互联网+智能门禁系统设计与实现硬件设计(源码)
摘 要移动互联网和智能手机目前已被广泛地应用到人们工作和生活中。因此，综合分析了人们对门禁的需求后，现提出一种基于移动互联网和移动终端的新型门禁管理解决方案。首先，详细了解了门禁系统和相关技术。然后，本文针对于门禁系统的硬件方面提出了总体设计方案，其主要包括电源模块、网络控制模块、电路控制模块。对各模块的工作原理进行了阐述，且以使用ARM芯片的门禁网络控制器为主要组件，并给出了相关原理图。按照设计要求，实现了智能门禁系统。经过多次测试，该系统工作正常稳定，符合设计需求。
Key words：Intelligent Access Control System; Network Controller; ARM Chip; Hardware Design 目 录
第一章 绪论 2
1.1研究背景 2
1.2研究内容 2
1.3研究意义 2
第二章 门禁系统简介 2
2.1门禁系统的组成 2
2.2门禁系统的发展 2
2.3门禁系统的功能 2
2.4国内外门禁系统研究现状 2
2.5网络门禁系统相关技术 2
第三章 系统整体方案设计 2
3.1需求分析 2
3.2系统整体结构设计 2
3.2.1系统性能特点 2
3.2.2系统工作原理 2
3.2.3系统软件硬件组成 2
3.3门禁控制系统硬件设计 2
3.3.1 I/O接口设计要求 2
3.3.2控制模块的设计与选型 2
3.3.3控制器工作流程 2
3.3.4指令集设计 2
第四章 门禁系统的实现 2
4.1门锁的工作原理 2
4.2微处理器实现 2
4.2.1时钟 2
4.2.2程序存储器 2
4.2.3数据存储器 2
4.2.4中断请求源 2
4.2.5逻辑处理主要代码 2
4.3 以太网串口模块实现 2
4.4 电路控制模块实现 2
4.5 电源模块实现
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2
第五章 门禁系统的测试过程与结果 2
5.1测试平台与工具准备 2
5.2系统测试过程与结果 2
结束语 2
致 谢 2
参考文献 2
第一章 绪论
1.1研究背景
目前，由于移动互联网的快速发展，人们的生活变得更加便利，几乎人人都已经过上了移动互联网的生活。与传统的互联网相比较，移动互联网具有便捷、便携、定向、精准、感触等特点。并且在智能手机已经非常普及的今天，传统的门禁系统显然已经无法适应当今移动互联的时代发展需要。现阶段的大多数门禁系统都是物理接触式或生物扫描式的交互，如门禁卡，指纹锁，密码锁，识别眼球，NFC等。这些传统门禁系统大多需要物理介质或者需要预先录入大量信息并经过复杂的操作才能使用。
因此，本文寻求一种以移动互联网和智能终端为基础的新型门禁管理解决方案。本课题主要研究如何利用移动互联网和智能终端实现更加便捷的门禁系统。与传统门禁相比，这种方式不仅具有操作简单，使用便捷，成本低廉，便于管理，安全性高的特点，也可以解决用户忘记携带或者丢失门禁介质的问题。是移动互联网和智能终端应用的深层次拓展，也是移动互联网、智能终端和传统门禁系统结合下的一种创新。目前，在此领域尚未有太多成熟的成果，利用智能终端通过移动互联网进行操作和管理的门禁系统也尚未普及。
1.2研究内容
本课题主要研究移动网络无卡门禁控制系统，需要设计一种以移动互联网和智能终端为基础的新型门禁管理解决方案，即：用户通过智能手机打开APP应用程序给门禁控制系统发送指令，门禁控制系统通过中心数据库系统进行有效信息验证，验证通过后发送开门指令，做到不需要物理接触的无卡网络门禁系统。
在系统硬件设计，控制系统基于IP网络，使用ARM芯片，并且预留接口用于连接电磁门锁。对控制器上各节点设计相应的指令集，编程语言使用C语言。通过指令对各节点执行开启、关闭、检查等操作。
1.3研究意义
我们通常把管理控制入口和出口通道的系统称为门禁系统。在人来来往往密集的地方比如办公楼、酒店宾馆，大量的钥匙需要管理是一件非常麻烦的事情，当钥匙丢失了或人员更换了都会造成锁和钥匙一起更换，不仅提高了成本而且降低了管理效率。为了解决这些问题，电子锁的出现从一定程度上提高了管理水平，电子锁被推广和使用的同时又出现了大量的问题，比如：磁卡容易被盗窃复制，设备容易出现故障，安全性低，卡片和读卡机磨损大。
现在，智能手机越来越广泛地被人们使用，同时人们也期待手机能在生活中发挥更大的作用，让日常生活更智能。且门禁、安防越来越受到人们的重视，人们希望通过安装一些安防设备工具来使他们的家变得更安全。显然一些传统的门禁系统已经无法满足便捷、移动化的需求，因此，本文寻求一种以移动互联网和智能终端为基础的新型门禁管理系统。新型的门禁管理系统可以解决以下几个问题：1.假如钥匙没有在身边，可以通过移动终端扫描门禁上的二维码进行操作。2.随时对门禁的状态进行实时的监控。并且管理员可以直接从手机软件里的日志中了解，某人在某时间执行了开门或关门的操作。网络化的智能门禁系统，不仅可以对进出门进行统一的管理，并且可以更有效地对内部进行有序化管理，系统将时刻自动记录人员的出入情况，同时帮助人们避免财产损失。
第二章 门禁系统简介
2.1门禁系统的组成
门禁系统示意图如下图21所示：
图21 门禁系统示意图
如图21所示，门禁系统主要由管理主机及管理软件、门禁控制器、读卡器、门磁、门锁、电源等构成。
（1）门禁控制器
门禁系统中最重要的组件就是门禁控制器了，它就跟电脑的中央处理器CPU一样，由它负责整个系统输入、输出信息的处理、储存和控制等。它可根据出入权限和管理规则来验证输入信息的可靠性和有效性，若正确则对执行部件发出操作信号。
（2）读卡器
重要功能是负责读取卡中的数据，并将这些数据实时快速地传递到门禁控制器中。
（3）电控锁
电控锁是门禁系统中的动作执行部件。由于门有很多不同的材料和多种的开门方式。因此，我们需要根据自己的需求，选取不同的锁具，主要有：电磁锁、阳极锁、阴极锁。
Key words：Intelligent Access Control System; Network Controller; ARM Chip; Hardware Design 目 录
第一章 绪论 2
1.1研究背景 2
1.2研究内容 2
1.3研究意义 2
第二章 门禁系统简介 2
2.1门禁系统的组成 2
2.2门禁系统的发展 2
2.3门禁系统的功能 2
2.4国内外门禁系统研究现状 2
2.5网络门禁系统相关技术 2
第三章 系统整体方案设计 2
3.1需求分析 2
3.2系统整体结构设计 2
3.2.1系统性能特点 2
3.2.2系统工作原理 2
3.2.3系统软件硬件组成 2
3.3门禁控制系统硬件设计 2
3.3.1 I/O接口设计要求 2
3.3.2控制模块的设计与选型 2
3.3.3控制器工作流程 2
3.3.4指令集设计 2
第四章 门禁系统的实现 2
4.1门锁的工作原理 2
4.2微处理器实现 2
4.2.1时钟 2
4.2.2程序存储器 2
4.2.3数据存储器 2
4.2.4中断请求源 2
4.2.5逻辑处理主要代码 2
4.3 以太网串口模块实现 2
4.4 电路控制模块实现 2
4.5 电源模块实现
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
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第五章 门禁系统的测试过程与结果 2
5.1测试平台与工具准备 2
5.2系统测试过程与结果 2
结束语 2
致 谢 2
参考文献 2
第一章 绪论
1.1研究背景
目前，由于移动互联网的快速发展，人们的生活变得更加便利，几乎人人都已经过上了移动互联网的生活。与传统的互联网相比较，移动互联网具有便捷、便携、定向、精准、感触等特点。并且在智能手机已经非常普及的今天，传统的门禁系统显然已经无法适应当今移动互联的时代发展需要。现阶段的大多数门禁系统都是物理接触式或生物扫描式的交互，如门禁卡，指纹锁，密码锁，识别眼球，NFC等。这些传统门禁系统大多需要物理介质或者需要预先录入大量信息并经过复杂的操作才能使用。
因此，本文寻求一种以移动互联网和智能终端为基础的新型门禁管理解决方案。本课题主要研究如何利用移动互联网和智能终端实现更加便捷的门禁系统。与传统门禁相比，这种方式不仅具有操作简单，使用便捷，成本低廉，便于管理，安全性高的特点，也可以解决用户忘记携带或者丢失门禁介质的问题。是移动互联网和智能终端应用的深层次拓展，也是移动互联网、智能终端和传统门禁系统结合下的一种创新。目前，在此领域尚未有太多成熟的成果，利用智能终端通过移动互联网进行操作和管理的门禁系统也尚未普及。
1.2研究内容
本课题主要研究移动网络无卡门禁控制系统，需要设计一种以移动互联网和智能终端为基础的新型门禁管理解决方案，即：用户通过智能手机打开APP应用程序给门禁控制系统发送指令，门禁控制系统通过中心数据库系统进行有效信息验证，验证通过后发送开门指令，做到不需要物理接触的无卡网络门禁系统。
在系统硬件设计，控制系统基于IP网络，使用ARM芯片，并且预留接口用于连接电磁门锁。对控制器上各节点设计相应的指令集，编程语言使用C语言。通过指令对各节点执行开启、关闭、检查等操作。
1.3研究意义
我们通常把管理控制入口和出口通道的系统称为门禁系统。在人来来往往密集的地方比如办公楼、酒店宾馆，大量的钥匙需要管理是一件非常麻烦的事情，当钥匙丢失了或人员更换了都会造成锁和钥匙一起更换，不仅提高了成本而且降低了管理效率。为了解决这些问题，电子锁的出现从一定程度上提高了管理水平，电子锁被推广和使用的同时又出现了大量的问题，比如：磁卡容易被盗窃复制，设备容易出现故障，安全性低，卡片和读卡机磨损大。
现在，智能手机越来越广泛地被人们使用，同时人们也期待手机能在生活中发挥更大的作用，让日常生活更智能。且门禁、安防越来越受到人们的重视，人们希望通过安装一些安防设备工具来使他们的家变得更安全。显然一些传统的门禁系统已经无法满足便捷、移动化的需求，因此，本文寻求一种以移动互联网和智能终端为基础的新型门禁管理系统。新型的门禁管理系统可以解决以下几个问题：1.假如钥匙没有在身边，可以通过移动终端扫描门禁上的二维码进行操作。2.随时对门禁的状态进行实时的监控。并且管理员可以直接从手机软件里的日志中了解，某人在某时间执行了开门或关门的操作。网络化的智能门禁系统，不仅可以对进出门进行统一的管理，并且可以更有效地对内部进行有序化管理，系统将时刻自动记录人员的出入情况，同时帮助人们避免财产损失。
第二章 门禁系统简介
2.1门禁系统的组成
门禁系统示意图如下图21所示：
图21 门禁系统示意图
如图21所示，门禁系统主要由管理主机及管理软件、门禁控制器、读卡器、门磁、门锁、电源等构成。
（1）门禁控制器
门禁系统中最重要的组件就是门禁控制器了，它就跟电脑的中央处理器CPU一样，由它负责整个系统输入、输出信息的处理、储存和控制等。它可根据出入权限和管理规则来验证输入信息的可靠性和有效性，若正确则对执行部件发出操作信号。
（2）读卡器
重要功能是负责读取卡中的数据，并将这些数据实时快速地传递到门禁控制器中。
（3）电控锁
电控锁是门禁系统中的动作执行部件。由于门有很多不同的材料和多种的开门方式。因此，我们需要根据自己的需求，选取不同的锁具，主要有：电磁锁、阳极锁、阴极锁。
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