地铁门禁系统的现场级设备的设计(测控技术)(毕业论文27000字,cad图纸4张)
摘 要
现在的道路交通过繁忙，所以人们在地下开创了新的通道——地铁。城市轨道交通的规划在我们这个国家正如火如荼的进行着。要建好一条地铁线路是需要很多部分组成的，而我在论文中所要研究的是其中的一小点---地铁门禁系统中的现场级设备。现场级门禁系统由门禁控制器、读卡器、门锁、紧急开门按钮等设备构成。而我要做的工作则是对读卡器进行选型，设计电动门的机构，电机选型，及最重要的是设计门禁控制器，使它达到的功能是接收读卡器采集的信息，使电动门打开，遇到不刷卡入通道者报警，与液晶屏连接，显示卡内余额，运用RS485总线与计算机通信，采集这个现场级设备的信息联网。传感器运用到了2CU系列硅光敏二极管、电子倾角传感器，其中2CU系列硅光敏二极管是用来检测有无人员没有刷卡就过通道则刷卡。而电子倾角传感器则是用作后备保护，把门旋转的角度实时传给单片机，当到达设定的角度值时，则使电机断电停止转动。而使用L298N控制直流电机具有价格低、控制简单、工作可靠的特点，所以具有很高的推广价值和广阔的应用前景。最后提到到CAN总线RS485更有前景。
关键词：门禁 ；控制器 ；读卡器 ；直流电机 ；RS485 ；CAN总线；
ABSTRACT
Road traffic too busy now, so people in the ground to create a new channel - metro. The planning of urban rail transport in our country is engaged in full swing. To build the subway line is composed of many parts needed, and I want to study in the thesis is a small point --- subway system in the field-level access control equipment. Field level access control system from the access controller, card reader, door locks, emergency buttons and other facilities open form. I work to be done is for the reader selection, electric door body design, motor selection and the most important is to design access control. It is the function of receiving reader to collect information that allows electrical opened the door, no credit card into the channel who encounter the police, and the LCD screen connected to display the card balance, the use of RS485 bus and computer communication, acquisition of this field-level devices information networking. Sensors used to 2CU series silicon photodiode, electronic tilt sensor, which 2CU series of silicon photodiode is used to detect whether the staff had not had access card on the card. The electronic angle sensor is used as a back-up protection, the angle of rotation time to pass the door microcontroller, when the value reaches the set point, then the power to stop the motor rotation. L298N control of motor using low cost, simple control, reliable characteristics, so the promotion of high value and broad application prospects. Last reference to the CAN bus, RS485 and more prospects.
Keywords: Access ; Controller ; Card Reader ; Motor ; RS485; CAN Bus ;
研究内容和方法
第一部分是绪论部分,讲述了国内地铁门禁系统的现状及它的组成及其功能,从而详细了解了地铁门禁系统的主要设备,从而使我们更进一步学习研究提供了前提。
第二部分主要论述了总体的设计思路和框架，并说明了其工作过程和原理。
第三部分主要论述了系统的硬件设计包括各种报警器电路设计的原理，通信模块，单片机及外围电路的选择。
第四部分主要是系统软件的设计。
第五部分主要论述了系统的抗干扰技术，分别说明了硬件的抗干扰的措施和软件的抗干扰的措施。
第六部分是对课题的总结和对未来的展望。总结本文的研究内容，并给出文章的不足之处和以后需再研究的内容。
而这次我将做的毕业设计就是地铁门禁系统四大部分之一的现场级门禁设备它是由门禁控制器、读卡器、门锁等设备构成。
其中，读卡器是将读取到的卡片信息进行鉴证、识别,并将数据处理上传至门禁控制器由门禁控制器发出相关工作指令,门锁执行动作。我将采取现成的设备，在这次设计中，我只需考虑它的选型问题。
门锁是门禁系统的执行部件,根据门的材料、出门要求等不同的需求选取不同的锁具:主要有以下几种类型:
电磁锁:电磁锁断电开门,符合消防要求。并配有多种安装架以供选择。适用于单向的木门、玻璃门、防火门、对开的电动门。
这次我将采用对开的电动门，在这个电动门中，我将对采取的电动机做仔细的选型。
其中，我这次的重点将方在门禁控制部分，这个部分我将进行重点设计，它将实现的功能识别门禁卡中与系统吻合的密码,从而实现基本的门禁功能;对数据进行存储和保护;对非正常状态的开门即时报警,将报警信息上传门禁网络控制器;可以通过通讯网络下载更新车站系统软件。
读卡器为RFID射频方式，使用者只需将卡片放置读卡器附近区域感应读卡，系统中可根据需要定义该区域管制门只能使用读卡开门。
目 录
第1章 绪论.........................................1
第1.1节 当前地铁门禁系统....................................................................................1
1.1.1国内当前地铁门禁系统的现状 1
1.1.2门禁系统的主要设备配置及其功能 2
第1.2节 研究内容和方法........................................................................................6
第2章 系统构建和方案确立...........................8
第2.1节 系统的总体设计思路...............................................................................8
第2.2节 控制器功能概述........................................................................................9
第3章 系统硬件电路设计............................10
第3.1节 报警电路的设计及其特性...................................................................10
3.1.1传感器的选型 10
3.1.2此传感器组成电路的设计 12
第3.2节 反馈电路的设计及其特性...................................................................13
3.2.1传感器的选型及原理 13
3.2.2电子角度传感器组成的反馈电路的设计 17
第3.3节 读卡器对信息的采集............................................................................17
3.3.1读卡器的选型 17
3.3.3读卡器工作原理 22
第3.4节 显示电路的设计及其特性...................................................................23
3.4.1液晶物理特性 23
3.4.2液晶显示器的选型及特性 23
3.4.3显示电路的设计 24
第3.5节 通信模块的设计..................................................................................... 25
3.5.1RS485串口 25
3.5.2RS485 26
3.5.3RS485与计算机的通信 31
第4章 单片机......................................32
第4.1节 单片机的选型和特性 32
第4.2节 驱动系统....................................................................................................36
4.2.1步进电机的驱动 36
4.2.3L298N芯片 37
第5章 电动门的机构设计............................40
第5.1节 电动门的选型及特性.............................................................................40
第5.2节 电机的选型及安装.................................................................................42
第6章 系统软件设计................................45
第6.1节 系统软件流程设计.................................................................................45
6.1.1主程序流程图 45
6.1.2报警程序流程图 46
6.1.3反馈程序流程图 47
第7章 供电系统方案................................48
第7.1节 电源方案设计..........................................................................................48
第7.2节 参数的确定...............................................................................................49
第8章 结论与展望..................................50
第8.1节 结论.............................................................................................................50
第8.2节 展望.............................................................................................................50
参考文献.......................................... 53
附录.............................................. 55
各模块软件设计.........................................................................................................55
翻译部分.......................................... 80
英文原文.......................................... 80
中文译文.......................................... 87
致 谢............................................ 93
第1章 绪论
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