智能门锁开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题 目: 智能化门锁系统 院系名称： 信息科学与工程学院 专业班级： 电子信息科学与技术0x级0x班 学生姓名： x x x 学 号： xxxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxx 教师职称： xxxxxxx 2011年3月12日文 献 综 述研究课题的引出 门禁系统主要负责对安全防范管理区域内人员的出入控制管理，简而言之就是用来解决什么人在什么时间内能进入什么地方的问题，用于加强管理区域的安全防范。智能门禁控制系统自上世纪80年代产生，由于其技术的实用性得到飞速发展。传统的门禁安全管理是以门卫加机械钥匙方式管理，随着经济和社会的日益发展，采用RFID（射频识别）技术的电子门禁产品开始出现。在传统安防产业中，门禁一卡通作为智能化弱电系统中的安防子系统的一部分，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、光学、计算机、通讯、生物等诸多新技术，迈向高度集成化，体现了现代智能化管理的要求。1994年RFID卡进入中国，引发了中国RFID卡的应用革命，在国内应用的领域越来越广，涉及到各行各业。为了适应高安全度的要求，门禁系统由RFID卡门禁发展到诸如指纹识别、掌型识别、面部识别等生物识别门禁系统；为了适应小区、智能大厦的安全防范，门禁系统由单一的门禁功能发展到门禁、考勤、消费、巡更、停车场管理等综合性一卡通系统；为适应远距离感应的要求，有源卡、微波卡、蓝牙卡远距离感应系统相继推出并得到应用；而以RFID为组成部分的物联网时代也即将到来，人类社会也随将踏入全面智能化时代。课题概况 锁，作为人类的安全卫士，伴随着人类文明的发展而发展。随着社会的发展和进步，门锁从简单的机械锁发展到今天的种类和功能都趋于多样化的智能门锁。所谓智能门锁，是指门锁在完成传统机械门锁“看门狗”作用的基础之上实现了诸如考勤管理、人员出入管理、人员出入日志等基于帐户制度的功能，在一定程度上把“管理员”从大量重复繁琐的记录工作中解放出来。计算机的引入使智能门锁的功能得到扩展。开门的“钥匙”由传统的金属钥匙换成了各种用户卡，以电子帐户的匹配代替机械的匹配，传统的匹配模式从锁体内转移到了计算机内。根据的要求，可以看出智能门锁控制系统是必然的趋势。 目前在高级宾馆、政府部门已经广泛使用的各种卡式门锁智能控制系统，普遍结构复杂，费用昂贵，安装和操作比较麻烦，造成浪费和不便。基于单片机和串口通信原理开发研制的智能门锁控制系统，所有的硬件都被集成到锁体，结构简单，操作方便；针对不同的用户卡有相应的读卡器，灵活性很高，具有广泛的适用性；上层有功能强大的管理软件，整个系统更加完善和安全。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。 MCS-51单片机的串行口具有两条独立的数据线发送端TXD和接收端RXD，它允许数据同时往两个相反的方向传输。一般通信时发送数据由TXD端输出，接收数据由RXD端输入。MCS-51单片机的串行口既可以用于网络通信，亦可实现串行异步通信，还可以用作同步移位寄存器。如果在串行口的输入输出引脚上加上电平转换器，就可方便地构成标准的RS-232接口。MCS-51单片机的串行接口是一个全双工通信接口，它有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，可以同时发送和接收数据。但是发送缓冲器只能写入，不能读出；接收缓冲器只能读出，不能写入。两个缓冲器共用一个地址（99H）。课题主要研究工作系统组成智能门锁控制 系统的思想是由用户向系统提供身份信息和个人密码作为开锁请求 ，经系统与既有的电子帐户核对后 ，确定是否执行开锁步骤 。同时 ，系统还提供对电子帐户的管理功能，如查询 、修改、添加和删除功能 。对这 一设计思想进行抽象 ，就可以建立起整个系统的逻辑层次 。（）收集层收集层是智能门锁控制系统与用户进行互动的桥梁，完成对用户的各种请求信息的收集 ，是整个系统中非常重要的部分 。要收集的信息包 括用户卡信息、用户个人密码、用户查询要求等。该层次的具体组件包括硬件上的读卡器 、键盘和管理软件程序界面 。（）处理层处理层完成对已经收集到信息的处理 ，主要负责对用户信息的验证 ，控制门锁的开关和对电子帐户的各种管理工作 。这一层完全由上层管理软件构成 ，是整个智能门锁控制系统的心脏 ，是实现智能化的关键 。（）通信层有了收集到的信息和经过处理的信息 ，还必须让信息在整个系统中流动，这就要靠通信层。通信层的最主要部分是连接信息收集层和信息处理层的单元。通信层的主体采用 串行通信口线的信息传输媒介 ,负责单片机和上位微机的通信 。（）执行层处理层对经通信层传输过来的用户信息进行处理判断，确定其合法性后 ，把控制权交给执行层。执行层主要负责将弱电信号转化为强电信号 ，开锁 ，信号灯显示 ，报警显示等 。它是整个系统的最终执行者 。系统结构从宏观上看整个系统的构造如图1所示 。锁 体单 片 机 系 统微 机 系 统图1 系 统 结 构（）锁体锁体部分采用电磁锁。这种锁利用关门时人对锁体内部的弹簧做功把势能存储起来作为开锁的动力 ，当锁体内的一块电磁铁通电时 ，就触发弹簧把锁打开 ，即可以用电信号控制开锁 ，所需的控制电流大约为1.5。（）单片机系统单片机系统是信息收集层的核心部分 ，其结构如图2。它承担读取用户卡片和密码信息 ，与上位微机串行口通信的全部任务。主控芯片选用 单片机 ；通信部分采用公 司的串口芯 片 与微机串口进行通信；通过 芯片扩展接口，方便了输入输出口的读写 ，并且提高了驱动能力 ；芯片和锁体间使用继电器 ，使芯片引脚提供的级电流可以驱动级的电磁锁。通过单片机对卡片读写器与键盘的控制 ，可以读取用户卡片信息和用户密码 ，并由单片机与上位微机通信识别用户的合法性 ，确定是否开锁。整个单片机系统的工作电源采用外接电源。读卡器键 盘继电器I/O口芯片8255A单 片 机 AT89C51串 行 口 芯 片ICL232用户卡信息控制信号密码信息控制信号控制信号用户信息控制信号用户信息验证结果锁体开锁信号大功率电源微机系统验证结果用户信息图2 单 片 机 系 统 结 构（）微机系统微机系统全部由软组成 ，其构造如图3所示。微机系统主要处在信息处理层。主要的信息处理程序分为两部分 ，分别完成对开锁请求的合法性的验证 ，以及实现用户对用户表和登录日志这两个数据库的查询类请求。与单片机的交互通信由串行通信程序集中处理 ，用于接收开锁请求和发送验证结果 。串行口通信程序开锁管理程序用户表数据库管理程序登陆日志用户查询类请求开锁请求验证结果单片机系统验证结果开锁请求图3 微 机 系 统 结 构主要参考文献:1 李智芳非接触式 IC卡门禁考勤系统设计计算机工程与设计 ，2000(12).2 刘永良IC卡在实验室管理中的应用微型电脑应用 ，2001(10).3 孙前明，张西良IC卡在校园管理 中的应用 工业控制计算机 ，2001(6).4 孙涵芳，徐爱卿MCS一51/96系列单片机原理及应用M北京 ：北京航空航 天大学出版社 ，19925 吴秀清 ，周荷琴微型计算机原理与接口技术 合肥 ：中国科学技术出版社 ，19966 王永 马运领 马志刚 周烽.基于AT89C51单片机的智能门锁控制系统的设计J.自动化与仪表,2004(3).7 刘永良.IC卡在实验室管理中的应用J.微型电脑应用,2001(10).8 樊昌信，曹丽娜.通信原理.北京.国防工业出版社,2008,69 储钟圻.现代通信新技术（第二版）. 北京：机械工业出版社，2004.110 程佩青.数字信号处理教程.北京.清华大学出版社，2008.511 李仲令，李少谦，武刚.现代无线与移动通信技术.科学出版社，2006，9 12 肖善鹏，张蕾.现代电子通信.清华大学出版社，2004，7713 Eklund C . , Marks R . B . , et al . . IEEE standard 802.16: a techncal ovrvew of the wireless MANTM air interface for broadband wireless access J .IEEE communications Magazine. 2002,40 (6) :98-107.14 IEEE Std 802.16-2004, IEEE standard for local and metropolitan area netwrks,Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Acess Systems,Oct.2004. 15 IEEE Std 802.16e, IEEE standard for local and metropolitan area networs,Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless AcessSystems,Amendment for physical and Medium Access Control Layers for C