基于嵌入式系统自动门控制系统设计

一、需求分析

针对现代社会对安全和便捷的要求，自动门控制系统已经成为商业和公共场所常见的设施。因此，本设计旨在根据嵌入式系统开发自动门控制系统，需要实现以下基本功能：

1. 自动检测门口的人员和车辆的进入/出门状态；

2. 自动控制门的开关状态；

3. 能通过外部手动按钮、遥控器等手段控制门的开关；

4. 能够根据实际情况进行报警、警报等安全措施。

二、系统设计思想

1. CPU: 本设计采用16位单片机AT89S52为主控芯片，该芯片集成了8Kbytes闪存和256 bytes数据RAM，拥有26个通用IO管脚，性能强劲、稳定可靠，适用于嵌入式系统设计的场景。

2. 门控制单元设计: 该部分由门的控制器、驱动器、传感器等元件组成，负责控制门的开、关状态，同时侦测人员和车辆的进入/出门情况。当有人员或车辆进入/出门时，门控制单元通过传感器感知到门口状态的变化，然后根据系统设置控制开关门。

3. 外部控制单元设计: 该部分由手动按钮、遥控器等外部控制器组成，负责通过手动或遥控器来控制门的开、关状态。当用户手动按下按钮或通过遥控器信号导致门的开、关状态变化时，外部控制单元将这一信号传递给门控制单元，并根据实际情况依据系统设置执行对应的操作。

4. 报警、警报单元设计: 在出现不符合系统预期安全情况时，该单元会发出报警、警报等安全措施。例如，当未经过授权的人员强行闯入时，系统将通过传感器感知到这一情况并立即启动警报系统。

5. 人机交互单元设计: 该单元负责与用户进行信息接口交互。通常包括门状态显示、警报状态显示、报警信息显示等界面，使用户可以直观地了解系统运行状态并进行相应的操作。

三、系统电路设计

1. 门控制单元电路设计: 门控制单元主要由门的驱动器和传感器组成。门控制器采用高效稳定的脉冲宽度调制电路PWM来控制电机，使用光电传感器或人体红外感应器进行门口状态的感知。

2. 外部控制单元电路设计: 外部控制单元主要由手动按钮、遥控器等多种控制器组成。手动按钮采用接通/断开电路原理，信号漏斗到主控芯片上，遥控器模块采用红外遥控技术进行门的遥控操作。

3. 报警、警报单元电路设计：其电路设计主要包括安全感知器、警报器、LED指示灯等元件，能够及时发现安全状态的异常，并发出报警声、警报等各种提醒系统运维人员的声音和声光信号。

4. 人机交互单元设计: 在系统设计中，我们可以通过液晶显示屏和蜂鸣器等元件组成人机交互单元，实现直观的交互界面和警报声音。

四、软件设计

1. 系统流程设计：系统的管理程序分为嵌入式系统主程序、人机交互程序、报警警报程序、网络监控程序等几部分。各部分程序通过相应的数据结构、函数库进行编写，构建系统的总体应用框架。

2. 应用程序设计：以上几部分程序可以通过面向对象设计（OO）技术来完成，实现面向对象程序设计、不同控件之间的封装和调用，提高开发效率和程序的可维护性。

五、系统实现

门控制系统是一种基于嵌入式技术的电子机械设备，实现单片机、传感器、控制器等硬件元件的组合利用，从而实现对门的控制和管理。要实现自动门控制系统的功能，还需要加入对实时控制和安全措施等各方面的需求。因此，在实际开发过程中，需要针对上述需求进行合理的系统设计、硬件电路的结构设计、软件算法的开发，并进行调试、改正错误，最后验证系统的稳定性和可靠性，最终实现门控制系统的实际应用目标。