基于AT89C52单片机实现IC卡与键盘密码输入两种方法来开门的门禁系统设计
摘要：本课题主要是以AT89C52为核心，辅以非接触式IC卡读取模块、LCD液晶显示模块和键盘输入模块等，实现IC卡与键盘密码输入两种方法来开门的门禁系统。本次设计从设计方案、硬件设计和软件设计等方面逐一介绍智能防盗系统，从而呈现本产品的整体感观度和实用性。
关键词：智能防盗系统设计；AT89C52单片机；键盘输入；IC卡；软件设计；硬件设计。
Intelligent Anti-theft System
Abstract:The main topic is at the core AT89C52, supplemented by non-contact IC card reading module, LCD liquid crystal display module and keyboard input module, to achieve the access control system of the IC card and keyboard password input to open the door.This design introduces the intelligent anti-theft system one by one from aspects of design scheme, hardware design and software design, thus presenting the overall sense and practicality of the product.
Keywords:Intelligent anti-theft system design; AT89C52 microcontroller; Keyboard input;IC card;Software design; Hardware design;.
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内、国外发展的情况 1
1.3 设计的目的和意义 2
1.4设计所要达到的目标 2
第二章 智能防盗系统的总体设计 3
2.1 智能防盗系统的整体方案的设计思路 3
2.2 智能防盗系统的组成结构 4
2.3智能防盗系统实现的功能 4
第三章 智能防盗系统的硬件设计 4
3.1智能防盗系统运用主要元器件的介绍 5
3.1.1 AT89C51的介绍 5
3.2控制器的介绍 7
3.3显示模块的介绍 8
3.3.1 LCD1602液晶显示模块 8
3.3.2 灯光报警显示模块 10
3.4 4×4矩阵键盘的介绍 10
3.5 射频卡与读写器的介绍 11
3.5.1 射频卡 11
3.5.2 读写器的介绍 11
3.6 继电器的介绍 12
3.7 电源模块的介绍 12
3.8 存储模块的介绍 13
第四章 智能防盗系统的软件设计 14
4.1软件开发程序 14
4.2 整体系统程序设计流程图 14
4.3 键盘程序设计流程图 15
4.4 读卡程序设计流程图 15
第五章 智能防盗系统的调试 16
5.1 硬件调试 16
5.2 软件调试 17
5.3 调试的注意事项 17
第六章 总结与展望 18
第七章 小结并致谢 18
参考文献 19
附录：程序主函数 20
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
时代在渐进，社会在成长。在科技日新月异的今天，传统工艺也有了很大的发展，在电子产品泛滥的今天，人们生活中离不开的铁锁已经被人们逐渐换为了电子锁。随着传统的家用防盗锁与小偷的多次碰撞，人们的目光也慢慢的转向了电子锁已。与传统的防盗锁相比，电子锁更加安全、方便、时尚，并且更加符合于当下年轻人的品味。而且我相信随着科技的不断进步智能防盗系统一定会是家庭中枢人工智能的首选子系统，科技改变未来，而未来就在我们眼前。
“互联网+”的社会热潮推进着社会的发展脚步，越来越多的智能化产品走入人们的视野。而智能防盗作为一款涉及财产安全的新兴产品，当然也备受关注。尽管市面上有一款有一款的新产品出现，但还是有很多人保持着观望的态度。我所做的就是就是让人们了解并放心的使用并且提供更多宝贵的意见去完善这款产品，并且向着多元化的方向不断求索。因此选择此课题就是为了在通向未来的道路上迈出一小步，从而更近一步，所以设计了一个基于51单片机的智能防盗系统，来打下一个坚实的地基。
1.2 国内外发展的情况
智能电子密码锁出现在1930年左右，国外那些发达国家接触的相对较早一点。即使在国外电子密码锁的起步也用了50年之久，在国外发达国家和我国的共同的不懈努力下，大概在2000年智能电子密码才有了一个小的跨越式的发展，也在之后渐渐的出现了各种各样的电子密码锁。我国在1900年左右开始了对电子密探究，到2000年左右我国的电子锁水平才处于国际1970年代左右，当时很多人使用的是键盘式电子密码锁。经过了十几年的发展，逐渐出现了非触摸式IC卡密码锁、指纹密码锁、虹膜密码锁等等适应当前科技时代的安全等级更高的新式密码锁。这些先进的安全产品大都被应用在小区门禁、公司门禁、家庭防盗门、密码箱和运钞车等一些比较重要的地方。
从我国目前的市场看，国内还有80%的消费者从未听说过电子门锁。市场内大多从事低端产品,而且模仿居多，缺少自己设计创作的产品以及高端市场的产品。消费者多使用IC卡式门禁与指纹锁，还具有很大的市场空间，足以让本行业有一个广阔的前景。
从国外市场来看，由于占尽先机，所以在这方面的发展要高出国内不少，发达国家之中早已经形成了围绕电子密码锁为中心的紧密的利益产业链。但相对的，他们的产品在各大平台的售价也比国内高出不少，使用人群大部分都是社会高层、大型企业、国家相关事业等，缺少私人客户。在未来的发展中，不论是国内还是国外都会在本产品的性能、实用性、更少的成本等方面作为主要的发展方向。
1.3 设计的目的和意义
在信息飞速发展的今天，电子行业已经是一股巨大的力量，在这股力量的牵动下，人们的生活无处不在发生着改变。在迄今为止的发展中，智能防盗的发展也不容小觑，智能电子防盗锁得到了很大的普及，有着跨越式的发展。智能防盗系统最主要的技术就是自动识别技术，此技术再结合了无线通讯等技术，使得智能防盗系统的发展更加全面，也更加具有人性化，这也是人们愿意体验的原因之一。
在黑科技频频出现的今天，很多的人都能选择接受这款用来保证自己人生与财产安全的智能电子防盗设备。有需要就会有要求，在电子防盗锁的发展前期，根据人们的需求，出现的更多的是接触式IC卡，但随着时间的考验，接触式IC卡的使用寿命也受到了许多人的质疑。在此前提的推动之下，非接触式射频IC卡的出现成为了必然，此时也是一个绝佳的出场时机。非接触式IC卡的出现就受到了许多人的追捧，它相较于接触式IC卡在针对磨损度和寿命这两方面有着很大的优势，渐渐的接触式IC卡也就自然而然的淡出了人们的视线。在这时非接触式IC卡已经迅速占领了大部分市场，并且应用到了各个领域。
1.4设计所要达到的目标
现如今，人们在适应如此快节奏社会的的同时，也对自己的家有了很高的要求。家是一个永远的港湾，不仅要温暖、舒适，而且要有很高的安全性。安全已经是现在这个时代买新房的必须具备的条件之一，除了便利的交通和宜人的环境，更多的则是小区物业的安全管理方面了，现在每个小区几乎都有智能门禁系统、视屏监控、网络通信、来访人员登记等等措施。每个单元也有智能IC卡识别、键盘输入密码、住户通信等多种方式来确保安全的生活环境，当然也有人早已在自己家也装了智能电子防盗锁，从而满足了人们自己对当代生活中防盗的要求，使得在小区中居住的每一位用户得到安全的保障。
此次课题所研究的项目为智能防盗系统，是为了在智能防盗广泛运用的今天，给人们一个安全舒适的居住环境。有所需求就有所供给，本项目就是根据人们心中的需求从而完成一个可以供大多数人所认可的智能防盗产品。解决人们在安全方面的顾虑，打造一个“天下无贼”的理想化家园。本产品采用刷非接触IC卡与密码键盘输入两种方法的输入模式，防止IC卡丢失或传感器故障等造成住户无法开门的事故的发生。
第二章 智能防盗系统的总体设计
2.1 智能防盗系统的整体方案的设计思路
本次设计将采取非接触IC卡式和密码键盘输入式两种输入方式，通过无线信号传输的方式，经过单片机的验证无误后，以弱电控制强电从而控制继电器开门，有误的话经液晶提醒Error，从而实现防盗的要求。
1、信息输入部分
（1）刷卡部分
刷卡方式主要有接触式和非接触式两种，非接触方式IC卡又称射频IC卡。相较于其他的芯片卡、条码卡等，射频IC卡是由芯片与天线组成，有可读写、容量大、有加密功能、数据可记录、使用方便、成本低、携带方便、读写速率快、防水的优点，更加符合大众的选择。
（2）密码输入部分
键盘密码输入采取4*4矩阵键盘输入，刚开始的原始密码为6位。键盘分别是0~9、*、#、A、B、C、D共16位，满足用户加密、改密、基本操作等。
2、信息传输部分
读写器与IC卡之间的无线信号传输主要有两种方式，一种电感耦合方式，另一种是电磁反向散射式，它们采用的频率不同，工作的原理也不相同。
（1）电感耦合式：操纵空间高频交变磁场发生耦合现象从而传递信息，常用频率13.56MHz。
（2）电磁反向散射式：利用雷达原理，根据电磁波的空间传播的规律，传递所需要的信息。
本次采用电感耦合的方式来传输无线信号，当电子标签从读写器中获得能量时，携带所需信息返回。当电子标签接近读写器时，电子标签则可以获得所需的能量。
2.2 智能防盗系统的组成结构
智能防盗系统由以下几个基本结构组成：
1、AT89C52单片机系统核心。
2、读卡器输入设备。
3、系统软件控制整个系统。
4、IC卡是人员进入的重要凭证。
5、遗忘或丢失IC卡时，可在键盘输入密码开门。
6、显示屏是提醒人们卡或密码的输入正确与否。
2.3智能防盗系统实现的功能
现在几乎很多地方都用到了非接触式IC卡防盗系统，人们对它的认知度也有了一定的水平。而后将会随着人们的需求，去不断的完善和修改这种产品，当前的本产品需要完成以下功
1、用户设置好原始密码，然后将设置好的密码储存在单片机中。
2、非接触式IC卡具有授权的作用。
3、当IC卡接近读卡器时，经过授权的IC卡，显示器就提醒“Welcome”并且通过继电器控制开门，若是刷未授权的IC卡，显示器则提醒“Error”，继电器也就不工作。
4、遗忘或丢失IC卡时，可直接采用键盘输入密码的方式进门。密码的正确与否，显示器和继电器的工作与读卡时一样。
5、具有上位机保存数据功能。
非接触式IC卡代替了传统的家用门锁，更加提高了居家安全性，还记录了出入信息，可提供用户查看。有IC卡与键盘双输入的进门方式，也更加的方便可行。
参考文献
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