智能门禁系统详细设计Word格式.docx
《智能门禁系统详细设计Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能门禁系统详细设计Word格式.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
（1）、键盘简化及编码方式的改进；
键盘简化及编码方式的改进：
普通数字键密码锁虽然有使用简单的特点，但是键盘暴露在外，易受破坏，或者保密性不高；
此外，键盘数量的简化又同时增加了使用的难度，用户使用不方便。
大家可能见到过一些进口的温控制器（如日本RKCINSTRUMENTINC.生产的REX_C700温控器）的面板设计为：
温度测量只用4位LED数码管显示，输入设定值显示也用4位LED。
综合以上因素考虑，我们采取四按键的形式，输入键分为加、减、左、右移动键，按下加法键（减法键）确定一位密码的值，然后使用左右移动键移向下一位密码，再一次使用加、减键确定此位密码的值。
（备注：
这部分虽然没有实现，但我们的16位键盘设置更加体现了系统功能的强大性）
（2）、语音识别系统控制；
语音识别功能,语音控制门禁开关。
（3）、语音提示功能；
（4）、自动实现报警；
当门禁系统输入密码错误过多时，自动报警
（5）、断电密码保护；
出现断电、多次错误密码输入时的处理
（6）、限时开门系统；
（这部分功能我们没能实现，很是遗憾）
（7）、液晶显示功能；
在初期设计电路时，我们计划采取51单片机作为我们的控制核心，然而，语音识别功能、语音提示功能、密码断电保护功能需要我们外扩集成芯片才能满足系统要求。
其功能实现原理方框图如下：
在此种条件下我们用51单片机做出了一个简单的系统，基本实现了电子密码锁的键盘输入和液晶显示功能。
具体电路图如下：
其软件编程实现程序见附录
（一）：
其实现功能如下：
设置密码，断电不保护；
输入密码，与系统原有密码或者设置新密码比较；
液晶显示功能；
报警功能；
显然，这个“最小系统”的制作无法满足我们预期的功能实现，如果采用外扩集成芯片的做法，不仅从技术上，还是从经济方面考虑都不是一个明智的选择。
鉴于此，我们采用凌阳单片机作为我们的控制电路核心，凌阳十六位单片机不仅内置32kFlash（闪存），而且集成了语音识别模块，从根本上，凌阳单片机满足了系统的基本要求，具体功能实现以及电路设计在以下详细介绍。
3．系统功能最终实现及演示
此系统现阶段包括以下几个模块：
1）、键盘输入密码
此系统采用4*4按键输入模式，密码初始设置为4位，（从软件上很容易实现更多位数的密码操作，为操作演示计，我们采用4位）。
各个按键功能的定义如下：
0~9数字健指定为密码设置健（仅且只有他们能够作为密码值）
A——确认健（按下此键，即比较输入密码值正确如否）
B——取消键（按下此键，即取消上一次操作）
C——开启语音功能键（按下此键，再次输入密码，就可以开启语音控制功能）
D——关闭语音功能键（按下次键，就可以关闭语音控制功能）
E——修改密码键（按下次键，再次输入密码，通过验证后，连续输入两次新的密码就可以设置新的密码）
F——更改语音控制口令（按下次键，再次输入密码，通过验证后，即可进入语音口令修改程序操作）
2）、语音控制输入
进入语音控制功能后，先进行语音控制训练操作（训练过后此操作可跳过），训练成功后，方可进行语音控制，并且时时可以关闭语音功能。
此外，语音口令还可以时时修改，再次进行语音控制训练操作即可。
3）、密码修改操作
此系统的密码设置存在Flash中，断电不丢失，密码修改后，系统原密码作废，新的密码生效，并存入Flash中。
4）、语音提示操作
对应于每一种操作，系统均给予一定的语音提示。
如：
“请输入密码”、“密码错误”等。
5）、液晶显示功能
对应于每一种操作，系统均给予一定的显示提示，方便操作。
6）、液晶背光功能实现
为了实现液晶背光功能，我们设计了一下三种电路：
超声波探测电路、光敏传感电路、按键触发电路，在光线好的情况下，液晶不背光显示，光线差时，有按键或探测到有人接近时背光显示。
7）、系统执行机构
系统执行机构我单片机I/O口输出控制的继电器。
8）、报警蜂鸣器
9）、电源信号指示灯
10）、控制信号指示灯
4．系统硬件部分原理介绍
此系统硬件部分电路核心部分为凌阳单片机及其外围电路（包括语音识别、输出电路），外围电路有：
键盘输入、液晶显示、执行机构电路，此外，为了实现液晶显示器的背光功能，我们采用了超声波探测电路、光敏传感电路、输出延时电路等。
电路总体设计模块方框图如下：
为了详细介绍我们的电路功能模块，我们将在下面分块介绍本系统的各个功能模块：
电源部分：
电源信号灯：
凌阳十六位单片机控制电路：
见附录
（一）
被控制的继电器：
控制信号灯：
蜂鸣器：
键盘输入部分：
液晶显示部分：
背光功能控制模块
基本方框图如下：
1）、超声波探测发射部分：
（含波形）
2）、超声波探测接收放大电路：
3）、光敏传感检测电路：
4）、输入信号延迟电路：
5．系统软件部分设计实现
1、软件设计操作平台简介：
（µ
'
nSP®
IDE）
µ
IDE工作界面如下：
2、此系统功能复杂，但软件设计较为简单，程序功能实现简介图如下：
对操作程序的解释以及要求：
直接输入密码开门；
输入四位密码后按确认键，比较密码，密码正确表开启门禁系统，并有“门已经打开，请进”的提示余音。
设置新的密码；
按下B键后，输入原密码，确认后输入新的密码，确认后再次输入新的密码，检验正确后，密码修改成功，原密码作废。
开启语音功能；
按下C键，输入密码确认后，进入语音识别模式。
如果是第一次进入语音识别模式，需要进行语音识别训练，训练两遍正确后，完成训练操作，此时语音识别功能实时监测。
在语音识别实时监测的同时，我们的键盘扫描并没有停止，也就是说我们的键盘输入等级高于语音识别模式，在任何情况下键盘输入都是有效的。
关闭语音识别功能；
按下D键，不需要输入密码即可关闭语音识别功能，要想开启此项功能，必须按下C键开启语音识别功能。
更改语音口令；
按下E键，进入语音识别口令修改模块，输入密码确认后，进入语音口令修改训练模块，根据语音提示以及液晶显示很方便的就可以成功更改语音口令。
取消键；
按下F键，即可取消所有操作，回到系统初始化后的界面。
主程序见附录
（二）：
6．对系统的自我评价
在总体上，我们对这个系统的设计还是比较满意的，但是，虽然我们对这个项目投入了大量的时间和精力，由于知识有限，我们在很多方面有很多的不足之处。
以下我将从硬件和软件两个方面来阐述这个系统的各个部分：
硬件部分：
1．我们认为，我们做得比较成功的地方就是通过超声波探测、光敏传感以及延时电路的组成实现了液晶显示器的背光功能
2．此外，我们的液晶显示和键盘电路十分简洁。
3．遗憾的是，超声波探测精度不高，准确性有待改进。
软件部分：
一提的是，在整个系统设计过程中，语音控制和语音输出提示一直是我
们软件设计的重点，同时也是我们的亮点，体现了我们设计系统人性化的一面。
键盘扫描和液晶驱动工程中，我们详尽地应用了科学的软件设计思想，
使程序简洁，有效。
此外，我们的主程序设计，结构鲜明，条理清晰。
但是，美中不足的是，我们在开启语音功能时，系统时钟不断变化，所以造成键盘扫描的不成熟，此处有待改进。
7．系统设计过程中的实践体验
通过对该系统的设计，我们不仅收获颇丰，而且体会也颇深。
过这次设计，我们深深体会到，理论指导着实践，但实践才是最终的目
标。
我们在设计过程中，往往遇到这样的情况，设计的电路从理论上毫无差错，但实现起来却是困难重重。
只有在不断的摸索中才能找到界却问题的方法。
们深深体会到团体合作，在项目制作过程中十分重要，好的合作精神需
要我们时时刻刻牢记在心。
在任何时候，科技离不开创新，在设计项目的同时，我们需要抛弃成见，标新立异，敢于实现。
在这一点上，我认为我们做得比较成功。
在设计系统初始，我们采用51系列单片机，而语音功能却只能外扩专用芯片，实现起来比较困难，最后我们大胆采用凌阳单片机一举解决语音控制问题。
制作过程中，齐明老师在技术上给予极大的帮助和支持。
在此，感谢齐明老师对我们电子制作的指导！
总之，这次活动给我们带来了无穷的收获和乐趣，感谢学校和老师给我们提供了一个锻炼的大舞台。
8．参考文献
《凌阳十六位单片机应用教程》
《MCS-51单片机应用设计》
《元器件手册》
9．附录
凌阳单片机最小系统：
凌阳单片机下电子锁程序实现：
#include"
"
#defineHaveKey1
#defineNoKey0
#defineNAME_ID0x100
#defineRSP_AGAIN1
#defineRSP_NOVOICE2
#defineRSP_NAMEDIFF3
#defineRSP_CMDDIFF4
#defineRSP_STAR5
#defineRSP_NOISY6
................全程变量....................
externvoidClearWatchDog（）;
intPlayFlag=0;
unsignedintKey_Value;
unsignedintKeyDownTimes;
intPass."
）;
if（F_FlashRead（Pwd_Init））
{
F_FlashErase（0xfe00）;
for（i=0;
i<
4;
i++）
{
F_FlashWrite1Word（0xfe00+i,i）;
}
F_FlashWrite1Word（Pwd_Init,0）;
}
while
（1）
{
ClearWatchDog（）;
Protect_Clock（）;
InitIO（）;
."
Key_Num=0;
State=1;
break;
}
}
elseif（State==4）
{Pass=0;
Pass=F_Affirm_New_Password（）;
}."
Key_Num=0;
State=1;
break;
case2:
LCD_CLEAR（）;
LCD_SHOW（"
Passwordright!
SET_Address2（）;
Newpassword:
PlayRespond（8）;
."
case5:
if（Trained）
{
Voice_State=1;
}
else
while（TrainWord（NAME_ID,0）!
=0）;
BSR_InitRecognizer（BSR_MIC）;
."
State=1;
case6:
default:
}"
else
{
LCD_CLEAR（）;
LCD_SHOW（"
errorpwd"
SET_Address2（）;
LCD_SHOW（"
Rememberit!
ALARM（）;
PlayRespond（10）;
"
Clear_Password（）;
Key_Num=0;
State=1;
break;
case12:
Key_Num=0;
State=1;
break;
case13:
default:
}."
//**********
//********
}//if（Voice_state=1）
}//while
（1）
}//main（）
///////////////////////////////////////////////
voidClear_Password（）
{
inti;
for（i=0;
Password[i]=0;
Password_Temp[i]=0;
Key_Num=0;
}
/////////////////////////////////////////////////
unsignedintF_Affirm_New_Password（）
for（i=0;
if（Password[i]!
=Password_Temp[i]）
{return0;
return1;
///////////////////////////////////////////////////
unsignedintF_Affirm_Password（）
unsignedtemp;
temp=F_FlashRead（0xfe00+i）;
//确定返回值是r1
if（
Password[i]!
=temp）
return0;
/////////////////////////////////////////////////////
voidSave_New_Pwd_To_Flash（）
F_FlashErase（0xfe00）;
F_FlashWrite1Word（0xfe00+i,Password[i]）;
///////////////////////////////////////////////////////
voidLCD_SHOW（charSentence[]）
Sentence[i]!
='
\0'
;
i++）
LCD_ADD（Sentence[i]）;
////////////////////////////////////////////////////////
voidPlayRespond（intResult）
BSR_StopRecognizer（）;
SACM_S480_Initial
（1）;
SACM_S480_Play（Result,3,3）;
while（（SACM_S480_Status（）&
0x0001）!
=0）
SACM_S480_ServiceLoop（）;
SACM_S480_Stop（）;
BSR_InitRecognizer（BSR_MIC）;
BSR_EnableCPUIndicator（）;
intTrainWord（intWordID,intRespondID）
intres;
PlayRespond（RespondID）;
//----------------------------------请输入触发名称-（0）-----------
while
（1）
Protect_Clock_fast（）;
res=BSR_Train（WordID,BSR_TRAIN_TWICE）;
if（res==0）break;
switch（res）
{
case-1:
//没有检测出声音-----------
（1）
PlayRespond（RSP_NOVOICE）;
return-1;
case-2:
//需要重新训练一遍-----
（2）
PlayRespond（RSP_AGAIN）;
break;
case-3:
//环境太吵--------（3）
PlayRespond（RSP_NOISY）;
case-4:
//数据库满
case-5:
//检测出声音不同
if（WordID==NAME_ID）PlayRespond（RSP_NAMEDIFF）;
//两次输入名称不同（4）
elsePlayRespond（RSP_CMDDIFF）;
//两次输入命令不同（5）
case-6:
//序号错误
}
Protect_Clock（）;
return0;
器件列表
凌阳单片机最小系统一套；
16*216位液晶显示器一块；
4*4键盘一个；
C945三极管若干；
继电器一块；
555定时器若干；
超声波探头一对；
LM567音频解码器一个；
电阻电容若干；
74LS00与非门一块；
升级会员 