CN103383788B - 一种智能门禁系统 - Google Patents
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Abstract
一种智能门禁系统，系统硬件部分包括微处理器(100)、热释红外传感器模块(101)、温湿度传感器模块(102)、指纹模块(103)、按键模块(104)、红外遥控器和接收模块(105)、步进电机及其驱动模块(106)、液晶显示模块(107)、稳压电源模块(108)以及蜂鸣器模块(109)；系统软件部分包括：主程序、热释红外温度检测程序、指纹识别与处理程序、按键识别与处理程序、红外遥控识别与处理程序、温湿度采集与处理程序、液晶显示程序；本发明可以对指纹与密码并行识别,拥有独立的温湿度信息显示以及报警功能，提高了门禁系统的安全性和智能性。
Description
技术领域
本文涉及一种门禁系统，特别涉及一种智能门禁控制系统。
背景技术
传统门禁装置通过钥匙开锁的方式保障住户居住安全。钥匙易丢失、易被仿造，使住户室内安全存在一定隐患。现存智能门禁系统大多采用生物识别技术或自动感应技术，无需住户管理钥匙，给住户的生活带来很大方便，但同时也导致一些住户出现了忘记锁门、密码外泄的问题，并且这种门禁系统开锁方式单一，未提供备用开锁方案，会导致失效解锁现象的出现，造成住户由于此开锁方式失效而无法进入住所的困境。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明设计一种对指纹与密码并行识别的智能门禁系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种智能门禁系统，系统硬件部分包括微处理器、热释红外传感器模块、温湿度传感器模块、指纹模块、按键模块、红外遥控器和接收模块、步进电机及其驱动模块、液晶显示模块、稳压电源模块以及蜂鸣器模块；系统软件部分包括：主程序、热释红外温度检测程序、指纹识别与处理程序、按键识别与处理程序、红外遥控识别与处理程序、温湿度采集与处理程序、液晶显示程序；
控制方法包括以下步骤：
A、热释红外传感器模块检测到人体温度信号，系统进入工作状态，微处理器调用温湿度采集与处理程序和液晶显示程序，温度和湿度信息将在液晶显示模块上实时显示；
A1、操作者选择解锁类型：若操作者选择输入指纹信息方式解锁，进入步骤B；若操作者选择按键输入密码方式解锁，进入步骤C；若操作者选择红外遥控输入密码方式解锁，进入步骤D；
B、操作者应用指纹模块扫描指纹，指纹模块将进行指纹信息采集，微处理器调用指纹识别与处理程序，比对操作者指纹信息是否与预置信息一致，若操作者指纹信息与预置信息一致，则进入步骤E；否则进入步骤F；
C、操作者应用按键模块输入密码，微处理器调用按键识别与处理程序，比对操作者输入的密码是否与预置密码一致，若操作者输入的密码与预置密码一致，则进入步骤E；否则进入步骤F；
D、操作者应用红外遥控器和接收模块输入密码，微处理器调用红外遥控识别与处理程序，比对红外遥控器和接收模块接收到的操作者通过红外遥控器发出的密码信息，是否与预置密码信息一致，若操作者发出的密码信息与预置信息一致，则进入步骤E；否则进入步骤F；
E、电控锁打开，步进电机及其驱动模块动作，步进电机动作带动门打开，操作者可以进入室内；
E1、微处理器调用液晶显示程序，液晶显示模块显示门处于打开状态；
E2、热释红外传感器模块检测人体温度信号，直至判定操作者进入室内，步进电机动作带动门关合，电控锁上锁；
E3、微处理器调用液晶显示程序，液晶显示模块显示门处于关合状态；
F、微处理器调用液晶显示程序，液晶显示模块显示错误信息；操作者可以选择结束操作，则转入步骤A；若操作者选择继续输入，则转入步骤A1。
所述微处理器用于输入采集信号、完成系统控制功能，其分别与热释红外传感器模块、温湿度传感器模块、指纹模块、按键模块、红外遥控器和接收模块、步进电机及其驱动模块、液晶显示模块、稳压电源模块以及蜂鸣器模块连接；所述热释红外传感器模块，用于采集人体温度信号；所述温湿度传感器模块，用于采集环境的实时温度和湿度信号；所述指纹模块，用于采集操作者指纹信息；所述按键模块与红外遥控器和接收模块，用于输入开锁密码信息；所述步进电机及其驱动模块，用于控制门的开启与关闭；所述液晶显示模块，用于显示温湿度和开关状态信息；所述稳压电源模块，用于给微处理器和其它各模块供电；所述蜂鸣器模块，用于输入错误指纹或密码次数超限报警。
所述主程序，用于调用各子程序，完成系统控制功能；所述热释红外温度检测程序，用于输入热释红外传感器模块采集的温度信号至微处理器，判断信号采集范围内是否有人存在；所述温湿度采集与处理程序，用于输入温湿度传感器模块采集的温湿度信号至微处理器，运算处理为可供显示的温湿度数据并存储；所述指纹识别与处理程序，用于输入指纹模块采集的操作者指纹信息至微处理器，判定操作者指纹是否具有开锁权利，并根据其判定结果控制步进电机驱动需求；所述按键识别与处理程序和红外遥控识别与处理程序，用于输入按键模块或红外遥控器和接收模块采集的开锁密码信息至微处理器，判定操作者输入的密码信息是否与预置值一致，并根据其判定结果控制步进电机驱动需求，判断密码输入错误次数是否达到报警上限，并根据其判断结果控制蜂鸣器模块驱动需求；所述液晶显示程序，用于将存储区存储的温湿度数据和门的开关状态信息输出显示。
本发明所述的微处理器采用STC89C52单片机；所述的热释红外传感器模块的型号为CH-SR501；所述的温湿度传感器模块的型号为DHT11；所述的指纹模块采用乙木X3系列；所述的红外遥控器和接收模块采用WD612作为红外遥控器的处理芯片，接收单元型号为1838B；所述的步进电机及其驱动模块的驱动芯片型号为ULN2003;所述的液晶显示模块型号为LCD1602；所述的稳压电源模块采用LM7805芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明应用指纹识别和密码识别技术解除门禁，解决了使用传统门禁装置需要管理钥匙的难题，给用户出行带来了极大便利，同时也消除了由于钥匙丢失、被仿造而出现的门禁安全隐患；
本发明采用热释红外传感器模块，实时监测存在信号，在检测到解除门禁，有进入或离开的信号后，系统自动将门关合，上锁，消除了部分住户因为忘记锁门而导致的安全隐患；
本发明采用红外遥控与接收技术远程控制门的开关状态，延伸了可控范围，在无法近距离操作门禁系统时，受邀者无需被告知密码仍可以进入室内，解决了现存门禁系统密码易外泄的问题；
本发明平行应用指纹识别与密码识别技术解除门禁，两者互为备用，若其中一种解锁方式失效，操作者仍可以应用另一种解锁方式解除门禁，解决了现存门禁系统因开锁方式单一而导致的失效解锁现象。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明总体结构框图。
图2为本发明程序流程图。
图1中，100、微处理器，101、热释红外传感器模块，102、温湿度传感器模块，103、指纹模块，104、按键模块，105、红外遥控器和接收模块，106、步进电机及其驱动模块，107、液晶显示模块，108、稳压电源模块，109、蜂鸣器模块。
具体实施方式
如图1所示的一种智能门禁系统，硬件部分包括：用于输入采集信号，完成系统控制功能的微处理器100；连接微处理器100，用于采集人体温度信号的热释红外传感器模块101；连接微处理器100，用于采集环境的实时温度和湿度信号的温湿度传感器模块102；连接微处理器100，用于采集操作者指纹信息的指纹模块103；连接微处理器100，用于输入开锁密码信息的按键模块104与红外遥控器和接收模块105；连接微处理器100，用于控制门的开启与关闭的步进电机及其驱动模块106；连接微处理器100，用于显示温湿度和开关状态信息的液晶显示模块107；连接微处理器100，用于给微处理器100和其它各模块供电的稳压电源模块108；连接微处理器100，用于密码信息输入错误次数超限报警的蜂鸣器模块109；
软件部分包括：用于调用各子程序，完成系统控制功能的主程序；用于输入热释红外传感器模块101采集的温度信号至微处理器100，判断信号采集范围内是否有人存在的热释红外温度检测程序；用于输入温湿度传感器模块102采集的温湿度信号至微处理器100，运算处理为可供显示的温湿度数据并存储的温湿度采集与处理程序；用于输入指纹模块103采集的操作者指纹信息至微处理器100，判定操作者指纹是否具有开锁权利，并根据其判定结果控制步进电机驱动需求的指纹识别与处理程序；用于输入按键模块104或红外遥控器和接收模块105采集的开锁密码信息至微处理器，判定操作者输入的密码信息是否与预置值一致，并根据其判定结果控制步进电机驱动需求，判断密码输入错误次数是否达到报警上限，并根据其判断结果控制蜂鸣器模块109驱动需求的按键识别与处理程序和红外遥控识别与处理程序；用于将存储区存储的温湿度数据和门的开关状态信息输出显示的液晶显示程序。
如图2所示，系统启动后，热释红外传感器模块101实时检测人体温度信号直至判定为有人存在，系统进入工作状态，微处理器100调用温湿度采集与处理程序和液晶显示程序，液晶显示模块107实时显示温湿度信息。
操作者有开门意愿后，首先要选择解锁方式，共有三种解锁方式，分别为：输入指纹信息方式解锁，按键输入密码方式以及红外遥控输入密码方式。
若操作者选择输入指纹信息方式解锁，操作者将手指置于指纹模块103上，系统扫描并采集操作者指纹信息，微处理器100调用指纹识别与处理程序，将操作者指纹信息与预置信息比对，如果操作者指纹信息与预置信息一致，电控锁打开，步进电机动作带动门打开，操作者可以进入室内，微处理器100调用液晶显示程序，液晶显示模块107显示门处于打开状态，热释红外传感器模块101检测人体温度信号，直至判定操作者进入室内，步进电机动作带动门关合，电控锁上锁，微处理器100调用液晶显示程序，液晶显示模块107显示门处于关合状态；如果操作者指纹信息与预置信息不一致，则微处理器100调用液晶显示程序，液晶显示模块107显示错误信息，操作者可以选择结束操作；
若操作者选择按键输入密码方式解锁，则操作者需通过按键模块104输入密码，微处理器100调用按键识别与处理程序，将操作者输入的密码与预置密码比对，如果操作者输入密码与预置密码一致，电控锁打开，步进电机动作带动门打开，操作者可以进入室内，微处理器100调用液晶显示程序，液晶显示模块107显示门处于打开状态，热释红外传感器检测人体温度信号，直至判定操作者进入室内，步进电机动作带动门关合，电控锁上锁，微处理器100调用液晶显示程序，液晶显示模块107显示门处于关合状态；如果操作者输入密码与预置密码不一致，则微处理器100调用液晶显示程序，液晶显示模块107显示错误信息，操作者可以选择结束操作；
若操作者选择红外遥控输入密码方式解锁，则操作者需通过红外遥控器输入密码，接收头将信息接收，微处理器100调用红外遥控识别与处理程序，将接收单元接收到的操作者通过红外遥控器发出的密码信息与预置密码信息比对，如果操作者发出的密码信息与预置信息一致，电控锁打开，步进电机动作带动门打开，操作者可以进入室内，微处理器100调用液晶显示程序，液晶显示模块107显示门处于打开状态，热释红外传感器检测人体温度信号，直至判定操作者进入室内，步进电机动作带动门关合，电控锁上锁，微处理器100调用液晶显示程序，液晶显示模块107显示门处于关合状态；如果操作者发出的密码信息与预置密码信息不一致，则微处理器100调用液晶显示程序，液晶显示模块107显示错误信息，操作者可以选择结束操作；
操作者选择三种解锁方式中的任意一种解锁，若输入密码信息错误，则可以重新选择解锁方式，输入密码信息错误次数超过3次，则蜂鸣器模块109会发出报警，操作者1分钟内将失去指纹或密码信息输入权限。一分钟后，报警结束，操作者可以继续选择解锁方式，输入指纹或密码信息。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种智能门禁系统，其特征在于：系统硬件部分包括微处理器(100)、热释红外传感器模块(101)、温湿度传感器模块(102)、指纹模块(103)、按键模块(104)、红外遥控器和接收模块(105)、步进电机及其驱动模块(106)、液晶显示模块(107)、稳压电源模块(108)以及蜂鸣器模块(109)，所述微处理器(100)用于输入采集信号、完成系统控制功能，其分别与热释红外传感器模块(101)、温湿度传感器模块(102)、指纹模块(103)、按键模块(104)、红外遥控器和接收模块(105)、步进电机及其驱动模块(106)、液晶显示模块(107)、稳压电源模块(108)以及蜂鸣器模块(109)连接；系统软件部分包括：主程序、热释红外温度检测程序、指纹识别与处理程序、按键识别与处理程序、红外遥控识别与处理程序、温湿度采集与处理程序、液晶显示程序；控制方法包括以下步骤：
A、热释红外传感器模块(101)检测到人体温度信号，系统进入工作状态，微处理器(100)调用温湿度采集与处理程序和液晶显示程序，温度和湿度信息将在液晶显示模块(107)上实时显示；
A1、操作者选择解锁类型：若操作者选择输入指纹信息方式解锁，系统进入步骤B；若操作者选择按键输入密码方式解锁，系统进入步骤C；若操作者选择红外遥控输入密码方式解锁，进入步骤D；
B、操作者应用指纹模块(103)扫描指纹，指纹模块(103)将进行指纹信息采集，微处理器(100)调用指纹识别与处理程序，比对操作者指纹信息是否与预置信息一致，若操作者指纹信息与预置信息一致，则进入步骤E；否则进入步骤F；
C、操作者应用按键模块(104)输入密码，微处理器(100)调用按键识别与处理程序，比对操作者输入的密码是否与预置密码一致，若操作者输入的密码与预置密码一致，则进入步骤E；否则进入步骤F；
D、操作者应用红外遥控器和接收模块(105)输入密码，微处理器(100)调用红外遥控识别与处理程序，比对红外遥控器和接收模块(105)接收到的操作者通过红外遥控器发出的密码信息，是否与预置密码信息一致，若操作者发出的密码信息与预置信息一致，则进入步骤E；否则进入步骤F；
E、电控锁打开，步进电机及其驱动模块(106)动作，步进电机动作带动门打开，操作者可以进入室内；
E1、微处理器(100)调用液晶显示程序，液晶显示模块(107)显示门处于打开状态；
E2、热释红外传感器模块(101)检测人体温度信号，直至判定操作者进入室内，步进电机动作带动门关合，电控锁上锁；
E3、微处理器(100)调用液晶显示程序，液晶显示模块(107)显示门处于关合状态；
F、微处理器(100)调用液晶显示程序，液晶显示模块(107)显示错误信息；操作者可以选择结束操作，则转入步骤A；若操作者选择继续输入，则转入步骤A1。
2.如权利要求1所述的一种智能门禁系统，其特征在于：所述热释红外传感器模块(101)，用于采集人体温度信号；所述温湿度传感器模块(102)，用于采集环境的实时温度和湿度信号；所述指纹模块(103)，用于采集操作者指纹信息；所述按键模块(104)与红外遥控器和接收模块(105)，用于输入开锁密码信息；所述步进电机及其驱动模块(106)，用于控制门的开启与关闭；所述液晶显示模块(107)，用于显示温湿度和开关状态信息；所述稳压电源模块(108)，用于给微处理器和其它各模块供电；所述蜂鸣器模块(109)，用于输入错误指纹或密码次数超限报警。
3.如权利要求1所述的一种智能门禁系统，其特征在于：所述主程序，用于调用各子程序，完成系统控制功能；所述热释红外温度检测程序，用于输入热释红外传感器模块(101)采集的温度信号至微处理器(100)，判断信号采集范围内是否有人存在；所述温湿度采集与处理程序，用于输入温湿度传感器模块(102)采集的温湿度信号至微处理器(100)，运算处理为可供显示的温湿度数据并存储；所述指纹识别与处理程序，用于输入指纹模块(103)采集的操作者指纹信息至微处理器(100)，判定操作者指纹是否具有开锁权利，并根据其判定结果控制步进电机驱动需求；所述按键识别与处理程序和红外遥控识别与处理程序，用于输入按键模块(104)或红外遥控器和接收模块(105)采集的开锁密码信息至微处理器(100)，判定操作者输入的密码信息是否与预置值一致，并根据其判定结果控制步进电机驱动需求，判断密码输入错误次数是否达到报警上限，并根据其判断结果控制蜂鸣器模块(109)驱动需求；所述液晶显示程序，用于将存储区存储的温湿度数据和门的开关状态信息输出显示。
4.如权利要求1所述的一种智能门禁系统，其特征在于：本发明所述的微处理器(100)采用STC89C52单片机；所述的热释红外传感器模块(101)的型号为CH-SR501；所述的温湿度传感器模块(102)的型号为DHT11；所述的指纹模块(103)采用乙木X3系列；所述的红外遥控器和接收模块(105)采用WD612作为红外遥控器的处理芯片，接收单元型号为1838B；所述的步进电机及其驱动模块(106)的驱动芯片型号为ULN2003；所述的液晶显示模块(107)型号为LCD1602；所述的稳压电源模块(108)采用LM7805芯片。
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