指纹识别智能锁系统设计方案
2.1 总体设计
本系统使用嵌入式技术，基于STM32单片机并结合各类传感器设计一款指纹识别智能锁系统。本系统使用模块化的设计思想，整体系统可以分为如下5个模块：分别是电源模块，STM32核心控制器模块，指纹识别传感器模块，GSM数据通信模块，舵机。各个模块在核心控制芯片STM32的管理下，协调统一完成指纹识别智能锁系统的全部功能。系统的总体设计框图如下图1所示，核心控制芯片STM32通过串口连接指纹识别模块与GSM通信模块，蜂鸣器的输出连接到STM32的内部IO口上，可以通过改变IO口的输出来实现蜂鸣器的功能，电源模块为整个系统供电，下载电路通过SWD的方式将编写好的程序烧写到芯片中。
图2.1 系统总体结构框图
系统各部分功能如下：
（1）电源模块：电源模块为整个系统进行供电，在整个系统中，分别有5V（指纹传感器模块，GSMM通信模块），3.3V（STM32核心控制器模块）的电源需求，为了满足指纹识别智能锁系统，本系统采用外部电源对整个系统供电，通过LM2596S-ADI降压芯片将12V外部电源降压成为5V电源，以满足系统对5V电源的需求，再通过AMS1117-3.3降压芯片将12V外部电源转化成为3.3V电源，为需求3.3V电源的模块供电。
（2）STM32核心控制芯片模块：该模块连接各个传感器块，对各模块进行控制以实现预计功能。本设计使用STM32F103ZET6作为核心控制芯片，该单片机的工作晶振频率为8MHz，此部分电路包括一个启动方式选择电路和一个由电容和电阻构成的复位电路。
（3）指纹识别传感器模块：该模块由电容式指纹传感器与DSP运算芯片组成，可以实现对指纹图像的对比，存储等系统功能。
（4）GSM数据通信模块：该模块用于构建通信网络，实现下位机与上位机之间的通信。
（5）舵机：该模块实现了系统对滑块的控制，使得隐藏的锁芯得以实现。
2.2 方案论证
本方案论证主要讨论在本设计中，关键性器件的型号的选用，并将选择芯片与其他同类芯片进行比较。
在本设计中，关键器件有核心控制器芯片、电源芯片以及指纹识别传感器。
2.2.1 主控芯片选择
核心控制芯片我们有两种选择，一是AT89C51核心控制芯片，二是STM32芯片，虽然AT89C51芯片我们曾经学习过，但是考虑到该芯片速度太低，该芯片的晶振速度只有12MHz，IO口资源过于少，4组共计32个IO口，串口资源过于单一，还需要设计外部ADC转换电路，中断源只有5个，而STM32芯片是ST公司为了满足，高性能，低成本，低功耗的嵌入式系统要求而专门设计的基于ARMCortex-M3内核的32位单片机芯片，有F101/F102/F103等系列。其中F103系列的最高工作频率为72MHz，是同系列中速度最高的。SM32F103ZET6片上集成512KB的FLASH存储器，可以满足视频传感器的缓存要求。48KB的SRAM存储器，支持JTAG调试模式和SWD调试模式：片上有4组串口，81个IO口，完全满足本设计的需求。故在本设计中，我们使用STM32F103ZET6芯片作为核心控制芯片。
2.2.2电源芯片的选择
电源，是整个系统的能量来源，在电路板设计过程中，电源的稳定性一定是所有设计者优先考虑的一件事情，在电子线路板设计中，电源的设计一定是重中之重，如果要设计一个稳定的电源系统，必须要一个或者多个性能稳定优良的电源芯片作为保证。
本系统有5V供电和3.3V供电的电源需求，所以需要DCDC电源芯片将9V 外接电源分别转换成为5V与3.3V电源，整个系统的电源设计将在本模块中为大家详细介绍。
在工程应用中，常见的DCDC电源芯片有以下几种LM7805，LM2596S-ADI，AMS1117-3.3，BL8092,我们将分别介绍各个芯片的优缺点，并指明在本设计中使用的电源芯片及选取理由。
LM7805和LM2596S-ADI芯片都是将外部电源电压转换成为5V电源电压的DCDC电源芯片，三端集成稳压电路LM7805可输出+5V、0.5A的稳定电源电压，LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。由于本系统中5V电源电压需要驱动步进电机，故LM7805输出的0.5A驱动电流不能产生足够的驱动力，故在本系统设计中我们采用LM2596S-ADI，这款芯片为固定输出电压为5V的DCDC芯片，并且驱动电流可高达3A，完全可以满足本系统的设计需求。
AMS1117-3.3和BL8092芯片都是将外部电源电压转换成为3.3V电源电压的DCDC芯片，BL8092是高效率电流同步模式，18V / 2.5A降压转换器。其输入电压范围为3.5V至18V，并提供可调稳压输出电压0.923V至15V，同时输出高达2A的输出电流。AMS1117系列可调和固定稳压器设计用于提供800mA输出电流和1V输入到输出差分。器件的压差电压在最大输出电流下保证最大为1.3V，在较低的负载电流下降低。片上微调将参考电压调整为1％。电流限制也被修剪，最小化稳压器和电源电路的过载条件下的应力。 AMS1117器件与其他三端SCSI调节器引脚兼容，并采用薄型表面安装SOT-223封装和TO-252（DPAK）塑料封装。由于本系统设计中，3.3V电源主要为核心处理器供电，故无需特别大的驱动电流，AMS1117芯片由于外部电路简单，输出电压电流稳定性高，且成本较低，故在本系统设计中，我们采用AMS117-3.3作为12V外部电源转3.3V电源的驱动芯片。
2.2.3指纹传感器的选择
指纹传感器作为本设计的核心传感器部分，对于系统的性能有着至关重要的决定作用,市面上常见的传感器有两种,光学指纹传感器和半导体式指纹传感器,在本设计中,采用半导体式指纹传感器,并在下文中详细介绍两种传感器的优缺点.
光学指纹传感器是历史最久远,使用最广泛的一种传感器技术，其原理也很简单：利用内置光源对放在识别区的手指进行照射，当光线照射在手指表面凹凸不平的线纹上时,由于纹路具有任意性,决定了反射光线的明暗度产生差异，这样觉可以采集到指纹的图片，从而进行指纹识别。
半导体试指纹传感器是最近新开发出来的指纹识别技术，现在市面上有的只能手机中使用的指纹识别均使用这种指纹传感器，无论是电感式还是电容式，当手指放到由万千半导体集成的“平面”上时，由于手指表面凹凸不平，手指哥哥
部分与接触平板的距离大小不一样，形成的电容（电感）数值也就不一样，传感器将采集到不同的数据进行汇总，就完成了对指纹的采集。
由于光学指纹传感器拥有一个很强的局限性：潜在指印方面,不但会降低指纹图像的质量,严重时,还可能导致两个指印重叠,显然,难以满足实际应用需要。此外,台板涂层及CCD阵列会随时间推移产生损耗,可能导致采集的指纹图像质量下降。由于本设计是一款指纹识别智能锁，所以当我们选用传感器时，出于成本考虑，需要选择一款容错率低，使用寿命较悠久的传感器，所以我们选用电容式指纹传感器作为本设计的核心传感器。
基于51单片机指纹电子密码锁设计 摘要 随着人民生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其突出，传统的机械锁由于其构造简单，安全性低，无法满足人们的需求。随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器，所以具有防盗报警功能的电子密码锁控制系统逐渐代替传统的机械式密码控制系统，克服了机械式密码锁控制的密码量少，安全性能差的缺点。 在传统的身份认证中，我们往往使用密码加密法，但是这种方法只是"防君子不防小人"。在高明的黑客眼里，由几个字符组成的密码脆弱得不堪一击。现在，科技的发展让我们有了新的选择——生物识别技术。将生物识别技术应用于笔记本、门锁等方面，可以对文件、财产起保护作用，并且可以进行身份识别。生物识别技术的发展主要起始于指纹研究，它亦是目前应用最为广泛的生物识别技术。 本设计开发了一款基于单片机的指纹识别电子密码锁系统。该系统以STC89C52单片机作为模块核心，通过串口通信控制ZFM-60指纹模块实现录取指纹并存储指纹数据，并通过HS12864-15C液晶显示比对流程及比对结果，辅以直流继电器与发光二极管模拟开锁的动作。本系统具有体积小、性价比高、传输速度快、适合家庭及单位使用。 关键词：单片机，密码锁，指纹识别
51 single fingerprint-based electronic code lock design ABSTRACT With the improvement of people's living standards, how to achieve family security issue has become particularly prominent, the traditional mechanical locks because of its simple structure, low security, can not meet people's needs. As electronic products to intelligent miniaturized and the continuous development of SCM has become the electronic product research and development preferred controller, the electronic lock control system with anti-theft alarm function gradually replace the traditional mechanical control systems with code, overcome password less, poor safety performance shortcomings of mechanical lock control. In traditional identity, we tend to use password encryption method, but this method only "anti-anti-villain is not a gentleman." In the eyes of clever hackers, password consists of several characters fragile too vulnerable. Now, the development of science and technology so that we have a new option - biometrics. The biometric technology used in notebook, door locks, etc., they can file for protection of property, and can be identifiable. biometric technology in fingerprint primary origin research, it is also the most widely used biometric technology.
简易智能小车设计方案 一、设计总览 本设计以单片机小车的控制核心，设计分为 5 个模块：前轮PWM 驱动电路、显示及声光指示模块、轨迹探测模块、障碍物探测模块、光源探测模块。前轮PWM 驱动电路用于转向控制；后轮PWM 驱动电路用于方向和速度控制；探测模块利用三个光感元件，对黑色轨道进行寻迹；障碍物探测模块用于对两个障碍物进行探测；光源探测模块利用三个光敏电阻制成，用于寻光并确定光源角度，以期获得较为精确的转向值。绕障方案利用障碍物较低这个重要条件，在C 点出发后，利用光敏电阻获得光源的方向 1．轨迹探测模块设计 ●用三只光电开关。 一只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。现场实测表明，虽然小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆（因为所购小车的内部结构决定了光电开光之间的距离到达不了精确计算值 1 厘米），但只要控制行驶速度就可保证车身基本上接近于沿靠轨道行驶。 2．数据存储 ●直接用单片机内部的 RAM 进行存储。 虽然不能在断电后保存数据，但可以在实验结束后根据按键显示相应值。而且本实验的数据存储不大，采用 RAM 可以减少 IO 接口的使用，便利 IO 接口分配，故此方案具有成本低、易实现的优点，更符合实际需求。 3．障碍探测模块方案 考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制，小车应在距障碍物40CM 的范围内做出反应，这样在顺利绕过障碍物的同时还为下一步驶入车库寻找到最佳的位置和方向。否则，如果范围太大，则可能产生障碍物的判断失误；范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向方案。 ●采用一只红外传感器置于小车右侧并与小车前进方向呈一固定角度。 基于对C 点后行车地图中光源及障碍物尺寸、位置的分析，我们采用了从 C 点出发即获得光源对行车方向的控制，在向光源行驶的过程之中检查障碍物并做
一、设计方案 1.1系统架构 NBIOT智能门锁是一套完整的解决方案，是对物业出入权限进行集中管理控制的软硬件整体解决方案。其中硬件包括智能门锁，辅以配套的管理云平台和手机APP。 1.1.1锁体 由机电一体的电控锁具和外围控制电路组成，内置NBIOT远程通信模块，接收管理云平台或者手机APP传来的控制信息执行解锁和信息上报动作。 1.1.2监控管理平台和手机APP 智能门锁管理云平台即是对门锁、物业运营维护的支撑系统，通过该平台可以看到所有智能门锁实时状态信息，并能对其进行控制。手机管理端APP安装于管理人员或者住户的手机上，在登录APP后可以对门锁进行信息查询、远程控制以及权限下发，手机用户端APP安装于家属以及有临时开门需求的人员手机上，可以向门锁管理员申请权限、扫码开锁和查看开锁权限。 1.2系统运行原理图 智能门锁是政府、学校、物业公司等相关部门企业对房屋管理的需求，实现对物业信息化、智能化管理。系统采用NBIOT物联网通信技术、蓝牙通信技术、计算机网络技术等相关技术，实现门锁和物业管理的智慧化、网络化和空间可视化，创新物业管理新模式，完善物业管理流程，建立一套科学完善的控制运营体系，并实现现有相关资源的共享，提高物业综合管理的效率和水平。
1. 用户通过APP蓝牙操作门锁或者手动操作门锁； 2. 门锁通过NBIOT实时将信息通过基站和IOT平台上报至云平台，同时同步门锁密码和指令； 3. 云平台将信息推送到管理人员/住户的手机APP，第一时间了解门锁状况； 4. 管理人员/住户也可以随时通过手机APP或者云平台下发操作指令给门锁。 CD
二、硬件功能介绍 2.1 NBIOT智能门锁介绍 2.1.1产品展示 2.1.2移动双平台接入 门锁同时支持移动OneNET物联网平台和电信NBIOT平台的接入，可以灵活选择最合适的对接方式。 2.1.3蓝牙开锁 APP近场蓝牙开锁，保证开锁响应速度，有效规避NBIOT特性造成的通讯延时，门锁状态和密码下发通过NBIOT通讯，NBIOT技术与蓝牙技术相结合确保用户体验。 2.1.4指纹开锁 实现指纹开锁，操作APP通过引导在门锁上录入指纹，指纹识别速度快，识别率高，能够提供便捷、智能的安全保障。 2.1.5刷卡开锁 实现刷卡/身份证开锁，门卡采用兼容ISO14443-TypeA和TypeB的协议的
课程设计说明书 课程名称：数字电子技术课程设计 题目：电子密码锁 学生： 专业： 班级：
学号： 指导教师： 日期：年月日
电子密码锁 一、设计任务与要求 1.用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。 2.在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码，当输入的代码和控制电路 的代码一致是锁打开。 3.用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁 4.如5s未将锁打开，则电路自动复位进入自锁状态，并发报警信号。 二、方案设计与论证 1、用按键输入四位十进制数字，输入密码要存储。 2、比较输入密码和原始密码。当输入正确密码时，给出开锁信号，开锁信号用一个绿色指示灯表示，绿灯亮表示密码输入正确；如果输入密码不正确，用红灯表示。 3、锁的开关用红灯和绿灯表示，一次只能亮一盏。红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁。 4、设置倒计时电路和自锁电路。如果密码在5s未能输入正确则发出报警声，并且自锁电路。 5、设置密码设置开关，开关闭合后，允许设置密码，设置好密码后，打开此开关。 6、需要在输入密码开始时识别输入，并由此触发计时电路。 方案一用74LS147译码器来把按键输入转化为二进制。通过8片四位寄存器74LS194实现密码功能，其中四片用来存储预置密码，另四片则用来存储输
入的密码。当密码开始输入时开始计时，通过74LS192计数器实现计时功能；然后在密码输入期间，用74LS138数据选择器来选片存储。数据选择器的输入端又一个两位的二进制的加法计数器来控制，当键盘有按键输入时计数器就加1，当一个按键按完后会轮到下一个芯片存储。自锁功能利用74LS138来控制。通过四片74LS85芯片判断原始密码和输入密码是否相同，接着用指示灯来表示密码的输入正确与否，如果密码没有输入正确的话，则红灯亮，否则则绿灯亮。若是没在规定时间输入正确密码，则会发出警报信号（蜂鸣器响）。 方案二也用74LS147译码器来把按键输入转化为二进制。通过8片四位寄存器74LS175实现密码的存储问题。用四个双D触发器来组成一个位移控制器来控制74LS175的存储密码，当键盘有输入时双D触发器组成的位移寄存器的输出就会往右位移一位。计数器用555单稳态电路来计时。输入密码时，键盘有按键输入就开始计时，单稳态电路输出一个脉冲，等脉冲过后判断密码锁是否已解锁，若就没解锁则自锁电路。通过四片74LS85芯片判断原始密码和输入密码是否相同，接着用指示灯来表示密码的输入正确与否，如果密码没有输入正确的话，则红灯亮，否则则绿灯亮。若是没在规定时间输入正确密码，则会发出警报信号。 三、单元电路设计与参数计算 方案一和方案二对比，我选择了方案一。原因是：方案一中的倒计时单路方便显示，比较直观。而且方案一的总体思路是用一个数据总线和一个地址线来控制信号的输入存储，比起方案二更优秀。所以我选择了方案一。 1、按键输入和按键信号识别
摘要 在日常的生活和工作中，住宅与部门的安全防范、单位的文件档案及一些个人资料的保存多以加锁的方法解决。若使用传统的机械锁极不方便。随着科技的发展，智能电子锁应运而生。本系统由单片机系统AT89C51、外接矩阵键盘、6位LCD液晶显示数码管和声光报警器系统组成。系统能完成开锁、超时报警、超次锁定基本的密码锁的功能。除了上述基本功能外，还具有声光提示功能，依据实际的情况还可以添加遥控功能。本系统由于其安全性高、成本低、保密性高、使用灵活性好等优点，受到了广大用户的青睐。可广泛应用于宾馆、办公大楼和家庭等场所。 关键词智能电子锁/单片机/矩阵键盘 DESIGN OF THE INTELLIGENT ELECTRONIC LOCK BASED ON SINGLE CHIP DEVICE
ABSTRACT In daily life and work, the security of house and department, the document files of units and the saving of some personal data are mostly solved by lock. If you use the traditional mechanical locks, it is very inconvenient. With the development of technology, intelligent electronic lock is coming. The system consists of SCM system AT89C51, matrix keyboard, 6 digital LCD liquid crystal and sound and light alarm system. System can complete basic lock functions. Such as the lock, timeout alarm, super times lock. In addition to these basic functions, it also has sound and light tips and other functions. According to the actual situation, it can also add a remote control. The system is used by the majority of people because of its high safety, low cost, high security, flexibility and good use. It can be used in hotels, office buildings, home and so on. KEY WORDS intelligent electronic lock, single chip device, matrix keyboard 目录
自行车租赁系统设计方案 1.1.1系统概述 “公共自行车”就是在某个区域内（城市、大型景区、大学城、大型企业内等），隔一定距离规划出一些停放公共自行车的点（比如社区门口、校园门口、车站、码头、商圈、景点、公交对接处、地铁出口，公交换乘点等），每个租赁点放置一些自行车，供游客在一定时间内免费使用，利于低碳出行，全民健身，和城市畅通。 每辆自行车都是特制的，有自己的身份标签。通过公共自行车管理系统来管理自行车的租借。由于系统联网，所以在任何租赁点刷卡借车，可在其它任何不同的点刷卡还车。所有这些都通过“公共自行车租赁系统”来实时管理控制这些设备，实现管理这些租赁点每辆自行车的租借。系统完全实现无人化、智能化、全天候24小时服务游客。 1.1.2公共自行车系统原理 1.1. 2.1系统结构图
本系统采用集中控制、分布式管理的模式，由一个后台管理系统和若干自行车服务点组成。自行车服务点通过网络与后台管理系统相连接，自行车服务点将车辆信息、租还信息发送到后台管理系统，后台管理系统根据数据库信息向自行车服务点回复数据。本系统设计的一大特点是采用网络无关性设计，也就是本系统服务点与后台管理中心之间的网络由运营商根据当地实际网络环境来定，无论有线网络还是无线网络，无论是哪家电信运营商都可以使用。 1.1. 2.2自行车服务点结构图 自行车服务点结构分为两种方式。如下图所示 自行车服务点结构“方式一”图
自行车服务点结构“方式二”图 其中，方式一能够做到分级处理，先由工控机进行处理，然后再与后台联络，减轻服务器压力；方式二的优点是成本低，由局域网路由器实时向后台传输数据。 自行车服务系统由3部分组成，1个控制单元、若干锁止器和1个密钥系统。通过CAN总线与锁止器系统相连接，工控机负责交易逻辑的处理，脱机数据存储，卡片信息查询等功能，锁止器上送的卡片信息通过CAN总线传输到工控机，工控机根据卡片密钥体系的要求传送到密钥系统完成计算密钥。 技术亮点：自行车服务点系统具有两大技术亮点：CAN总线技术的使用，密钥系统的使用。 1.1. 2.2.1CAN总线 为了使本系统的工作效率达到最大，尽可能的提高用户卡的刷卡速度，系统采用的通讯模式为多对多，传统通讯模式不是点对点通讯就是广播式通讯，很难满足本系统的设计要求，针对本系统针对速度以及造价的要求，我们使用CAN总线解决，CAN总线的实现成本不高，而且能够实现多对多的通讯模式。 我们设计的CAN总线模块分两种，一种是安装在锁止器内部的CAN总线模块，还有一种是安装在工控机内部的CAN总线模块，在这两块CAN模块的配合之下系统能够使用CAN总线稳定的工作。 1.1. 2.2.2密钥系统 作为一个优秀的IC/ID卡系统，IC/ID卡的安全是必须要考虑的重要环节，作为IC/ID卡安全体系的重要环节就是IC/ID卡密钥系统。而且为了保证
智能锁方案指纹锁解决方案 智能锁是指区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。门禁系统中锁门的执行部件。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。 智能锁系统软件的应用和前景 智能密码锁软件采用51系列单片机汇编语言对智能监控器和电子锁具分别编程。智能监控器软件包括键盘扫描和LCD显示程序、蜂鸣器驱动程序、时钟修改和读取程序、数据通信与预处理程序、智能化分析程序及线路监测程序等模块。电子锁具软件包括键盘扫描与译码程序、LCD显示程序、通信程序、电磁执行器驱动及检测程序、传感器接口程序等模块。软件设计过程中采用模块化设计方法，便于程序的阅读、调试和改进。智能密码锁充分利用了51系统单片机软、硬件资源，引入了智能化分析功能，提高了系统的可靠性和安全性。通过在某型号保险柜安装使用，受到用户的欢迎。另外，智能密码锁在软、硬件方面稍加改动，便可构成智能化的分布式监控网络，实现
某一范围内的集中式监控管理，在金融、保险、军事重地及其它安全防范领域具有广泛的应用前景。 智能锁的三大解决方案 基于WIFI、GSM、蓝牙网络;目前基于WIFI、GSM网络或者蓝牙的智能门锁是国内外的主流选择。这也是目前智能门锁基础的解决方案。为了防止出现手机被盗刷或者被恶意攻破的情况，这些门锁选择依旧需要传统钥匙开锁，但钥匙具备智能芯片，每次开门都会通过微信、短信的方式提醒用户。与Yale Lock类似，某国产解决方案也采用了GSM数据网络的方式，因为GSM数据网络可以走加密路线，相比WIFI等方案更为安全。为了保证安全，该方案还拥有独立的后台与云端，能够与手机连接，帮助用户通过手机及时接受和随时查询家人进出门信息，并具备远程报警。基于指纹识别生物特征;指纹门锁的思路是利用人体生物特征指纹进行身份安全识别认证开门，凭借高科技的数字图像处理、生物识别及DSP算法等技术，成为符合现代安防要求的新一代门禁系统。目前，指纹锁已经广泛运用于政府机构、军事基地、银行、公寓等需要安全和隐私的场所。旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。过去运用在相关机密场所的指纹门锁如今随着部分厂商的技术攻关也逐渐运用在了普通人群的生活之中。人脸识别和虹膜识别;随着阿里巴巴、腾讯等在金融产品中使用人脸识别，这一技术将上升到一个新高度。数据显示，2012年我国人脸识别行业市场规模约16.7亿元，预计到2015年，我国人脸识别行业市场规模将达到
毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的电子密码锁设计
一、选题的依据及意义 （一）选题依据 随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把手护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这是制锁者长期以来研制的主题。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。相比传统的机械式钥匙开锁携带不方便、安全性能差等特点，电子密码锁易操作、功能低等优势，使其越来越成为市场上的主流产品。如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜。电子密码锁是由电子电路控制锁体的新型锁具，它采用触摸键盘方式输入开锁密码，操作方便。触摸式电子锁的输入部分采用触摸开关（键盘输入），其优势在于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，无活动零件，不会磨损，寿命长等优点。本设计采用单片机MCS51作为单片机的核心单元，设计了一款具有本机开锁，密码更改和报警功能的电子密码锁。即简单又适用。根据单片机技术及相关原理,设计出一款以单片机为控制核心并融合了红外线技术的新型密码锁。该锁结合电子密码和光控的技术优势,摆脱了老式机械锁难更换,易损坏以及电子锁安全性不高的缺点,是一类极具发展前景新型锁。 （二）选题意义 在科学技术不断发展的今天，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用也日趋重要。针对平常锁具给人们带来的不便，若使用机械式钥匙开锁，则结构简单，安全性不好。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生，电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。它的出现为人们的生活带来了很大的方便，有很广阔的市场前景，相信随着社会的进一步发展，它的方便，安全，实用，小巧，精致的特点会越来越得到人们的喜爱，是人们居家旅行必备之品。促进加深单片机原理及应用知识的掌握。促进加深数电、模电知识的掌握。熟悉单片机程序设计语言。熟悉PROTEL环境下设计一个单片机设计系统的方法，并熟练掌握KEIL和PROTEL联调技术。促进电子密码锁知识的普及和发展。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） （一）国外研究 早在80年代，日本产生了最早的电子密码锁。随着日本的经济复苏，电子行业的快速发展，一些利用简单的门电路设计的密码锁出现了。这类的电路安全性差、容易破解，到了90年代，英国、意大利、德国、日本、加拿大、韩国以及我国的台湾、香港等地的微电子技术的进步和通信技术的发展为密码锁提供了技术上的基础，从而推动密码锁走向实际应用的阶段。采用AT24C02为掉电存储器的芯片，这种芯片稳定性高，成本低，还能扩展很多功能。加红外探测技术，指纹识别技术，语音识别技术，图像识别技术等。这些扩展的技术
河南理工大学万方科技学院课程设计报告 2015— 2016学年第一学期 课程名称单片机原理及应用 设计题目电子密码锁设计 学生姓名杨会毫 学号 1516353019 专业班级计算机15升 指导教师苏百顺 2016 年1 月5 日
摘要 近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展。人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而不法分子也是越来越多，原因在于大部分人防盗意识还不够强，造成偷盗现象屡见不鲜。越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。因此，出于安全方便等方面的需求，电子密码锁相继问世。 本设计是以单片机AT89S51为主控芯片，并结合外围液晶显示LCD1602、存储芯片AT24C02、红外遥控HS0038，以及键盘输入、复位、电源等电路组合而成。系统能够完成开锁、报警、修改密码等基本功能，还能够通过红外来控制单片机的开锁，以及掉电储存密码的功能。整个设计在Keil开发环境下，用C 语言编写主控芯片的控制程序来实现具有多功能的电子密码锁。 关键词：密码锁AT89S51 储存显示红外
目录 摘要......................................................................................................................... I 引言.. (1) 1 概述 (2) 1.1 课题背景和意义 (2) 1.2电子密码锁的发展趋势 (2) 2 系统总体设计思路 (3) 2.1 系统设计要求 (3) 2.2系统设计方案 (3) 3 系统硬件设计与实现 (4) 3.1主控芯片AT89S51 (4) 3.2 存储模块AT24C02 (7) 3.3红外模块HS0038 (9) 3.4 显示模块LCD1602 (10) 3.5 电源电路模块 (11) 3.6 键盘输入模块 (12) 3.7 报警电路 (13) 3.8 开锁电路 (13) 3.9 复位电路 (14) 3.10串行通信电路 (14) 3.11 系统整体原理图 (16) 4系统软件设计 (17) 4.1 主程序设计 (17) 4.2键值判断设计 (18) 4.3开锁设计 (19)
智能停车系统设计方案
目录 1. 引言 (1) 1.1 背景 (1) 1.2 智能停车系统定义 (1) 2. 系统开发设计概述 (2) 3. 智能停车系统分析 (2) 3.1系统设计的基本思路 (2) 3.2 可行性分析 (3) 3.3 需求分析 (3) 3.4 发展趋势分析 (4) 4. 智能停车系统设计 (5) 4.1 单片机软件设计 (5) 4.1.1 红外传感器检测 (5) 4.1.2 无线模块软件设计 (7) 4.2 上位机显示程序软件设计 (8) 4.2.1 串行通信函数模块 (8) 4.2.2 图像显示模块 (9) 4.2.3 附加功能模块 (10) 5. 结论 (11) 6. 参考文献 (11)
1.引言 1.1 背景 随着经济的发展，人民生活水平的提升，汽车市场的繁荣引发了停车难题。据统计，“全国机动车与停车位之比例约为3：1”。经济发达的大中城市这一比例则更高，停车场建设已成为城市发展所面临的大问题。根据我国机动车数量与停车位之比，以及国外发达国家停车产业的发展来看，停车难问题催生出了一个巨大的智能停车场管理设备市场。 新型的车位引导系统作为停车场管理系统的有力补充，从而形成了智能化更高的停车场管理系统。车位引导系统能够对进出停车场的车辆进行有效引导和管理。本系统实现的主要功能是引导人们更加方便快捷地停车，使停车场车位管理更加规范、有序，并且进一步提高停车场车位利用率。 “智能停车引导系统”在国外已得到了广泛应用，但是在国内只有较少大型停车场有类似的车位引导系统，因此本设计也有一定的实际意义。 1.2 智能停车系统定义 智能停车引导系统是为了对停车场车位状态进行判断，然后对停车场达到智能管理作用而设计的系统。停车场车位引导系统主要用于大中型停车场，其工作原理是通过一定1的车位检测技术进行检测车位，从而判断出车位有无停放车辆，然后将各个车位停车情况通过一定的通信方式与控制计算机相连，控制计算机经过数据处理，将引导信号传给引导指示器，引导司机快速将汽车驶入空位。停车场车位引导系统不但能够提高了停车场的使用率，使停车场管理更加便捷，还降低了大中型停车场的经营成本，大大提高了停车场的社会效益和经济效益。 从上面的信息我们可以清晰的看出：“智能停车引导系统”是一个应用于停车场，通过车位检测模块检测数据，经过数据处理模块处理数据，并在引导指示模块显示信息的智能化系统。
密码锁设计方案 第1章绪论 1.1课题背景 密码锁是锁的一种，开启时用的是一系列的数字或符号。密码锁的密码通常都只是排列而非真正的组合。部分密码锁只使用一个转盘，把锁内的数个碟片或凸轮转动；亦有些密码锁是转动一组数个刻有数字的拨轮圈，直接带动锁内部的机械。 此单片机设计（密码锁）是一种能防止多次探密码的基于单片机的密码锁设计方案，给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时给出了单片机型号的选择，硬件设计，软件流程图，汇编语言源程序等内容。密码锁应用非常广泛，如生活中的密码箱等；到取款机取款时插入卡后要输入个人设定的密码；银行里的密码柜，再比如核武器在发射时也有密码的等等。 很多行业的许多地方都需要密码锁，但普通密码锁的密码容易被多次试探而破译。我们的设计给出了一种能防止多次试探密码的密码锁设计方法，利用单片机控制。因为单片机不但具有体积小，成本低，控制灵活，便于产品化等特点，而且单片机具有新的发展，具体主要体现在单片机片内资源越丰富，用它构成的单片机控制系统的硬件开销就会越少，产品的体积和可靠性就会越高，所以，使用单片机系统控制密码锁，体积小，成本低，控制灵活，便于产品化，可以防止多次试探，从而有效地克服了上述缺点。 1.2本设计课题的研究现状 随着电子技术的发展单片机功能的增强，出现了带微处理器的智能密码锁，它除了具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性。目前发达国家已经大规模地应用智能门禁系统，可以通过多种更加安全，更加可靠的方法来实现大门的管理。但电子密码锁在我国的应用还不广泛，主要出现在保险柜、密码箱、高级宾馆等场所，家居用的较少，究其原因，我认为有以下几点： （1）价格原因 （2）厂商的推广力度不够。
《嵌入式系统》课程设计报告 题目 院系：机电学院 学生姓名：任 专业： 班级： 1 1 1 指导教师： 完成时间：2014-10-17
目录 1 系统总体方案设计 0 2 硬件电路设计 (2) 2.1 键盘电路设计 (2) 2.2 LCD1206显示电路 (3) 2.3 响应电路 (5) 3 软件设计 (6) 3.1软件设计思路 (5) 3.2 子程序 (6) 4 系统调试 (9) 5 心得体会 (10) 6 参考文献 (11) 附录 (12) (1)源程序 (12) (2)硬件原理图 (15)
摘要：随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。 关键词：4×4矩阵键盘；stm32；密码锁；LCD1602
1 系统总体方案设计 1.1采用数字电路控制 其原理方框图如图1－1所示。 图1.1 数字密码锁电路方案 密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、键盘输入次数锁定电路。 1.2 采用一种是用以stm32为核心的控制方案 利用其灵活的编程设计及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理如图1.2所示。 图1.2 stm32控制方案
指纹密码锁的设计开发 近年来,随着科技的发展,人民的生活水平不断地提高,对安全方面的需求也越来越高了。门锁作为我们一个重要的安全保障,也越来越受重视。 原来的机械锁,因其易复制、钥匙笨重、易遗失等缺点,已经不能满足安全便利的需求。本文设计开发了一种指纹密码锁,具有操作便捷、安全可靠和用户权限分级的特点。 本文从结构、硬件电路、控制软件等方面进行了系统的阐述,通过测试,实验锁能够实现设计目标。首先对指纹密码锁结构系统进行了研究。 指纹密码防盗锁控制方案的设计思路是通过程序来验证用户录入的指纹或输入的密码是否有效,从而实现开锁的目的。指纹密码锁的核心就是指纹传感器,对此本文提出了两种方案。 方案一选用电容式半导体传感器,虽然它有体积小巧、图像质量优、自适应各种指纹等优点,但是它有易磨损、结构设计复杂、价格较高等缺点。方案二采用光学式指纹传感器,它能解决电容式半导体传感器的一些缺点,且价格较低,故最终选择光学式指纹传感器,型号为ZFM708SA50H。 另一个核心触摸芯片方面,选择MPR121触摸芯片。另外,本文还对电源模块、显示模块、语音模块、电机驱动模块、时钟模块、存储模块、控制单元模块和触摸显示灯模块进行了分析,并确定设计方案。 其次,开发了指纹密码锁的硬件电路和软件系统。硬件电路设计主要包括:电源电路、单片机最小系统电路、指纹电路、触摸电路、电源电压检测电路、时钟电路、语音电路、数据存储电路、LED显示电路、触摸指示灯电路和电机驱动电路。
软件系统开发则实现了以下功能:系统上电初始化功能、低功耗唤醒处理功能、设置键唤醒处理功能、语音唤醒功能、指纹唤醒处理功能、触摸唤醒处理功能和系统菜单管理功能。最后,对开发设计的指纹密码锁进行了实物测试。 测试结果表明,设计的指纹密码锁完全达到了设计目标,指纹密码锁硬件性能良好、工作稳定可靠,软件系统稳定、指纹识别良好。设计的密码锁成功完成各项指标,可以正式投入生产使用。
C 智能小车设计报告 摘要 本设计为实现两车交替超车领跑的功能，采用STC89C52单片机为控制核心，通过L298驱动电机转动完成小车，通过红外传感器ST188来检测路面黑线，完成小车在行车道上的各种正常行驶，通过光电开关避免两车相撞，从而实现两小车交替超车领跑的功能，并通过按键设置控制小车行驶状态，其中红外传感器和光电开关在小车上的放置情况，保证了小车的寻黑线和避障碍的完成。 关键词：STC89C52、L298、红外传感器ST188、光电开关 1 方案设计与论证 1.1设计要求 本系统要求两辆小车分别在行车道正常行驶一圈；甲乙两车按题目要求的所示位置同时起动，乙车通过超车标志线后在超车区实现超车功能，并先 于甲车到达终点，则两车前后位置交替，继续做下一圈的超车领跑。 1.2各部分方案论述 1.2.1 控制模块 采用STC89C52RC单片机，实现小车的智能控制，其中工作电压5V，8K 字节ROM,512字节RAM,通用I/O 口32个，3个定时器/计数器。 1.2.2电源模块 采用9V锂电池，经稳压电路到工作电压5V. 1.2.3 直流电机驱动模块 方案一：采用分立元件组成的平衡式驱动电路，这种电路可以由单片机直接对其进行操作，但由于分立元件占用的空间比较大，还要配上两个继电器，考虑到小车的空间问题，此方案不够理想。 方案二：采用L298N驱动直流电机，基于L298N芯片的PWM控制系统模块，让电机具有调速的功能，小车便可以完成调速速、转向功能。则需按此方案较好。 1.2.4 调速模块方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压来调速。
但电阻 网络只能实现有级调速，而且数字电阻的元器件价格比较昂贵。尤其是所使 用的电动机电阻很小，但电流很大，分压不仅会降低效率，实现也很困难。 方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调节。此方案电路较简单，但继电器的响应时间有限，机械结构易损坏，寿命不长，可靠性也不太好。 方案三：采用脉冲宽度调制电路。用单片机控制信号的高低电平时间完成调速，用对两个信号的不同控制完成电机的转向和起停的控制。这种电路由于工作在管子的饱和截止状态下，效率非常高，经实验发现，此方法调速简单可行，方便可靠。 基于上述理论分析，拟选择方案三。 1.2.5避障模块 方案一：采用超声波测距。超声波传感器测距时有足够的精度，可以达到1cm的近距离，对远距离也有较快的响应信号。但是，本题目的要求是绕过障碍物，这就要求小车在较远距离时即做出绕障的反应，因此没有必要采用精确近距的超声波传感器。 方案二：采用光电开关e18d8Onk。本设计采用的光电开关有效距离为可达到45cm, 所有能反射光线的物体均可被检测，所以小车前方只要有障碍，马上就可以检测到，且没有电路简单，便于操作，所以拟采用此方案。 1.2.6 黑带检测模块 方案一：采用发光二级管，用光敏二极管接受。由于光敏二极管受可见光的影响较大，稳定性差。 方案二：采用反射式红外光电传感器（ST188>,利用红外线发射管发射红外线，红外线二极管进行接收，采用红外线发射，外面可见光对接收信号的影响较小，再用电压比较器对信号进行调整。本方案也易于实现，较可靠，因此采用。 2 理论分析与计算 2.1黑带检测原理 利用光的反射原理，当光线照射在白纸上，反射量比较大，反之照在黑线上对光吸收，反射回去的量比较少，这样就可以利用红外发光二极管与接收端来判断黑线的位置，当遇到黑线时候，经过LM339比较器输出高电平，反之遇到白线为低电平。 2.2 超车原理利用光电开关判断两车之间的相对位置，也可以认为是一辆车是另一辆车的 “障碍物”，即当一辆小车在在另一辆小车光电开光的检测范围内时候，让小车
湖南学院 课程设计 课程名称 课题名称电子密码锁设计 专业测控技术与仪器 班级测控 学号 姓名 指导教师 年月日
湖南学院 课程设计任务书 课程名称 课题电子密码锁设计 专业班级测控 学生姓名 学号 指导老师 审批 任务书下达日期年月日 任务完成日期年月日
设计内容与设计要求 设计内容： 1、密码的设定，此密码是固定在程序存储器ROM中，假设预设的 密码为“12345”共5位密码。 2、密码的输入：采用两个按键来完成密码的输入，其中一个按 键为功能键，另一个按键为数字键。在密码都已经输入完毕并 且确认功能键之后，才能完成密码的输入过程。然后进入密码 的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。 3、按键禁止功能：初始化时，允许按键输入密码，当有按键按下 并开始进入按键识别状态时，按键禁止功能被激活，但启动的 状态是在3次密码输入不正确的情况下发生的。 设计要求： 1、设计方案要合理、正确； 2、系统硬件设计及焊接制作； 3、系统软件设计及调试； 4、系统联调； 5、写出设计报告。
主要设计条件 1、MCS-51单片机实验操作台1台； 2、PC机及单片机调试软件； 3、单片机应用系统板1套； 4、制作工具1套； 5、系统设计所需的元器件。 说明书格式 1.封面 2.课程设计任务书 3.目录 4.系统总体方案设计 5.系统硬件设计 6.软件设计（包括流程图） 7.系统的安装调试说明 8、总结 9、参考文献 10、附录（源程序清单及硬件原理图等）； 11、课程设计成绩评分表。
进度安排 设计时间为两周 第一周 星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍 下午：借阅有关资料，总体方案讨论 星期二、确定总体设计方案 星期三、硬件模块方案设计 星期四、软件模块方案设计 星期五、设计及调试 第二周 星期一、设计及调试 星期二、设计及调试 星期三、总调 星期四、写说明书 星期五、上午：写说明书，整理资料 下午：交设计资料，答辩 参考文献 [1]、《微型计算机原理及应用》许立梓编机械工业出版社 2002 [2]、《微型计算机接口技术及应用》刘乐善编华中理工大学出版社 2000 [3]、《计算机硬件技术基础试验教程》邹逢兴编高等教育出版社 2000 [4]、《16位微型计算机原理接口及其应用》周佩玲编中国科学技术大学出版 社2000 [5]、《微型计算机原理与接口技术》吴秀清编中国科学技术出版社 2001 [6]、《微型计算机接口技术》邓亚平编清华大学出版社 2001 [7]、《单片机原理及及应用》王迎旭编机械工业出版社 2001 [8]、《单片机应用程序设计技术》周航慈著北京航空航天大学出版社 2002 [9]、《单片机实用技术问答》谢宜仁主编人民邮电出版社 2002
智能小车系统项目设 计方案 第一章引言 1.1 智能车研究背景 1.1.1发展历史 智能小车系统是迷你版的智能汽车，二者在信息提取，信息处理，控制策略及系统搭建上有很多相似之处，可以说智能小车系统将为智能汽车提供很好的试验和技术平台，从而推动智能汽车的发展。 智能汽车是未来汽车的发展方向，将在减少交通事故、发展自动化技术、提高舒适性等许多方面发挥很重要的作用；同时智能汽车是一个集通信技术，计算机技术，自动控制，信息融合技术，传感器技术等于一身的行业，它的发展势必促进其他行业的发展，在一定程度上代表一个国家在自动化智能方面的水平[1]。汽车在走过的100多年的历史中，从没停止过智能化的步伐，进入20世纪90年代以来，随着汽车市场竞争激烈程度的日益加剧和智能运输系统（ITS）的兴起，国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门，一大批有实力有远见的大公司、大学和研究机构开展了这方面的研究。很多美国、日本和欧洲等国家都十分重视并积极发展智能车系统，并进行了相关实验，取得了很多成就。我国的相关研究也已经开展，清华大学成立了国最早的研究智能汽车和智能交通的汽车研究所，在汽车导航、主动避撞、车载微机等方面进行了广泛而深入的研究，2000年智能交通系统进入实质性实施阶段，国防科大研制出第四代无人驾驶汽车，西北工业大学、交通大学、大学等也展开了相关研究。这一新兴学科正在吸引越来越多的研究机构和学者投入其中。
1.1.2 智能车的应用前景 智能车系统有着极为广泛的应用前景。结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适应巡航并把车开得又快又稳、安全可靠；汽车夜间行驶时，如果装上红外摄像头，就能实现夜晚汽车的安全辅助驾驶；此外，智能车系统还可以工作在仓库、码头、工厂或危险、有毒、有害的工作环境里，并能担当起无人值守的巡逻监视、物料的运输、消防灭火等任务。在普通家庭轿车消费中，智能车的研发也是很有价值的，比如雾天能见度差，人工驾驶经常发生碰撞，如果用上这种设备，激光雷达会自动探测前方的障碍物，电脑会控制车辆自动停下来，撞车就不会发生了。 1.2智能汽车大赛介绍 公司开发嵌入式解决方案的历史可追溯到50多年前，现在，已发展成为在20多个国家设有业务机构，拥有 20,000多名员工的实力强大的独立企业。 公司专门为汽车、消费电子、工业品、网络和无线应用提供“大脑”。他们无比丰富的电源管理解决方案、微处理器、微控制器、传感器、射频半导体、模块与混合信号电路及软件技术已嵌入在全球使用的各种产品中。并拥有雄厚的知识产权，其中包括6,200 多项专利。 为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。 该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定围的标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽