红外遥控电子密码锁设计—软件设计【开题报告】
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2.3 红外遥控电子密码锁硬件部分功能模块
目前，红外遥控电子密码锁的系统各式各样，但他们的组成模块大都相同，大致可以分成6个模块：红外遥控模块、单片机模块、蜂鸣器报警功能模块、LED数码管显示模块、按键功能模块,开锁功能模块等。如图4所示 ；
图4系统硬件功能模块框图
各个功能模块的功能大致如下：
红外遥控模块：遥控器按键被按下时，输出一定数量被调制的脉冲信号。当接收器收到发射器的红外指令信号时，它将红外信号变成TTL电平信号，再经放大、解调、整形、解码处理后送入CPU，由CPU进行识别处理，以控制电子密码锁的工作。
由于红外遥控具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其他小型电器装置上也纷纷采用红外遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。在这些因素影响下，红外遥控技术得到了迅猛发展，随着越来越多功能强大、结构复杂的电器设备的出现，需要更多各种功能强大的红外遥控器。
图3红外遥控系统框图
2.2红外遥控技术
红外遥控技术在遥控方式上大体经历了从有线到无线的超声波、从振动子到红外线、再到使用总线的微机红外遥控这样几个阶段。无论采用何种方式，准确无误传输信号，最终达到满意的控制效果是非常重要的。最初的无线遥控装置采用的是电磁波传输信号，由于电磁波容易产生干扰，也易受干扰，因此逐渐采用超声波和红外线媒介来传输信号。与红外线相比，超声波传感器频带窄，所能携带的信息量少，易受干扰而引起误动作。较为理想的是光控方式，逐渐采用红外线的遥控方式取代了超声波遥控方式，出现了红外线多功能遥控器，成为当今时代的主流。随着单片机等技术的广泛应用，促使红外遥控技术也得到空前的发展，越来越多的功能强大，操作简便的实用性红外遥控接收器出现在市场上。
目前市场上密码锁的主要的发展方向是：非接触式密码锁系统，接触式密码锁系统，智能识别密码锁系统，但是他们都存在着不同的缺点。相比之下，红外遥控密码锁系统的成本与接触式密码锁系统相当，而且可以进行近距离遥控，使用十分方便。红外遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，采用红外线作为传输媒介进行数据通信是一种既方便又经济实用的选择，在小型移动设备中得到了广泛的应用。红外遥控电子密码锁解决了传统密码锁和一般的电子密码锁的不足，操作方便，提高密码锁的可靠性和安全性，实现了远距离控制技术，并且能够很稳定的实现远距离控制技术，真正达到了密码锁的功能，基本可以满足用户的需要，起到防盗的作用。
毕业设计开题报告
电子信息工程
红外遥控电子密码锁设计—软件设计
1选题的背景、意义
随着人们生活的提高和安全意识的加强，在日常生活中出现了各式各样的密码锁。但当前市场上的大部分密码锁都是钥匙的，这些锁最大的缺点是其钥匙很容易被复制或者是盗用，安全系数比较低，还有一点就是，传统的密码锁不管是机械锁还是电子锁的共同不足就是将操作键盘固定在需要防盗的物品上，这使得用户在操作时缺少隐蔽性。社会科技在不断地地进步，密码锁也经历了一代又一代。密码锁已经从传统的机械锁发展到了磁性锁，电子锁，声控锁等等，这些锁是在传统机械锁的基础上，加上了不同的密码，不同的磁场，不同的声音等来控制锁的开启。这些密码锁保密性高，使用灵活性强，安全系数高，在很大程度上克服了传统机械锁的缺点，使得人们对自身的财产安全有了更多的保障。但是这些密码锁不能很好的实现远距离遥控控制，比如声控锁在进行远距离遥控时稳定性不高，不能进行很正确的远距离控制，一定程度上限制了这些密码锁在日常生活中普及和推广。
图1 PPM调制波形图
普通的红外遥控采用面向指令的帧结构，数据帧由同步码，地址码和指令码组成，指令码长度多为 8～16 个比特，传送多字节遥控协议时效率偏低，而增加指令码的长度不利于接收器同步，为此本设计选用一种面向字节的帧结构，采用类似于异步串行通信的帧结构，每帧由一个起始位（二进制数 0） 、8 个数据位和 2 个停止位（二进制数 1）构成，如图 2 所示。每帧传送 1 个字节的数据，帧与帧间隔大于 2ms，帧结构不含地址信息，寻址问题由高层协议解决。
该课题的研究目的在于设计一个具有实用价值的“红外遥控电子密码锁系统”。本设计以51系列单片为核心，结合红外遥控技术，配以相应的硬件电路，实现了电子密码锁密码的显示、存储、修改以及驱动报警等功能，同时实现了远程遥控，具有更好的密码保护以及更完善的功能系统。设计主要基于C和汇编来完成该系统的软件设计。
2红外遥控电子密码锁的最新成果及动态
图2 数据帧结构示意图
简言之，红外通信的实质是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输。
红外通信的硬件组成即通用红外遥控系统由发射和接受两大部分组成。应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。如图3所示：
红外通信的基本原理是发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号（载波信号），通过红外发射管发射红外信号。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。脉时调制（PPM）是红外数据协会(IrDA)和国际电子电工委员会(IEEE)都推荐的调制方式，本设计采用脉时调制方法，即用两个脉冲串之间的时间间隔来表示二进制信息，数据比特的传送仿照不带奇偶校验的RS232 通信，首先产生一个同步头，然后接着 8 位数据比特。如图1所示：
2.1 红外线通信原理
在许多单片机应用系统中，常常利用非电信号传送信息以实现遥控的功能。而红外通信具有传输可靠性高、实施方便、控制简单等特点，是一种较为常用的通信方式。
红外线是波长在 750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外线，波长在 0.75um至 25um之间。红外数据协会（IrDA）成立后，为了保证不同采用的光波波长的范围限定在 850 至 900nm之内。
目前，红外遥控电子密码锁的系统各式各样，但他们的组成模块大都相同，大致可以分成6个模块：红外遥控模块、单片机模块、蜂鸣器报警功能模块、LED数码管显示模块、按键功能模块,开锁功能模块等。如图4所示 ；
图4系统硬件功能模块框图
各个功能模块的功能大致如下：
红外遥控模块：遥控器按键被按下时，输出一定数量被调制的脉冲信号。当接收器收到发射器的红外指令信号时，它将红外信号变成TTL电平信号，再经放大、解调、整形、解码处理后送入CPU，由CPU进行识别处理，以控制电子密码锁的工作。
由于红外遥控具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其他小型电器装置上也纷纷采用红外遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。在这些因素影响下，红外遥控技术得到了迅猛发展，随着越来越多功能强大、结构复杂的电器设备的出现，需要更多各种功能强大的红外遥控器。
图3红外遥控系统框图
2.2红外遥控技术
红外遥控技术在遥控方式上大体经历了从有线到无线的超声波、从振动子到红外线、再到使用总线的微机红外遥控这样几个阶段。无论采用何种方式，准确无误传输信号，最终达到满意的控制效果是非常重要的。最初的无线遥控装置采用的是电磁波传输信号，由于电磁波容易产生干扰，也易受干扰，因此逐渐采用超声波和红外线媒介来传输信号。与红外线相比，超声波传感器频带窄，所能携带的信息量少，易受干扰而引起误动作。较为理想的是光控方式，逐渐采用红外线的遥控方式取代了超声波遥控方式，出现了红外线多功能遥控器，成为当今时代的主流。随着单片机等技术的广泛应用，促使红外遥控技术也得到空前的发展，越来越多的功能强大，操作简便的实用性红外遥控接收器出现在市场上。
目前市场上密码锁的主要的发展方向是：非接触式密码锁系统，接触式密码锁系统，智能识别密码锁系统，但是他们都存在着不同的缺点。相比之下，红外遥控密码锁系统的成本与接触式密码锁系统相当，而且可以进行近距离遥控，使用十分方便。红外遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，采用红外线作为传输媒介进行数据通信是一种既方便又经济实用的选择，在小型移动设备中得到了广泛的应用。红外遥控电子密码锁解决了传统密码锁和一般的电子密码锁的不足，操作方便，提高密码锁的可靠性和安全性，实现了远距离控制技术，并且能够很稳定的实现远距离控制技术，真正达到了密码锁的功能，基本可以满足用户的需要，起到防盗的作用。
毕业设计开题报告
电子信息工程
红外遥控电子密码锁设计—软件设计
1选题的背景、意义
随着人们生活的提高和安全意识的加强，在日常生活中出现了各式各样的密码锁。但当前市场上的大部分密码锁都是钥匙的，这些锁最大的缺点是其钥匙很容易被复制或者是盗用，安全系数比较低，还有一点就是，传统的密码锁不管是机械锁还是电子锁的共同不足就是将操作键盘固定在需要防盗的物品上，这使得用户在操作时缺少隐蔽性。社会科技在不断地地进步，密码锁也经历了一代又一代。密码锁已经从传统的机械锁发展到了磁性锁，电子锁，声控锁等等，这些锁是在传统机械锁的基础上，加上了不同的密码，不同的磁场，不同的声音等来控制锁的开启。这些密码锁保密性高，使用灵活性强，安全系数高，在很大程度上克服了传统机械锁的缺点，使得人们对自身的财产安全有了更多的保障。但是这些密码锁不能很好的实现远距离遥控控制，比如声控锁在进行远距离遥控时稳定性不高，不能进行很正确的远距离控制，一定程度上限制了这些密码锁在日常生活中普及和推广。
图1 PPM调制波形图
普通的红外遥控采用面向指令的帧结构，数据帧由同步码，地址码和指令码组成，指令码长度多为 8～16 个比特，传送多字节遥控协议时效率偏低，而增加指令码的长度不利于接收器同步，为此本设计选用一种面向字节的帧结构，采用类似于异步串行通信的帧结构，每帧由一个起始位（二进制数 0） 、8 个数据位和 2 个停止位（二进制数 1）构成，如图 2 所示。每帧传送 1 个字节的数据，帧与帧间隔大于 2ms，帧结构不含地址信息，寻址问题由高层协议解决。
该课题的研究目的在于设计一个具有实用价值的“红外遥控电子密码锁系统”。本设计以51系列单片为核心，结合红外遥控技术，配以相应的硬件电路，实现了电子密码锁密码的显示、存储、修改以及驱动报警等功能，同时实现了远程遥控，具有更好的密码保护以及更完善的功能系统。设计主要基于C和汇编来完成该系统的软件设计。
2红外遥控电子密码锁的最新成果及动态
图2 数据帧结构示意图
简言之，红外通信的实质是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输。
红外通信的硬件组成即通用红外遥控系统由发射和接受两大部分组成。应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。如图3所示：
红外通信的基本原理是发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号（载波信号），通过红外发射管发射红外信号。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。脉时调制（PPM）是红外数据协会(IrDA)和国际电子电工委员会(IEEE)都推荐的调制方式，本设计采用脉时调制方法，即用两个脉冲串之间的时间间隔来表示二进制信息，数据比特的传送仿照不带奇偶校验的RS232 通信，首先产生一个同步头，然后接着 8 位数据比特。如图1所示：
2.1 红外线通信原理
在许多单片机应用系统中，常常利用非电信号传送信息以实现遥控的功能。而红外通信具有传输可靠性高、实施方便、控制简单等特点，是一种较为常用的通信方式。
红外线是波长在 750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外线，波长在 0.75um至 25um之间。红外数据协会（IrDA）成立后，为了保证不同采用的光波波长的范围限定在 850 至 900nm之内。
