设计说明书部分资料如下
设计摘要：
随着城市化进程的加快与社会安全需求的提高，传统的门禁系统已难以满足现代社会对安全、便捷和智能化的要求。基于单片机的智能门禁系统应运而生，通过集成先进的识别技术和控制模块，提供了一种高效、安全的出入管理方案。本文提出并设计了一种基于单片机的智能门禁系统，旨在提高门禁管理的智能性与安全性，适用于家庭、企业及公共场所。
本系统的核心部件是单片机，采用了流行的51系列或STM32系列单片机作为主控单元，负责整个系统的控制和数据处理。系统整体结构分为身份识别模块、控制模块、报警模块和用户界面模块等几个部分。身份识别模块主要包括人脸识别模块和RFID读写器，前者用于进行人员身份的生物识别，后者则提供了一种便捷的身份验证方式。控制模块负责门锁的开启与关闭，通常采用继电器或电磁锁；报警模块则在检测到非法入侵或异常操作时发出警报，保障安全。
在身份识别方面，系统首先利用人脸识别技术对进入人员进行图像采集与分析。人脸识别模块能够快速、准确地识别出预先登记的用户，识别成功后，系统将自动发送开锁指令。若人脸识别未能成功，系统将自动切换至RFID识别模式，用户可以通过刷卡的方式进行身份验证。RFID技术的应用，使得门禁系统更加灵活，用户可选择多种方式进行身份确认，极大地提高了系统的友好性和实用性。
在软件设计方面，系统采用C语言进行编程。软件模块主要包括用户管理、身份识别、数据存储、报警处理等功能。用户管理模块负责登记新用户信息、删除和修改用户数据，并将用户信息存储在EEPROM中，以便于长期管理。身份识别模块负责实时监测并处理来自人脸识别和RFID模块的数据，确保快速响应。报警处理模块则在系统检测到非法闯入或异常操作时，能够及时发出声光报警，通知管理人员。
系统还具备液晶显示功能，通过液晶屏向用户提供实时反馈，包括门禁状态、当前时间、访客信息等，提升用户体验。此外，系统可通过串口与计算机或手机进行数据交互，实现远程管理与监控，管理人员可随时获取门禁记录和报警信息。
经过多次测试与优化，该智能门禁系统表现出良好的稳定性和高识别率。在实际应用中，系统能够快速响应用户请求，识别准确率高达95%以上，且在各种环境下均能稳定运行。通过引入智能化的身份识别技术与报警机制，系统有效提升了门禁管理的安全性和便捷性。
综上所述，基于单片机的智能门禁系统是一种集成了人脸识别、RFID技术以及报警功能的综合性安全管理解决方案。该系统不仅满足了现代社会对门禁管理的高要求，也为用户提供了安全、便捷的出入体验，具有广阔的应用前景。未来，随着技术的进一步发展，该系统能够结合物联网、云计算等新兴技术，进一步提升智能化水平，为社会安全管理提供更加全面和高效的解决方案。
关键词：单片机；人脸识别模块；人机交互；RFID-RC522；OLED12864；火焰传感器
字数：15000+
目录：
设计说明书
合肥特纳斯科技有限公司
摘 要
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 RFID-RC522
3.6人脸识别模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.4 按键函数流程设计
4.5 显示函数流程图
4.6 处理函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2信息显示
5.3 按键功能介绍
5.4 RFID-RC522读卡测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 信息显示
6.3 按键功能介绍
6.4 RFID-RC522读卡测试
结 论
参考文献
致 谢
1 、引 言
1.1 选题背景及实际意义
一、背景
随着城市化进程的加快和社会经济的发展，公共安全问题变得愈加突出。传统的门禁管理系统已无法满足现代社会日益增长的安全需求，尤其是在家庭、企业及公共场所等需要管理出入人员的环境中，如何高效、智能地控制访问权限成为一个重要课题。传统门禁系统通常依赖于机械钥匙或简单的密码锁，存在易被复制、难以管理等缺点，安全性和便捷性均有不足之处。
近年来，智能技术的迅速发展为门禁系统的升级提供了新的可能性。生物识别技术（如人脸识别、指纹识别等）和射频识别（RFID）技术的广泛应用，使得门禁系统的安全性和便捷性得到了显著提升。同时，单片机作为控制系统的核心，因其成本低、体积小、功耗低以及编程灵活性高而被广泛应用于各类智能设备中。因此，基于单片机的智能门禁系统应运而生，成为现代安全管理方案的一个重要组成部分。
二、实际意义
提升安全性
基于单片机的智能门禁系统通过引入先进的身份识别技术（如人脸识别和RFID），大幅提高了系统的安全性。与传统的钥匙或密码相比，生物特征具有唯一性和难以伪造性，能够有效防止非法入侵和身份冒用。此外，系统集成的报警机制在检测到非法闯入时能够及时发出警报，保障用户的安全。
增强管理效率
该系统能够实时记录出入人员的信息，管理者可以通过数据分析获取访问记录，方便进行人员管理和安全审计。对于企业来说，能够有效监控员工的出入情况，避免未授权人员的进入，从而提升整体管理效率。同时，系统可实现远程管理功能，方便管理者随时查看和调整系统设置。
提高用户体验
智能门禁系统不仅关注安全性，还注重用户体验。通过人脸识别，用户可以实现无感通行，无需携带钥匙或刷卡，极大地方便了用户。同时，系统的液晶显示功能能够提供实时反馈，用户可以直观地了解门禁状态和相关信息，提升了使用的便利性。
推动智能化发展
基于单片机的智能门禁系统是智能化管理的重要体现，符合物联网（IoT）和智能家居的发展趋势。随着技术的不断进步，该系统能够与其他智能设备相连接，形成一个完整的智能家居生态系统。例如，可以与智能监控、报警系统等联动，实现更全面的安全防护。
社会价值与推广前景
在当前社会中，安全问题已成为公众关注的焦点。基于单片机的智能门禁系统在家庭、学校、医院、企业等场所的应用，能够有效减少安全隐患，提升社会整体安全水平。随着人们对安全需求的日益增长，该系统将具备广阔的市场前景和推广价值。
综上所述，基于单片机的智能门禁系统在安全性、管理效率、用户体验等方面具备显著优势。其不仅是技术发展与社会需求相结合的产物，也是未来智能化安全管理的重要解决方案。通过不断优化与创新，该系统将为实现更加安全、便捷的生活环境做出贡献，为构建和谐社会提供坚实的基础。
1.2 国内外研究现状
一、国外研究现状
技术发展：
硬件平台：国外许多研究采用了诸如8051、AVR、PIC、Arduino等单片机作为智能门禁系统的核心控制器。它们的易用性和灵活性使得开发者能够快速实现复杂的控制逻辑。
通信技术：近年来，蓝牙、Wi-Fi、RFID等无线通信技术被广泛应用于智能门禁系统。比如一些研究使用RFID技术实现非接触式的门禁控制，便于快速通过。
算法与软件：
图像处理与识别：一些系统结合图像处理技术进行人脸识别（如OpenCV与机器学习算法结合），提高了门禁系统的安全性和识别准确率。
集成化与云服务：国外一些研究将智能门禁系统与云计算结合，实现了远程监控和管理。用户可以通过手机应用实时查看门禁状态和访客记录。
应用案例：
智能家居：许多智能家居系统中集成了智能门禁功能，如Amazon Echo系列的智能门锁。通过语音控制实现门禁的开锁/闭锁功能。
企业应用：在一些企业、学校和政府单位，利用基于单片机的门禁系统，通过刷卡、指纹识别等多种验证方式，确保安全性。
二、国内研究现状
技术路线：
国内许多智能门禁系统同样基于单片机，但一般选用STM32、51单片机等作为核心控制器，因其强大的运算能力和稳定性。
传感器应用：结合各种传感器（如温湿度传感器、门磁、红外传感器）监测门禁状态，增强了系统的智能性。特别是在智能家居和安全防护领域，这种多传感器的应用非常普遍。
多种识别技术：
国内的研究往往集中在多种生物识别技术（如指纹识别、面部识别、虹膜识别等）的集成与优化。研究者探索在保证识别准确性的同时，提升系统的易用性和用户体验。
使用图像处理技术进行人脸识别的智能门禁系统在一些高校、科研院所和高档小区中开始得到应用。
智能化与物联网：
国内越来越多的研究着眼于将智能门禁系统与物联网（IoT）进行深度融合，实现智能联动（如与监控摄像头、安防报警系统的联动）。这种方向为社区安全管理提供了新的解决方案。
有些系统基于移动互联网，提供了手机APP实现远程解锁、访问记录查询等功能，增强了用户体验。
标准和规范：
随着智能门禁市场的发展，相关的行业标准和技术规范也在逐步完善。国家和地方性相关技术标准的陆续出台对于行业发展起到了规范和引导作用。
三、总结
基于单片机的智能门禁系统在国内外均得到了广泛的研究和应用。总体来看：
国外研究在技术多样性和应用集成度方面较为成熟，尤其是在机器学习和云计算的融合方面。
国内则在生物识别技术和物联网的结合上展现了快速发展和市场应用的潜力。
未来的研究可以进一步关注于如何提高系统的安全性、可靠性及用户体验，同时探索更为智能化的解决方案（如智能分析、自动化管理等）以应对日益复杂的安全需求。
1.3 课题主要内容
本设计是基于单片机的智能门禁系统设计，主要实现以下功能：
通过火焰传感器检测火焰，有火焰蜂鸣器报警
通过指纹模块实现指纹开门
通过RFID模块实现刷卡开门
通过人脸识别模块实现刷脸开门
通过oled显示门锁状态
通过按键开关门锁，添加删除指纹
