智能家居门禁系统的研制项目商业计划书 - 图文

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智能家居门禁系统的研制项目商业计划书 （此文档为word格式,下载后您可任意修改编辑！）

目 录

一、研究的主要意义和目的 ?????????????????? 3 二、研究的主要内容、方法及过程??????????????? 3

第一节 研究主要内容 ??????????????????? 3 第二节 研究方法 ????????????????????? 3 第三节 研究过程 ????????????????????? 3

三、主要研究的成果介绍 ??????????????????? 4

第一节 智能门禁系统概述?????????????????? 4 第二节 语音提示模块设计?????????????????? 4 第三节 智能拨号报警???????????????????? 12 第四节 自动照明模块设计?????????????????? 21 第五节 电子门锁模块设计?????????????????? 26 第六节 设置无人状态模块设计???????????????? 30 第七节 单片机汇编程序设计????????????????? 31

四、学术价值的的自我评价 ?????????????????? 39 五、成果的社会影响?????????????????????? 39

第一节 课题研究取得的主要业绩??????????????? 39 第二节 课题研究的应用前景和社会影响???????????? 39

六、研究中尚存在的问题 ??????????????????? 41

参考文献?????????????????????????????41

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项目编号：XZ0701

《智能家居门禁系统的研制》

项 目 研 究 报 告

项目组负责人： 主要成员：

摘要：为了给人们提供一个安全，舒适和谐的家居环境，本文采用单片机AT89C51、语音芯片ISD2560等，构成一个具有语音留言、警告、笛声报警、智能电子门锁、人体红外线感应自动照明灯等功能的家居系统，用户可根据家庭的实际需要方便地进行扩展，此系统的设计体现了人性化,个性化和趣味化三大特点，使用方便，快捷，稳定，安全。

关键词：单片机；语音芯片；门禁系统

一、研究的主要意义和目的

众所周知，高科技带给我们生活的不断改善，更为我们提升需求层次，尽快达到马斯洛人类需求理论的第四层次，体验尊贵的价值提供了保障。如何把高科技尽快转化为产品，是世界各国技术人才追求的目标。随着社会的发展进步，家居门禁的研制也已成规模。门禁系统又称出入口控制系统，是一种高度智能化既可实时控制又可脱机使用的通道监管、报警安全系统。它是安全防范系统中非常重要的组成部分。在家庭防盗和智能控制中起到非常重要的作用，受到现代家庭的亲睐。如何使家居的门禁系统设计变的人性化、个性化、趣味化、实现智能性已经成为家居门禁设计的一个值得研究拓展和有市场价值的方向，本文就是基于这样的思想，以AT89C51单片机为核心结合一些传感器、其它智能芯片，以模块化、积木式的原则设计了一种家居门禁系统，其功能性，实用性，价值性都得到相当完善的理论研究。

二、研究的主要内容、方法及过程

第一节 研究主要内容

单片机是一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。它具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，而且价值不断被扩大，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。我们结合目前所学知识和市场上应用最普遍的AT89C51单片机，集合其他的接口芯片和辅助设备，组成了一个智能智能家居门禁系统。目前，我们已经对该系统进行了理论上的可行性分析和一些实验验证，得到了有关老师和专家的指导，并且于2008年四月份在《科学技术与工程》杂志社发表有关成果论文一篇。该门禁系统有五大功能模块组成：语音提示设计模块、计智能拨号报警设计模块、自动照明设计模块、电子门锁设计模块、设置无人状态设计模块。构成了一个性能上良好，功能上齐全的家居门禁。

第二节 研究方法

我们采用理论、实验相结合方法，对智能门禁系统各个模块进行了认真的研究。

第三节 研究过程

1、实验准备阶段（某某年4月—某某年4月）——总结经验，调整方向。

我们结合自己的基本情况以及老师的建议，通过对该项目的内容和原理进行了系统的分析，初步形成了项目研究方案和明确的努力方向。

2、初步实验阶段（某某年5月—某某年7月）——重点学习，努力提高 完成课题实验的各项准备后，我们对处于核心地位的单片机的有关知识进行了系统学习，

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努力提高自己的综合能力，为项目的开展和研究做充分的准备。在此期间我们了解了单片机的硬件结构如定时器/计数器、中断系统、存储器、并行和串行I/O口等，然后是指令和软件编程，对于单片机的一些简单控制和编程有了一定的掌握。对于实验所用到的各中芯片资料进行大量收集，提取我们所需要的技术性资料。

3、全面研究阶段（某某年8月—某某年10月）——理论实验，全面推进

具备一定的研究基本条件，我们进行了有关元器件的购买，进入实验和理论结合的阶段。完成了单片机的焊接和测试，并利用其进行语音控制的实验等。

4、项目总结阶段（某某年10月—某某年3月）——提炼精华，成果展示

根据项目研究方案和结题要求，本项目组认真开展了结题工作，对实验过程和主要内容进行了总结提炼，对该智能门禁系统进行深度的理论分析，以便形成有价值的研究成果。我们把一些模块的实验验证和理论分析的结果进行了汇总，然后进行了论文的撰写。于2008年年初在《科学技术与工程》杂志社发表有关成果论文一篇。

三、主要研究的成果介绍

第一节 智能门禁系统概述

智能家居门禁系统把自动照明、语音提示录音、设置无人状态、智能电子门锁和智能语音拨号报警系统通过AT89C51单片机连接在一起，构成一个智能化、智能的家庭实用型门禁系统。其系统框图见图1.1。

智能门禁系统 自动照智能电无人状语音拨语音提明系统 子门锁 态功能 号系统 示录音

以单片机AT89C51为核心，把语音芯片ISD2560接口所构成的外设电路以及其他智能设备电路与单片机的数据存储器(RAM)和程序存储器(EPROM)统一编制址的方式把两片器件挂入数据地址总线中，构成了一个智能家居门禁系统。图1.2给出的是智能门禁系统模块原理。

AT89C51 语音 模块 报警 照明 辅助 模块 模块 模块 图1.1: 多功能门禁系统

图1.2: 智能门禁系统模块原理电路结构简图

第二节 语音提示模块设计

2.1简述

过去，数码语音的开发设计不但结构设计复杂、编程录制麻烦、开发生产成本高，而且音质欠佳，难以实用。现在，一切都发生了彻底的改变：单芯片设计、任意语言音乐随录随放、断电语音不丢失、音质接近磁带效果、控制功能强大、价格低廉??等等，这一切就是ISD数码语音电路给我们带来的变革。在多媒体技术广泛应用、市场竞争日益激烈的今天，几乎所有的产品都更注重人机界面的友好性、易用性和安全性，人性化的语音提示是最自然、最廉价、最有效的手段，它可以为您设计的产品升级换代，让您的新产品“开口说话”，使它更具说服力、竞争力。

ISD系列语音电路是美国ISD（Information Storage Device）公司的专利新产品，它打破了传统的先A/D再D/A的模式，而采用独特的直接存储模拟信号技术，从而大大提高了存储密度，且使模拟信号得到永久保存。ISD系列电路以其音质自然、使用方便、单片存储、

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反复录放、低功耗、抗断电等众多优点立即在语音应用领域确立了其不可争辩的霸主地位，它在通讯设备、智能仪表、治安报警、语音报站、报数报价、语音讲解、语音记录、语音复读、教学仪器、智能玩具、电子礼品等场合获得了广泛的应用。 2.2电路特点与性能

ISD语音电路主要有1200、1400、2500、3300、4000五大系列产品，它们的主要存贮时间及性能如下表2.1所示：

表2.1 ISD语音电路主要存贮时间及性能 器件型号 ISD1210 ISD1420 ISD2560/90/120 ISD4002-2/3/4 ISD4003-4/6/8 ISD4004-8/12/16 存储时间 10秒 20秒 60/90/120秒 2/3/4分钟 4/6/8分钟 8/12/16分钟 采样频率 6.4 6.4 最大段数 80 160 控制方式 地址并行 地址并行 电压 5V 5V 5V 3V 3V 3V 3V 8.0/5.3/4.0 600/600/600 地址并行 8.0/5.3/4.0 600 8.0/5.3/4.0 1200 8.0/5.3/4.0 2400 SPI串行 SPI串行 SPI串行 ISD33060/120/240 60/120/240秒 8.0/8.0/4.0 400/800/800 SPI串行 (1)DIP封装图及各引线端功能 如图2.1及表2.2所示。 图2.1 DIP封装图 表2.2 DIP各引线端功能 引线端 1~7 8~10 11 AO/MO~A6/M6 A7~A9 AUX IN 地址 地址 辅助输入 数字和模拟地 扬声器输出 模拟、数字信号电源正极 麦克风输入与输入参考端 自动增益控制 模拟信号输入和输出 溢出 名称 功能 12、13 VSSD、VSSA 14、15 SP+、SP- 16、28 VCCA、VCCD 17、18 MIC、MIC REF 19 22 23 AGC 20、21 ANA IN、OUT OVF CE 片选（低电平允许芯片工作） 下图2.2为ISD系列芯片的内部基本结PD 芯片低功耗状态控制 构框图,由图可知,在这种CMOS器件内24 录放音结束信号输出 部,MIC前置放大器、自动增益控制电路、抗25 EOM 干扰滤波器、平滑滤波器、扬声器、放大器XCLK 外部时钟 和振荡器、模拟量存储器等全部集成在该单26 录/放控制选择 片内,只要外接MIC、扬声器和几个电阻、电27 P/R 容、开关,再加上电源(电池),这就构成了一个完整的语音录/放系统。而与此有明显不同的是,前述的T6668等系列语音芯片则需外接扬声器、放大器、石英晶振、动态存储器等电路。 5

图2.2 ISD2500系列结构图

图2.2中,管脚MIC(17脚)为麦克风输入端。MICREF(18脚)为麦克风参考输入端。ANAOUT(21脚)为模拟输出端,ANAIN(20脚)为模拟输入端。AGC(19脚)为自动增益控制输入端,SP+、SP-(14、15脚)为扬声器输出端,可接8—16Ω的扬声器。PD(24脚)为低功耗输入端。CE(23脚)为片选输入端,低电平有效。P/R(27脚)为录/放音选端,接高电平时芯片放音,低电平时芯片录音。XCLK(26脚)为外部时钟输入端。EOM(25脚)为信息录/放结束输出端,放音结束时自动输出一个负脉冲。OVF(22脚)为溢出输出端,本管脚可被用来进行器件的串联,以加长录/放音的时限。AUXIN(11脚)为辅助输入端。Vcca、Vccd(16、18脚)为电源输入端。Vssa、Vssd(12、13脚)为地输入端。A0至A9为地址输入端。

ISD录/放技术与80年代的T6668等语音芯片最大差别在于ISD芯片内不存在A/D和D/A转换器。其工作原理是采用直接模拟存储技术,把模拟量成功的存入半导体存储器中。即在对输入的音频模拟量每作一次取样时,电压数据被暂存在芯片内的取样保持电路中并最后被存储在片内的EEPROM存储单元中。该EEPROM存储单元构成模拟量存储阵列(如图1所示)。在将模拟量信息写入模拟存储单元EEPROM时,ISD线路采用闭环方式。取样保持电路将保持的取样电压值提供给比较器的一个输入端,而模拟量存储单元则将其电压输入至比较器的另一端。在多次写入中,电子被“泵入”存储单元,并使存储电平反馈到比较器,当模拟存储单元的输出电压等于取样保持电平时,则停止写入。 (2)操作模式

当最高位地址(MSB)A8、A9都为高电平时，地址端 就作为操作模式选择端 （高电平有效）如下表2.3所示。

表2.3

模式控制 A0/M0 A1/M1 A2/M2

功能 信息检索 典型应用 快速检索信息 删除EOM标志 在全部语音录放结束时，给出EOM标志 未用 当工作模式 操作时， 此端应接低电平 6

A3/M3 A4/M4 A5/M5 A6/M6 循环放音 连续寻址 CE电平触发 按钮控制 从0地址开始连续重复放音 可录放连续的多段信息 允许信号中止 简化器件接口 使用操作模式时需要注意两点： 1、所有操作模式下的操作都是从0地址开始，以后的操作根据模式的不同，而从相应的地址开始工作。当电路中录音转放音或进入省电状态时，地址计数器复位为0。 2、操作模式位不加锁定，可以在MSB（A8、A9）地址位为高电平时，CE电平变低的任何时间执行操作模式操作。如果下一片选周期MSB（A8、A9）地址位中有一个(或两个)变为低电平，则执行信息地址，即从该地址录音或放音，原来设定的操作模式状态丢失。 3)分段录放音 2500系列最多可分为600段，只要在分段录/放音操作前(不少于300纳秒)，给地址A0~A9赋值，录音及放音功能均从设定的起始地址开始，录音结束由停止键操作决定，芯片内部自动在该段的结束位置插入结束标志（EOM）；而放音时芯片遇到EOM标志即自动停止放音。 2500系列地址空间是这样分配的：地址0~599作为分段用((见下表2.4))，地址600~767未使用，地址768~1023为工作模式选择。 表2.4 2500系列地址空间分配 十进制 0 50 100 250 300 400 500 599 A9 0 0 0 0 0 0 0 1 A8 0 0 0 0 1 1 1 0 A7 0 0 0 1 0 1 1 0 A6 0 0 1 1 0 0 1 1 二进制 A5 0 1 1 1 1 0 1 0 A4 0 1 0 1 0 1 1 1 A3 0 0 0 1 1 0 0 0 A2 0 0 1 0 1 0 1 1 A1 0 1 0 1 0 0 0 1 A0 0 0 0 0 0 0 0 1 2560 0 5.0 10.0 25.0 30.0 40.0 50.0 59.9 信息时间(秒) 2575 0 6.25 12.5 31.25 37.5 50.0 62.5 74.87 2590 0 7.50 15.0 37.5 45.0 60.0 75.0 89.85 2.3电路的应用开发 ISD系列单片语音录放电路中，目前使用最广泛的是ISD1420、ISD2560/90/120、ISD4002/4003/4004三大类芯片，大多数的应用系统或OEM都是由它们构成的，这里对ISD2500常用电路的应用开发进行说明。

ISD2500系列芯片按录放时间60秒、75秒、90秒和120秒分成ISD2560、2575、2590和25120四个品种。ISD2500系列和1400系列语音电路一样，具有抗断电、音质好，使用方

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便，无需专用的语音开发系统等相同优点。它的最大特点在于片内EPROM容量为480K(1400系列为128K)，所以录放时间长；有10个地址输入端(1400系列仅为8个)，寻址能力可达1024位；最多能分600段；设有OVF（溢出）端，便于多个器件级联。 1、典型应用电路:

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图2.3 典型应用电路

图2.4 按键模式应用电路

3、和微处理器配合使用电路

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rs07.html