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1、2008 级本科毕业设计开 题 报 告学院信息科学与工程学院学科专业自动化学生姓名张小伟学号200804134166 指 导 教 师 姓 名潘 炼日期2012.3.18 1 一、简表论文名称中文单片机门禁控制系统的设计英文Access control system based on MCU 课题来源A国家及国务院各部门项目B国家自然科学基金C. 国 防 科 委项目D. 省、市级项目E. 厂 ( 矿 )项目F. 自选课题课题类型A. 理论研究B. 开发研究C. 应用研究D. 实验研究开题时间2012 年3 月18 日二、论文立论依据(包括研究意义、国内外研究现状分析、参考文献综述) 研究意义：自
2、动门控制系统，在现当代社会是一个应用非常广泛的设备，自动门已经广泛应用于酒店、银行、 超市、 停车场或公共建筑等入口，其主要核心部分自动门控制系统正是我们这篇论文的主要研究讨论的课题。自动门是指 : 可以将人接近门的动作（或将某种入门授权）识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启，在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器（以下简称PLC ）,PLC 是一种专门为工业环境下应用而
3、设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、 计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式和开关量的逻辑控制的输入和输出， 控制各种类型的机械或生产过程，PLC具有可靠性高， 抗干扰能力强， 功能完善， 适用性强，2 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低等优点例如：各种用可识别感应器控制的自动专用门。这是实现生活自动化进程的一个重要组成部分。国内外研究现状分析：门的高级形式- 自动门起源在欧美，从1802 年 8 月，德标公司成功设计并开发出世界第一台感应自动门， 门大规模专业化生产始于150 年
4、前，在不断发展和完善的过程中，涌现出大批独具规模的专业制造商。迅速发展至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族目前， 国内对自动门系统的研究已经从认识教育和试用阶段进入到了研发阶段，但在自动门系统的设计与制造过程中还有以下几点不足之处，主要表现为：1）厂家多，规模小56 年来几年来，自动门在国内得到了快速的发展。据不完全统计， 目前国内大大小小生产自动门的厂家已有50 多家，但普遍生产规模小，自主研发能力差。从新 产品开发能力和质量稳定性方面还不具备和进口产品竞争的实力。2）专业化分工趋势显现早期的生产厂家，一般是自主研发和生产，顶多委托代加工部分零 部件。近两年来，出现了专
5、门生产主要部件的厂家，如电机、主控板、遥控器传动件、塑料件等出现了专业生产厂家，这一趋势使生产的门槛降低，进入的厂家进一步增多，导致竞争更加激烈。3）高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场，目前国内厂家 的产品基本上也都具备了比较完善的功能，但生产工艺略嫌粗糙，质量水平参差不齐，整体档次 较低，主要集中在低端市场。现代自动门的操作主要有三种方。脚踏板式： 在踏板之下装有压力开关。光电束式：在门的附近设置光束发射装置和光电传感装置。按钮方式： 用手按类似开关的按钮使门扇打开。自动门以滑动、铰链或折叠等方式启闭门扇。为了防盗，必须同时装有特殊的设备，例如家庭用的自动门就需要
6、装设来人识别装置或电视监视器等，对家庭以外的人员进行严格限制。自动门在商场、宾馆、饭店、机场、车站、银行等场合已得到广泛应用。在建筑金属结构协会和门业标委会的大力推动下，自动门标准编制工作已经展开，目前有许继施普雷特机电设备有限公司、深圳固威特科技有限公司、沈阳未来科技发展有限公司、福建漳州市麒麟电子有限公司和上海昌顺电子信息技术有限公司等5 家单位参与了此标准的编制工作。 2005 年 4 月 2 日，在北京召开了编制组成立会和首次工作会议。经过编制组两个多月的工作， 现该标准的初稿已经形成，拟于近期召开编制组第二次工作会议，对初稿进行讨论和修改参考文献综述：1 李凤阁，佟为明，等编著.电气
7、控制与可编程序控制器应用技术，机械工业出版社.20072 张万忠刘明芹主编 .电器与 PLC 控制技术（第二版） ，北京：化学工业出版社，2008 3 杨后川张瑞高建设曾劲松编著 .西门子 S7-200 PLC 应用 100 例，北京电子工业出社， 2009. 4 安静宇 . 基于非接触式IC 卡门禁系统的设计. 西安科技大学,2006. 5 康行健 . 天线原理与设计. 国防工业出版社,1998 6 汪文，陈林 . 单片机原理及运用：华中科技大学出版社，20077 韩权利，赵德申主编，微机控制技术及应用. 北京：机械工业出版社，2002三、研究方案3 1. 研究内容、研究目标和拟解决的关键问
8、题研究内容 :（1）熟悉自动感应门机的工作原理。（2）设计自动感应门的工作流程。（3）自动门的硬件设计。（4）以 PLC为中央处理器的设计。（5）自动门的系统配置设计。（6）自动门执行机构的设计。（7）PLC程序的编写和梯形图的设计。（8）自动门控制线路的设计。（9）自动门感应系统的现场调试。研究目标 : （1）通过红外感应器的感应有人进门或者出门时感应门自动开启。（2）自动门开启中又有人进入或者出门感应门继续开启。（3）自动门在自动控制的基础上保留手动开启功能。主要技术功能指标: （1）通过红外感应器控制光电开关使人走到门口时门已打开。（2）通过 PLC程序控制当门开启时又有人进入自动门继续
9、开启。（3）使人能完全进入或者里面自动门才关闭。（4）在自动门不受程序控制的情况下可以手动操作控制自动门开启和关闭。研究难点：红外感应器对进出入人员的感应灵敏度调节，PLC 程序设计的可要性以及误差延迟。2. 拟采取的研究方法、技术措施、实验方案( 或实践安排 ) 研究方法 : 通过对自动门系统的分析，自动控制系统包括红外线感应器，光电检测开关，限位开关，超载保护开关，直流电机。自动门的组成部分主控制器，感应探测器，动力马达，自动感应门扇形轨道，门扇吊具走轮系统，同步皮带，下部导向系统。通过对（可编程控制器）PLC的编程，画出继电器控制器，PLC输入输出接线图，通过不断的实践和检测来完成对自动
10、门的设计。技术措施 : （1）以可编程控制器作为核心控制单元，通过对PLC的编程来完成该课程设计的核心部分。（2）通过红外线传感器检测到的数据，用光电检测开关来控制直流电机，使电机正转或者反4 转，来控制自动门的开启或者关闭。（3）通过设置手动的开启和关闭按钮来达到在紧急情况下的开关门以及对自动门的检修。3. 本论文的不同之处不同之处 : （1）可对自动门进行精确的控制，且系统的抗扰动能力强。（2）将人性化的思想植入了该自动门中。（3）实现了自动和手动的双结合，对系统的检修和安全性是个大的提升。4. 研究计划及预期进展2012.1.152012.2.0理论研究，阅读参考文献。2012.2.05
11、2012.2.20 对自动门系统的机械结构进行组装和硬件的测试。2012.4.052012.4.10 对光电感应器的控制进行测试和调试。2012.4.112012.5. 05对自动门系统的可行性和电动机控制进行调试。2012.5.0620012.5.18 将系统重新梳理一遍，对其所有的功能进行调试等。2012.5.202012.6.05完成项目总结报告。5 5. 预期研究效果（ 1）完成自动门的设计,使其能够完成人来自动开门，人走自动关门的功能。（ 2）在连续有人进来情况下，自动门能重新开始程序，让人安全的进入，不夹人。（3）在自动不能用的情况下，通过手动可以完成以上功能，以及对自动门的检修。成果应用前景分析：自动门在当今自动化盛行的社会，成为了酒店， 办公大楼， 银行等各个公共场所流行的门禁系统，自动门控制系统已经必不可少，在高速发展的中国，自动门也是新起的行业，但是中国已是世界最大的自动门制造中心，并有庞大的市场，无论从生产制造上面，还是销售市场上面，自动门的行业的前景相当可观。四、指导教师意见指导教师 (签名 )：年月日6
