对智能门禁系统设计

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引言
智能蓝牙门禁系统的发展背景
所谓的基于51单片机的智能蓝牙门禁系统就是指通过C语言或者其它较长使用的底层语言来编写代码，并且通过编译器生成目标代码之后，烧录到51单片机芯片之后进行指令执行的一种系统，本论文研究的这类系统亦符合这种特点，它在内部以51单片机最小系统当作核心部分，并且在外设电路上配置采集电路、传感电路、按键电路和液晶电路等，通过51单片机的控制，完成所有功能，这种智能蓝牙门禁系统以C语言等最接近硬件的语言来实现对电路控制，可以以最大的效率执行各项功能。本课题将要研究的是用主控处理器来控制的一种智能蓝牙门禁系统，通过对这种系统的典型特征和如今市面上最高端的款式做探究和分析之后，制定出一种适合这次毕业设计来研究的系统，通过调研可以发现这类使用控制器芯片实现的智能蓝牙门禁系统的功效普遍高于其他类型的智能蓝牙门禁系统，这不但体现在它的超高的性价比上，更在于系统所表现出来的性能等方面。
智能蓝牙门禁系统的发展现状
通过对现如今市面上一切的智能蓝牙门禁系统产品进行综合较为后可以发现，高端产品和中低端产品的价格区间具有很大一部分重叠区，差距不是很大，目前国内对高端产品的研究技术掌握力度还不是很够，而中低端产品和高端产品无论是在价格方面还是性能方面都没有足以的竞争力。智能蓝牙门禁系统的研究技术的掌握程度当前在国内外具有较为明显的差距，欧美一些发达国家由于对智能蓝牙门禁系统开始研究的时间较为早，因此在经过多年不断优化和优化过程中催生出很多上手了顶尖技术的企业，而国内多所企业和大学如今正沉下心去而且以攻坚克难的态度在对高档智能蓝牙门禁系统进行研发。智能蓝牙门禁系统的高度集成技术是国内外厂商的研究重点，把完成智能蓝牙门禁系统的所有功能的电路所有集成在一片硅片中并且将一切接口管脚引出来，这是未来智能蓝牙门禁系统的最后发展趋势。
主要内容
设计一款能够通过手机蓝牙app进行密码输入并自动开锁的门禁系统，并且蓝牙协议为3.0版本，实现无线数据的快速收发。
二．智能蓝牙门禁系统的方案设计
本课题设计的这款智能蓝牙门禁系统所以实现的核心功能是用户能够在打开手机蓝牙APP后，在APP软件输入正确门禁密码后能够将门禁锁阀进行开启，这套功能在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072& 
本课题中将通过下图中的结构框图进行实现，将主从一体蓝牙集成模块与单片机之间通过UART串口进行连接之后，完成单片机对蓝牙模块的软硬件驱动接口，在工作时蓝牙模块将持续接收周围空间内符合蓝牙3.0协议的无线数据，当用户持手机蓝牙app进行密码输入并发送后，HC05蓝牙模块将密码数据捕获并解码后通过UART串口送入单片机进行使用，单片机对该密码进行判别后若密码正确，则表示门禁开启成功。
蓝牙门禁系统的密码输入方式不仅可以通过蓝牙无线方式来实现，本课题还配置了键盘输入密码的方案，如下图的结构框图所示，将4*4规格的键盘通过动态扫描法与单片机进行相连后实现对键盘按键的检测，当用户通过键盘连续输入8位宽度的门禁密码后，单片机将获取用户的输入值，与正确密码进行对比若正确则表示门禁开启成功。
本课题设计的这款蓝牙门禁系统在对密码的管理方式上，考虑到所使用的单片机内部自带EEPROM使用不便，每次写入数据时需要将整片EEPROM空间擦出干净才可以重新写数据，所以本课题考虑采用片外配置EEPROM独立模块的方案来对门禁密码进行管理，实现密码的掉点保存。
在蓝牙门禁系统的锁阀控制方式上，本课题将以小型机械继电器来模拟锁阀的工作状态，通过继电器的闭合和断开来分别表示锁阀的闭合和开启，对其进行驱动电路设计后，将其与单片机的普通GPIO管脚进行连接后，单片机即可通过输出高低电平的形式来对继电器进行启闭。
考虑到目前市面上的大多数高端门禁都配置了一个大型高清的液晶屏显示功能，本课题为此也专门配置了一个液晶显示器模块，它与单片机之间通过并行接口进行连接后即可在单片机的驱动下实现对用户输入密码状态和蓝牙操作功能的显示，以及锁阀的启闭状态等。


图1 智能蓝牙门禁系统内部框图设计
三 系统硬件设计
智能蓝牙门禁系统的主控电路设计
单片机简介
本课题将使用STC15F2K32S2来作为主控器件，STC15F2K32S2单片机被推向用户已经有三十多年时间了，在硬件电路系统构建上，只要为其构建晶振电路和时钟电路就可以使其工作，通过+5V直流电压为它的供电，在本系统中使用STC15F2K32S2单片机将能够大大降低单片机最小系统电路的开发难度。
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图2 单片机芯片
最小系统电路设计
时钟电路是振荡电路的一部分，一般由一片合成晶振和若干电阻电容组成，所谓时钟电路即为指能够向处理器芯片提供时钟信号的电路，下列图片是这个系统所使用的时钟电路，它由一片12M高精度晶振和两片30pF电容组成。上电之后它把可以使得控制芯片内部振荡电路持续输出12MHz时钟信号。
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图3 时钟电路
所谓复位电路即是指可以向单片机芯片提供复位信号的电路，复位电路向控制器芯片提供的一般是高低电平的电平信号，遵照不同主控处理器的内部模块配置，有的控制器芯片需要低电平，而有的则所需要高电平，本系统所使用的STC15F2K32S2单片机则在复位电路提供高电平时发生复位，如下图所示，当按键被按下后复位电路把向主控芯片提供高电平复位信号，使智能蓝牙门禁系统正在运行中的程序迅速发生复位。

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