射频无线身份识别技术的智能锁设计
摘 要本课题设计的这款无线识别智能锁控制系统同市面上大多数相关产品一样，都能够实现液晶显示显示、刷卡提示音输出、IC射频卡片识别、计时和锁阀自动控制多功能，所不同的是本课题所设计的这款无线识别智能锁系统具有更高的性能指标，为了提升整体的数据处理速度，这款系统在硬件电路方面采用的是STC89C51单片机芯片来作为主控芯片，通过合理的电路结构搭建，使得主控微处理器能够与它片外的LCD1602显示器、有源蜂鸣器、RFID读卡器、DS1302实时时钟芯片和HK4100F继电器等器件实现高效高正确性的通信，从而能够保证整个硬件系统高效率工作，而在软件系统方面则通过从上而下的设计方法将每一个功能进行流程图的绘制，将功能执行过程中的重要节点进行分析，大幅度提升程序执行的效率。本课题还通过了行之有效的检验方法将设计结果进行了验证，依照每一条预期设计指标进行验证，验证结果表明系统能够长时间稳定运行。
目录
一、 引言 1
（一） 无线识别智能锁的发展背景 1
（二） 无线识别智能锁的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 无线识别智能锁的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 无线识别智能锁主控电路设计 4
（二） LCD1602显示电路设计 5
（三） 刷卡成功提示音电路设计 6
（四） 刷卡识别电路设计 7
（五） 北京时间计时电路设计 9
（六） 锁阀控制电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 无线识别智能锁的主程序流程设计 11
（二） 液晶显示子程序流程设计 11
（三） 输出刷卡提示音子程序流程设计 12
（四） 刷卡感应子程序设计 13
（五） 继电器驱动子程序设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
无线 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
识别智能锁的发展背景
通过对无线识别智能锁系统的发展历程进行整理和各个阶段的高性能产品来看，采用STC89C51单片机来作为这种系统的主控是一种较佳的选择，得出这个观点的主要原因是考虑到无线识别智能锁系统在单片机控制系统中属于一种中小型的控制系统，它不需要非常复杂的算法流程以及微处理器内部模块资源来作为铺垫，它所实现的功能也较为常见，因此一些市面上常用的微处理器芯片就能够实现对这种系统的灵活控制，再结合一些性能优秀的传感器模块就能够实现较为出色的无线识别智能锁系统，然而这也需要编程者自身资质较为出色，而STC89C51单片机作为当今市面上一款最为常用的芯片来说，不但内部功能模块丰富，并且其CPU的运算速度也非常快速，能够将无线识别智能锁系统中产生的数据进行快速处理和运算并得到准确结果，并且目前网络上关于STC89C51单片机的开发资料非常丰富，尤其是开发无线识别智能锁系统过程中所遇到的常见问题和故障都能够查找到，这对于开发性能高端的无线识别智能锁系统来说非常具有帮助意义。考虑到无线识别智能锁系统的发展现状来看，本课题要实现一款性价比更高的控制系统只有在硬件基础方面选择最大性价比的功能模块来进行电路搭建，才能够使得无线识别智能锁系统的性价比达到最大，为此本课题将采用STC89C51单片机来作为主控并结合性能优秀的传感器来实现一款高性能的无线识别智能锁系统。本课题将要设计的这款无线识别智能锁系统的历史发展历程比较长，从最初功能非常简易的雏形到当今以高性能微处理器作为主控的智能产品，经历了一段较为曲折悠长的过程，在这期间无线识别智能锁系统的发展在很大程度上依赖于当时微处理器生产技术以及应用技术的限制，往往这些相关技术和学科的发展能够很大程度上带动无线识别智能锁系统的同步发展，现如今的32位微处理器是无线识别智能锁系统中功能最为强大的一种微处理器，能够在一些中高端的无线识别智能锁系统产品硬件电路中找到这种高性能处理器的影子。
无线识别智能锁的国内外发展现状
通过对市场上大多数的无线识别智能锁系统产品的发展现状来看，大多数高性能产品的核心技术都来自于国外进口，少部分的国内产品也能够实现较为高端的性能，与此同时国内技术在这段时间处于飞速发展的状态，国内外大多数的研发厂家和爱好者都越来越喜欢采用32位微处理器（STM32、ARM7以及ARM9等）芯片来作为主控部分，并且选用性能更加强大的传感器来采集信号，从而实现性能更为强大的无线识别智能锁系统。根据前不久的一份调查报告显示，市面上的无线识别智能锁系统相关产品的研发成本和市场售价正在呈现出逐渐下降的趋势，而整体的性能正在不断上升，这对于使用者或者购买者来说是受益的。国内的相关研发团队表示，他们正在对无线识别智能锁系统的核心研发技术进行攻坚克难，在掌握越来越多的核心技术后，使得他们的研发成本不再受限于国外的专利权所限制，这就使得国内产品的竞争力越来越强。
本文主要研究内容
本文在论文结构方面主要划分成五大部分，首先对本课题将要设计的这款无线识别智能锁系统的发展历程以及每个重要阶段能够实现的最佳性能进行归纳总结，找寻出前人是如何通过中低端性能器件设计出高性能的无线识别智能锁系统的。论文的第二部分主要对本课题将要使用的实现方案以及系统的大体结构和信号流通关系进行设计，并且通过绘制模块框图来阐述方案设计方法。随后本课题通过对STC89C51主控微处理器和各个功能模块的电路构建，实现整个硬件系统，在设计过程中将整个硬件系统划分成了单片机最小系统电路、LCD1602液晶屏电路、刷卡提示音信号生成电路、RFID识别电路、RTC计时电路和继电器驱动电路等。硬件系统设计完成后则对软件系统进行了设计，使用C语言构建程序代码，从而实现对各个功能电路的控制。
无线识别智能锁的方案设计
本无线识别智能锁系统在实现方案方面主要遵循下图中的硬件结构框图中的模块连接关系以及信号的流通方向，通过下图中的模块连接关系可以实现所有的预期功能指标，通过下图中的各个模块之间的关系可以看出，STC89C51单片机芯片结合了时钟电路和复位电路两个部分组成了最小系统部分，作为整个无线识别智能锁系统的主控部分，最小系统将实现对LCD1602点阵屏幕、有源蜂鸣器、RFID模块、RTC时钟芯片和继电器等器件的驱动。LCD1602液晶屏模块实现对日期、时间、射频卡号等信息的实时显示；蜂鸣器电路用于实现刷卡成功后的提示音；RC522模块用于对射频卡片进行感应、ID卡号读取以及读取数据的输出，用于实现IC卡感应和识别的功能；RTC模块主要由DS1302时钟芯片以及晶振电路构成，用于向系统提供准确的北京时间和日期；按键电路主要用于设置时间日期；门阀模块由继电器模块构成，用于实现对门阀驱动。
目录
一、 引言 1
（一） 无线识别智能锁的发展背景 1
（二） 无线识别智能锁的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 无线识别智能锁的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 无线识别智能锁主控电路设计 4
（二） LCD1602显示电路设计 5
（三） 刷卡成功提示音电路设计 6
（四） 刷卡识别电路设计 7
（五） 北京时间计时电路设计 9
（六） 锁阀控制电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 无线识别智能锁的主程序流程设计 11
（二） 液晶显示子程序流程设计 11
（三） 输出刷卡提示音子程序流程设计 12
（四） 刷卡感应子程序设计 13
（五） 继电器驱动子程序设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
无线 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
识别智能锁的发展背景
通过对无线识别智能锁系统的发展历程进行整理和各个阶段的高性能产品来看，采用STC89C51单片机来作为这种系统的主控是一种较佳的选择，得出这个观点的主要原因是考虑到无线识别智能锁系统在单片机控制系统中属于一种中小型的控制系统，它不需要非常复杂的算法流程以及微处理器内部模块资源来作为铺垫，它所实现的功能也较为常见，因此一些市面上常用的微处理器芯片就能够实现对这种系统的灵活控制，再结合一些性能优秀的传感器模块就能够实现较为出色的无线识别智能锁系统，然而这也需要编程者自身资质较为出色，而STC89C51单片机作为当今市面上一款最为常用的芯片来说，不但内部功能模块丰富，并且其CPU的运算速度也非常快速，能够将无线识别智能锁系统中产生的数据进行快速处理和运算并得到准确结果，并且目前网络上关于STC89C51单片机的开发资料非常丰富，尤其是开发无线识别智能锁系统过程中所遇到的常见问题和故障都能够查找到，这对于开发性能高端的无线识别智能锁系统来说非常具有帮助意义。考虑到无线识别智能锁系统的发展现状来看，本课题要实现一款性价比更高的控制系统只有在硬件基础方面选择最大性价比的功能模块来进行电路搭建，才能够使得无线识别智能锁系统的性价比达到最大，为此本课题将采用STC89C51单片机来作为主控并结合性能优秀的传感器来实现一款高性能的无线识别智能锁系统。本课题将要设计的这款无线识别智能锁系统的历史发展历程比较长，从最初功能非常简易的雏形到当今以高性能微处理器作为主控的智能产品，经历了一段较为曲折悠长的过程，在这期间无线识别智能锁系统的发展在很大程度上依赖于当时微处理器生产技术以及应用技术的限制，往往这些相关技术和学科的发展能够很大程度上带动无线识别智能锁系统的同步发展，现如今的32位微处理器是无线识别智能锁系统中功能最为强大的一种微处理器，能够在一些中高端的无线识别智能锁系统产品硬件电路中找到这种高性能处理器的影子。
无线识别智能锁的国内外发展现状
通过对市场上大多数的无线识别智能锁系统产品的发展现状来看，大多数高性能产品的核心技术都来自于国外进口，少部分的国内产品也能够实现较为高端的性能，与此同时国内技术在这段时间处于飞速发展的状态，国内外大多数的研发厂家和爱好者都越来越喜欢采用32位微处理器（STM32、ARM7以及ARM9等）芯片来作为主控部分，并且选用性能更加强大的传感器来采集信号，从而实现性能更为强大的无线识别智能锁系统。根据前不久的一份调查报告显示，市面上的无线识别智能锁系统相关产品的研发成本和市场售价正在呈现出逐渐下降的趋势，而整体的性能正在不断上升，这对于使用者或者购买者来说是受益的。国内的相关研发团队表示，他们正在对无线识别智能锁系统的核心研发技术进行攻坚克难，在掌握越来越多的核心技术后，使得他们的研发成本不再受限于国外的专利权所限制，这就使得国内产品的竞争力越来越强。
本文主要研究内容
本文在论文结构方面主要划分成五大部分，首先对本课题将要设计的这款无线识别智能锁系统的发展历程以及每个重要阶段能够实现的最佳性能进行归纳总结，找寻出前人是如何通过中低端性能器件设计出高性能的无线识别智能锁系统的。论文的第二部分主要对本课题将要使用的实现方案以及系统的大体结构和信号流通关系进行设计，并且通过绘制模块框图来阐述方案设计方法。随后本课题通过对STC89C51主控微处理器和各个功能模块的电路构建，实现整个硬件系统，在设计过程中将整个硬件系统划分成了单片机最小系统电路、LCD1602液晶屏电路、刷卡提示音信号生成电路、RFID识别电路、RTC计时电路和继电器驱动电路等。硬件系统设计完成后则对软件系统进行了设计，使用C语言构建程序代码，从而实现对各个功能电路的控制。
无线识别智能锁的方案设计
本无线识别智能锁系统在实现方案方面主要遵循下图中的硬件结构框图中的模块连接关系以及信号的流通方向，通过下图中的模块连接关系可以实现所有的预期功能指标，通过下图中的各个模块之间的关系可以看出，STC89C51单片机芯片结合了时钟电路和复位电路两个部分组成了最小系统部分，作为整个无线识别智能锁系统的主控部分，最小系统将实现对LCD1602点阵屏幕、有源蜂鸣器、RFID模块、RTC时钟芯片和继电器等器件的驱动。LCD1602液晶屏模块实现对日期、时间、射频卡号等信息的实时显示；蜂鸣器电路用于实现刷卡成功后的提示音；RC522模块用于对射频卡片进行感应、ID卡号读取以及读取数据的输出，用于实现IC卡感应和识别的功能；RTC模块主要由DS1302时钟芯片以及晶振电路构成，用于向系统提供准确的北京时间和日期；按键电路主要用于设置时间日期；门阀模块由继电器模块构成，用于实现对门阀驱动。
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