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蓝牙技术的智能门锁系统设计与制作

2021-06-02 21:34编辑: www.51jrft.com51今日论文网
摘 要本文以“基于蓝牙技术的智能门锁系统设计与制作”作为研究课题,设计了一款能够通过手机蓝牙或者键入密码启闭门锁等功能的智能型STC89C51单片机控制系统。整个系统的设计内容主要分为硬件和软件两个层面。在软件系统的设计方面,本蓝牙智能门锁系统以KEIL软件作为开发环境,通过C语言构建蓝牙智能门锁系统的程序代码,通过最终的机器语言代码实现对主控微处理器的控制,从而实现对片外功能模块的驱动。在硬件系统的设计方面,本蓝牙智能门锁系统将这款STC89C51单片机植入到硬件电路的核心位置,通过它来对片外所有的芯片和传感器进行驱动,使得这些功能电路发挥功能,并将工作过程中需要处理的数据在STC89C51单片机芯片内部进行运算。经实物的制作与功能测试,较好地达成了预期目标。
目录
一、 引言 1
(一) 智能门锁 1
(二) 国内外发展现状 1
(三) 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 2
(一) 整体方案设计 2
(二) STC89C51单片机简介 2
(三) LCD1602液晶屏简介 3
(四) 蓝牙模块简介 3
(五) AT24C02型EEPROM简介 4
三、 系统硬件设计 5
(一) 最小系统电路设计 5
(二) 蓝牙无线通信电路设计 5
(三) 门锁启闭控制电路设计 6
(四) 密码存取电路设计 7
(五) 密码错误报警电路设计 7
(六) LCD1602显示电路设计 7
(七) 机械键盘电路设计 8
四、 系统软件设计 9
(一) 蓝牙智能门锁的主程序流程设计 9
(二) 报警声输出子程序设计 10
(三) 蓝牙驱动子程序设计 11
(四) 液晶显示子程序流程设计 11
(五) 门锁启闭控制子程序设计 12
五、实物制作与功能测试 13
(一) 实物制作 13
(二) 功能测试 13
总结 17
参考文献 18
致 谢 1 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072
9
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
智能门锁
智能门锁是门禁系统中锁门的执行部件。智能门锁区别于传统机械锁的最大改变体现在用户安全性、识别、管理性等方面更加智能化、简便化,是利用先进技术提升门禁系统智能化水平的现代新型复合型锁具。
随着社会智能化整体水平的不断提升,越来越多的领域需要运用智能门锁。例如,在银行,政府部门及公共图书馆等场所,利用智能门锁可以成功实现远程的门禁管理;在酒店,学校宿舍,居民小区,民宅出租领域,运用智能门锁可以方便的实现无钥匙化门锁管理,大大方便了管理方的远程管理以及频繁的权限设置与更换,将门禁管理的成本有效降低了。智能门锁在日益广泛的运用中成仙了越发明显的优势:无钥匙化管理方便,成本低,授权及时,更新边界,安全性高。
国内外发展现状
调研显示,目前智能门锁中常用的技术主要包括:
磁卡、射频卡技术。 采用这种技术的智能门锁具有安全性较高的优势,由于对应的钥匙常常采用塑料材质,携带较方便,价格也比较低廉;
指纹、虹膜识别技术。采用这种技术的智能门锁具有安全性高的优势,由于对应的钥匙是使用用户自身的生物特征,极为方便,价格高。
手机APP控制技术。采用这种技术的智能门锁具有安全性很高的优势,由于对应的钥匙是通过手机APP指令密码,使用起来很方便,价格较高。
本文主要研究内容
根据上述分析,结合本次设计的目标和预算经费,本系统拟采用AT89C51单片机为核心控制器,结合蓝牙技术完成一款智能门锁系统的设计与制作。预期实现的功能目标如下:
1.设计LCD1602液晶屏电路,能够将用户输入的开门密码以较高质量的液晶显示能力显示给用户。
2.设计蜂鸣器报警电路,能够通过简单有效的密码错误报警电路的配置,结合C语言程序实现报警功能,当输入错误密码后将进行报警。
3.设计HC05蓝牙传感器电路,实现对用户通过手机蓝牙APP发送的开门密码进行接收。
4.设计继电器驱动电路,实现对门锁开启过程的模拟控制。
5.设计密码保存电路,在系统运行过程中可以随时对密码进行调取和更换。
方案设计及元器件选择
整体方案设计
本次设计拟根据各子电路的功能采用模块化设计方案实现。所有模块在信号流通关系上以单片机最小系统作为核心部分,其中通过HC05蓝牙模块传感器来实现对门锁的蓝牙无线门锁的控制;通过手机蓝牙APP来进行串口与蓝牙模块传感器的连接从而输入开门密码也可以通过键盘电路来对开门密码进行设置;通过LCD1602液晶屏电路来实现对智能门锁运行过程中的一些参数进行设置;通过有源蜂鸣器报警电路来实现当用户输入开门密码次数超过3次后的报警功能;通过AT24C02芯片设计EEPROM存储电路来实现对开门密码进行掉电保存。信号从手机APP串口连接蓝牙模块或者通过机械按键来进行信号的输入在STC89C51单片机中进行运算处理,处理结果通过液晶屏电路显示,信号正确后电源启动使得门锁开启,信号错误则触发蜂鸣器报警。整个系统的硬件原理框图如图1所示。

图1 蓝牙智能门锁系统框图
STC89C51单片机简介
STC89C51单片机是一种微处理器系统中最常使用的主控芯片如图2所示。将其配置在这款蓝牙智能门锁系统中后,它能够实现最大80MHz的时钟工作频率,一些最高性能的STC89C51单片机内部的CPU能够实现1T周期的工作速度,即在执行大多数指令时都可以在单时钟周期内完成,所以可以实现非常快速的数据处理速度。STC89C51单片机的内部存储部分分为FLash和RAM两个部分,用户可以根据应用系统的需求灵活选用,本课题使用的是4k大小的Flash,另外这款微处理器芯片采用+5V直流电压供电。

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