人信息和需要进出的门禁位置。
2. 权限管理:管理员通过远程管理系统对用户进行权限管理,设置用户的进出权限和时间限制等。
3. 人体红外检测:门禁系统通过人体红外传感器对门口进行监控,一旦有人靠近门口,传感器会触发信号输入到STM32单片机。
4. 数据处理和判断:STM32单片机接收到人体红外传感器的信号后,通过数据处理程序对数据进行处理,并根据预设的算法进行判断。
基于AT89C51单片机的可视对讲门铃设计
基于AT89C51单片机的可视对讲门铃设计
朱伟;韩服善
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2009(005)018
【摘要】智能楼宁可视对讲系统是应用了单片机编程技术,串行通信、摄像及视频显示技术而设计的一种访客识别电控信息管理的智能系统.该文介绍了一种用单片机AT89C51来控制的可视门铃系统的工作原理,并给出了其完整的硬件电路和软件的设计方案与实现方法.
【总页数】3页(P4913-4914,4916)
【作者】朱伟;韩服善
【作者单位】淮海工学院东港学院,江苏,连云港,222000;淮海工学院,工程训练中心,江苏,连云港,222005
【正文语种】中文
【中图分类】TP338
【相关文献】
1.基于AT89C51单片机的定时器控制音乐门铃的仿真与实现 [J], 陈巧莉;冯于户
2.基于单片机AT89C2051的楼宇直按可视对讲门铃系统的设计 [J], 夏方林
3.基于单片机AT89C2051的楼宇直按可视对讲门铃系统的设计 [J], 夏方林
4.单片机与可视对讲门铃系统设计 [J], 徐春航
5.AT89C51单片机在可视对讲门铃中的应用 [J], 朱光忠;黄云龙;范一呜
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基于单片机的门禁系统的设计
基于单片机门禁系统的设计学号:B11040926姓名:宁志杰日期:2014.12.31基于单片机的门禁系统的设计摘要门禁系统采用89C52 单片机作为控制核心,外围加蜂鸣器控制电路、开门指示灯电路、电控锁控制电路以及LCD液晶显示电路等。
门禁系统主要由CPU、工作指示电路、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、矩阵键盘、读卡模块、显示模块等组成。
该门禁系统采用射频卡完成刷卡进门,按刷卡出门等功能。
其工作原理为:当刷卡时,蜂鸣器响一下,如卡权限获得允许,显示模块显示卡号,同时继电器动作将门锁打开,指示灯点亮,延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭,指示灯熄灭。
当按下出门按钮时,继电器动作将门锁打开,指示灯点亮,延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭,指示灯熄灭。
当输入初始密码时,若输入正确,继电器动作将门锁打开,指示灯点亮,延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭。
此外,程序中还增加了射频卡权限判断的功能,当遇到合法卡时显示卡号,门锁打开,延时10s自动关闭,当遇到非法卡时不显示卡号门锁不开。
本系统设计简单、性能优良,具有一定的实用性。
关键词:门禁,射频卡,电控锁,液晶显示,单片机控制Access Control System DesignABSTRACTEntrance guard system uses 89C52 single chip microcomputer as control core and periphery add a buzzer control circuit, open the door indicator light circuit, control circuit and control lock LCD display circuit, etc. Entrance guard system mainly by the CPU and reset circuit, the power indicative circuit, work instructions circuit, oscillating circuit, a buzzer circuit, door control circuit, go out and lock button reading card module, display module. The entrance guard system uses rf card complete charge take the door, according to credit to go out, and other functions. Its working principle is: when credit, a buzzer rang, such as card to be allowed to access, display module display card number, and at the same time relay action will open the door lock, indicator light, delay after period of time relay action will again only door lock, lights go out. When the press out button, the relay action will open the door lock, indicator light, delay after period of time relay action will again only door lock, lights go out. When the input password, if you input the correct, relay action will open the door lock, indicator light, delay after period of time relay action will lock door lock again. In addition, the program will also increase the rf card authority judgment function, when facing legal card showed the card number, door open, delay 10 s automatically shut off, when meeting the illegal CARDS don't show the card number locks don't open. The system is simple in design, good performance, and has practical value!KEY WORDS: Access Control, Radio Frequency Card, Electronically Controlled Lock, LCD,MCU目录基于单片机的门禁系统的设计 ........................................................... 前言.. 0第1章概述 (1)1.1 系统方案的比较 (1)1.1.1 选题论证 (1)1.1.2 方案选择 (1)1.1.3 CPU的选择 (2)1.1.4 射频卡的选择 (3)1.1.5 液晶显示的选择 (3)第2章硬件电路的设计 (4)2.1 电路原理 (4)2.1.1 门禁系统主要组成 (4)2.1.2 门禁系统工作原理 (4)2.2 资源分配 (5)2.3 最小系统设计 (5)2.3.1 89C52的简述 (5)2.4 最小系统的设计 (7)第3章硬件电路原理 (9)3.1 门控锁电路 (9)3.2 蜂鸣器电路 (9)3.3 控制指示灯 (10)3.4 4×4矩阵键盘 (10)3.5 读卡模块 (11)3.6 显示模块 (13)3.6.1 LCD1602 主要技术参数 (13)3.6.2引脚功能说明 (13)3.6.3 1602指令集 (15)3.6.4 与HD44780相兼容的芯片时序表 (16)第4章软件设计 (18)4.1 Keil简介 (18)4.1.1 KeilC51系统概述 (18)4.1 系统主程序分析 (22)4.2 子程序分析 (23)4.2.1 显示程序 (23)4.2.2 键盘程序 (30)结论 (36)谢辞 (38)参考文献 (38)附录 (39)前言随着科学技术的发展和企业管理模式的日趋成熟,高度科学化的企业管理已成为企业生存的有力保障。
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基于单片机的可视对讲门禁系统通信设计设计了一种楼宇无线可视对讲电路,该电路以单片机为控制器核心,再连接外围电路,通过无线数字传输电路来传输视频信号,可以达到 50~200 m的无线传输距离。
该设计优点是在单张拍摄的基础上,获得图像的连续显示,它真正意义上实现了图像信号的无线数字传输。
目录1 整体设计方案2 硬件电路设计2.1 主控制器的电路设计2.1.1 键盘扫描电路2.1.2 LED显示电路2.1.3 视频获取及数传电路2.2 分控制器的电路设计3 软件设计4 系统仿真5 结语6参考文献1 整体设计方案系统结构主要由3部分组成:上位机系统、下位机系统和通信系统。
这三部分共同完成了主控制器与分控制器的信息交换,达到楼宇监控的目的。
主控制器和分控制器通过无线数字传输模块SRWF 进行数据和命令的传输。
该通信模型属于一对多的通信模式,其整体方框图如图1所示。
主控制器的主控芯片为AT89C51,通过键盘获得访问的房间号码,确认后,单片机会控制打开视频采集芯片和缓冲芯片进行工作,并在设定的通信波特率的情况下,通过串口通信,由单片机把数据送给数字传输电路,数字传输电路再通过无线信道把数据发送出去。
从控制器的主控芯片也使用AT89C51,通过数字传输电路接收主控器的控制信息和数据信息,对接收到的数据进行分类,若是主机发送过来的通信地址信号,从控制器会读取振铃音存储电路里的数据,从而发出振铃音。
接下来开始接收视频信号,并通过LCD显示电路显示出来,用户可通过按键控制电路决定是否与主控器进行进一步通话。
2 硬件电路设计2.1 主控制器的电路设计主控制器电路由单片机AT89C51、键盘扫描电路、驱动及数码显示电路、看门狗电路、无线数传电路等几部分组成。
主控制器系统的硬件电路原理图如图2所示。
其工作流程如下:先通过键盘扫描电路扫描用户的按键信息,以便获得从机的通信地址,并将按键信息通过4个LED显示出来,以便用户清楚获知自己要访问的从机地址。
用户可以通过键盘上的增值、减值、重输,确认修改其输入值。
当用户按下确认键的时候,主机存贮此时的从机地址,并开启视频芯片采样视频信号,同时把从机地址通过无线数字传输芯片SRWF发送出去。
收到从机的应答信号和准备就绪信号后,主机在设定的波特率下开始发送数据。
每发1帧数据就等待从机的应答信号,同时对每帧数据都发送校验帧,以确保数据传输的准确无误。
2.1.1 键盘扫描电路键盘扫描部分采用4×4键盘,通过P1口设置扫描电平,先置P1口的低4位中某一位为零,然后读取P1口高4位的电平。
P1口的低一位置零即给列线置低,若在P1口的高4位监测到某位为零,则通过行列的位置即可知道按键的部位,在按键过程中存在抖动问题,解决方法有硬件编码键盘和软件编码方式,鉴于成本考虑和AT89C51的高性能考虑本设计采用软件编码方式实现扫描,键盘扫描电路如图2所示。
2.1.2 LED显示电路LED显示电路采用动态显示方式显示,由74LS248 BCD译码芯片和74LS138译码器组成。
采用74LS248的目的是为了节省I/O口资源,以便控制更多的外围芯片。
LED的段选数据由通过 74LS248译码过来的段选码决定,位选数据由74LS138译码产生。
工作的时候首先把按键的值转换为BCD码,再送入P0口的第4位,但是对P0口时整体复制会破坏位选口的数据。
此时需进行P0口数据的修正,通过或逻辑运算把位选数据也送入P0口的第4位和第5位,再把修正好的数据送给P0口,此时既有段选数据又有位选数据。
要使显示的数据不闪,则需要利用人眼的视觉暂留性,将每个数据显示之间的时间延时控制在10 ms以内,这样显示的数字才不闪。
LED显示电路如图2所示。
2.1.3 视频获取及数传电路视频获取电路由CAMERA 0V 7620芯片和IDT7205组成,采用该组合方法是因为视频获取的数据量都比较大,但单片机的工作频率比较低。
如果直接搭配则二者不能正常接收。
因此,增加缓冲芯片IDT7205,这样通过单片机控制其工作来达到数据量和单片机的匹配,只有单片机允许接收时才使能IDT7205。
如果单片机监测到视频芯片的VSYN上跳后,就会在P0.7口输出1,从而开始控制IDT7205从视频芯片获取数据。
SRWF模块在使用之前要进行无线信道、接口类型、接口速率、接口参数等的设定,在设置完成后便可以进行数据传输,当模块收到单片机发来的第1个数据后自动进行无线网络连接及数据同步等工作,因此第1个数据将在 5个字节时间延迟后从接收方串口输出,如图2所示。
2.2 分控制器的电路设计分控制器也采用AT89C51单片机作为微处理器,分控制器系统的外围接口电路由晶振、LCD图像显示电路、按键开锁电路、看门狗电路、通信接口电路、存储器等组成。
分控制器系统的硬件电路原理图如图3所示。
它的工作过程是:初始化其接收波特率,并一直处于信息监测状态,当收到地址帧时,就与本身的地址相对比,若不同,则丢弃此帧数据继续检测。
若相同,则读取AT24C02芯片存储的乐曲编码,通过P2.1口来控制喇叭发出乐曲音,从而告诉用户,有访客请求进入楼宇。
当用户按下键盘上的接听键时,单片机会把从无线数字传输模块接收过来的数据送P0口进行液晶显示。
房主看到液晶上的图像时,若认识访客,则按键开锁;若不认识访客,则按挂机键,结束视频通话。
视频显示电路的主要工作芯片为TFT6448B。
TFT6448B自带数据锁存器,不需要扩展锁存芯片,在选中TFT6448B后,通过往TFT6448B的相应行、列、控制、数据寄存器中写入数据,即可实现单片机AT89C51对TFT6448B的控制显示。
3 软件设计主机由AT89C51单片机充当,从机为AT89C51单片机。
主机与从机的数据通信波特率定为9 600 B,每个从机都有惟一的地址号,用来区分各从机。
单片机的数据通信由串口完成,定时器T1为波特发生器,数据传送格式为1位起始位,8位数据位,1位停止位,1位可编程位(T-B8)。
工作方式:将定时器T1设置为方式2,串口设置为工作方式3。
该系统的通信协议是:所有从机的SM2位置1,处于接收地址帧状态,主机发送一地址帧,其中第8位是地址,第9位是地址/数据的区分标志,该位置1表示该帧为地址帧。
所有从机接收到地址帧后,都将接收的地址与本机的地址比较,对于地址相符的从机,使自己的SM2位置O,并把本机地址发回主机作为应答;对于地址不符的从机,仍保持SM2=1,对主机后发来的数据帧不予理睬。
从机发送数据结束后,要发送一帧校验和,并置第9位为1,作为从机数据传送结束的标志。
主机接收数据时,先判断数据接收标志RB8。
若RB8=1,表示数据传送结束,并比较此帧校验和,若正确,则回送正确信号00H,命令该从机复位;若出错,则发送信号OFFH,命令该从机重发数据。
若接收帧RB8=0,则将数据存到缓冲区,并准备接受下一帧信息。
主机接收到从机的应答地址后,确认地址是否相符,如果地址不符,则发复位信号;如果地址相符,则清TB8=0,开始发送数据。
从机收到复位命令后回到监听地址状态,否则开始接受数据和命令。
主控制器和从控制器的通信程序流程图如图4和图5所示。
4 系统仿真在Proteus的ISIS 7.1sp2软件环境下画出电路原理图,接下来就是将设计的程序在Keil C51μVision2开发集成环境上编译成机器语言,进入Proteus的ISIS,鼠标左键点击菜单“Debug”,选中“use romote debuger monitor”,便可实现KeilC与Proteus的连接调试。
首先在Proteus中双击单片机AT89C51,将KeilC下编程生成的.HEX 文件导入到AT89C51中,可在Proteus中单击全速仿真运行按钮,进行现象查看,能清楚地观察到芯片上每一个引脚的电平变化,红色代表高电平,蓝色代表低电平;如果现象不正确,则在KeilC 中单步调试程序,并在Proteus观察现象,哪一步不正确,则对该段的程序进行修改,调试直到仿真完全成功为止。
依次按下扫描键盘上的3个按钮,待3个按钮全部输入后,会在数码管上显示刚才所按的数据,按照按下的顺序显示数字,该数字表示要访问的房间号码,如504表示要访问504房间的主人。
该房间号码会提供给单片机用来作为多机通信的地址,仿真结果如图6所示。
在Proteus里用LM4229代替设计中的TFT6448B芯片。
仿真的目:用来获得图像显示的编码方式和液晶的单色位图显示功能。
LM4229通过 CDWRITE READ三个引脚的电平来确定是读数据还是读状态,或者是写数据还是写命令。
其数据引脚为8位,可以与单片机进行直接的数据交换,P2口为液晶显示的控制端。
5 结语该可视对冲电路采用了以单片机AT89C51为核心,以SRWF-1,CAMERA OV 7620,IDT7205等为外围芯片的设计。
文中给出了硬件电路图及主程序流程图,阐述了软硬件设计过程中对关键技术的处理。
该电路完全可以满足图像信号的连续采集,无线传输图像信号,显示单色位图,振铃呼叫的楼宇无线可视对讲电路的实用要求。
本文的创新点在于把低速单片机应用于数据量大的图像信号采集和图像短距离无线传输上。
在设计中,图像信号的实时性处理将成为以后需要努力研究的方向。
6参考文献[1]李忠国单片机应用技能训练北京人民邮电出版社,2006[2]李朝青单片微机原理及接口技术北京北京航空航天大学出版社,1998[3]刘守义智能卡技术西安西安电子科技大学出版社,2004.(220~222)[4] 王汝琳智能门禁控制系统北京电子工业出版社,2004[5]潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术.北京:电子工业出版社,2011[6]王开满,江平,李洁.门禁系统在地铁综合监控系统中的研究与应用.都市快轨交通,2007[7]沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析.北京航空航天大学出版社,1999[8] 钱逸秋.单片机原理与应用.北京:电子工业出版社,2002。