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某小区智能门禁系统设计.rar

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    编号:20180914220233200    类型:共享资源    大小:19.16MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    小区 智能 门禁 系统 设计
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    内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书(毕业论文)题 目:某小区入户门禁系统的设计学生姓名:吕 浪学 号:1167106325专 业:自动化班 级:自 2011-3 班指导教师:梁 丽 内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)I某小区入户门禁系统的设计摘 要随着现代人们生活水平的不断提高,对居住环境配套设施的要求也越来越高,智能门禁系统可以实现安全快捷的管理是住户们的一致心愿。本设计主要进行了以指纹识别模块为核心的智能入户门禁系统的软硬件设计,硬件部分主要由主控 MCU、指纹识别模块、矩阵键盘输入模块、LCD12864 液晶显示模块、DHT11 温湿度传感器、电磁阀、蜂鸣器等组成,而上位机监控界面部分利用 Java 开发。智能入户门禁系统采用的主控单元为 IAPSTC15F2K60S2,其内核为 51,外围采用矩阵键盘和指纹模块进行输入,同时有温湿度传感器数据传给 MCU 进行处理,并且与上位机进行通信。当指纹模块处于读模式的时候,即检测指纹,如果在指纹库中找到当前指纹,则提示用户输入密码,将密码传到上位机比对,如果正确,则打开电磁阀所控制的门,如果是写模式的话,则创建用户,需要输入指纹,和创建密码,密码存储在上位机的数据库里。智能楼宇单元门禁系统通过指纹识别模块实现了对进入单元门的住户身份确认和实时记录,提高了小区的智能化管理水平。方便了住户进入单元门,保障了住户的安全。关键词:门禁系统;指纹识别;监控系统内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)IIA residential home access control system designAbstractWith the improvement of living standards of modern people, they have higher requirements of the living environment and supporting facilities, intelligent access control system can achieve safe and efficient management is the unanimous aspiration of the residents.This design mainly carries on the design of the hardware and software of the entrance guard system based on the fingerprint identification module as the core,the design of the hardware part mainly consists of main control MCU module, a fingerprint identification module, matrix keyboard input module, LCD12864 display module, DHT11 temperature and humidity sensors, electromagnetic valve, a buzzer, etc., we use java to develop PC part program.Intelligent home control system use IAPSTC15F2K60S2 as the main control unit. Its kernel is 51, and we use matrix keyboard and fingerprint module input, and temperature and humidity sensor data transfer to the MCU for processing, and communication with the host computer.When the module is in read mode, the detection of fingerprint, if the fingerprint is found in the fingerprint database, the prompt of the user to enter a password, the password is transmitted to the upper computer alignment, if it’s right, then open the door; if it is in write mode, then create a user, we need to collect the fingerprint, and input the password, password will be keep in the database of the computer.The intelligent building unit access control system is realized by the fingerprint identification module to identify and record the identity of the households entering the unit gate, and improve the intelligent management level of the district. Convenient access to the door of the unit tenants, the security of the tenants.Keywords: access control system; fingerprint identification; monitoring system内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)1目 录摘 要 .........................................................................................................................................IAbstract ......................................................................................................................................II第一章 绪 论 .............................................................................................................................31.1 门禁系统研究背景 ......................................................................................................31.2 门禁系统研究意义 ......................................................................................................4第二章 系统总体架构 ...............................................................................................................52.1 小区门禁系统需求分析 ..............................................................................................52.2 小区门禁系统硬件部分设计 ......................................................................................62.3 小区门禁系统软件部分设计 ......................................................................................72.3.1 上位机软件部分 ...............................................................................................72.3.2 下位机软件部分 ...............................................................................................82.4 小区门禁系统预期效果 ..............................................................................................8第三章 小区门禁系统的硬件设计 ...........................................................................................93.1 主控板设计 ..................................................................................................................93.2 输入部分设计 ............................................................................................................103.2.1 矩阵键盘模块 .................................................................................................103.2.2 指纹识别模块 .................................................................................................113.2.3 温湿度模块 .....................................................................................................153.2.4 时钟模块 .........................................................................................................163.3 输出部分设计 ............................................................................................................173.3.1 液晶显示模块 .................................................................................................173.3.2 蜂鸣器模块 .....................................................................................................203.3.3 电磁阀 .............................................................................................................213.4 无线通信模块 ............................................................................................................22第四章 小区门禁系统的软件设计 .........................................................................................264.1 软件总体架构 ............................................................................................................264.2 下位机设计 .................................................................................................................274.2.1 读模式 .............................................................................................................28内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)24.2.2 写模式 .............................................................................................................294.3 上位机设计 .................................................................................................................324.3.1 SpringMVC 配置 .............................................................................................324.3.2 数据库配置 .....................................................................................................344.3.4 RXTXcomm 包与 webapp 的融合 .................................................................38第五章 结论 .............................................................................................................................42参考文献 ...................................................................................................................................45附录 A 电路原理图 .................................................................................................................46附录 B 系统程序 .....................................................................................................................48致谢 ...........................................................................................................................................62内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)3第一章 绪 论1.1 门禁系统研究背景小区智能门禁系统,是指对门的权限进行管理,应用十分的广泛,比如说现在的智能楼宇中,作为入口,门禁系统的作用相当明显。作为小区出入口的权限管理,首先为了防止非本小区的进入,必须对本小区的人赋予权限,而利用指纹模块作为门禁系统的入口,而且由于指纹的唯一性,可大大提高安全性,而随着社会不断发展,经济日益的繁荣,高楼大厦的增多,对门禁系统的需求也越来越大,由于出入人数巨大,所以有一个智能的门禁管理系统是非常的重要,指纹模块作为门禁的核心部分,而近些年,随着生物感应技术的发展,所以门禁系统得到了很好的发展。而作为智能建筑的一部分,智能门禁在我国于 90 年代才刚刚发展,但是速度相对较快,在沿海一带,智能建筑已经成为不可缺少的部分,但是内陆的一些地区,发展可能会相对较慢。而对于智能门禁,其应用领域,现在也不仅仅应用于出入门控制,现在越来越多的要求,比如考勤,安防,而在停车场等地方,也有非常多的应用。而对于门禁系统,其入口的选择也是十分的重要,现在市面上存在的大概有 RFID,指纹识别等,各有各的优点。而智能建筑,作为一个新兴的而且非常有前途的一个发展分支,而且是一门交叉学科,既有建筑学的内容,又跟电气等智能设备有着密切的联系,其实这是作为信息发展的必然结果,现在科技的发展,越来越多的新技术应用到我们的生活中来,这便是其中的一个,随着各种形式的变化,但是核心技术却没有变,只是把这些技术应用到了新的领域,得到了新的应用,而在智能建筑中大量使用的是智能化的设备,比如建筑设备自动化系统,还有就是办公自动化系统,以及通信自动化系统,构成了智能建筑这样一个庞大的智能系统,每一个智能化设备都是其中的一个组成部分,保证着智能建筑的正常运转,而且作为智能建筑的入口,门禁始终都摆在非常重要的位置上。而作为门禁系统的研究,现在应该是已经来到了非常重要的时间段,对于未来的智能化设备发展,智能门禁的研究设计会在未来对智能化的有更多的信息共享,为人们的生活带来越来越多的乐趣,实现信息化的生活。 内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)41.2 门禁系统研究意义“智能化生活” ,怎么实现生活的智能化一直都是信息化工作者的共同目标,智能化生活意味着信息共享,现在比较流行的说法是大数据,数据共享意味着人们可以接收到更多的信息,接收更及时的信息,让人们可以有更多的选择,更方便快捷的信息处理方式。而智能化的建筑可以为我们的生活带来什么改变呢,智能建筑是通过大量的使用信息化的技术,网络技术以及自动控制技术,是为了让人们的生活更加的健康和方便,居住的环境更加的舒适和简单快捷,人们一直在为此而努力,所以这是智能化生活的最终目标,以及必然结果。而小区智能智能门禁系统的研究与设计,为的是更加让人们的出行家方便,保证小区人员的安全,为人们的出行提供更多的帮助,为压力大的人们生活提供更加便捷的出行选择。而随着我国安防产业的迅速发展,有越来越多的人们注意到了发展的重要意义,人们不断尝试不同的技术来使其增添特色,使得我国的安防技术得到了很好的发展,使得人们的生活越来越与此密不可分,而在小区的总体管理上,特别是智能小区中,智能门禁可以与多种技术结合使用,比如说对讲机系统,比如说视频通话系统,比起传统的单一功能的门禁系统,增添了多种信息处理技术,得到更高的技术集成,更好的服务于我们的生活,增添了不少的乐趣。而其也拥有美好的发展前景,和现在人们的提倡的科学发展观念有着相同之处,有了这一观念的支持,使得此技术发展有了长久的生命和活力。而智能门禁技术是最能贴近我们日常生活的安全系统,也更加的需要我们去研究和发展,而未来的智能化生活中一定离不开智能门禁技术,因为智能门禁技术是智能建筑的重要组成部分,而智能建筑使得人们的住更加的方便舒适,这一切的发展都与我们的生活息息相关,而且是更好的服务与生活,所以智能门禁的发展是非常的必要而且前景广阔,而正是在这种意义和发展前景下,本设计将对智能门禁系统进行分析和设计,将对这一领域所用到的技术和功能进行分析,以便更好的运用到这一技术,使得智能门禁系统有更好的发展。本文将从硬件设计到程序编写对智能门禁系统进行分析和设计,探索其可行性。内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)5第二章 系统总体架构2.1 小区门禁系统需求分析对于门禁系统的需求分析,作为门禁,我们的需求,首先肯定其主要功能是以怎么样的权限让人们进入和出去,也就是我们常常讲的入口,我们以什么作为入口,我选择的是指纹作为入口,原因很简单,因为每个人都有唯一的指纹,所以不存在重复,即唯一性或者单一性。除了以指纹模块作为入口,还是用到了矩阵键盘来输入密码,就好像我们登录网络账号的时候,当输入了用户名之后,还需要输入密码,而这里的指纹则相当于我们的用户名,先是在指纹库中找到了这枚指纹,即查找到用户存在,然后通过矩阵键盘输入密码,通过指纹序列从上位机中比对密码,如果密码正确,则打开门,整个门禁系统的认证过程结束。门禁系统自然是在门上,所以门上可能需要提供时间显示的功能,告诉人们现在是几点,时间显示功能则是为了丰富除自身功能之外的门禁的其他功能,方便了人们需要查看时间的需求和功能。然后就是人们可能除了时间之外,还需要了解当时的环境参数,本设计中加入了温湿度传感器,使得人们可实时的查看当时的温度和湿度,人们可根据当时的环境参数来决定属于自己的出行方式,更加的方便了出行的人。既然是门禁,肯定需要用到锁,本设计选择电磁阀作为作为门禁系统中的锁,与传统的锁不同,电磁阀根据电信号来进行控制,当电磁阀收到电信号之后,即动作,打开门,当电信号消失,则锁会锁上。然后是显示部分,我们采用 LCD12864 液晶作为显示部分,也主要是考虑到其可显示内容多,编程容易等特点,我们的传感器参数,指纹读取,指纹录入等时候的操作信息,和提示信息,都可以在液晶模块上显示,使得操作人员可以的进行人机互动,增加了可操作性,互动性,方便人们查看,更加的方便。然后是上位机部分,本设计采用上位机,上位机的编程语言为 Java,而选择其作为上位机编程语言是因为其面向对象的特效,可以更好的进行编程,本设计是基于J2EE,即上位机是 web 端的,这样做的原因是因为人们只需要浏览器就可以登录本系统,然后来查看和管理自己的信息,管理员也可以在浏览器上对门禁系统的信息进行管理,对于网络发达的今天,这是非常方便的。内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)6下面是系统总体架构图,系统整体设计如图 2.1 所示。图 2.1 系统总体架构图2.2 小区门禁系统硬件部分设计本对于门禁系统的硬件部分,我们以 STC 的 IAP15F2K60S2,其核心为 51,但是比起 51 多了很多硬件上的内容,使得有很多资源可以用,外围采用指纹模块和矩阵键盘模块作为输入,输出则采用 LCD12864 作为输出部分,通过液晶我们可以可以看到输出信息,比如说传感器的参数,还有关于检测指纹的各种信息都是通过液晶模块输出显示出来,如果读取指纹成功,或者录入指纹成功,我们可以听到来自蜂鸣器的不同的声音传递不同的信号,然后电磁阀根据不同的信号输出不同的状态。得到了根据指纹开门的这样一个效果。而与上位机通信采用的无线串口 APC220 模块,通过 APC220 则可以与上位机进行串口通信,达到数据传输的效果。下面是硬件部分设计构图:内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)7图 2.2 硬件部分总体设计图2.3 小区门禁系统软件部分设计关于软件部分的设计,分为上位机软件部分和下位机软件部分;2.3.1 下位机软件部分关于下位机软件部分,下位机的编程语言为 C,这也是大部分嵌入式设备用得最多的编程语言,编程环境是 Keil 51,当下位机上电之后,不断的发送 0x55 向上位机,等待来自上位机的信号,如果等到来自上位机的信号,上位机将此时的时间传给下位机,下位机通过液晶将实时事件反应出来,并将环境参数和实时时间一并显示在液晶模块上,此时的模式是读取模式,而下位机一共分为两个模式,也就是读取模式和写模式,读取模式就是从模块中识别指纹,如果读取到指纹,就是从指纹库中读取指纹,如果读取到指纹,则提示用户输入密码,如果输入正确,则开门让用户进入,如果未读取出来,则读取错误,不能为用户打开门,而写模式的功能是说的是让当管理员在上位机上点击增加用户按钮的时候, 根据指令创建新用户,首先需要录入新指纹,如果录取成功,则输入密码,然后按确定键则创建用户完成,这就是写模式的过程。下面是软件部分下位机流程图,
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