编号：
HJJ-32-2021-015-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于嵌入式的智能门禁系统，以STM32F103单片机为核心控制器，并结合其他模块构建了完整的系统。该系统分为中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用STM32F103单片机，用于获取输入部分的数据并进行内部处理，控制输出部分的功能。输入部分由AT24C02存储模块、人体红外模块、光照检测模块、矩形键盘和供电电路组成。AT24C02存储模块用于存储管理员密码和设置的密码，人体红外模块用于检测是否有人接近门禁系统，光照检测模块用于检测环境光照强度，矩形键盘用于输入密码和其他操作，供电电路为整个系统提供电源。输出部分包括LCD1602显示模块、SIM900A GSM模块、继电器和蜂鸣器。LCD1602显示模块用于显示密码、门状态等信息，SIM900A GSM模块用于向手机发送短信通知，继电器模块用于模拟开关门动作，蜂鸣器用于发出报警声音。通过以上模块的组合和协作，该智能门禁系统实现了对门禁系统的智能控制和管理功能。该系统具有较高的可靠性和安全性，能够满足校园生活中对门禁系统的各种需求。
关键词：单片机；人体红外；光敏电阻；GSM通信模块
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
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
2.5 GSM通信方案选择
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 LCD显示模块
3.4 SIM900A通信模块
3.5 人体红外检测模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 监测函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 LED灯亮起实物测试
5.3 修改新密码实物测试
5.4密码错误报警实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
从古至今，人们习惯用普通的门锁来保护它的财产，以及防止非法人员进出房间等私密场所，这种简单的方法一直延续了很久。然而普通的门锁始终离不开药匙，而且每把门锁都需要一把与之相对应的钥匙，需要加锁的地方越来越多，导致需要随生携带很多把钥匙。钥匙多了就不方便携带，并且容易丢失和被盗，安全很差。在科技高速发展的现在，传统的门锁已经不满足人们对安防的需求，为了从根本上改变这种局面，产生了智能门禁系统，它是在电子、机械、光学、生物识别技术、计算机技术和通信技术等新技术的基础上开发出来的，是新时代的产物。
众所周知门禁系统，也被称为出入口控制系统。在科技发达的今天，门禁系统已经发展成为一套现代化，功能齐全的管理系统。它对出入口以及通道的管理已经不再是单纯的钥匙和锁的管理，它能够帮助内部有序化管理。它能够记录人员的出入时间、出入情况等，限制人员的出入范围，也可以很好的拒绝非法人物进入。同时，它可以有效的预防财产受到非法侵犯。门禁管理系统已经成为了安全防范系统中很重要的部分，它在当今社会发展的很迅速，已经广泛的应用在办公室、宾馆、智能小区的各种大门等。当今社会的房地产发展如火如荼，小区门禁系统成为小区住宅楼不可缺少的配套设施，它很好的保护住户的人身安全和财产安全。
1.2 国内外研究现状
目前，国内对门禁系统的研究已经从认知教育和试用进入到了研发阶段，但在门禁系统的设计与研发过程中还有一些不足之处，表现在对国外已有的系统进行仿造；采用国外现有的集成模块，如门禁控制器、读写器、天线模板等；产品形式缺乏多样化、投入资金消耗量大。
在技术方面，中国当前也有很多企业仿制国外的门禁系统，目前的做法有两种，一是采购国外商家的系统零部件，例如门控器、读写器等，在对这些芯片进行二次软硬件设计，此系列系统的性能较好，能够满足那些对安全有严格要求的场所，但是价格昂贵。二是，在购买芯片之外，对国外其他部件的优质产品进行研制。方法容易变通，可以随时满足客户对门禁系统的合理性要求，且价格比较便宜。从内部系统结构出发可以看出，国内的门禁系统多数以控制器为核心研制的，门控器部分由国外厂家开发。就是门禁控制器要接收读卡器的信号，再根据信号来决定是否开门。国内外在目前先进的智能系统的研发处于滞后状态，不过相信在未来我国一定能够研发出完全属于自己的智能系统。
随着电子技术，集成电路技术，计算机技术，传感技术，射频识别技术的飞跃发展，人们的生活方式不断向着舒适化，智能化方向发展。当今时代人们对于安全的要求越来越高，因此急需一款电子产品用来保护人们的人身安全和财产安全。杜永峰计以STC89C52作为密码控制主芯片，通过不同形式输入模块如矩阵键盘，刷卡模块和指纹模块等输入信号，单片机对信号进行识别处理后，通过不同输出设备:如液晶显示器显示出相应内容，声光报警电路进行声音和灯光闪烁，继电器模块驱动电机进行开锁。
以STC89C51单片机为主体核心，王鹏博，俞文博设计一个以IC卡识别为主的智能门禁系统。LM7805与LM1117构成的供电电路，RFID—RC522传感器构成的射频卡检测电路，辅以按键模块，红外接收电路，LCD显示电路，报警模块实现了显示，处理，分析，报警等功能。经实际验证，该系统运行状态良好，可在正常工作条件下在0.5s内正确识别并开启门禁。该系统设计具有较强的通用性，稍加修改便可应用至其他实际现场环境中，具有一定的实用性及参考性。
为了满足日益增长的公共安全需求，实施家庭安全，权庚，王海斌设计一种智能门禁系统。系统采用模块化设计，以STC12C5A60S2单片机为控制核心。它由读卡模块，显示模块，复位电路，电源指令，工作指令，振荡电路，蜂鸣器电路，门锁控制电路，按钮等组成。入口采用非接触式射频卡，出门按钮，具有识别功能，自动门，门异常检测，非法入侵报警。系统简单、高性能、功能齐全、实用性强、易智能家居组合，更能满足用户的需求。
随着时代的发展，房地产业务如火如荼，越来越多的人居住在住宅区。为了满足当前小区安防系统的需要，严炜、郝伟设计出了一个简单的门禁系统。本文以AT89S52单片机为核心的控制处理器，外接扩展4*4键盘、LCD显示屏、存储模块等。本文设计的系统可以用密码开门，在室内为访客开门。实验表明，这种设计可以满足现代智能门禁系统的基本要求。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计旨在开发一种基于嵌入式技术的智能门禁系统，系统采用STM32F103单片机作为核心控制器，并结合其他模块构建了完整的系统。中控部分负责数据处理和控制输出，输入部分包括存储模块、人体红外模块、光照检测模块、矩形键盘和供电电路，输出部分包括显示模块、GSM模块、继电器和蜂鸣器。通过密码验证、人体检测、光照监测、门禁控制和报警通知等功能，该系统提供了高可靠性、安全性和灵活性的门禁管理。设计创新点在于嵌入式技术的应用，系统模块化设计使得系统易于扩展和维护。成功实施该设计将为门禁管理带来显著的改进和提升，适用于校园、企业和其他场所。
