【《基于物联网技术的智能门禁系统设计（论文）》6300字】.docx

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1、基于物联网技术的智能门禁系统设计一、绪论3（一）研究的背景及意义3（二）国内外研究现状3二、相关技术介绍4（一）ProteusIS1S介绍4（二）C语言介绍4（三）JAVA语言介绍4（四）DPS介绍4三、系统的需求分析和设计5（一）设计目标5（二）设计可行性分析5（三）功能需求概述5（四）设计规则概述6（五）系统功能性需求分析6四、系统的组成6（一）工作条件6（二）系统硬件组成6（三）系统软件模块组成10五、系统的功能与设计10（一）系统的主要功能10（二）系统功能模块设计10六、系统的实现12（一）实现结果12（二）程序源代码13七、系统测试17（一）测试方法17（二）测试用例17（三）测试

2、结果分析19八、总结19参考文献20摘要随着物联网在我国各行各业的高速发展，生活中大部分的实物都开始运用到了物联网技术。由于人们生活水平日渐提高，对于安全方面的需求就会越来越高，生活中的安全方面还是有很多值得大家留心注意的，与物联网技术结合的门禁系统就会为人们提供简便安全的门锁。本设计的主要目的是指纹识别的门禁系统，由单片机、按键、蜂鸣器、指纹模块组成的系统。通过指纹模块注册指纹到系统中，使用按键板显示屏会有相应的操作，设置密码，储存指纹，清除指纹，通过蓝牙传到手机上，可以用手机端来解锁门禁锁。通过每人独有指纹来提高门禁的安全性。关键词安全门禁系统指纹门禁单片机一、绪论（-）研究的背景及意义科

3、技的不断发展，以及人们的收入水平逐渐提高。人们开始考虑各种安全的问题，与物联网相结合的先进门禁系统为人们提供了更加安全的门锁。指纹识别是目前各个场所运用到最多的门禁系统。门禁系统作为一种新型的现代安全系统，采用了自动识别技术。在全国GDP,科学技术不断发展的现代社会，主要管理的地方主要有出入区、设备管理控制中心、财务处等，这些地方都是需要加强保护措施的，因此，有必要开发一个与他相匹配的智能门禁系统，利用该系统来识别进出人员的身份，从而进一步控制出入口。目前我国门禁系统已经大量应用到了小区、公司、库房、等需要安全保护的方面。但是更加安全先进的门禁系统还在大力研发。（二）国内外研究现状目前，我国对

4、门禁系统的研究已经从认识了解和试验阶段进入到了深入研发阶段，但是在门禁系统的设计与开发过程中还有以下几点不足的地方，主要表现为：（1）用外来研发的集成模块；（2）模仿制造国外已经有的系统；（3）产品单一、开发成本较高。目前，国内外技术市场的不断发展和变化，以及竞争的日益激烈，使得门禁市场和技术的发展呈现出多样化的趋势。对于门禁系统的应用来说已不再是一个单一的功能了，门禁技术也需要适应市场需求得到进步、创新。生物识别技术主要用于门禁系统和考勤，它包括面部识别以及最新的DNA识别。人体有且只有一个一份。这个生物识别密钥不能被复制或遗忘。使用生物识别技术是一种安全、可靠的解决方案。（三）本设计主要工

5、作要想做好本次设计，不但需要查阅大量的相关资料，还必须做好市场调研知识，数据采集，主要还是针对智能门禁系统的发展以及设计简单的实物。通过查找资料来确定本次设计需要用到的硬件模块有电源开关、复位按键、显示屏、蜂鸣器、指纹模块、蓝牙模块等，开发环境有WindOWS系统下的EC1iPSe。EC1iPSe是基于JAVA和C语言编程的软件。本设计以单片机、液晶屏、按键、蜂鸣器、指纹模块、蓝牙、铜板等主要元件组成的指纹门禁系统。通过指纹模块将指纹录入到系统中并在液晶屏上显示相应的操作指示，如注册指纹、清空指纹、设置密码、密码修改等操作。将手机蓝牙与设备相连接可以在APP上进行密码开锁。二、相关技术介绍（一

6、）ProteusIS1S介绍本毕业设计最重要的就是电路板的制作与调试，ProteusIS1S是一款结合了物理仿真和电路分析的软件。它的工作是模拟和分析各种模拟设备和集成电路，具有强大的图形绘制和创建功能，还可以将单片机仿真与SP1CE电路仿真相结合。Proteus软件主要由ARES和ISIS两部分组成。其中ARES软件用于绘制PCB布线，IS1S是一个能够智能输入图的系统，是一个能够实现系统设计和仿真的平台。这个软件是把电路仿真软件、虚拟模型仿真软件和PCB设计软件合为一体的设计平台。（二）C语言介绍C语言是一种面向过程的抽象通用编程语言，目前C语言已经得到了广泛的应用和发展。止匕外，C语言是

7、计算机语言的基础。通常来说，只要很好地掌握了C语言，就能理解很多其他语言。C语言是一种有效的编程语言，它只使用很少的机器语言，而且不需要任何环境支持就可以运行。（三）JAVA语言介绍JaVa是一种简单的、多平台的、面向对象的语言，同时它也是分散的、结构中立的动态语言。（四）DPS介绍DPS集数值计算、统计分析、模型模拟等功能于一体。所以，DPS主要用于大量用户的数据处理和分析工具。止匕外，DPS系统还结合了电子表格软件系统和许多专业统计分析软件的特点。相比流行的电子表格系统，DPS平台的统计分析和数学模型仿真分析功能更强大一点。三、系统的需求分析和设计（-）设计目标此设计的主要目的是：1）实现

8、对出入人员身份检测；2）实现对安全的保护措施；3）实现更智能的门禁；4）实现手机短的便捷操作；（二）设计可行性分析随着5G时代的到来，互联网、物联网、人工智能也在飞速的发展和创新。我国现阶段的目标就是要减少劳动力，将人工智能发展到各个行业，甚至是每家每户，实现智慧型城市。例如现在的一线城市北京、上海、广州、深圳等都已经基本实现城市的智能化，有无人酒店、无人超市等，几乎家里都会有智能家居，指纹门锁。其中最常应用到的是指纹门锁，它关乎着所有家庭，行业的安全问题，最受到人们的重视。指纹门锁取代了传统的钥匙，使用时只需要将手指接触到采集面上，并与指纹库里的指纹相对应就可以轻松地打开门锁，还可以自己设置

9、密码，像是冬天指纹采集不清时也可以用密码来打开门锁，就不用担心自己没带钥匙该怎么办了。目前我国对于指纹门锁的技术已经非常的成熟了，并且应用范围十分广泛，像是居民楼、办公室、学校、保险箱等需要安全保护的场所。（三）功能需求概述本设计的系统是指纹模块与蓝牙模块与单片机双串口相连接，根据液晶显示屏的指示,使用矩阵按键板完成注册指纹，清除指纹，设置密码，修改密码等功能，通过蓝牙模块与手机端APP相连接，在手机上完成密码开锁功能。通过这些功能来完成本设计的目的。（四）设计规则概述在完成本设计的一些基本功能上，尽可能的简便，降低成本，在保证指纹模块、蓝牙模块、单片机能正常并且有效的工作；保证程序的正常烧写

10、与录入；保证可以广泛应用即可。（五）系统功能性需求分析指纹传感器采集指纹获得数据，并与指纹库里的指纹进行匹配，通过信号灯与蜂鸣器显示结果，通过蓝牙模块与手机端连接，通过手机上的数据信息进行智能门禁的开锁。四、系统的组成（-）工作条件1 .操作系统：WindOWS操作系统2 .连接设备：蓝牙3 .开发环境：Ec1ipseKei14硬件设备：万用板、液晶显示屏、蜂鸣器、存储芯片、单片机、指纹模块、按键等5,软件设备：PC端、手机端6.开发语言：JAVA、C语言（二）系统硬件组成硬件模块整体组成：图4.1硬件模块组成1 .万用板万用板是一个电路板，它以标准IC间隔绘制线路，带有完整的衬垫，用户可以根

11、据自己的想法添加组件和接口。与专业PCB墨盒制造相比，万用板具有以下优势：操作简便,成本价格低，方便扩展。万用板在本设计重视最基本的也是最不可缺少的。2 .1CD12864显示屏12864C-1使用该模块灵活的操作指令，可以形成完整的中文人机交互图形用户界面。它可以显示8X4行、16X16点阵的汉字，还可以补充图形。低电压和低功耗是另一个显著特点。与同类图形光栅液晶显示模块相比，由该模块组装的液晶显示系统在硬件电路结构和显示程序上要简单得多，价格也略低于图形液晶显示模块。本设计中1CD12864显示屏主要是用来显示操作指令。下面是引脚功能的介绍表：表4.1引脚介绍表管脚号名称1EVE1功能1V

12、SSOV电源地2VDD+5V电源正(3.0V5.5V)3VO对比度（亮度）调整4CSH/1模组片选端，高电平有效5SIDH/1串行数据输入端6C1KH/1串行同步时钟：上升沿时读取S1D数据15PSB11：串口方式17/RESETH/1复位端，低电平有效19AVDD背光源电压+5V20KVSS背光源负端OV3.蜂鸣器蜂鸣器是一种电子信息报警器，是一体化的结构。它采用的是直流电压供电，广泛应用于电脑、打印机、复印机等电子产品作为音响设备。在本设计中，蜂鸣器的作用是：提醒指纹与数据库中的数据不匹配或密码输入错误,是一种警报的功能。图4.2蜂鸣器驱动电路4.存储芯片24C02AT24C01/02/0

13、4/08/16是一种低工作电压1K/2K/4K/8K/16K位系列电可擦只读存储器,内部组织为128/256/512/1024/2048字节,而且每个字节8位芯片被广泛应用于以低电压、低功耗的工业和商业领域。本设计中芯片主要是为了存储数据，式指纹录入到系统中会被存储记住。表4.2存储芯片24C02引脚介绍表引脚名称引脚功能A0-A2器件地址输入SDA串行数据输入输出SC1串行时钟输入WP写保护VCC电源GND地5.STC89C52RCSTC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代快速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码兼容传统的8051单片机，有两个选择：12时钟/机器周期和6时钟/机器周

14、期。在本设计中单片机是连接指纹模块蓝牙模块与PC端程序存储，数据存储的重要硬件之一。T2P1.0T2EXP1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTRXDP3.OX7XTA12XTA11VSSINT1P3.3T0P3.4T1P3.5O987S654J32J1O98765432143333333333222222222PDIP14。012345678192012345678911111I11112VCCPO.O/ADOPO.1AD1PO.2AD2PO.3AD3PO.4AD4PO.5AD5PO.6AD6PO.7AD7EA_A1E/PROGPSENP2.7A15P2.6A14P2.

15、5A13P2.4A12P2.3A11P2.2/A1OP2.1A9P2.0A8图4.3STC89C52RC引脚图6 .JDY-31蓝牙模块JDY-31蓝牙基于蓝牙3.OSPP,支持通过WindoWs、1inUx、Android等系统进行透明数据传输。一般情况下，工作频率为2.4GHz,调制方式是GFS1最大传输功率为8db,最大传输距离为30mo它支持用户修改设备名称、波特率等命令。JDY-31为经典蓝牙协议、可以与支持蓝牙的电脑（台式、笔记本）、手机（android）等各种电子设备通信。表4.3JDY-31蓝牙模块引脚介绍表引脚名称引脚功能STATE连接状态引脚（未连接低电平，连接后高电平）RXD串口