本科毕业设计基于zigbee的酒店管理系统酒店管理系统.docx
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本科毕业设计基于zigbee的酒店管理系统酒店管理系统
齐齐哈尔广播电视大学
毕业设计（论文）
题目基于ZigBee的酒店管理系统
学院
专业班级
学生姓名耿毅
指导教师
成绩
2016年4月15日
摘要
近年，随着社会的发展，人们旅行、办公、甚至约会等都越来越离不开酒店。
酒店数量和质量的提升越来越快，但是要想更好更快的为顾客服务，酒店的管理也十分重要，在当今这个信息化的时代，开发一套实用的酒店客房管理系统是酒店和顾客乃至高速发展的社会共同的需求。
为了方便酒店的管理，客户订房，提高工作人员的工作效率并且能更好更准确的为顾客服务，开发一个完善的酒店管理系统十分必要。
本课题的主要目的就是开发一个实用的完善的酒店管理系统。
关键词：
ZigBeeSTC12单片机proteus数据库RFID射频技术
Abstract
Inrecentyears,withthedevelopmentofsociety,peopletravel,Office,andevendatingarebecominginseparablefromthehotel.Hotelsinquantityandqualityandfaster,butbetterandfastercustomerservice,hotelmanagementisalsoveryimportant,intoday'sinformationage,developmentmanagementsystemisapracticalhotelroomshotelsandcommonneedsofcustomersandtherapiddevelopmentofsociety.Fortheconvenienceofthehotel'smanagement,customersbooking,increasestaffproductivity,andtobetterandmoreaccuratelytocustomerservice,developacomprehensivehotelmanagementsystemisnecessary.Themainobjectiveofthisprojectistodevelopacomprehensivehotelmanagementsystem.
Keywords:
ZigBeeMCUproteusDatabaseRadiofrequencytechnology
致谢.......................................................................................................................................................
第1章绪论
1.1课题背景及研究意义
近年来，随着旅游行业的逐渐兴起，酒店管理人员对自家酒店的服务质量有了更高的要求。
大部分的酒店的特色和管理系统逐渐网络化，并且由于国内外加强了技术的提高，导致酒店业更新换代的步伐逐渐加快。
酒店管理在酒店业务服务中起着决定性的作用。
酒店管理系统大大的提高了宾馆、酒店的工作效率，为宾馆、酒店带来了更大的利润。
这对酒店的利润，和客流量都有着很大的提高。
如今，大多数酒店都开始采用酒店管理系统。
如何将整个系统的外观设置美观，如何让整个系统的操作简单易懂，如何加强整个系统的安全指数，都是本文主要研究的课题。
为了解决这些问题，我们经过研究决定，引入计算机管路系统，通过使用ZIGBEE和RFID来完善此系统。
从而保证该系统的正常运行。
本系统有效地提升了办公人员的工作效率，实现了整个系统的整体化，使其更加完善。
现阶段，计算机系统对于酒店业已经不陌生，酒店业服务已经从最初的单机系统逐渐向多系统靠拢，所以，这大大有利于酒店经营者掌控酒店的信息，也为基层人员提供了便利。
此酒店管理系统的操作方式会大量减少酒店的人力物力，也会有效缩短办公人员的工作时间，实现电子化管理，从而为经营管理者带来更大的经济效益，也为入住者提供更大的便利。
1.2国内外研究现状
现如今，国外拥有很多著名的酒店，这些酒店都采用了先进的酒店管理系统，其中，最具有代表性的系统Fidelio，已经被应用于各大酒店，受到了一致好评。
大部分知名酒店都采用了连锁方式，遍布全球。
早年，国内的酒店系统逐渐兴起和完善，目前已经初见成效。
然而，几遍人们开发出几套较为完善的酒店系统，但这些大多应用于一些大规模的酒店企业。
对于中小型的酒店，这些系统过于庞大复杂，并不适合。
所以，综合这些原因，本系统致力于设计出更适合于中小型酒店企业的系统。
将复杂的系统简单化，有利于中小酒店企业使用，降低使用的成本，方便人员管理，采用数据库和C语言开发，从而设计出一套便捷的酒店管理系统。
1.3本课题主要研究内容
1）比较蓝牙WIFIZIGBEE这三种无线技术，通过对比决定采用ZIGBEE。
全面了解ZIGBEE的使用方法
2）酒店管理系统门锁的设计方法，采用密码锁与数码管结合控制或是使用RFID射频技术控制。
3）主控单片机采用STC89c52控制，或STC12系列单片机控制，比较两种单片机的性能。
第2章总体方案设计
2.1系统总体设计
系统框图如图2-1所示。
本系统由STC12C5A60S2单片机最小系统，ZIGBEEcc2530，RFID，和12864液晶显示屏组成。
系统框图如图2-5所示：
图2-1系统整体框图
STC12C5A60S2单片机最小系统为此系统的核心部位，它分别控制RFID模块，ZIGBEE，和12864液晶显示屏。
通过对STC12C5A60S2最小系统的编程来控制各个模块的工作状态。
12864液晶显示屏主要用于显示客户信息，入住情况
RFID负责智能门禁系统用户持IC卡即可进入房间
ZIGBEEcc2530将所有信息反馈到计算机上，为中枢连接作用
我们通过对比51系列单片机和12系列单片机后，决定采用STC12C5A60S2单片机，其优点在于，该芯片的运行速度是51系列单片机的8~12倍，并且比51单片机多两个定时器，并且附带了PWM功能。
所以综合考虑，我们采用STC12C5A60S2的单片机当做主控单片机。
2.2单片机最小系统方案设计
STC12C5A60S2最小系统框图如图2-2所示。
图2-2STC12C5A60S2最小系统框图
1. 供电电路：
5v电压即可对单片机供电。
2. 复位电路：
对单片机来说，复位的目的就是将每个寄存器初始化，通俗来说，就是在单片机开始工作前，将所有寄存器的值都恢复成初始的状态，这样可以保证单片机稳定的工作。
3. STC12C5A60S2单片机的内部存储高达60KB，其存储空间和运行速度都由于51系列单片机。
故我们采用STC12C5A60S2最小系统为该毕业设计的核心。
2.3LCD12864液晶显示屏
LCD12864液晶显示屏分为带汉字库和不带汉字库，二者的区别在于，如果采用不带汉字库的12864，在显示汉字是会非常麻烦，需要传送一大批的点阵数据，我们知道，显示汉字就和点阵的原理是一样的。
二带汉字库的12864则不同，由于内部集成了汉字库，所以在显示汉字的时候只需要传送两个汉字内码即可完成，所以显而易见，我们选择带汉字库的12864液晶显示屏。
带汉字库的12864有并行和串行两种控制方式，使用ST7920控制器，采用5V电压驱动，有背光，内部有8192个16×16点阵、128个字符及64×256点阵显示RAM。
它可以显示图形，汉字，和数字，也可以完成简单的人际互换。
另一方面，该模块的性价比与其他液晶模块相比也是最高的，并且它工作的电压也较低，容易满足，功耗少，耐用不，故我们选择带汉字库的12864液晶显示屏。
基本参数如下：
（1）低电源电压（VDD:
+3.0--+5.5V）
（2）2MHZ时钟频率
（3）显示方式：
STN、半透、正显
（4）背光方式：
侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10
（5）通讯方式：
串行、并口可选
（6）工作温度:
0℃-+55℃,存储温度:
-20℃-+60℃
12864中，最重要的操作便是这几个引脚，通过他们的高低电平让12864实现特定的功能。
如下：
（1）RS：
命令/数据寄存器选择端
（2）WR：
读写控制端
（3）E：
使能端
（4）DB7~DB0：
数据端
上图为写数据，下图为读数据
图2-312864时序图
2.4无线模块方案设计
现如今，人们身边的很多东西都趋于科技化。
例如手机，从非智能演变为智能，电视从有线变为无线，科技越来越发达，从而改善了人们的生活。
无线通信与有线通信相比优点太多，例如稳定性，可用性，简单化。
同样，在这个现代化的世界里，任何东西已经离不开无线传输。
此次毕业设计的酒店系统也要加入无线模块装置。
最常用的2.4Ghz无线模块有三种：
ZIGBEE、蓝牙、WIFI下面我们通过比较三种模块的属性来判断应采用哪种模块。
ZigBee、Wi-Fi、蓝牙和几种无线技术的对比如下表所示：
名称
WiFi
蓝牙
Zigbee
传输速度
11-54Mbps
1Mbps
100Kbps
通信距离
100-300米
10米
0-100米
频段
2.4GHz
2.4GHz
2.4GHz
安全性
低
中等
高
功耗
10-50mA
20mA
5mA
成本
25$
2-5$
35$
从表中对比来看，蓝牙是三者中最便宜最易得的，但是它的传输速率和通信距离都不如前两者，并且节点数少，不适用于酒店系统。
WIFI是目前最广泛使用的无线模块，价格适中，通信距离也尚可。
反观ZIGBEE，价格是三者中最高的，传输距离也没有WIFI远，但它的优点是低功耗，并且可以组网，这是酒店系统所需要的，并且它具有超强的稳定性，并且zigbee有多达6.54万个端口，而相比之下WIFI和蓝牙最多只有十个，不能满足酒店的需要。
虽然使用ZIGBEE需要两节五号电池，但是由于它功耗低，所以两节电池可以使用六个月之久。
综合来看，我们决定采用zigbee作为无线传输的模块。
由美国德州仪器公司生产的cc2530广受好评，其芯片的造价只需要十五块钱。
这大大降低了酒店经营者的成本，并且能降低劳动力，由于是无线技术，所以不需要安装天线，同时也美化了酒店的外观，提高了入住的安全性，保障了住户的安稳入住，带来了极大的利润。
2.5智能门禁系统设计
门禁系统是酒店管理系统的一个重要组成部分，关于门禁系统有两种解决方式，分别是RFID射频技术和电子密码锁。
1.电子密码锁，主要是对单片机编程来控制锁头的开关。
种类繁多，造价不等，经常应用于小区的防盗系统。
其特点如下：
1） 比机械锁安全并且不用担心锁头会老化的问题
2） 用户可以根据自己的需求可以随时更改密码当输入错误密码次数过多时，会采取自我保护模式。
3）不需要携带，也不需要钥匙。
4）操作简单易懂。
2.RFID，又称射频识别技术，起源于20世纪80年代，其基本原理是利用射频方式进行非接触双向通信,以达到识别与数据交换的目的。
该技术是一项先进的技术，在全国各个领域均有涉及。
若应用于门禁系统，则采用读写卡芯片MFRC522，以Mifirel标准Ic卡作为开锁钥匙。
其特点如下：
1）节能低功耗在不使用状态下为休眠状态。
2）具有非常快的响应速度。
3）采用非接触式IC卡，操作简单，不需要繁琐的密码即可开门。
4）不受环境因素影响，随时随地均可正常工作。
5）具有很强的抗干扰能力，体积小，易携带。
对比两者后，我们决定采用RFID射频识别技术。
在这个日新月异的时代，电子锁迟早会被无线刷卡技术所取代，无限的时代已经来临，酒店管理系统也应当采用最先进的技术。
第3章硬件设计
3.1STC12C5A60S2最小系统设计
单片机芯片见附录1。
单片机最小系统由供电电路、晶振电路、复位电路以及系统启动电路组成。
本次主控芯片采用STC12C5A60S2单片机，主要特性如下：
1.增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051;
2.工作电压：
STC12C5A60S2系列工作电压：
5.5V-3.3V（5V单片机）STC12LE5A60S2系列工作电压：
3.6V-2.2V（3V单片机）;
3.工作频率范围：
0-35MHz，相当于普通8051的0～420MHz;
4.用户应用程序空间8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K字节;
5.片上集成1280字节RAM;
6.通用I/O口（36/40/44个），复位后为：
准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口），可设置成四种模式：
准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120ma;
7.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片;
8.内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体12M以下时，复位脚可直接1K电阻到地）;
9.时钟源：
外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器（温漂为+/-5%到+/-10%以内）1用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟，常温下内部R/C振荡器频率为：
5.0V单片机为：
11MHz～15.5MHz，3.3V单片机为：
8MHz～12MHz，精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准;
10.共4个16位定时器两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1，没有定时器2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器;
11.2个时钟输出口，可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟，可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟;
12外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA模块，PowerDown模式可由外部中断唤醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4,T1/P3.5,RxD/P3.0,CCP0/P1.3（也可通过寄存器设置到P4.2）,CCP1/P1.4（也可通过寄存器设置到P4.3）;
13.STC12C5A60S2系列有双串口，后缀有S2标志的才有双串口，RxD2/P1.2（可通过寄存器设置到P4.2），TxD2/P1.3（可通过寄存器设置到P4.3）;
14.工作温度范围：
-40-+85℃（工业级）/0-75℃（商业级）21.封装：
PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48I/O口不够时，可用2到3根普通I/O口线外接74HC164/165/595（均可级联）来扩展I/O口,还可用A/D做按键扫描来节省I/O口，或用双CPU,三线通信，还多了串口。
STC12C5A60S2系列单片机，与普通51单片机相比有以下特点：
1、同样晶振的情况下，速度是普通51的8~12倍
2、有8路10位AD
3、多了两个定时器，带PWM功能
4、有SPI接口
5、有EEPROM
6、有1K内部扩展RAM
7、有WATCH_DOG
8、多一个串口
9、IO口可以定义，有四种状态
10、中断优先级有四种状态可定义
图3-2晶振电路
如图，，晶振值采用12MHz，并且需要两个47pF的瓷片电容并联接地组成，此电容选值并不十分严格，但是如果电容过大则造成晶振起震过慢系统是时钟过慢而不准确，过低则过快，系统时钟过小。
在加入了外部晶振后，自激振荡器并产生振荡时钟脉冲，为单片机工作提供动力。
。
图3-3复位电路
复位电路如图3-3所示，单片机上电后运行存储器中的程序，首先需要一个复位的过程，使整个控制芯片回到默认硬件的最初状态下，复位电路有多种，本复位电路的设计，采用阻容上电复位加手动复位的结构。
整体电路由连接一个10μF的地电容和10k的电阻串接到VCC电源、电阻连接点引出到复位引脚组成。
当用户上电后，电容瞬间导通，形成通路，单片机的复位引脚因为电阻的压降而呈现低电平，复位开始，单片机内部寄存器恢复到硬件的默认状态，从一种确定的初态开始运行，当电容充电饱和后隔直断开，复位引脚被拉低到高复位结束程序正式开始运行。
当系统因为某些特殊原因无法正常工作时，本课题设计按下并联在电容上的轻触按键将GND直接和复位引脚导通实现手动复位功能。
3.3V闻言电源如图3-4所示，本设计的大部分的供电电源为3.3V，所以本设计采用的电源电路是由LM1117三端稳压器、滤波电容以及LED电源指示灯组成，LM1117有四个引脚，2号与4号引脚为输出引脚，1号为接地引脚，3号引脚为输入引脚。
利用LED灯加1k限流电阻，组成电源指示灯电路，当S2闭合时，导通，是的整个电路工作，LED中产生电流，发光，起到指示灯作用。
3.212864液晶显示屏电路设计
图3-212864液晶
图为截取酒店中央电路图的一部分，我们引入104电位器以便调节显示屏的背光亮度。
其中，管角1,2分别为电源地与电源电压+5V;7~14管角为数据端：
管角4~6为读写数据端；管角19,20为背光电源。
在编写软件代码之前必须要先掌握汉字取模的方法。
要得到上表中的文字，我们可以借助取模软件来完成。
目前点阵LCD的取模软件有很多，我们采用如下取模软件。
软件界面如下图：
举例来说，假设我们要显示一个酒店的“酒”字，只需在文字输入区中输入“酒”这个文字，按CTRL+ENTER组合键后就看到“欢”字已经在模拟显示区显示出来了
然后取模方式选择C51，即可显示出“酒”这个字的代码。
以此类推，将所有的汉字的代码全部显示完毕后，即可显示出我们想要的语句。
3.3系统电路设计
在房间内，我们加入了RFID智能门禁刷卡系统，用户可以使用房间IC卡轻易进入自己的房间。
电路图如下图所示：
同时，我们加入了DS1302模块，用于精准的显示用户的刷卡时间和当前时间；蜂鸣器用来提示用户是否刷卡成功；DHT11模块则用来测量室内温湿度。
我们将所有的模块统一化，将所有的数据采集到主控显示屏12864上，即可显示当前时间，室内温湿度，同时，我们引入了会员充值制度，用户可以随时查看剩余额度。
第4章软件系统设计
4.1主程序设计
主程序设计系统初始化中包括μC/OS-Ⅱ系统初始化程序、UCGUI图形界面初始化程序以及底层驱动初始化程序。
系统任务包括系统任务创建、任务优先级设置以及任务所占用空间设置。
系统界面需要配置界面空间、大小、位置、颜色、字体等信息。
按键事件包括波形改变频率调节的事件，是本设计的主要功能的程序部分。
主程序设计框图如下
图4-1主程序框图
4.2
4.3RFID子程序设计
4.4任务子程序设计
程序设计框图如下：
图4-2底层驱动程序框图
。
4.4.112864子程序设计
4.4.2语音模块子程序设计
第5章系统软件与硬件调试
5.1硬件调试
系统硬件测试主要侧重于检查电子线路板是否有断路或短路的地方，所使用的芯片以及元器件能否能正常工作。
本系统采用模块化设计，因此测试时首先对各个主要模块分别进行测试，然后整机测试。
本系统的硬件测试和软件测试不可分离，因为许多硬件错误是在软件测试过程中被逐个发现而纠正的。
但首先要排除显而易见的硬件故障，然后再和软件结合起来测试。
硬件测试步骤大致如下：
（1）在数据传输系统上电之前，先用万用表等检测工具，检测电源和地是否短路，然后根据硬件电路原理图和PCB图仔细检查电子线路的正确性，电子元器件和芯片封装的正确与否，元件焊接是否符合要求。
（2）系统上电后，检查电源芯片输出的电压是否达到系统要求，然后逐个检查各个电子元器件引脚上的电平是否正常。
（3）用示波器检测电路中的信号源是否有信号输出。
例如微处理器、RC522的晶振是否起震，振荡频率是否正确。
从而完成硬件的检测工作。
5.2软件调试
5.2.1调试软件简介
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些部分组合在一起。
如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
2009年2月发布KeilμVision4，KeilμVision4引入灵活的窗口管理系统，使开发人员能够使用多台监视器，并提供了视觉上的表面对窗口位置的完全控制的任何地方。
新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口，提供一个整洁，高效的环境来开发应用程序。
新版本支持更多最新的ARM芯片，还添加了一些其他新功能。
2011年3月ARM公司发布最新集成开发环境RealViewMDK开发工具中集成了最新版本的KeilμVision4，其编译器、调试工具实现与ARM器件的最完美匹配。
所以，我们采用KeilμVision4来编写代码。
其界面如下图；
对于ZIGBEE的编写则采用了IAREmbeddedWorkbenchfor8051编译器。
其界面如下图；
5.2.2调试结果
在本设计中，由于硬件部分是分模块进行设计制作的，所以在软件调试部分直接按照硬件的模块进行仿真调试。
调试过程是这样的：
首先连接仿真器至PC机，装载好仿真器的驱动，在确保硬件连接和设计无误的情况下启动KEIL调试软件的DEBUG功能，此时仿真器开始联机，联机成功后在KEIL中对每个模块进行独立的编程，然后下载至硬件仿真器中进行独立运行并调试运行结果，观察硬件调试现象，按照硬件设计模块重复以上步骤直至所有程序模块和硬件模块全部调试完成。
结束语
历史两个月的毕业设计即将结束，在这长达六十天的学习过程中，我学到了很多东西，无论是学术方面还是对自己心性的考验，都对我大有益处，相信将来走向工作岗位的我，对待工作也会想对待这次毕业设计一样用心。
经过一个多月的调试，大量的实践，本系统已经基本满足了中小型酒店的客服需要，受到了一致的好评。
无论从外观还是酒店内部的管理系统都力求完善，在实践过程中尽量避免出现系统崩盘的现象。
其中，智能门禁系统的安全性有待提高，但其所带来的优点也受到了广大用户的好评。
酒店内的智能烟雾报警装置非常灵敏，大大增加了住户的安全性。
从整体上来说，本系统已经趋于完善，但由于开发的时间较短，技术也曾经一度遭遇到瓶颈，该系统还需要很
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