蓝牙控制的门禁系统的设计与实现
摘 要本课题对当前大量智能门禁相关产品的普遍性能做了一个总体调查后发现，在使用性能以及产品成本方面还有一段很大的空间可以上升，尤其是在功率消耗方面，因此本文选用了AT89C51单片机来作为控制器芯片，结合了HC-05蓝牙模块、键盘、继电器以及液晶屏等核心器件，设计了一款可以实现通过手机蓝牙或者键入密码启闭门禁等功能的智能门禁控制系统，在软件上使用了C语言进行程序代码编写，经过了大量的仿真测试得出系统中软硬件实现了良好的兼容，并且系统实现了课题预期确立的所有功能指标。将这款智能门禁控制系统投入批量生产，可以改善市场上现有产品的总体性能，并能够快速赢得消费用户的青睐。
目录
一、 引言 1
（一） 智能门禁控制系统的发展背景 1
（二） 智能门禁的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 系统主控核心的选取 3
（二） AT89C51型控制器介绍 4
（三） HC05主从一体式蓝牙模块介绍 5
（四） AT24C02型EEPROM 5
（五） LCD1602型显示器概述 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 智能门禁系统的硬件结构框图设计 8
（二） 单片机最小系统设计 8
1. 复位电路的设计 8
2. 时钟电路的设计 9
（三） HC05蓝牙模块电路设计 9
（四） EEPROM芯片电路设计 10
（五） 门阀开关电路设计 10
（六） 显示器外围电路设计 11
（七） 机械键盘电路设计 12
四、 软件系统设计 13
（一） 智能门禁系统的软件工作流程设计 13
（二） HC05蓝牙模块收发信息流程设计 14
（三） 单片机读写EERPOM工作流程设计 15
1. 单片机发送起始信号 15
2. 单片机发送终止信号 16
3. AT24C02芯片回复应答信号 16
（四） 门阀开关控制流程图设计 17
（五）
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显示器工作流程设计 18
1. 判忙函数?? 18
2. 写数据流程?? 18
3. 写指令流程?? 19
（六） 动态扫描键盘工作流程设计 19
五、 实物制作与安装 22
总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
附录一 原理图 26
附录二 元件列表 27
附录三 程序 28
引言
智能门禁控制系统的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如智能门禁这种本来完全依靠传统机械结构来实现的生活常用装置，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上仅仅能够实现开锁和闭锁两种功能的机械门禁了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得智能门禁的概念得到了重新的定义，智能识别、密码输入、判断、报警以及存储等功能不断地被融入到智能门禁控制系统中，颠覆了原先人们对于传统智能门禁的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可实现门禁的电动开启和关闭，同时其报警功能也能够达到威慑不法分子的功效，这是传统智能门禁所无法企及的。由于人们对于新型智能门禁的需求和要求与日俱增，近几年来智能门禁的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子智能门禁刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的智能门禁，仅仅能够实现密码的输入、保存以及门禁的电动开启和关闭；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，指纹识别、人脸识别等智能功能都能够在智能门禁控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得智能门禁的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。智能门禁控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能智能门禁在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能智能门禁进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的智能门禁控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能智能门禁，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低智能门禁的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分智能门禁产品。
智能门禁的国内外发展现状
根据前不久的一份智能门禁行业前景研究报告显示，目前智能门禁已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的智能门禁影响着人们的日常生活，对于智能门禁的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能智能门禁控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现指纹识别、人声识别或者面部识别等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文选用了目前在市场上和大学单片机教学中使用最为广泛，并且受到一致好评的51单片机作为主要控制芯片，以此作为核心芯片，设计了一款能够实现通过手机蓝牙或者键入密码启闭门禁等功能的单片机自动控制系统，通过对硬件系统以及软件系统的构建，轻松地实现了毕业设计初期设立的所有指标和性能，并最终通过Proteus 7.8仿真平台实现了对控制系统的仿真，通过电脑显示器展现了单片机控制系统实际运行中所表现的功能和现象。
1、具有通过输入密码来实现开门禁/关闭门禁的功能；
2、门禁密码宽度为8位阿拉伯数字和字母ABCD组成；
3、密码输入方式有键盘输入和手机蓝牙输入两种方式；
4、具有密码修改功能；
5、具有输入次数达到一定数量后报警功能；
6、具有手动闭锁功能；
7、系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功率消耗；
方案选择及元器件介绍
目录
一、 引言 1
（一） 智能门禁控制系统的发展背景 1
（二） 智能门禁的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 系统主控核心的选取 3
（二） AT89C51型控制器介绍 4
（三） HC05主从一体式蓝牙模块介绍 5
（四） AT24C02型EEPROM 5
（五） LCD1602型显示器概述 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 智能门禁系统的硬件结构框图设计 8
（二） 单片机最小系统设计 8
1. 复位电路的设计 8
2. 时钟电路的设计 9
（三） HC05蓝牙模块电路设计 9
（四） EEPROM芯片电路设计 10
（五） 门阀开关电路设计 10
（六） 显示器外围电路设计 11
（七） 机械键盘电路设计 12
四、 软件系统设计 13
（一） 智能门禁系统的软件工作流程设计 13
（二） HC05蓝牙模块收发信息流程设计 14
（三） 单片机读写EERPOM工作流程设计 15
1. 单片机发送起始信号 15
2. 单片机发送终止信号 16
3. AT24C02芯片回复应答信号 16
（四） 门阀开关控制流程图设计 17
（五）
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显示器工作流程设计 18
1. 判忙函数?? 18
2. 写数据流程?? 18
3. 写指令流程?? 19
（六） 动态扫描键盘工作流程设计 19
五、 实物制作与安装 22
总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
附录一 原理图 26
附录二 元件列表 27
附录三 程序 28
引言
智能门禁控制系统的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如智能门禁这种本来完全依靠传统机械结构来实现的生活常用装置，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上仅仅能够实现开锁和闭锁两种功能的机械门禁了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得智能门禁的概念得到了重新的定义，智能识别、密码输入、判断、报警以及存储等功能不断地被融入到智能门禁控制系统中，颠覆了原先人们对于传统智能门禁的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可实现门禁的电动开启和关闭，同时其报警功能也能够达到威慑不法分子的功效，这是传统智能门禁所无法企及的。由于人们对于新型智能门禁的需求和要求与日俱增，近几年来智能门禁的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子智能门禁刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的智能门禁，仅仅能够实现密码的输入、保存以及门禁的电动开启和关闭；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，指纹识别、人脸识别等智能功能都能够在智能门禁控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得智能门禁的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。智能门禁控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能智能门禁在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能智能门禁进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的智能门禁控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能智能门禁，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低智能门禁的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分智能门禁产品。
智能门禁的国内外发展现状
根据前不久的一份智能门禁行业前景研究报告显示，目前智能门禁已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的智能门禁影响着人们的日常生活，对于智能门禁的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能智能门禁控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现指纹识别、人声识别或者面部识别等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文选用了目前在市场上和大学单片机教学中使用最为广泛，并且受到一致好评的51单片机作为主要控制芯片，以此作为核心芯片，设计了一款能够实现通过手机蓝牙或者键入密码启闭门禁等功能的单片机自动控制系统，通过对硬件系统以及软件系统的构建，轻松地实现了毕业设计初期设立的所有指标和性能，并最终通过Proteus 7.8仿真平台实现了对控制系统的仿真，通过电脑显示器展现了单片机控制系统实际运行中所表现的功能和现象。
1、具有通过输入密码来实现开门禁/关闭门禁的功能；
2、门禁密码宽度为8位阿拉伯数字和字母ABCD组成；
3、密码输入方式有键盘输入和手机蓝牙输入两种方式；
4、具有密码修改功能；
5、具有输入次数达到一定数量后报警功能；
6、具有手动闭锁功能；
7、系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功率消耗；
方案选择及元器件介绍
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