armstm32控制的防盗语音自动门设计(附件)【字数：9550】
摘 要本次毕业设计的课题是防盗语音自动门，自动门因其方便安全在国内越来越得到普遍使用，本文从经济实用的角度设计了一款小区自动单元门，通过STM32单片机控制直线电机带动齿轮转动从而带动连杆机构实现自动开门，同时单片机控制开锁机构的舵机转动实现自动开锁，结合外围刷卡、语音播报、微博雷达检测等电路，用C语言编写主控单元的控制程序。经验证，该自动门具有设计合理，简单易行，经济适用等特点，符合小区安全的要求。
Key word:Microcontroller STM32; card reader; microwave radar; cam mechanism; fourbar linkage 目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题的研究意义 1
1.2 自动门的种类 1
1.3 自动平开门的实现方式 1
1.4 自动平开门组成部件 1
1.5 国内外的发展状况 2
第二章 总体方案的设计 3
2.1主要设计内容 3
2.2设计步骤 3
第三章 机械结构设计 4
3.1门体的设计 4
3.2凸轮机构的设计 4
3.2.1凸轮的选型 4
3.2.2凸轮的要求 4
3.2.3凸轮机构的计算以及分析 5
3.3齿轮齿条机构的设计 5
3.4连杆机构的设计 6
3.5电机的选型 7
3.5.1开锁机构的电机选型及分析 7
3.5.2开门机构的电机选型及分析 8
第四章 控制系统的设计 9
4.1控制原理 9
4.2控制过程 9
4.3 主控芯片STM32 10
4.4刷卡器的选择 10
4.5语音播报及报警模块设计 11
4.6舵机驱动器 11
4.7直线电机驱动器 12
4.8最小单片机系统 13
第五章 检测系统的设计 14
5.1开门和关门的条件检测 14
5.1.1微博雷达感应模块 14
5.1.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
特点: 14
5.1.3实物图： 14
5.1.4管脚定义: 15
5.1.5 电器性能参数： 15
5.2开门装置的位置检测 16
5.3开锁装置位置的检测 16
第六章 软件设计 18
6.1 系统的原理框图 18
6.2程序设计代码 19
6.2.1舵机驱动程序 19
6.2.1直线电机驱动程序 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1本课题的研究意义
中国近年来经济不断在飞速发展，到处都耸立起高楼大厦，因此自动门也是越来越普及用在医院、商场、小区、公司等地方，由于自动门在通电后可以实现无人管理，防风防尘，节约能源，方便安全等好处，更让建筑看起来更加高端，因此近年来在国内越来越得到普遍使用。
1.2 自动门的种类
自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门和自动折叠门等。本课题研究的是自动平开门，平开门具有简单、经济、安装方便等优点。
1.3 自动平开门的实现方式
自动平开门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内上方装有一个微波雷达或红外扫描装置，当人走近自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于本设计是加了门禁的自动平开门，因此还要加一个刷卡器，只有读取到正确的信息后，控制器才会控制门自动打开。
1.4 自动平开门组成部件
（1）控制器：它是自动门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。
（2）驱动装置：提供开门与关门的主动力，控制门加速与减速运行以及带动锁内凸轮机构转动。
（3）执行机构：用于传输电机所产生的动力，完成开门和开锁的动作。
（4）检测装置：负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号。当门锁和门开到最大位置或完全关闭时，给控制器一个信号。
1.5 国内外的发展状况
自动门从20世纪90年代进入中国市场，至今为止已经有25年左右的发展时间。在市场刚刚兴起之时，我国的自动门主要来自于欧美等国家，纵观现如今的中国市场，来自欧美，日本，本土的品牌都已经取得了一定的市场份额，并各自确立了自己的市场地位以及未来的发展模式，截止2017年年底，中国市场上已有数百个自动门机品牌以及各种成套的自动门设备，中国已经成为全球自动门成套设备以及各种门机的最大市场以及生产制造中心，各个国家都在中国寻求发展机会，而目前国内自动门自主研发尚处于起步状态，在自动门控制中，安全、稳定、环保、节能是首要考虑的因素。
第二章 总体方案的设计
2.1主要设计内容
当门外射频卡感应到有人刷卡，通过比对数据库中刷卡人的信息，如果有该数据，则通过单片机控制锁里的舵机转动并播报刷卡人的信息，电机带动凸轮机构转动使锁内弹簧松开，1S后单片机控制连接门后连杆机构的直线电机使其推动齿轮齿条机构转动带动连杆使门自动打开，从而达到自动开门。门内上方装有微波雷达感应模块，当检测不到人时2秒后自动关门，当有人从里面出来时，微波雷达感应到人给控制器一个开门信号，控制器通过驱动直线电机立即将门打开，当微波雷达感应不到人时2S后自动关门；如果没有刷卡人的信息播报警告语音。
2.2设计步骤
基于单片机控制的防盗语音自动门总体方案设计；机械结构设计；驱动系统设计；控制系统的设计；检测系统设计。
Key word:Microcontroller STM32; card reader; microwave radar; cam mechanism; fourbar linkage 目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题的研究意义 1
1.2 自动门的种类 1
1.3 自动平开门的实现方式 1
1.4 自动平开门组成部件 1
1.5 国内外的发展状况 2
第二章 总体方案的设计 3
2.1主要设计内容 3
2.2设计步骤 3
第三章 机械结构设计 4
3.1门体的设计 4
3.2凸轮机构的设计 4
3.2.1凸轮的选型 4
3.2.2凸轮的要求 4
3.2.3凸轮机构的计算以及分析 5
3.3齿轮齿条机构的设计 5
3.4连杆机构的设计 6
3.5电机的选型 7
3.5.1开锁机构的电机选型及分析 7
3.5.2开门机构的电机选型及分析 8
第四章 控制系统的设计 9
4.1控制原理 9
4.2控制过程 9
4.3 主控芯片STM32 10
4.4刷卡器的选择 10
4.5语音播报及报警模块设计 11
4.6舵机驱动器 11
4.7直线电机驱动器 12
4.8最小单片机系统 13
第五章 检测系统的设计 14
5.1开门和关门的条件检测 14
5.1.1微博雷达感应模块 14
5.1.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
特点: 14
5.1.3实物图： 14
5.1.4管脚定义: 15
5.1.5 电器性能参数： 15
5.2开门装置的位置检测 16
5.3开锁装置位置的检测 16
第六章 软件设计 18
6.1 系统的原理框图 18
6.2程序设计代码 19
6.2.1舵机驱动程序 19
6.2.1直线电机驱动程序 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1本课题的研究意义
中国近年来经济不断在飞速发展，到处都耸立起高楼大厦，因此自动门也是越来越普及用在医院、商场、小区、公司等地方，由于自动门在通电后可以实现无人管理，防风防尘，节约能源，方便安全等好处，更让建筑看起来更加高端，因此近年来在国内越来越得到普遍使用。
1.2 自动门的种类
自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门和自动折叠门等。本课题研究的是自动平开门，平开门具有简单、经济、安装方便等优点。
1.3 自动平开门的实现方式
自动平开门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内上方装有一个微波雷达或红外扫描装置，当人走近自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于本设计是加了门禁的自动平开门，因此还要加一个刷卡器，只有读取到正确的信息后，控制器才会控制门自动打开。
1.4 自动平开门组成部件
（1）控制器：它是自动门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。
（2）驱动装置：提供开门与关门的主动力，控制门加速与减速运行以及带动锁内凸轮机构转动。
（3）执行机构：用于传输电机所产生的动力，完成开门和开锁的动作。
（4）检测装置：负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号。当门锁和门开到最大位置或完全关闭时，给控制器一个信号。
1.5 国内外的发展状况
自动门从20世纪90年代进入中国市场，至今为止已经有25年左右的发展时间。在市场刚刚兴起之时，我国的自动门主要来自于欧美等国家，纵观现如今的中国市场，来自欧美，日本，本土的品牌都已经取得了一定的市场份额，并各自确立了自己的市场地位以及未来的发展模式，截止2017年年底，中国市场上已有数百个自动门机品牌以及各种成套的自动门设备，中国已经成为全球自动门成套设备以及各种门机的最大市场以及生产制造中心，各个国家都在中国寻求发展机会，而目前国内自动门自主研发尚处于起步状态，在自动门控制中，安全、稳定、环保、节能是首要考虑的因素。
第二章 总体方案的设计
2.1主要设计内容
当门外射频卡感应到有人刷卡，通过比对数据库中刷卡人的信息，如果有该数据，则通过单片机控制锁里的舵机转动并播报刷卡人的信息，电机带动凸轮机构转动使锁内弹簧松开，1S后单片机控制连接门后连杆机构的直线电机使其推动齿轮齿条机构转动带动连杆使门自动打开，从而达到自动开门。门内上方装有微波雷达感应模块，当检测不到人时2秒后自动关门，当有人从里面出来时，微波雷达感应到人给控制器一个开门信号，控制器通过驱动直线电机立即将门打开，当微波雷达感应不到人时2S后自动关门；如果没有刷卡人的信息播报警告语音。
2.2设计步骤
基于单片机控制的防盗语音自动门总体方案设计；机械结构设计；驱动系统设计；控制系统的设计；检测系统设计。
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