终稿基于蓝牙技术的智能门禁系统

终稿基于蓝牙技术的智能门禁系统内容摘要：

数据。 而且即使电源断开也不至于丢失原来系统内保存的数据。 本系统在硬件选择中应用的是 24C02，它拥有 2k容量的存储器，能够进行一些简单的数据保存和修改，能够满足本系统设计的密码保存和修改，能够反复擦写 30万次，无限次数读取。 电路 硬 件连接 如图。 图 EEPROM硬件连接电路 3 系统硬件设计 11 电源模块 每个电子产品都需要一个电源供给能量来保证其正常工作，常用电源模块一般包括变压、整流、滤波，稳压四部分。 电源首先经过 T1变压器变压，之后 D1整流桥整流， C1， C2电容滤波，再经过 7805芯片 电压、电流的转换，最终稳压为 5V的电源，为单片机和其外围电路供电。 转 换 电路图如图 ： 图 1234D1B R ID G E 1+ C13 30 0 p f+ C33 30 0 p fV in1GND2V o ut3U1V O L T R E GC20 .1 u fC40 .1 u f7 80 5 电源T1T R A N S 12 20 A CV C C商丘工学院 本科 毕业设计 12 4 系统软件设计 主机操作流程设计 主机 软件 系统 部分 包括主机操作菜单和手机端 APP 操作菜单 ， 手机配对，密码输入，门禁的打开或关闭等功能的实现。 主机 操作 流程图如图 所示。 图 主机 操作系统 流程图 系统初始化 蓝牙接收状态 移动端配对 进入功能界面 接受 发送 的命令 主机执行命令操作 结束 是 键盘密码输入正确 否 是 否 4 系统软件设计 13 从机程序流程设计 手机端主要包括与主机的连接，命令的发送，输入蓝牙配对密码、输入打开或者关闭门禁密码、修改密码、时间、 这些都可以通过 蓝牙 模 块传给 主 机。 当没有移动端时，可以通过主机设计的矩阵式键盘进行对系统的操作。 程序流程图设计如图 所示。 图 从机流程图 蓝牙配对成功 打开蓝牙 进入命令界面 输入命令操作 主机接受命令进行操作 结束 系统初始化 是 否 商丘工学院 本科 毕业设计 14 时钟流程设计 DS1302 时钟芯片 与 单片机 微处理器进行数据交换 时 ， DS1302 时钟芯片通过接受单片机发送给它的命令来进行相关的运行。 DS1302 时钟在和单盘及通信时仅需要用到三个口线 RES 复位、 I/O 数据、 SCLK 串行时钟。 时钟（ RAM ）的读写数据操作是以一个字节或 31 个字节的字符组 方式通信。 DS1302 功耗很低，保持数据和时钟信息时功率很小。 当进行写寄存器操作时，只有当寄存器的最高位是 0 才允许对寄存器进行写入操作，写寄存器可以输入命令字节 8E 和 8F 来禁止写入或读出，写保护最高位不能在最多 31 字节发送模式下进行写入操作。 当最高位数为 1 时，无法对寄存器进行操作。 当秒寄存器其中的第 7位为 0时，时钟开始启动。 当秒寄存器其中的第 7位设置为 1 时，时钟晶振停止，时钟进入低功耗模式运行。 备用电源在 DS1302 电源 在 断电的情况 下， 可以用 纽扣 电池代替 备用电源 来保证DS1302 时钟 继续运行 ， DS1302 功 耗很小，微型 纽扣 电池就可以让其工作。 停电时间较短的情况下 可以用 备用电源 来替换 电池。 DS1302第一次 通电后要 进行 初始化操作，然后才能保持 DS1302 时 钟 的正常 运行。 程序流程如图 所示。 图 时钟读取显示流程图 按键模块设计 键盘 按键的操作过程 过程包括三个 部分。 首先 CPU 扫描 是否有 按键进行操作 ，然后 通过 CPU 扫描定位， 确定按下的是 矩阵中的具体 一个键。 最 终 把 改按键所表示的 信号 翻译成计算机 可以识别的二进制代码。 本 系统 设计中的 矩阵式 键盘程序就 是用 中断 程序扫描 的方法。 程序扫描运行的原理如下： 按键扫描设计 开始 DS1302 初始化 读取 DS1302S 时间 显示时分秒 结束 4 系统软件设计 15 扫描矩阵中 是否有 按键进行了操作； 单片机 首先 向 每一 行 键盘 扫描 ， 检测 输出是否 全为 0，然后 单片机向矩阵键盘的每一列进行扫描， 检测信号输入口 ， 当检测到 信号不是 1 的 那一列 ,则说明有 按键进行了操作。 然后 CPU 检测到执行操作按键的位置列坐标。 按键坐标设计 确定执行动作按键的 具体行、列 坐标 ； 首先 查找矩阵键盘 列的 坐标 ，单片机把获得的 信息 经过 软件程序取反。 输出是 1 的 那一列键盘取反为 0，因此检测到为 1值是就可以确定执 行动作按键的列坐标。 接下来 确定行的 坐标 ，需要 CPU 进行逐行扫描。 单片机首先使 连接行坐标的 I/O 口接地 ， 当扫描到按键被按下时，立即 将扫描 到的二进制 码发送给 CPU，再 向 CPU 输入列 扫描信息是否为 1， 如果 CPU 接受到的信息都是 1，则表 明第一行没有键按下。 然后接着把矩阵次行键盘 接地，其 余 为 行矩阵键盘值为 1，再 进行列 扫描。 CPU 一直 按照这个模式不停地的执行此过程 ，直到检测到按键执行动作的行坐标。 按键消抖设计 当 矩阵中某一个按键被按下时 ，按键 的按下和松开时，在按键的 闭合位置和断开位置之间 发生电平不稳。 执行 按键的 抖动持续时间 随着被按下的时间不同而不同 ，而在大多数情况下，抖动的时间不会超过 10ms。 为了解决按键在抖动过程中产生的连读误差，需要在 CPU 扫描到按键动作时进行延时消抖处理。 键盘扫描程序流程图如图 所示： 图 键盘扫描程序流程图 N 开始 发全 0 行扫描码字 有键按下。 延时去 抖 动 Y 返回 0 判断按 键位置 返回特征字节码 商丘工学院 本科 毕业设计 16 密码模块软件设计 密码 可以由 用户 移动端连接到主机进行操作，也可以通过系统主机设计的矩阵式键盘 设定， 而且可以随时更换。 此系统可以两种途径修改密码。 用户移动端与系统主机相连后，在移动的设备上通过发送修改密码的命令，主机接收到命令行后，便可以判定用户要求修改 原来的密码，接着系统主机会向移动端反馈，要求用户输入旧密码，旧密码输入错误时，则停止修改新密码；旧密码输入正确，系统会反馈输入 8 位数字的新密码，新密码输入正确后，系统反馈密码修改成功。 另一种途径则是通过系统主机上的矩阵式键盘向 CPU 发送命令， CPU 通过扫描被按下按键的值反馈密码的实时情况。 密码 模块的流程图如图。 图 密码 模块流程图 开始 移动端发送命令或 键盘扫描 输入旧密码 输入新密码 密码正确 密码修改成功 密码保存到 EEPROM 结束 是 否 5 安装与调试 17 5 安装与调试 元器件安装 把购买的元器件按照 所绘制的原理图在焊盘上进行合理布局，将所有的元器件按照要求安装到合适的位置，并按照电路进行连接。 然后用万能检查电路是否存在空焊，检查到的问题重新重新焊接。 电路检查完毕之后将程序软体下载到单片机内。 最终检测作品是否可以进行正常工作。 系统调试 调试内容 （ 1）移动端和系统键盘能否正常开启或者关闭门禁。 （ 2）移动端和系统键盘能否对系统的密码和时间进行修改。 （ 3）液晶显示屏能否对门禁的实时状态进行显示。 调试的方法及步骤 通过串口打印的方法，把系统的工作状态显示上位机程序中，并 对出现的无法用肉眼判断的现象进行优化。 还可以通过 Keil uVision4 对程序软体进行仿真，并对出现的程序 BUG 进行优化。 以上调试完成之后，系统在实际运用中查看其问题，并对出现的硬件问题进行改进。 调试结果与分析 （ 1）继电器正常按照预定的程序运行。 在系统运行过程中，继电器偶尔不会打开，在对程序进行仿真之后，不是由于程序设计造成的，使用万能表重新对电路进行的检查，发现电路接触不良。 重新对电路进行了焊接。 （ 2）液晶屏幕能对系统的实时状态进行显示。 （ 3）移动端可以和主机连接，并且对主机进行相关 的指令操作。 （ 4）在手机端进行操作和在系统主机键盘上进行操作能够完美切换。 通过实际运行后发现，用手机修改的密码也可以用系统的键盘实现。 结论 18 结 论 本设计 是以 51 单片机为控制核心 ， 该系统实现移动端对门禁的管理控制。 通过移动端可以向系统进行门禁的开关、门禁时间的修改、门禁密码的更换。 实现了无须亲自到门禁前进行操作门禁的技术，给人员，车辆的出行带来了极大的便利。 通过 应用 测试 后 发现， 所设计的 系统完成 了在蓝牙的有效距离内对门禁的打开或关闭、密码的输入和修改、时间的修改等功能 ， 具有操作简单、 拓展用户容易的优点。 但也由于单片机容量的限制，在我们手机连接系统的时候，无法在系统上显示从机手机的用户信息，需要通过单片机的改进来改进系统方面的不足。 致谢 19 致 谢 本设计的制作从开始到结束始终 渗透着 刘琳老师辛勤 的指导 和同学们的热情帮助， 从论文 题目的选择 、理论 的 研究 分析 、系统设计 整体框架和架构 ， 每一处都有着老师和同学们的汗水和鞭挞 ， 老师和同学们严谨的治学态度、渊博的学识、广阔的视野为我建造了一种良好的学习氛围。 我无以回报你们对我辛勤付出， 在此特向刘琳 老师 和帮助我的同学们 表示衷心感谢 ，并致以崇高的敬意。 参考文献 20 参考文献 [1] 赖寿宏 .微型计算机控制技术 [M].机械工业出版社 . 2020. [2] 郭天祥 .新概念 51 单片机 C语言教程 [M].北京：电子工业出版社 . 2020. [3] 张毅刚 、 彭喜元 、 彭宇 .单片机原理及应用 [M].北京：高等教育出版社 . 2020. [4] 梁凤山 、 杨雯夫 .基于蓝牙技术的智能门禁系统 [J].数字技术与应用 . 2020. [5] 苏阳 、 舒景辰 、 张志佳 .基于蓝牙的智能门禁控制系统的设计与实现 [J]. 智能计算机与应用 . 2020. [6] 郭玉鹏 、 马仁军 、 黄有 为 .智能门禁控制器的设计与实现 [J]. 消费电子 . 2020. [7] 张洁 、 刘苹 、 冉会中 .智能门禁控制器的设计与实现 [J]. 现代电子技术 . 2020. [8] 韩晓霞 、 张庆顺 、 冯贺平 .基于 AT89C52 的基站门禁控制系统硬件设计 [N]. 河北大学学报 :自然科学版 . 2020. [9] 罗坤 、 赵新颖 .基于单片机的门禁控制系统设计与实现 [N]. 郑州铁路职业技术学院学报 . 2020. [10] 张洁 、 刘苹 、 冉会中 .智能门禁控制器的设计与实现 [J]. 现代电子技术 . 2020. [11] 狄婧 .基于 Bluetooth 的智能门禁终端设计 [N]. 长春师范大学学报 :自然科学版 . 2020 附 录 21 附录一 原理图 商丘工学院本科毕业设计 22 附 录 23 商丘工学院本科毕业设计 24 附录二 程序清单 include include include include include include include define lcd_BL_on {lcd_BL=0。 } define lcd_BL_off {lcd_BL=1。 } define jidianqi_off {jidianqi=0。 } define jidianqi_on {jidianqi=1。 } define red_led_on {red_led=0。 } define red_led_off {red_led=1。 } define g。