电动门控制器本科毕业设计论文 精品.docx

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电动门控制器本科毕业设计论文精品

南京林业大学

本科毕业设计（论文）

题目：

电动门控制器

学院：

专业：

学号：

学生姓名：

指导教师：

职称：

摘要：

随着国民经济的发展，在越来越注重商业情报和安全的今天，对进出一些重要机关、科研实验室、档案馆、以及关系到国计民生的公用事业单位的控制中心、民航机场等场所的工作人员，给予进出授权控制。

经济的增长有时引发犯罪的发生，对安全感的追求导致现代化楼宇对保安系统的要求也越来越高。

门禁系统即是在这一背景下应运而生，本次课题既是针对门禁系统中的核心组件-电动门控制器进行的分析与设计。

通过对“电动门控制器”的研究和设计，精心撰写了电动门控制器的论文。

论文着重阐述了以单片机为主体，矩阵键盘扫描模块，无线收发模块及射频卡模块相搭配的控制系统。

本设计主要应用STC89C52RC作为控制核心，液晶显示、键盘扫描、无线收发模块、射频卡及网络通讯模块相结合的系统，此外还具有扩展存储的功能。

关键词：

单片机键盘扫描无线收发射频卡

Abstract：

Withthedevelopmentofthenationaleconomy,todaymoreandmorepeopleattachimportancetocommerceintelligenceanditssafety.Inmostimportantgovernmentorgans,scientificresearchlaboratory,archivesestablishmentandbeingrelatedtothenation'seconomyandpeople'slivelihoodutilityunitcontrolcentre,airportandsoon,theyhavetogivetheirstafftherightofentry-exit.Theoccurrencetheeconomyincreaseisinitiatedsometimescommittingacrime,therequestleadingtothesecuritysystemofthemodernizingbuildingishigherandhigher,Entranceguardsystemistobeanalysisanddesignthatariseatthehistoricmoment,thisprojectisaimedtothecoremodular-theelectricdoorcontroller.

Throughtheresearchanddesigntothethingthat“theelectricdoorcontroller”havewrittenthecontrolledthesystematicthesisofautomatically-controlleddoormeticulously.Thisthesisitrelymainlyonone-chipcomputertoexplainemphatically,LCDmodular,KeyboardScanningmodular,WirelessTransmit-Receiveandsmartcardcombinedtogether.

ItuseSTC89C52ascoreofcontrolling,LCDmodular,KeyboardScanningmodular,WirelessTransmit-Receive,smartcardandnetcommunicationcombinedtogether.Besidethese,italsohastheexpandstorefunction.

Keywords：

MCUKeyboardScanningWirelessTransmit-ReceiveSmartCard

第一章前言

1.1门禁系统的概况

　　门禁系统属于智能弱电系统中的一种安防系统。

它作为一种新型现代化安全管理系统，集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、生物技术等诸多新技术。

门禁系统通过在建筑物内的主要出入口、电梯厅、设备控制中心机房、贵重物品的库房等重要部门的通道口安装门磁、电控锁或控制器、读卡器等控制装置，由计算机或管理人员在中心控制室监控，能够对各通道口的位置、通行对象及通行时间、方向等进行实时控制或设定程序控制，从而实现对出入口的控制。

　　门禁系统常规由门禁控制器、门禁读卡器、卡片、电控锁、门禁软件、电源和其他相关门禁设备几部分组成。

　　门禁控制器：

门禁控制器是门禁系统的核心部分，其功能相当于计算机的CPU，它负责整个系统的输入、输出信息的处理和储存、控制等。

它验证门禁读卡器输入信息的可靠性，并根据出入规则判断其有效性，如若有效则对执行部件发出动作信号。

门禁控制器性能的好坏直接影响着系统的稳定，而系统的稳定性直接影响着客户的生命和财产的安全。

　　门禁读卡器：

读取卡片中的数据与生物特征信息，并将这些信息传送到门禁控制器。

　　卡片：

门禁系统的开门电子钥匙，这个《钥匙》可以是磁卡、IC卡、ID卡和其他相关功能的卡片（卡片上能打印持卡人的个人照片，开门卡、胸卡合二为一）。

　　电控锁：

门禁系统的执行部件，电控锁通常在断电时呈开门状态，以符合消防要求,并配备多种安装结构类型供客户选择使用。

按单向的木门、玻璃门、金属防火门和双向对开的电动门等不同技术要求可选取不同类别的电控锁。

　　门禁软件：

负责门禁系统的监控、管理、查询等工作。

管理人员可通过调整可以扩展完成巡更、考勤、人员定位等功能。

　　电源和其他相关门禁设备：

电源是负责整个门禁系统的能源，是一个非常重要的组成部分（门禁系统如若无电源，整个门禁系统如同成瘫痪状态）。

其他门禁设备如出门按钮，按一下打开开门设备，适用于对出门无限制的情况；再如门磁，运用于检测门的安全/开关状态等。

[1]

1.2门禁系统的发展

传统的个人身份鉴别手段已不能完全满足现代社会经济活动和社会安全防范的需要。

从消除人为不安全因素看，只有不易被他人代替、仿制、甚至其本人也无法转让的身份识别凭证才能胜任。

因此，从易用性、安全性、成熟性和造价等方面综合比较，随着信息技术的不断发展，随着识别技术的不断成熟，计算机技术的飞速发展，门禁技术发展迅猛，正以惊人的迅度从传统的键盘、磁卡式向感应卡、智能卡及多功能卡的方向发展。

现在门禁系统甚至可以利用卫星网络提供全球门禁服务。

从门禁系统迅猛的成长迅度可以看出该产品的市场已逐渐成熟，一改往日报警和监控产品一统天下的局面，由专家最近执行的预测表明：

感应式门禁系统的市场正以每年300%的惊人速度增长。

大部分人认为门禁仅是一种进行出入门控制的设备，最典型的就是传统的门边安装的键盘控制器或磁卡读卡器，出入者为了获得进入权必需先刷卡。

然而现在门禁已有更先进的技术和新的应用市场，现在应用于门禁系统的技术有：

条形码、图形ID、磁条形码、韦根码、感应式、智能码、生物辨识等。

其中感应式门禁和生物辨识将成为门禁发展的两大趋势。

   这些门禁系统所采用的技术及所能达到的安防级别互不相同。

例如：

光学技术应用于条形码及图形ID系统中以辨别贮存在条形码及图形ID中的信息；电磁技术则应用于磁卡门禁系统中，当持卡人刷磁卡时系统将读取允许进入的磁特性；韦根技术极为巧妙，仍属电磁学的范畴；感应式技术通常使用的频率一般在110～125KHz，频率越高，感应式门禁系统的读卡距离越远，随着技术的不断完善，频率为13.56MHz感应式门禁系统的读卡距离已可达到将近1米，这种门禁系统已有了许多其它的应用领域，例如：

停车场、各种收费系统等。

当然最安全的门禁系统应是能辨识人体生物特征，而不是辨识人所持物体特征的系统，例如：

利用人体独有的生物特征的生物辨识系统可辨识指纹和瞳孔结构，这将是门禁系统的最高境界，但价格极为昂贵，难以为广大用户所接受。

   相比之下，技术较为成熟和完善价格较为合理的仍是感应式门禁系统，许多专家预测到2002年感应式门禁系统将取代其它门禁（如：

电磁门禁系统等）成为门禁市场的主导。

感应式门禁系统之所以能迅速为市场所接受有以下几个原因：

使用简单；由于系统无任何机械磨损，故长期的维护费用低；卡的使用寿命长。

[2]

1.3本文研究的目的和意义

在门禁系统中最关键的也是成本最高的便是其控制器，也就是电动门的控制器，本次研究的电动门控制器集密码识别，遥控开门与刷开辨识3大功能于一体，同时还具备与上位机的网络通信的功能，可以说是具备了市面主流产品的常用功能，其研究的目的在于如何有效降低电动门控制器的成本，连带降低门禁系统的成本使得门禁系统能够有更为广泛的运用在国民生活的各个领域。

1.4设计的要求与方案

所设计的电动门控制器应具有以下功能：

⑴输入密码开门：

此部分是通过CH451键盘专用芯片与单片机的配合实现按键扫描与密码校验功能

⑵通过遥控器遥控开门：

此部分依靠既有的PT2294无线收发模块与单片机配合实现其功能

⑶刷卡开门：

此部分是通过既有天线一体化射频卡模块HY502BTG及Mifare1S50智能卡与单片机配合实现其辨识功能

此外设计中要求的网络通信这里选择了RS485通信标准来实现其功能。

第二章总体设计分析

2.1组成框图

▲图2.1组成框图

正如上图所示，根据设计思想所要完成的功能，该电动门控制器可分为三大模块，包括：

①密码辨识②遥控开门③刷卡识别。

除了这三大模块外，该电动门控制器还具有网络功能，所有开门信息（具体的开门时间及使用何种方式开门）均可通过通信模块上传至上位机以供查询与监控。

此外根据设计思想为达到更高的灵活性与安全性，使用者可以自行设定密码辨识与刷卡识别开门的逻辑关系，既可以两者单独使用（实现的是或的开门关系），也可以搭配使用（实现的是与的开门关系，此处的设置为先密码辨识后刷卡识别），此两者切换只需通过一个开关即可实现。

2.2主要功能模块的简介

2.2.1密码辨识

密码辨识模块的构成电路并不复杂，主要由键盘专用IC：

WCH451L与单片机STC89C52RC构成，根据键盘专用IC的输出特点，键盘是否按下的检测是通过中断来实现的。

此外该部分还搭配了LCD1602可以使用户界面更人性化。

▲图2.2密码辨识模块实物图

2.2.2遥控开门

远程遥控模块则是选用的既有的315MHz无线发射与接收模块，接收模块输出端经过反相处理再连接至单片机I/O口，这一块的信号的检测是通过在主循环中不断的查询对应I/O口的电平实现的。

▲图2.3遥控收发模块实物图

2.2.3刷卡识别

为缩短开发周期，提高可靠性，刷卡识别模块也采用了既有的兼容于PHILIPSMIFARE标准的射频模块。

其主芯片为FM1702，该模块采用SPI接口与单片机通信。

其信号的检测与远程遥控一样均采用通过在主循环中不断的查询对应I/O口的电平实现。

▲图2.4刷卡识别模块实物图

2.2.4网络通信模块

网络通信模块采用RS485通信标准，该电动门控制模块在发送端端配置一颗RS485，将所要发送的数据转为差分信号，为实现与计算机的串口通讯，在电动门控制模块外还搭配了一个RS485转232的转换模块。

▲图2.5位于电动门控制器上的RS485发送端