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1、单片机下自动门禁控制系统设计研究【摘要】自动门禁栏杆系统主要由单片机、红外传感器和舵机组成。本文以单片机为核心,控制舵机运转,到达感应外界物体经过而使栏杆抬、落的功能。系统功能操作方便、反响灵敏,能够应用于小区、车库等地的出入口。【关键词】单片机;红外传感器;自动门禁自动门禁系统就是一种自动控制系统,通过传感器感悟外接环境的变化,再由单片机的控制驱动机械实现门禁的自动开合1。门禁系统应用广泛,从图书馆到小区,从车库到实验室都有使用2-3。使用的技术也是各式各样,包括红外传感技术、无线射频识别技术、指纹识别、人脸识别技术4,由于这些技术的使用自动门禁系统变得愈加智能化、人性化。本文基于单片机设计
2、了自动门禁控制系统,其基本功能是当物体靠近时栏杆抬起,离开后栏杆落下,起到一个隔离限流的作用。2自动门禁控制系统需求自动门禁系统正常使用时根据附近物体反射的信号自动开关,有特殊情况时可用手动按钮来控制。控制要求如下:1当有车辆人从一侧靠近时,红外传感器检测到信号,单片机控制舵机执行抬起动作,从另一侧离开时关闭;2杆抬起后为确保安全,在车辆人离开2秒后落下;3在落杆经过中有车俩人靠近,再执行抬起动作。3自动门禁控制系统构成自动门禁系统由STC89C52单片机和它的外围电路、红外传感器检测电路、舵机、稳压电路、按键电路、电源等部分组成。系统工作时,红外传感器电路和按键电路的输出信号传输给单片,由机
3、单片机循环检测,单片机根据得到的信号产生舵机的控制信号,舵机运转带动栏杆抬起、落下。红外传感器有发射端和接收端,发射端发出红外线,接收端就通过检测接收来自物体外表反射的红外线,来实现自动检测的。由于红外传感器在使用的时候和被测物体之间不需要接触,所以没有摩擦、损耗的问题,而且它的灵敏度很高,响应速度也很快,因而就根据它的工作原理研究出了很多科学探测的仪器,广泛的应用到了各个领域,起到了很大的作用。系统中采用了红外避障模块,是由于红外避障模块使用起来简单方便而且准确度也比拟高,能够实现本次设计所需的检测功能。这个传感器的性能比拟稳定,周围环境的光线对它的影响比拟小。它和大多数红外传感器类似,有发
4、射端和接收端,发射端能够发出红外线,当在传感器前方有障碍物,这个时候接收端会检测到被反射回来的红外线,接收端的晶体管的状态发生变化,电压发生改变,经过电路的处理,低电平信号数字信号0从输出引脚输出,并且信号指示灯亮起。传感器上还有一个电位器,探测的灵敏度可通过调节它来改变,最小检测距离为2厘米,最大为30厘米,工作电压能够从3.3伏到5伏。这个传感器由于使用方便、性能稳定,进而被广泛的应用到电路设计之中,如机器人、小车等设计就有很多使用的案例。4控制系统软件设计在硬件电路基础上,需要编写程序控制舵机运转的两个按键和一个红外传感器。按键按下,该单片机引脚接地,程序判定为0,控制舵机抬起栏杆;当传
5、感器前方有物体经过,输出电平为0,程序控制舵机抬起栏杆;当传感器前方物体离开,输出电平为1,控制舵机放下栏杆。首先调整舵机的旋转角度,通过按键电路通过让栏杆抬起与落下,判定舵机转动角度,再修改程序中控制舵机旋转角度的参数k值,使舵机的旋转角度调整到九十度。然后测试红外传感器的性能,屡次运行后发现外界的光线较强时传感器信号接收指示灯常亮,较强的外接光线对传感器有影响,这时需要在传感器对面放置黑色吸光背景,这样传感器就能够正常运行了。当室内光线不强的时候,不需要黑色背景传感器可以正常运行。此时传感器前有障碍物经过时,传感器反响也比拟灵敏,能够控制舵机迅速的抬起栏杆。本文提出的自动门禁控制系统设计,主要由红外传感器电路、按键电路、单片机控制电路和舵机组成,构造简单,可靠性高,响应灵敏,使用起来也很简单,而且成本比拟低,具有良好的应用前景。