門鎖；藍(lán)牙；單片機(jī)；蜂鳴器

哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIVPAGE摘要科學(xué)創(chuàng)新提高的腳步不斷向前和生活隨著人們要求也不斷上升，人們的生活的需要迫使技術(shù)不斷地改變，近年來物聯(lián)網(wǎng)和無線技術(shù)的快速發(fā)展，給傳統(tǒng)的家居帶來了新的生機(jī)，給我們帶來了更加便捷、舒適的生活環(huán)境。智能門鎖能夠給人們的生活帶來方便和快捷，正因?yàn)椴粩噙M(jìn)步的技術(shù)，已經(jīng)改善了在人們生活中的忘帶鑰匙的弊端。在人們?nèi)粘Ｋ降墓?jié)節(jié)提升，門鎖的智能趨勢(shì)原來越高，由藍(lán)牙進(jìn)行控制的智能門鎖的設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。本設(shè)計(jì)通過STC89C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，借助HC-06藍(lán)牙模塊與移動(dòng)終端的鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居有無人在家、門鎖的控制。通過手機(jī)藍(lán)牙無線信號(hào)控制門鎖開合，檢測(cè)到陌生人觸發(fā)蜂鳴器提示手機(jī)端可以修改藍(lán)牙名稱、密碼，手機(jī)解鎖功能，控制其他家電功能。關(guān)鍵詞：門鎖；藍(lán)牙；單片機(jī)；蜂鳴器

AbstractThepaceofscientificinnovationandimprovementoflifewiththepeople'sdemandsarealsorising,theneedsofpeople'slivesforcedtoconstantlychangetechnology,inrecentyears,therapiddevelopmentoftheInternetofThingsandwirelesstechnology,tothetraditionalhomehasbroughtnewvitality,bringusamoreconvenientandcomfortablelivingenvironment.Smartdoorlockcanbringconvenienceandspeedtopeople'slife,preciselybecauseofthecontinuousprogressoftechnology,hasimprovedinpeople'slivestoforgetthedisadvantagesofthekey.Inpeople'sdailylevelofthefestivalimprovement,thesmarttrendofdoorlocksoriginallyhigher,controlledbyBluetoothintelligentdoorlockdesigncameintobeing.ThedesignthroughtheSTC89C51microcontrollerfordataprocessing,withthehelpofHC-06Bluetoothmoduleandmobileterminallink,toachievethehomehasnooneathome,doorlockcontrol.ThroughthemobilephoneBluetoothwirelesssignalcontroldoorlockopenandclose,detectedastrangertriggerbuzzerpromptphonesidecanmodifytheBluetoothname,password,mobilephoneunlockfunction,controlotherhomeappliancefunctions.Keywords:doorlock；Bluetooth；microcontroller；buzzer

目錄TOC\o"1-3"\u摘要 IAbstract II第1章緒論 I1.1課題研究背景和意義 11.2本系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 21.4主要內(nèi)容 3第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 42.1系統(tǒng)功能 42.2主控芯片方案的選擇 42.3無線通訊方案選擇 52.3.1Wifi技術(shù) 52.3.2藍(lán)牙技術(shù) 62.4傳感器方案選擇 72.5液晶顯示方案選擇 82.6按鍵方案選擇 92.7繼電器方案選擇 9本章小結(jié) 10第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 113.1最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 113.2藍(lán)牙模塊電路 123.3傳感器模塊電路 133.4繼電器電路設(shè)計(jì) 133.5液晶顯示電路設(shè)計(jì) 143.4蜂鳴器電路設(shè)計(jì) 15本章小結(jié) 16第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 174.1主要開發(fā)環(huán)境 174.2主程序設(shè)計(jì) 174.3藍(lán)牙開鎖程序設(shè)計(jì) 184.4傳感器程序設(shè)計(jì) 194.5按鍵控制程序設(shè)計(jì) 204.6液晶顯示程序設(shè)計(jì) 21本章小結(jié) 23第5章系統(tǒng)測(cè)試 245.1系統(tǒng)可靠性描述 245.2電路可靠性分析 245.3軟件可靠性分析 255.4開鎖功能調(diào)試 26本章小結(jié) 29結(jié)論 30致謝 錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄1譯文 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄2英文參考資料 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄3硬件原理圖 錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄4程序清單 錯(cuò)誤!未定義書簽。哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I-哈爾濱華德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE12PAGE第1章緒論1.1課題研究背景和意義伴隨著社會(huì)的快速發(fā)展和生活質(zhì)量的提高，數(shù)字化和建立網(wǎng)絡(luò)的工作繼續(xù)增長，這一趨勢(shì)已經(jīng)席卷了每一個(gè)人的生活，給人們的生活和學(xué)習(xí)帶來了很多的便捷，讓人們的生活更加舒適。但是傳統(tǒng)的家居由于操作繁瑣、布線復(fù)雜、維護(hù)難度大等缺點(diǎn)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在家庭的需要。另外，家用電器和燈具越來越多，但是每個(gè)家居都是獨(dú)立的個(gè)體，因此需要操作，這種操作很零碎混亂，每大面對(duì)這些家居消耗了很多的時(shí)間成本。近年來物聯(lián)網(wǎng)和無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，給傳統(tǒng)的家居帶來了新的生機(jī)，給人們的生活帶來了安全、舒適與便利的生活環(huán)境。如何建立一個(gè)高效率、低成大的智能化家居系統(tǒng)就在這種形勢(shì)下產(chǎn)生了。藍(lán)牙技術(shù)相較于前兩者則是一種折中的選擇，因?yàn)樗粌H功耗低、相應(yīng)速度快，而且它和Wi-Fi一樣，手機(jī)中都會(huì)自帶藍(lán)牙協(xié)議，因此使用起來也非常方便。隨著中國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，國民收入水平收入的持續(xù)遞增，人民財(cái)富得以積累，因此人們對(duì)家居安全越來越重視，使得安防技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的門鎖機(jī)制因?yàn)榘踩陨系娜毕菀呀?jīng)無法滿足現(xiàn)代人民對(duì)安全方面的需要。智能門鎖作為智能安防控制系統(tǒng)的一種，其涉及到機(jī)械控制、計(jì)算機(jī)操作、設(shè)備之間的通信等各種技術(shù)，可以更好的滿足住戶對(duì)鎖的安全性與功能性的要求，豐富了傳統(tǒng)鎖的功能，同時(shí)智能門鎖還可以為不同應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)置不同的安全級(jí)別,使得智能鎖更具安全性、靈活性、便利性與多元性。智能門鎖解決了用戶攜帶物理鑰匙的不便，改變了千百年來用戶開鎖的舊習(xí)慣，提高了開鎖效率。智能鎖與普通門鎖的區(qū)別為智能門鎖是應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電路設(shè)計(jì)等多學(xué)科的現(xiàn)代化科技門鎖；傳統(tǒng)機(jī)械鎖是以機(jī)械物理的方式開鎖為基礎(chǔ)。目前家用的智能鎖種類分為射頻鎖、純密碼鎖、人臉識(shí)別鎖、指紋密碼鎖、聯(lián)網(wǎng)型智能鎖等。射頻鎖是將開鎖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到各種卡片中，通過讀取卡片的數(shù)據(jù)完成開鎖的技術(shù)。指紋密碼鎖是利用了人體指紋的生物特征獨(dú)一無二，不可重復(fù)性的特征，配合傳感器利用指紋識(shí)別技術(shù)完成開鎖。目前，智能門鎖只是被很小一部分消費(fèi)者所接受，保護(hù)著很少一部分消費(fèi)者住宅的安全。為了讓智能門鎖可以更好的服務(wù)廣大普通家庭，被更多的人接受，讓智能鎖走進(jìn)普通住戶家中，因此智能門鎖的安全性、方便性、低成本是本文研究交互式鎖控系統(tǒng)的主要方向。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本文以社區(qū)用戶住宅門作為應(yīng)用對(duì)象，結(jié)合單片機(jī)技術(shù)為門鎖裝置主體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種融合無線模塊、嵌入式技術(shù)與智能移動(dòng)應(yīng)用的多功能的新型交互式鎖控系統(tǒng)。1.2本系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國外90年代末，美國首次出現(xiàn)了智能家居，之后德國、日本、加拿大和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國家逐步出現(xiàn)，隨之世界上其他國家開始參與競(jìng)爭(zhēng)智能家居這個(gè)市場(chǎng)，世界上許多大公司開始研發(fā)智能家居方案，開始逐步打造智能家居產(chǎn)品，特別是像日本、韓國這些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國家，智能家居已經(jīng)走進(jìn)了人們的生活當(dāng)中受到了大眾的歡迎。隨著全世界不新的開發(fā)和創(chuàng)造智能產(chǎn)品，以家庭智慧為基礎(chǔ)的“未來之家”概念迅速進(jìn)入我國的品牌和其他外國品牌為基礎(chǔ)的，這些品牌在技術(shù)上采用公共的形式，相對(duì)穩(wěn)定，但隨著技術(shù)的發(fā)展，智能家居逐漸用無線技術(shù)取代有線技術(shù)，成為了智能家具技術(shù)的主流。目前日常生活中最常用的鎖具為彈子鎖與套筒轉(zhuǎn)芯鎖。套筒轉(zhuǎn)芯鎖具有體積小，方便安裝，因此在鎖具發(fā)展的歷史上產(chǎn)生了深淵的影響。套筒轉(zhuǎn)芯鎖是將鎖體放入一個(gè)圓形的套筒中，通過鑰匙的轉(zhuǎn)動(dòng)牽引套筒內(nèi)部的轉(zhuǎn)芯轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)芯轉(zhuǎn)動(dòng)到特定位置之后，方能實(shí)現(xiàn)開鎖。正是由于套筒轉(zhuǎn)芯結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)使鎖具才有可能往小型化的方向進(jìn)行發(fā)展。但是社會(huì)的進(jìn)步與集成電路科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，套筒轉(zhuǎn)芯鎖不能再保證人民財(cái)產(chǎn)的安全，因此人們希望門鎖可以具有更好的安全性與保密性。智能門鎖正是因?yàn)榭梢詽M足人們的要求因此才得以發(fā)展。盡管外國的智能家居發(fā)展的比較早，但是在樓之間布線，用總線的布線方式實(shí)現(xiàn)，如果使用外國的，就要在墻內(nèi)布線，這是不現(xiàn)實(shí)的。所以利用藍(lán)牙、Wi-Fi無線連接的方式，這樣的傳輸可以不依賴墻內(nèi)布線，所以我國的智能設(shè)備都是以無線的方式實(shí)現(xiàn)連接的，連接方式簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)非智能家居的智能化。在我國，智能家居這一概念傳入我國后，經(jīng)歷了6年的起步，隨后經(jīng)過很長一段時(shí)期的探索才有了發(fā)展，由于我們發(fā)展起步比較晚，所以導(dǎo)致目前發(fā)展速度緩慢，造成這一原因主要由于大家對(duì)智能家居不夠熟悉，缺少市場(chǎng)資金的投入，另外開發(fā)技術(shù)不成熟也是造成我國如今智能家居產(chǎn)品沒有普及的原因之一。智能控制系統(tǒng)多采用STM32F103C8T6為控制核心，外接藍(lán)牙模塊、存儲(chǔ)模塊等配合外圍電路來實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的主要功能。軟件系統(tǒng)以Android操作系統(tǒng)為例，手機(jī)端通過APP發(fā)出指令來控制對(duì)藍(lán)牙，進(jìn)而控制開關(guān)通斷電，達(dá)到對(duì)家居的控制。智能門鎖大多選擇了以鋅為主的合金材料。鋅合金在價(jià)格、表面處理難度、加工技術(shù)等方面有很多天然優(yōu)勢(shì)。以不銹鋼作為面板材料可以占據(jù)到第二位，因?yàn)椴讳P鋼具有很好的耐腐蝕性并且表面處理工藝也相對(duì)成熟。其次還會(huì)使用鋁合金、鐵合金、銅合金等材質(zhì)的合金作為智能門鎖的面板材料。在鎖體結(jié)構(gòu)上,采用最多的還是傳統(tǒng)機(jī)械鎖體結(jié)構(gòu)，占到60%的生產(chǎn)量。接下來是電子鎖結(jié)構(gòu)，可以有25%生產(chǎn)量。因?yàn)殡妱?dòng)鎖的生產(chǎn)需要很高的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)難度，因此只有部分高端的智能門鎖中裝配。在安全性與保密性上第三代智能門鑰要比之前的門鎖好很多。但是過高的價(jià)格限制了第三代智能門]鑰在般家庭門禁系統(tǒng)中很難被的普及。1.3主要內(nèi)容在基于51單片機(jī)的藍(lán)牙密碼鎖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上，利用物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)來搭建系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)分為五部分來設(shè)計(jì)。安全防護(hù)部分：當(dāng)家里無人，通過熱釋電紅外傳感器檢測(cè)陌生人闖入。藍(lán)牙通信部分：通過HC-06藍(lán)牙模塊連接手機(jī)，進(jìn)行門鎖控制?？刂茖樱豪美^電器模擬門鎖開關(guān)，通過手機(jī)藍(lán)牙無線信號(hào)控制門鎖開合，檢測(cè)到陌生人觸發(fā)蜂鳴器提示。數(shù)據(jù)處理部分：通過STC89C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。終端顯示部分：手機(jī)端安卓開發(fā)界面顯示藍(lán)牙狀態(tài)，登陸信息和密碼，12864液晶屏顯示陌生人信息有無和門鎖狀態(tài)。具體實(shí)現(xiàn)功能如下：1.利用熱釋電紅外傳感器判斷陌生人的有無，當(dāng)檢測(cè)到有人時(shí)蜂鳴器響。2.利用藍(lán)牙與手機(jī)無線組網(wǎng)。3.手機(jī)界面登陸，并能修改姓名和密碼。4.手機(jī)藍(lán)牙控制繼電器開合狀態(tài)。5.當(dāng)液晶顯示門鎖狀態(tài)和陌生人信息。第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在當(dāng)今社會(huì)，硬件和軟件都在飛速的發(fā)展當(dāng)中，有許多新的產(chǎn)品不斷涌出。在這個(gè)出現(xiàn)的過程中有許多功能相近但價(jià)格不同、性能不同的產(chǎn)品，在接下來的內(nèi)容中，對(duì)使用器件的選擇。2.1系統(tǒng)功能在基于單片機(jī)的藍(lán)牙密碼鎖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上，利用物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)來搭建系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)分為五部分來設(shè)計(jì)。安全防護(hù)部分：當(dāng)家里無人，通過熱釋電紅外傳感器檢測(cè)陌生人闖入。藍(lán)牙通信部分：通過HC-06藍(lán)牙模塊連接手機(jī)，進(jìn)行門鎖控制。控制層：利用繼電器模擬門鎖開關(guān)，通過手機(jī)藍(lán)牙無線信號(hào)控制門鎖開合，檢測(cè)到陌生人觸發(fā)蜂鳴器提示。數(shù)據(jù)處理部分：通過STC89C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。終端顯示部分：手機(jī)端安卓開發(fā)界面顯示藍(lán)牙狀態(tài)，登陸信息和密碼，12864液晶屏顯示陌生人信息有無和門鎖狀態(tài)。系統(tǒng)硬件框圖如圖2-1所示。STCSTC89C51熱釋電紅外傳感器模塊按鍵模塊液晶顯示模塊繼電器門鎖藍(lán)牙器手機(jī)蜂鳴器圖2-1系統(tǒng)硬件框圖2.2主控芯片方案的選擇方案一：以PIC16C72單片機(jī)為核心控制器件。以PIC16C72為控制芯片，功能很強(qiáng)大。多種寄存器用于保護(hù)數(shù)據(jù)，有機(jī)會(huì)使用到的和內(nèi)容進(jìn)行記錄數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)行的使用中程序進(jìn)行中斷服務(wù)，電流控制器進(jìn)行控制，而每60ms運(yùn)行程序中斷服務(wù)，如果要用直流進(jìn)行限制，會(huì)引起運(yùn)轉(zhuǎn)過高，會(huì)發(fā)聲不穩(wěn)定。方案二：處理器以STC89C51為處理中心控制的系統(tǒng)。可靠性高、控制能力強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低是STC89C51單片機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)，廣泛的使用在諸多行業(yè)。所以，本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)，如圖2-2所示。圖2-2STC89C52單片機(jī)2.3無線通訊方案選擇當(dāng)手機(jī)需要通過無線信號(hào)連接門鎖。無線通信需要穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸才能完成通信的進(jìn)行。密碼輸入正確達(dá)到預(yù)設(shè)值是需要有良好的信號(hào)的無線傳輸。2.3.1Wifi技術(shù)Wifi的中文全稱是無線保真，由丁它高效的無線傳輸特點(diǎn)，不管是在學(xué)校，還是商業(yè)街道Wifi技術(shù)都被廣泛使用，Wifi技術(shù)作為一種無線局域網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，實(shí)際上也是一種商業(yè)認(rèn)證。隨著市場(chǎng)對(duì)Wifi技術(shù)的需求不斷地增大，Wifi技術(shù)發(fā)展了很多協(xié)議來改善無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率和傳輸距離等問題，包括IEEE802.11b/g/n等協(xié)議。因?yàn)镮EEE802.11b是WIFI采用的主流協(xié)議，所以通常把IEFF802.11b協(xié)議稱作為WIFI。WIFI也是無線局域網(wǎng)絡(luò)中的一項(xiàng)新技術(shù)，基于WIFI技術(shù)有多種方式組建的局域網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合其自身傳輸效率的優(yōu)勢(shì)，基于WIFI技術(shù)組建的無線局域網(wǎng)絡(luò)具有很好的性價(jià)比和良好的用戶體驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)使用的安全性越來越受到各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)注，在安全方面WIFI技術(shù)也做出了很多改變，包括WPA/WPA2(WIFIProtectedAccessWIFI網(wǎng)絡(luò)保護(hù)訪問)加密方式，MAC地址過濾功能等，同時(shí)我國為增加對(duì)基于WIFI技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)使用安全制定了WAP(WirelessApplicationProtocol無線應(yīng)用協(xié)議)，實(shí)現(xiàn)為用戶在使用WIFI的過程中保駕護(hù)航。由于無線網(wǎng)絡(luò)的頻率不受任何全球電信業(yè)務(wù)許可證的限制，因此無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備WLAN提供了一個(gè)低成本、帶寬很高的無線接口，但無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)也通過有線網(wǎng)絡(luò)傳送，在許多發(fā)達(dá)國家的海外城市中，有政府或大公司向居民提供的無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，例如在家里的ADSL，它們可以將有線信號(hào)轉(zhuǎn)換成無線路由器。這項(xiàng)技術(shù)在我國得到了廣泛應(yīng)用。2.3.2藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙是一種用于移動(dòng)或固定現(xiàn)代產(chǎn)品的短程有線或無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。產(chǎn)品可以使用世界規(guī)定的、不用請(qǐng)求認(rèn)證的頻率，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送以及語音通話，最高可已到達(dá)10兆每秒，可以使用多個(gè)通話頻率，而且還可以傳輸數(shù)據(jù)最高可至687.2kbit/s的信息傳送效率。藍(lán)牙模塊如2-3所示。圖2-3藍(lán)牙模塊在辦公室和家庭中，不用在電子設(shè)備間用線纜和連接器，通過藍(lán)牙裝置可以一點(diǎn)到多點(diǎn)連接，即在該裝置周圍組成一個(gè)“微網(wǎng)”。短距離通信標(biāo)準(zhǔn)。紅外的傳送距離小通常的波長為850nm。傳送的數(shù)據(jù)有16M，克服了紅外傳輸數(shù)據(jù)速度上的限制。局限性，紅外的局限性是只能一對(duì)一發(fā)送，而且對(duì)接受角度之類的都有比較嚴(yán)格的要求。它的傳輸不會(huì)被介質(zhì)限制，這個(gè)目前紅外沒有的。全球范圍內(nèi)還沒實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的限制，所以這個(gè)協(xié)議是對(duì)多臺(tái)同時(shí)有效的。2009年12月，藍(lán)牙技不聯(lián)盟(Bluetooth

Spec

ial

Interest

Group,

SIG)推出藍(lán)牙4.0版，于2010年6月發(fā)布，藍(lán)牙4.0基準(zhǔn)版數(shù)據(jù)，藍(lán)牙4.0合并了最后三個(gè)藍(lán)牙規(guī)格，它繼承了藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并且提高了低功率藍(lán)牙的特性，這三種規(guī)格可以合并或分開。例如，藍(lán)牙4.0，通信可以用兩種型號(hào)部署，即標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙加低效藍(lán)牙，主要是移動(dòng)電話或膝上型計(jì)算機(jī)，或使用一種型號(hào)。換言之，低消費(fèi)藍(lán)牙，主要部署在低消費(fèi)環(huán)境中，如健身房、醫(yī)療保健、消費(fèi)和娛樂，在這些環(huán)境中，按鈕電池可以連續(xù)幾年保持低性能藍(lán)牙設(shè)備而不給電池充電或更換電池，不僅會(huì)降低設(shè)備消耗，而且也會(huì)降低成本，而成本恰恰是藍(lán)牙的4.0%。藍(lán)牙4.0低性能技術(shù)具有明顯的低性能特點(diǎn)，擴(kuò)大了新的市場(chǎng)，如帶有按鈕電池的無線設(shè)備、傳感器、醫(yī)療保健、體育和保健。藍(lán)牙4.0有五個(gè)主要特征：性能低、成本低、可靠性高、安全性高和通信。距離正在擴(kuò)大，而技術(shù)的核心是低能源消耗2.4傳感器方案選擇使用常規(guī)的紅外線設(shè)備，對(duì)于是否有人在家進(jìn)行檢測(cè)。傳感器的部分不進(jìn)行任何的輻射發(fā)出，這個(gè)類型的器件含有低價(jià)格與低功率的特征。然而，它的缺點(diǎn)是很容易被干擾，靈敏度和接收距離是有限的。HC-SR501傳感器，可以有效的檢測(cè)到人或者是動(dòng)物發(fā)出的紅外線，進(jìn)而輸出電信號(hào)。在上世紀(jì)的40年代，有人提出使用熱釋電效應(yīng)，不過沒有人重視，一直到60年代，伴隨著激光與紅外技術(shù)的發(fā)展，才推動(dòng)了熱釋電效應(yīng)的研究與發(fā)展。如今，這樣的傳感器在很多行業(yè)里面得到良好的應(yīng)用，含有氣體泄露檢測(cè)與手術(shù)麻醉的檢測(cè)、水土檢測(cè)等很多的方面得到良好的應(yīng)用。利用熱釋電紅外模塊，前級(jí)使用光鏡，檢測(cè)人體的非法入侵。因?yàn)楹蟹颇鶢柾哥R，可以測(cè)量的范圍更大，靈敏度更高，適合家庭使用的報(bào)警系統(tǒng)。探測(cè)元件探測(cè)和接收到的紅外線輻射成為一種微弱的電壓信號(hào)。為了提高探測(cè)器的探測(cè)敏感性，以增加探測(cè)距離，通常安裝一個(gè)傳感器。在檢測(cè)器前面的Freel透鏡是用透明塑料制成的，將上下兩分平分，用一個(gè)特殊的光學(xué)系統(tǒng)，連同放大電路，將信號(hào)放大70分貝以上。這使得我們能夠檢測(cè)10到20米的人類活動(dòng)在該地區(qū)。菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的盲區(qū)和高靈敏區(qū)，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從盲區(qū)進(jìn)入高靈敏區(qū)，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。

人類輻射紅外線中心的波長為9至10微米，而探測(cè)元件的波敏感度幾乎保持在0.2至20微米的范圍內(nèi)，傳感器頂部有一個(gè)負(fù)荷。過濾器窗口可通過7至10微米的波長范圍，適合于探測(cè)人體內(nèi)的紅外線輻射，而其他的波長則可通過過濾器。吸收產(chǎn)生了一種專門設(shè)計(jì)的用于探測(cè)人的輻射的紅外傳感器，熱釋電傳感器實(shí)物圖如圖熱釋電傳感器實(shí)物圖如圖2-4所示。圖2-4熱釋電紅外傳感器2.5液晶顯示方案選擇液晶顯示主要功能是藍(lán)牙密碼界面和開鎖信息，構(gòu)建良好的人機(jī)交互界面。本系統(tǒng)的顯示準(zhǔn)備用液晶進(jìn)行顯示，選擇的顯示選擇如下兩種:方案一：采用TFTLCD屏幕作為液晶顯示屏，TFTLCD屏也叫真彩顯示屏，可顯示16位真彩位圖，比一般的單色屏更加美觀。一般的TFTLCD顯示屏除了必要的液晶顯示驅(qū)動(dòng)以外，還可以加入液晶觸摸控制驅(qū)動(dòng)，一般用于較為高端的電子設(shè)計(jì)產(chǎn)品中，雖然其價(jià)格較為高昂，但是其帶來的觸摸屏的便捷性以及彩色界面顯示的美觀性是一般單色屏難以比擬的大優(yōu)勢(shì)。一般的TFTLCD液晶驅(qū)動(dòng)器都不會(huì)帶有字庫等顯示所需的ROM存儲(chǔ)，都是需要進(jìn)行控制芯片內(nèi)部flash存儲(chǔ)或者外部flash進(jìn)行字庫以及常用字符的存儲(chǔ)的。所以比一般的單色屏所需的控制芯片性能要求更高。方案二：液晶顯示功能的12864，帶有中文字庫的，12864有兩種接口方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，有兩種簡(jiǎn)體漢字通過點(diǎn)陣的方式顯示；8192個(gè)點(diǎn)陣,操作方便，引腳連接方式相對(duì)簡(jiǎn)單使得此顯示器比較容易，人機(jī)交互圖形界面的不二之選。如圖2-5所示。圖2-5LCD12864液晶顯示屏功耗低是顯著特點(diǎn)，可以顯示點(diǎn)陣的漢字。簡(jiǎn)單的圖形顯示也是可以顯示的。顯示簡(jiǎn)潔，能夠顯示數(shù)據(jù)和圖形，能夠勝任多種情況，價(jià)格低廉與其他液晶顯示器相比性價(jià)比更大。其優(yōu)勢(shì)在于有成本低且控制簡(jiǎn)單顯示漢字。在本設(shè)計(jì)中，液晶屏是不可或缺的，因?yàn)闊崴鞯乃袛?shù)據(jù)以及狀態(tài)都是在液晶屏幕上進(jìn)行顯示的，所以考慮到性價(jià)比以及性能美觀等等多方面的因素以及設(shè)計(jì)成本的考慮，所以設(shè)計(jì)中采用了方案二中的LCD12864液晶顯示器作為液晶顯示部分的顯示屏。2.6按鍵方案選擇本設(shè)計(jì)的按鍵采用獨(dú)立式按鍵，是用I/O接口組成的獨(dú)立的按鍵設(shè)計(jì)，其優(yōu)勢(shì)是每個(gè)獨(dú)立單元自己使用一個(gè)引腳接口，每個(gè)獨(dú)立的個(gè)體都不會(huì)相互干擾其他引腳的正常工作。當(dāng)有按鍵被按下時(shí)說明用戶要手動(dòng)上水。按鍵使用上拉電阻方式接入單片機(jī)。未按下時(shí)對(duì)單片機(jī)傳送高電壓，使用后出傳送低電壓。按鍵如圖2-6所示圖2-6按鍵模塊2.7繼電器方案選擇采用繼電器控制門鎖的開關(guān)。繼電器是是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器實(shí)物圖如圖2-7所示。圖2-7繼電器模塊實(shí)物圖本章小結(jié)本章首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體方案。然后，分析了本系統(tǒng)功能的要求和目標(biāo)，以及無線技術(shù)，對(duì)主要器件進(jìn)行選型，通過對(duì)比和分析選擇了最終方案。最后，對(duì)按鍵和繼電器等技術(shù)進(jìn)行了介紹，經(jīng)過分析和研究，選擇了最后方案。

第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心所在是STC89C51單片機(jī)，其主要功能是處理家中有無人信息、門鎖和藍(lán)牙通信等數(shù)據(jù)，以電路設(shè)計(jì)和器件連接為主要設(shè)計(jì)思想，通過各模塊電路設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。3.1最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)STC89C51單片機(jī)上電時(shí)需要在其復(fù)位腳也就是第9腳接入一個(gè)大于2us的高電平，單片機(jī)才能正常的進(jìn)入程序區(qū)進(jìn)行工作。高性能的52內(nèi)核的微控制器，其具有10W次以上的可編程ROM程序存儲(chǔ)以及1024字節(jié)的RAM，足夠大多數(shù)的非OS電子設(shè)備使用，工作電壓有5V以及3.3V兩種新片版本,并且程序向下兼容同類型52單片機(jī)，具備程序加密功能，提高產(chǎn)品的安全性能，其運(yùn)行速度可達(dá)到24Mhz。系統(tǒng)具有6個(gè)中斷源，具備低功耗模數(shù)以及掉電模式運(yùn)行，并且?guī)в袃蓚€(gè)全雙工雙向串口。同時(shí)也帶有傳統(tǒng)51的位定義變量區(qū)，更方便程序編寫執(zhí)行。存儲(chǔ)器和多位CPU進(jìn)行組合使用工作，效率提高，此版本功能簡(jiǎn)單方便使用。引腳連接詳細(xì)介紹單片機(jī)STC89C52引腳使用，詳細(xì)介紹如下：VCC：供電電壓。GND：接地。P0：P0.0～P0.7，39~32腳。P1：P1.0～P1.7，1~8腳。P2：P2.0～P2.7，21~28腳。P3：P3.0～P3.7，10~17腳。P3.0：RXD串行數(shù)據(jù)的接收。P3：第二功能：P3.1：RXD串行數(shù)據(jù)的發(fā)送。P3.2：INT0外部中斷0輸入。P3.3：INT1外部中斷1輸入。P3.4與P3.5：代表定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0與T1的外部計(jì)數(shù)的輸入。P3.6：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寫選通。P3.7：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)讀選通。RST：復(fù)位引腳。PSE：程序輸入引腳。STC89C52含有40個(gè)引腳的芯片，其具有的引腳如圖3-1所示。處理器部分電路圖如圖3-1所示。圖3-1處理器部分電路圖3.2藍(lán)牙模塊電路本系統(tǒng)選用藍(lán)牙模塊作為了手機(jī)與系統(tǒng)的無線通信模塊。藍(lán)牙通信也就是串行通訊。串行通信只需一根數(shù)據(jù)傳輸線就能實(shí)現(xiàn)。串行通信分為多種方式。單工是信息只能向一方傳送。半雙工是可以兩個(gè)方向傳送，但不能同時(shí)傳送。全雙工是兩個(gè)方向可以同時(shí)傳送。串行通訊按通信方式還可以分為異步通訊方式和同步通訊方式。在微處理器中，主要使用異步通訊方式。藍(lán)牙模塊控制藍(lán)牙信號(hào)的收集和傳送。收到數(shù)據(jù)時(shí)，接收頻率信號(hào)后，為接受情況的接受開關(guān)裝置，通過處理器的處理，藍(lán)牙傳送給處理器數(shù)據(jù)信號(hào)。信息處理包括下變頻和采樣，采用零中頻結(jié)構(gòu)。藍(lán)牙上的主控引腳連接單片機(jī)的RXD和TXD引腳，藍(lán)牙模塊引腳電路如圖3-2所示。圖3-2藍(lán)牙模塊引腳電路圖3.3傳感器模塊電路本設(shè)計(jì)采用熱釋電紅外傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)屋內(nèi)有無人在家的判斷。熱電材料設(shè)計(jì)支撐具有一定厚度的薄片，兩面具有鍍上金屬的電極，之后進(jìn)行電極化與熱釋電檢測(cè)。所以電極化的電壓也是有極性的，所以在極化檢測(cè)的時(shí)候，也是具有正負(fù)極性能。當(dāng)使用時(shí)，D面連接到源的正級(jí)，G面連接到源的負(fù)級(jí)，而S面作為信號(hào)輸出的一部分。利用極性相反，將功能聯(lián)系在一起，這樣可以不被環(huán)境干擾，使用兩級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，向傳感器傳送的紅外線輻射使傳感器上安裝的透鏡集中于兩個(gè)探測(cè)元件，使傳感器能夠傳送與電壓有關(guān)的電壓信號(hào)。熱釋電紅外傳感器引腳連接單片機(jī)P1.4引腳電路如圖3-3所示。圖3-3熱釋電傳感器電路圖傳感器一般都安裝在室內(nèi)窗口、門口附近，時(shí)刻監(jiān)控有沒有人在家。由于紅外波長會(huì)被物體的溫度影響，而且人體溫度穩(wěn)定，在大約37攝氏度的情況下，會(huì)在特定波長的范圍內(nèi)發(fā)射紅外線，將人體輻射有效地集中在紅外線熱電傳感器上，并使用PIR將吸收的紅外線信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信數(shù)字，用于隨后的處理線路。3.4繼電器電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用的繼電器歸類于電磁式繼電器。使用在可以自動(dòng)處理的電路上，它是一種“自動(dòng)開關(guān)”。所以有自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路的作用。繼電器使用的是5V電壓觸發(fā)的，接入一個(gè)二極管在繼電器兩端，因?yàn)槎O管的負(fù)端通常接到VCC，因此電壓尖峰將被抑制。保護(hù)了板上的電子元件。當(dāng)單片機(jī)的IO口給PNP三極管基極一個(gè)低電平后后，三極管導(dǎo)通，繼電器供電，因此繼電器從斷開變?yōu)殚]合，最終將控制設(shè)備接入5V電壓。繼電器控制風(fēng)扇如下圖3-4所示。圖3-4繼電器引腳電路圖3.5液晶顯示電路設(shè)計(jì)LCD顯示模塊是用于顯示密碼狀態(tài)和用戶登錄信息。采用LCD12864液晶顯示的模塊。20個(gè)外部接口，多根數(shù)據(jù)線使用并行連接方式，連接單片機(jī)。RW連接P22，E連P23，DB0連接P24，VCC接電源正極，GND接電源負(fù)極。其原理圖如圖3-5所示。圖3-5LCD顯示模塊3.6蜂鳴器電路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的主要報(bào)警電路功能是當(dāng)輸入錯(cuò)誤的密碼時(shí)發(fā)出警告。警報(bào)器的工作原理是，當(dāng)一個(gè)監(jiān)測(cè)模塊向主控制芯片傳送的數(shù)值低于程序設(shè)定的門檻值時(shí)，警報(bào)器的工作原理是：一級(jí)控制芯片通過程序發(fā)出高級(jí)別信號(hào)，而高電平信號(hào)則通過三個(gè)P0.5引腳驅(qū)動(dòng)報(bào)警，報(bào)警電路如圖3-6所示。圖3-6蜂鳴器引腳電路圖當(dāng)電源接通（1.5-15v直流工作電壓）時(shí)，多諧振蕩器振動(dòng)，1.5-2.5khz音頻信號(hào)，相應(yīng)的阻抗裝置推動(dòng)壓電蜂鳴器發(fā)聲，工作時(shí)，兩個(gè)端口的輸出電壓脈沖觸發(fā)Q1三極管。當(dāng)電源接通（工作電壓1.5-15vDC）時(shí)，發(fā)送多振動(dòng)振動(dòng)器和音頻信號(hào)1.5-2.5khz。相應(yīng)的阻抗裝置推向發(fā)聲。當(dāng)Q1三極管處于大功率時(shí)，Q1三極管打開，+12V電壓通過Q1三極管為振動(dòng)器提供工作電壓，同時(shí)加載電容器，當(dāng)端口電平變低時(shí)，切斷Q1三極管，隔離+12V電壓，此時(shí)將充滿電的電容器放電，為其操作提供高功率。正常情況下，Q1三極管通電，并通過Q1三極管向振動(dòng)器施加+12V電壓，以提供工作應(yīng)力，同時(shí)加載電容器。當(dāng)端口電平變低時(shí)，Q1三極管被切斷，+12V電壓被隔離。此時(shí)，充滿電的電容器被放電，為蜂鳴器的操作提供電力。本章小結(jié)本章首先對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了分析，其次又介紹了主控制器核心電路如最小系統(tǒng)、傳感器電路和藍(lán)牙電路等的設(shè)計(jì)。最后詳細(xì)介紹了液晶顯示電路和蜂鳴器電路設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了藍(lán)牙、蜂鳴器和最小系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)。

第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)下文中敘述了本設(shè)計(jì)的軟件的設(shè)計(jì)思路，利用C語言編寫實(shí)現(xiàn)人體檢測(cè)、藍(lán)牙組網(wǎng)、開鎖等功能，實(shí)現(xiàn)基于51單片機(jī)的藍(lán)牙密碼鎖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。4.1主要開發(fā)環(huán)境Keil是51系列單片機(jī)C語言開發(fā)系統(tǒng)，與別的匯編語言比較，C語言在很多方面有著十分優(yōu)秀的性能，十分簡(jiǎn)單。使用單片機(jī)開發(fā)的系統(tǒng)里面，除了需要硬件之外，也是需要軟件輔助的，可以直接的利用單片機(jī)執(zhí)行各個(gè)部分的機(jī)器語言，不過機(jī)器是不容易讀寫的。 圖4-1開發(fā)環(huán)境圖 4.2主程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的C語言編程，并且在主程序中還要讓顯示屏顯示密碼狀態(tài)、屋內(nèi)有無人等狀態(tài)，這樣才可以使系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)開機(jī)以后，就相當(dāng)于單片機(jī)上電復(fù)位開始運(yùn)行，會(huì)對(duì)硬件進(jìn)行自動(dòng)檢查，如果是正常的，系統(tǒng)就可以繼續(xù)執(zhí)行，如果不是不正常就會(huì)進(jìn)行錯(cuò)誤報(bào)警，以方便人工找錯(cuò)，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行作好準(zhǔn)備。主程序流程圖如下圖4-2所示。圖4-2主程序流程圖4.3藍(lán)牙開鎖程序設(shè)計(jì)藍(lán)牙是智能系統(tǒng)的一部分。在這個(gè)系統(tǒng)中，藍(lán)牙模塊是從模塊中配置的，如果要修改藍(lán)牙代碼，就需要通過在菜單系統(tǒng)中指定管理員來修改組合代碼。輸入配對(duì)密碼加以保存，下次與手機(jī)配對(duì)時(shí)，必須重新輸入密碼。修改密碼組合的AT指令是：“AT+PSWD=<password>”"，password是4個(gè)數(shù)字。連接成功后，會(huì)等待數(shù)據(jù)到達(dá)，直到等到指令為“+LockR”，這時(shí)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)繼電器才會(huì)實(shí)現(xiàn)開鎖。藍(lán)牙開鎖程序流程圖如圖4-3所示。圖4-3藍(lán)牙組網(wǎng)程序流程圖if{USART3_RX_STA&0x8000}//接收到一次數(shù)據(jù)了，{USART3_RX_BUF[reclen]=0;//加入結(jié)束符。{if(strcmpl(constchar*)USART3_RX_BUF,"+LockR")==O;//驅(qū)動(dòng)繼電器}}4.4傳感器程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中的家中是否有人判斷是由人體紅外傳感器實(shí)現(xiàn)，通過這些傳感器模塊對(duì)屋內(nèi)人體紅外信息進(jìn)行采集，根據(jù)相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)，主控制器實(shí)時(shí)的獲取傳感器的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的融合處理，從而判斷是否有人。如圖4-4所示為監(jiān)測(cè)模塊的程序流程圖。圖4-4人體檢測(cè)程序流程圖4.5按鍵控制程序設(shè)計(jì)按鍵是不是接通，體現(xiàn)在傳送的電壓表現(xiàn)情況就是高電壓輸出和低電壓輸出，當(dāng)高電壓表示按鍵的斷開，就可以知道低電壓體現(xiàn)按鍵的耦合，使用以高低電壓對(duì)線性進(jìn)行檢查，就可以發(fā)現(xiàn)開關(guān)接通成功了還是失敗了。所以可以通過判斷電平的高低，來確定按鍵有沒有被按下。但是要保證一次動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵，一定要消除機(jī)械開關(guān)抖動(dòng)所帶來的的影響。剔除抖動(dòng)的因素方法，通常用軟件消除的方法。在出現(xiàn)按鍵的數(shù)據(jù)是，執(zhí)行一段13毫秒左右的延長時(shí)間的程序，然后再次判斷是否有信息輸入或是仍是低電壓，如果狀態(tài)保持還是低電壓的狀態(tài)，繼而減小抖動(dòng)對(duì)整體的影響。再進(jìn)行掃描，如果按鍵為高電平說明按鍵松開。本報(bào)警器按鍵處理子程序流程圖如圖4-4所示。圖4-4按鍵抖動(dòng)流程圖4.6液晶顯示程序設(shè)計(jì)處理器要對(duì)顯示器進(jìn)行控制，接通電源是第一步，將整個(gè)系統(tǒng)初始化。系統(tǒng)初始化后將顯示器也進(jìn)行初始化，在系統(tǒng)完成后，處理器將要顯示的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，處理器發(fā)出命令調(diào)用相關(guān)的公式，將系統(tǒng)要體現(xiàn)的信息和結(jié)果顯示出來。如圖4-5所示。圖4-5液晶顯示程圖部分顯示程序如下：voidLcdDisplay(inttemp)//lcd顯示{intzh;unsignedchardatas[]={0,0,0,0,0};//定義數(shù)組floattp;if(tp<0){tp=temp-1;tp=~temp;p=tp;p=tp*0.0625*100+0.5;}else{tp=temp；temp=tp*0.0625*100+0.5;}本章小結(jié)本章根據(jù)硬件搭建方案思路，按照各個(gè)模塊子程序調(diào)用的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總程序流程圖。其次給出了部分程序代碼，最后設(shè)計(jì)了對(duì)安卓開發(fā)環(huán)境和搭建方法進(jìn)行了介紹。

第5章系統(tǒng)測(cè)試產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本直接和系統(tǒng)的可靠性掛鉤，設(shè)計(jì)可靠性高的產(chǎn)品或者方案，可以為后續(xù)生產(chǎn)帶來盈利，根據(jù)可靠性進(jìn)行測(cè)試，實(shí)物可靠性設(shè)計(jì)最好是在研發(fā)階段一并解決，因?yàn)閷?shí)物的可靠性設(shè)計(jì)成本和產(chǎn)品的開發(fā)周期呈現(xiàn)指數(shù)增長的趨勢(shì)。5.1系統(tǒng)可靠性描述人們?cè)陔娮酉到y(tǒng)集成可靠性設(shè)計(jì)方面的探索已卓有成效，一些可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)在電子系統(tǒng)中得到廣泛的運(yùn)用?？煽啃栽O(shè)計(jì)根據(jù)人機(jī)工程原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)分為人、軟件、硬件、環(huán)境四個(gè)組成部分。因此，可靠性設(shè)計(jì)是根據(jù)故障源位置進(jìn)行避錯(cuò)設(shè)計(jì)，從硬件和軟件進(jìn)行避錯(cuò)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)，考慮用戶需求及隱性需求，使系統(tǒng)得以正常運(yùn)行為主要內(nèi)容。經(jīng)過以上的分析和準(zhǔn)備制作，系統(tǒng)實(shí)物圖如圖5-1所示。圖5-1系統(tǒng)實(shí)物圖5.2電路可靠性分析在可靠性表現(xiàn)在線路板板圖、器件封裝、貼片、測(cè)試等過程，根據(jù)這些過程，其可靠性設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：在硬件設(shè)計(jì)的過程中，在設(shè)計(jì)板圖的同時(shí)，要設(shè)計(jì)PCB封裝，在系統(tǒng)中，封裝的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的，實(shí)驗(yàn)階段的人工焊接可以通過人眼觀察和根據(jù)人的記憶進(jìn)行分辨焊盤的方向性，但是在批量生產(chǎn)的過程中，設(shè)計(jì)線路板的封裝要注意規(guī)范，一個(gè)完整的器件封裝圖應(yīng)該包含這些封裝層，如焊盤層，絲印層，芯片實(shí)體圖框，3D圖框（可選），器件的安全間距圖框，十字型原點(diǎn)坐標(biāo)線。有些器件有極性，比如二極管、鉭電容，這類器件封裝用綠色的線段或符號(hào)對(duì)器件的陰極和陽極進(jìn)行標(biāo)注。最小系統(tǒng)上電工作圖如圖5-2所示。圖5-2最小系統(tǒng)工作圖5.3軟件可靠性分析為開發(fā)高質(zhì)量產(chǎn)品，建立和完善工程管理，開發(fā)工具應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了此目的，軟件工程誕生了。軟件工程的目的是三個(gè)關(guān)鍵詞：質(zhì)量，費(fèi)用和時(shí)間。把握這三個(gè)要點(diǎn)，必須實(shí)施軟件工程化。軟件產(chǎn)品具有無形性、一致性、不變性、易改動(dòng)性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。軟件開發(fā)不完善具有如下特點(diǎn)：軟件開發(fā)過程不透明，無法管理控制；軟件開發(fā)不規(guī)范，系統(tǒng)開發(fā)無法實(shí)現(xiàn)；忽視全局，在小模塊里面倒騰。這樣會(huì)導(dǎo)致軟件開發(fā)成本不可控制，周期拖延，質(zhì)量不過關(guān)。根據(jù)國內(nèi)外軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，通過實(shí)施軟件工程，注意軟件測(cè)試的重要性，軟件重用性做好，持續(xù)改進(jìn)軟件過程，如此這般可使得軟件開發(fā)效果顯著。良好的軟件過程對(duì)軟件開發(fā)管理有巨大作用。軟件開發(fā)的軟件工程化有利于提高生產(chǎn)率，減少測(cè)試前發(fā)現(xiàn)的缺陷，提前使得產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)誤報(bào)告減少，投資回報(bào)率提高等優(yōu)點(diǎn)。軟件設(shè)計(jì)階段有很多階段，每個(gè)階段要做的事情也是不同的