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设计说明书部分资料如下
设计摘要：
本设计旨在构建一个功能多样的基于单片机的安全自动门系统，以提升场所出入的安全性与便利性。
系统集成多个关键模块实现相应功能。超声模块负责测量距离，当检测到有人接近时，能通过继电器控制输出，触发消毒操作，保障环境安全。金属检测模块可敏锐检测人员是否携带危险金属物品，一旦检测到，语音播报模块会提示“异常，禁止开门”，同时蜂鸣器报警，GSM模块还会向手机发送报警信息，多手段防范危险。人脸识别模块实现身份验证，仅授权人员可进入，红外传感器辅助检测是否有人进入。另外，独立按键可用于切换界面、设定距离阈值、手动操控门开关以及进行人脸识别操作，而显示模块展示距离信息，驱动模块有效控制门的开关动作。整体系统各模块协同配合，全方位保障自动门使用过程中的安全与有序。
关键词：安全自动门；单片机；金属检测
字数：11000+
目录：
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与方法
1.4 论文章节安排
第2章 系统总体分析
2.1 系统总体框图
2.2系统主控方案选型
2.3显示模块选择
2.4人体红外模块选择
2.5通信模块选择
第3章 系统电路设计
3.1 系统总体电路组成
3.2 主控电路设计
3.3 电源电路设计
3.4 金属检测模块电路设计
3.5 步进电机电路设计
3.6 人脸识别模块电路设计
第4章 系统软件设计
4.1 系统软件介绍
4.2 主程序流程图
4.3按键函数流程设计
4.4显示函数流程设计
4.5处理函数流程图
第5章 实物调试
5.1 整体实物构成
5.2 相关阈值设置测试
5.3 消毒功能设置测试
5.4 异常报警功能测试
第6章 软件调试
6.1 软件介绍
6.2 消毒功能测试
6.3 异常报警功能测试
第7章 总结
参考文献
致谢
1 引 言
1.1 研究背景与意义
在当今社会，各类场所对于人员出入的安全性和便捷性有着越来越高的要求。无论是办公大楼、学校、医院，还是一些重要的科研机构、生产车间等，都需要对进出人员进行有效的管控，同时也要保障出入过程的高效与卫生。
传统的自动门往往仅具备简单的感应开启和关闭功能，难以满足复杂的安全需求。例如，无法判断进入人员是否携带危险物品，不能精准识别人员身份是否被授权，也缺少相应的卫生防护措施。随着科技的不断发展，将单片机技术与多种传感器及功能模块相结合，打造智能化的安全自动门系统成为了一种趋势。
基于单片机的安全自动门系统有着重要的意义。首先，从安全角度来看，金属检测模块与人脸识别模块的配合，能够严格筛选进入人员，对携带危险金属物品的情况及时预警并阻止进入，通过人脸识别确保只有授权人员可以通行，这极大地降低了诸如盗窃、暴力袭击等安全隐患在场所内发生的可能性，保障了场所内人员和财产的安全。
其次，在卫生方面，超声模块实现的自动消毒功能，能在人员接近时及时进行消毒，有效减少病菌的传播，尤其在医院、食品生产车间等对卫生条件要求较高的场所，可营造更健康的环境。
再者，从便捷性而言，独立按键方便管理人员进行界面切换、距离阈值设置以及手动开关门等人性化操作，显示模块能直观呈现距离信息，红外传感器准确感知人员进出情况，驱动模块保障门的顺畅开关，整体提升了人员进出的效率和体验。
总之，该安全自动门系统的设计契合了当下众多场所对安全、卫生、便捷的综合需求，有着广泛的应用前景，有助于推动各类场所智能化管理水平的提升，为人们创造更加安全舒适的环境。
1.2 国内外研究现状
在当今全球科技领域，基于单片机的安全自动门系统已成为研究热点，国内外都对此展开了诸多探索并取得了一定成果。
国外方面，一些发达国家凭借先进的电子技术和雄厚的科研实力，在该系统的研发上走在前列。例如，美国的部分科研团队很早就将高精度的传感器融入自动门系统，像金属检测传感器不仅能够检测出常见的金属物品，还能对一些隐蔽性较强的小型金属器械进行精准识别，其人脸识别技术也结合了先进的人工智能算法，识别准确率极高，且能快速适应不同的光照、角度等复杂环境，大大提升了自动门的安全性能。同时，在卫生防护方面，欧洲的一些企业研发出了智能感应消毒系统，可根据人员接近自动精准喷洒消毒喷雾，且能依据不同场所需求灵活调整消毒剂量和范围。
在国内，随着科技水平的快速提升，对这类安全自动门系统的研究也日益深入。许多科研机构和企业致力于优化系统功能，在单片机的应用上不断创新，使其能更好地协调各个模块工作。我国的人脸识别技术已经取得了长足进步，相关的自动门系统中人脸识别模块的识别速度和准确率都能达到很高的水平，并且在成本控制上更具优势，便于大面积推广应用。金属检测模块也朝着小型化、高灵敏度方向发展，能更高效地检测出危险金属物品。同时，国内对于自动门系统的整体智能化集成也颇为重视，实现了通过手机端远程控制、多场景模式切换等拓展功能，使安全自动门系统更贴合不同场所的多样化使用需求。
不过，与国外相比，我国在部分高端传感器的研发精度以及一些复杂算法的应用上还存在一定差距，仍需要不断借鉴国际先进经验，加大研发投入，持续完善和优化基于单片机的安全自动门系统，以更好地满足国内各行业对安全、便捷自动门的使用要求。
1.3 研究内容与方法
本研究围绕基于单片机的安全自动门系统展开。研究内容主要聚焦于各功能模块的整合与优化，使超声、金属检测、人脸识别、红外传感器等模块协同工作，精准实现距离测量、危险物品检测、身份验证及人员进出感知等功能，同时保障消毒、报警、信息发送及门的开关控制等操作顺畅且高效。
在研究方式上，首先通过查阅大量相关文献资料，深入了解现有类似系统的优势与不足，为系统设计提供理论基础。然后运用实验法，搭建模拟测试环境，对系统各模块及整体功能进行反复测试，收集数据并分析，根据测试结果对系统进行调整与完善，确保其能稳定可靠地满足安全自动门的实际应用需求。
