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1、基于51的安全门禁系统设计与实现1引言-3-1.1 研究的背景和意义-3-1.2 国内外研究现状-3-13论文的主要内容和研究思路-4-2XN殳11-5-2.1 系统总体框架-5-2.1.1 指纹识别-5.2.1.2 数字密码识别-6-2.1.3 RF1.D射频识另（1-6-2.1.4 其他-6-2.2 主要硬件介绍-6-2.2.1 STC89C52-6-222键盘电路设计-7-2.2.3 指纹识别器-8-2.2.4 液晶显不-9-2.2.5 RF1D-RC522-9-2.2.6 串口模块-IO-Xt*103.1 系统电路-IO-3.1.1 89C52或小系统-IO-3.1.2 晶振电路-II
2、-3.1.3 复位电路-12-3.1.4 电源电路-12-3.2 数据采集电路-13-3.2.1 矩阵键盘采集电路-13-3.2.2 RF1.D采集电路-13-3.2.3 指纹采集电路-13-33数据显示电路-14-3.4 报警电路-14-3.5 参数调控电路-15-3.6 数据传输电路-15-3.7 绘制控制板PCB图-15-*4-16-4.1 实物图16-4.2 按键设置-17-4.3 调节模块-18-4.4 测试结果分析-20-4.5 系统设计完成总结-20-*a*,-20-参考文献-21-摘要自上世纪八十年代改革开放开始,经过三十多年的国家经济发展,人民生活水平已经有了巨大提升.相比于
3、过去无法吃饱穿暖的生活,现在大多数人追求的是如何保护日渐富裕的家庭财产。在正常生活中,如何进行家庭防盗是一个值得展开讨论的问题.传统钥匙的解锁,存在结构过于简单,携带不方便,数量较多.使用极不方便和丢失以后非常麻烦等问题,而且.被盗的事件也度禁不止。所以.密码锁随之普及,受到很多用户的青睬,因此诸多电子密码锁（指纹识别、面容识别、IC卡等）开始出现在市场上.能用于大翊分保密空间,另外纯卡片容易损坏而且丢失,在一定程度上限制了电子密码的使用,在国内当前的市场,电子密码锁是应用最多、销隽最多的产品。基于对目前市场以及密码锁的了解,本次系统设计使用STC89C52实现了一套安全门禁系统。关键词：数据
4、采集；密码锁；数据传输；安全门禁；安全性1引言1.1 研究的背景和意义由于科学技术的发展.单片机成为了一个且熟能详的名词.它的出现成为了现代电子技术的一个重要节点。因此，它的应用场景形成两大分支,一是通用计算机系统，二是嵌入式计算系统。单片机因为它的体积较小、成本较低、构造简单、使用也相对简单.所以被广泛的应用在生活的万方面面，例如玩具机器人、家庭智能设备、汽车电子电路系统，所以单片机迅速成为电子系统的重要组成部分，是一款非常好用的小型、新型智能化工具。在当代的日常生活中,家庭住宅的安全防范、小区大门的门禁管理，还有一些个人资料的保存都成为了很重要的问题。如果使用普通的机械式钥匙来解锁,那么就
5、必须要身上带着一串钥匙，且使用及其不方便,能分清每把钥匙还能正常使用,如果一串钥匙相像,那么就会带来极大的寐烦,使用起来很不方便.带若一串钥匙极不美观,而且一旦丢失,就会非常麻烦,影响日常的生活体验。随着现代电子科学技术的发展,一种新的解锁方式应然而生，人们开始使用电子图码锁来代替传统钥匙来解锁钥匙。电子型码锁相比于传统机械式锁有的特点是独有的，它具有安全性高、容易操作、成本低、不用随身带一串钥匙等一系列优点。安全方式更比传统钥匙解锁提高了很多,因此密码锁的普及迅速。1.2 国内外研究现状当代科技飞速发展,电子型码锁系统已变成一卷较安全、且功能完善的控制系统。现在的它不再是单纯的钥匙和门锁,而
6、是可以对室内进行高效的智能控制。它可以随时记录下每一刻的出入信息.同时也可以阻止任何不合法的进入.很好的保护人们的生命和财产。所以,安保系统就定在了最前面,而门禁就成了安全的第一道屏障。在当今社会.门禁系统的发展速度很快,在办公室、办公楼、酒店、高级住宅区等各种大门、房间、通道等场所都有了很好的应用。随若我国德地产行业的迅速发展,小区门禁系统也逐渐成为了住宅小区的一项重要保障。最近几年,我国对新型门禁系统的研究已经由成初的照搬进口过渡至国内自主研究开发阶段。但是,由于起步晚、科技欠发达,仍然存在看几个问题.例如：以前是进口照搬使用,现在还是模仿,还有国内工艺不达标而引发的安全隐患,还有大室应用
7、发达国家已有的综合模组,如：门禁控制器、辨识读出模组等.缺点就是产品太过简单.需要花费大堂的时间和金钱。从技术上来说，中国很多公司都在仿照发达国家的门禁系统，他们的主要方式有两个，一是从国外的知名厂商那里购买一些电子产品.比如读写器、门禁控制器,然后进行二次开发。虽然二次生产的系统比国内的要好很多,而且还能满足日常的安全需求，不过这种二次改造的系统，价格也不低。第二种.就是从发达国家采购核心芯片，然后仿制出更好的零件。这种方式，可以根据实际情况，对门禁系统进行一些不规范的修改,这样可以满足大部分人对门禁系统的需求，这样的话,成本就会大大降低。从它们的内部结构来看，中国的大部分系统都是用来生产控
8、制器的,而它们的主要部件,则是由发达国家的制造商来生产，然后销往中国。星然现在国内最新的智能门禁系统还处在起步阶段,但我认为，在将来的某一天，我们的科技将会追上发达国家,而一个拥有大量人才的国家,绝对不会在技术上被发达国家卡住川。1.3 论文的主要内容和研究思路本设计尽管是门禁系统，但是主要内容还是基于单片机的电子型码锁设计方案.用单片机的仿舆系统来模仿开锁过程，并依据现有的技术以及软件硬件,设计出基于STC89C52单片机型码锁的系统.给出了硬件选择，以及各个硬件的参数与作用.也给出了软件流程图、具体的源代码以及详细注释等内容。通过对资料的搜集.以及国内外的大致状况，它的主要功能有如下几点：
9、(I)空码通过键盘输入.指纹通过指纹识别器录入.射频识别,若密码、指纹、卡片正确，则将锁打开。否则不能打开。(2)为了提示，假装报警功能.如果密码输入错误，那么1.CDI602显示屏会出现fingererr.蜂鸣器响起，提示密码输入错误,电子门禁锁的解锁部分设计主要由三部分组成：4x4矩阵键盘、RFID解锁、指纹解锁。除此之外，这个门禁系统加装继电器、1.ED提示灯、报警蜂鸣器等。此次门禁系统的关键是一款智能的电子型码锁，用来实现对密码的输入、清除、指纹录入、刷卡、更改、以及开锁等功能.(3)门禁系统设计重点是解锁，当按下开关鳏.摸取开锁过程,系统将输入的密码、指纹、卡片进行检有核对,如果密码
10、、指纹、卡片正确那么锁打开，1.CDI602显示屏将会提示Open.否则不打开1.CD1602显示屏提示fingercrr0主要的软件硬件设计过程：首先，选用单片机STC89C52,以及选购适合的电子元器件。第二步，设计硬件电路原理图,并设计PCB图、走线发往嘉立创打板、焊接元器件。第三步，编写单片机的C语言程序、仿宾、软件调试。第四部，使用PROTEUS件进行模收软、硬件调试。品后,生成HEX文件导入单片机，进行实物的操作，观察单片机的模拟情况是否与预期一样，如果一样,则系统设计成功,完成本次毕业设计。2系统总体设计2.1 系统由体框架该门禁系统由51单片机最小系统，主体方面则由数据采集与数
11、据显示组成，在数据采集方面主要是由AS6O8指纹识别、HX543矩阵键盘、Rc522射频识别来完成.数据显示模块则由1.CD1.602来完成。具体框架图如图2-1所示*三*fc,o图2-1系统总体结沟框架图本系统中最重要的部分也是相对较难的部分就是指纹识别部分，下面是指纹介绍以及指纹识别、RHD射频识别、数字密码的优点。2.1.1 指织识别旗若生物科学识别技术的发展,指纹的发展尤为迅速，指纹识别是这几年最热门的一种验证万式，不仅在智能手机上应用广泛.在门禁系统中也获得广泛的应用,国内外许多厂商把目光放在了将指纹解锁与门锁结合,由此出现了大量的新型电子型码锁.这就是被俗称的指纹锁.这种锁最大的特
12、点就是唯一性，每个人都有单独的、旌一的生物学信息作为“钥匙”去解锁,于是新型指纹锁可以同时兼顾安全性与便捷性这项个重要目标。(I)唯一性作为生物学上的信息,每个人的基因不同，由于每个人的指纹都有特定的螺纹，所以指纹对人来说都是独一无二的.因此指纹代表的最重要的就是唯一性,并且指纹的螺纹也不会随若年龄增长而消失,或者再产生其他的变化，所以大致上就是终生不变,因此作为解锁最重要的部分,很容易满足指纹解锁带来的安全性、旌一性。(2)实用性相比现代新型智能手机的面容识别,指纹有若无可替代的优势,也是瓯用最广泛的解锁模式，除去这两种解锁模式还有虹膜识别、声音识别等众多新型科技识别技术,比较之下还是指纹与
13、门禁系统更为契合,而且相于其他智能解锁方式,指纹造价更便宜，结果更为简单，更易操作,对于可实用性等几个方面还是指纹识别解锁是最适合的方式。2.1.2 数字密码识别数字图码应该是现代科技社会最普遍的使用方式,从早些年的诺基亚,到现在的华为、苹果、三星依然还在使用密码解锁,而且提供了不同位数的解锁，有四位、六位等，使用者可以使用键盘上0-9这十个阿拉伯数字进行输入预先设定的密码，空码正确即可开锁，这样的傻瓜式操作，上至八九十的老人,下至几岁的小孩子都可以操作，这样就遛免了身上的钥匙不注息丢失而引发的安全性问题，而且更换图码也是极其简单的过程,也不需要请专业的开锁公司的工作人员来操作，极大的方便了使
14、用者。2.1.3 RFID射频识别RFID就是射频识别技术,这是一种非接触式自动识别技术，可以实现对被识别物体的自动识别，从而完成识别的目的。在日常生活中，大部分普通人最开始接触射频应该就是公交车的上IC卡,或者是工作单位的门禁卡和学校的学生卡,这些都是RFID的具体应用，它满足了像指纹一样的安全性,每人一卡，卡里记录个人的信息.当丢失以后可以迅速挂失,旧卡消磁,就不能再继续进行解锁、以及身份验证.已经消磁的卡也就作废.不能再继续使用。2.1.4 他在简单的介绍完门禁的基本解锁方式,以及各个方式解锁的有优点,还需要一些简单的优化,相比于220V供电,此套门禁系统采取了5Vusb供电.也可以采用锂电池进行供电,如果系统功耗太高,用户就要经常更换,不仅寐烦,而且费心费力,还会影响正常的用户使用2.2主要硬件介绍2.2.1STC89C52STC89C52是STC公司研制的低功耗、高性能CMoS8位单片机。STC89C52采用了经典的MCS51.核心,但是经过了大量的改进，使其在性能上达到了51微处理器所没有的要求。在单片上,STC89C52采用灵活的8比特CPU,对此选择性能较好的STC89C52单片机，它比A
