Кодово-сенсорный замок - Курсовая работа

Прежде, чем приступить к выполнению курсовой работы, рассмотрим вопрос: а зачем вообще нам необходима система контроля доступа? Проблема контроля доступа беспокоила человечество с давнейших времен. Замок - одно из самых первых изобретений человека, появившееся практически тогда же, когда появилась первая дверь.Система управления кодовым замком должна обеспечивать ограничение доступа людей в какие-либо помещения. Предлагаемая в данной курсовой работе схема кодового замка является довольно упрощенной системой контроля доступа и может использоваться для ограничения доступа в помещения, не имеющие особой важности, например, подъезды жилых домов или внутренние помещения офисов.В последнее время широкое распространение получили замки, ключом к которым является электронная таблетка IBUTTON (или touch memory) фирмы Dallas Semiconductor(тм). Такие замки часто используются на дверях подъездов, а также внутри многих учреждений. Кроме того, ключи IBUTTON часто применяются для расчетов на автозаправочных станциях и в других местах. Поэтому при проектировании самодельного замка рационально использовать в нем уже имеющиеся у пользователя ключи. Именно так и сделано в предлагаемом замке: с ним могут работать любые типы ключей, так как используется только записанный в ПЗУ IBUTTON серийный номер, который есть в любом их типе.Электронные замки на логических элементах (например, имеющаяся схема кодового замка на логических элементах К561ЛА7 и К561ЛА9) являются также достаточно надежными, но эта система отличается очень большой негибкостью. Но эти преимущества явно не имеют особого значения, перед перспективой перепаивать схему, что бы сменить код. А ведь для обеспечения необходимого уровня безопасности код приходиться периодически менять и поэтому данная система явно не отвечает нашим целям. Поэтому, хоть система на таблетках несколько проигрывает обычному кодовому замку в финансовом плане, но в вопросах безопасности мы получаем явное преимущество. Так же есть вариант создания системы на SMART-картах, которые также являются удобным и дешевым средством контроля доступа, но они практически равноценны с таблетками IBUTTON, поэтому не имеет значения, на чем конкретно будет реализована система.У некоторых материалов (например, CDS, CDSE, PBS, PBSE) электрическое сопротивление изменяется под действием света изза образования электронно-дырочных пар. Возникающие при этом свободные носители заряда вызывают резкое снижение сопротивления. Конструкция промышленного фоторезистора показана на рисунке 2.1.1.В соответствии с количеством выбранных датчиков (один датчик освещения) определяется количество и типы входных и выходных каналов. Данный датчик необходим для контроля параметров освещения для изменения яркости индикатора в соответствии с временем суток. Структура информационного канала системы зависит от количества применяемых датчиков, их типа и количества необходимых сигналов управления. Сигналы с датчика освещения является аналоговым и подается на вход Р1.0 контроллера. Данный вход в контроллере АТ89С2051 является аналоговым, и поступивший сигнал обрабатывается встроенным АЦП контроллера.К входным узлам системы относятся различные устройства, с помощью которых производится контроль состояния работы объекта управления.К узлам вывода относятся исполнительные механизмы и средства индикации. Исполнительным устройством замка является электромагнит, подключенный через терминал XT1. Электомагнитом управляет ключ VT3, в качестве которого используется мощный МОП-транзистор типа IRF540. Ключом VT3 управляет транзистор VT2, который инвертирует сигнал, поступающий с порта P3.0 и обеспечивает управляющие уровни 0/12В на затворе VT3.Микроконтроллеры MCS-51 являются функционально завершенными однокристальными микро ЭВМ Гарвардской архитектуры, содержащими все необходимые узлы для работы в автономном режиме, и предназначены для реализации различных цифровых алгоритмов управления. На сегодняшний день семейство MCS-51 содержит несколько десятков типов микросхем, отличающихся конкретной реализацией отдельных узлов и условиями эксплуатации. Все микросхемы семейства обладают аналогичной архитектурой, пример которой представлен на рисунке 9, и имеют целый ряд общих узлов: - 8-разрядный центральный процессор (ЦП), ориентированный на управление исполнительными устройствами. Наличие в наборе команд большого числа операций для работы с прямо адресуемыми битами дает возможность говорить о «булевом процессоре»; внутренняя память программ масочного или репрограммируемого типа, имеющая для различных кристаллов объем от 4 до 32 кбайт;Для организации связи микроконтроллера с ЭВМ верхнего уровня используется последовательный порт. Последовательный порт микроконтроллера семейства MCS-51 является «дуплексным» портом, т.е. способен осуществлять прием и передачу данных одновременно. Входная часть порта обладает двойной буферизацией, т.е. способна осуществлять прием нового сообщения, пока предыдущее еще не прочитано процессором (однако только до момента окончания приема н

СОДЕРЖАНИЕ

ЧАСТЬ 1. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

1.1 Анализ требований к системе управления кодовым замком

1.2 Методы обеспечения ограничения доступа в жилые и иные помещения

1.3 Варианты реализации системы управления

1.4 Постановка задачи проектирования

ЧАСТЬ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОДОВЫМ ЗАМКОМ

2.1 Анализ измерительных средств и методов получения измерительной информации от объекта

2.2 Анализ способов реализации силовой части управления кодовым замком

2.3 Выбор количества и типов входных и выходных информационных каналов

2.4 Разработка структуры информационного канала климат-контроля жилого помещения

2.5 Разработка структуры источника силового электропитания

ЧАСТЬ 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОДОВЫМ ЗАМКОМ

3.1 Проектирование функциональной схемы входных узлов

3.2 Разработка функциональных схем узлов вывода

3.3 Выбор микроконтроллера и проектирование функциональной схемы микроконтроллерного модуля

3.4 Проектирование средств связи с ЭВМ верхнего уровня

3.5 Разработка функциональной схемы источника электропитания

ЧАСТЬ 4. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОДОВЫМ ЗАМКОМ

4.1 Определение модульных блоков, составляющих функциональную схему системы управления кодовым замком

4.2 Элементная база системы управления кодовым замком

ЧАСТЬ 5. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА БЛОК-СХЕМЫ АЛГОРИТМА ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ

5.1 Разработка структуры программы управления

5.2 Построение блок-схемы алгоритма

ЧАСТЬ 6. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОДОВЫМ ЗАМКОМ

ВЫВОДЫ микроконтроллер кодовый замок датчик