深圳弘吉宇嘉指紋鎖廠家招商
在安全技術(shù)防范領(lǐng)域,具有防盜報(bào)警功能的電子密碼鎖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖,克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn),使密碼鎖無論在技術(shù)上還是在性能上都大大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展,特別是單片機(jī)的問世,出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖,它除具有電子密碼鎖的功能外,還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能,從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性,應(yīng)用日益廣泛。
本文介紹以51系列單片機(jī)為核心的智能密碼鎖,詳細(xì)闡述了其工作原理、基本功能框圖、關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)及軟件工作流程。1 基本原理及硬件組成智能密碼鎖的系統(tǒng)由智能監(jiān)控器和電子鎖具組成。
二者異地放置,智能監(jiān)控器供給電子鎖具所需的電源并接收其發(fā)送的報(bào)警信息和狀態(tài)信息。這里采用了線路復(fù)用技術(shù),使電能供給和信息傳輸共用一根二芯電纜,提高了系統(tǒng)的可靠性、安全性。1.1 智能監(jiān)控器的基本原理及組成框圖智能監(jiān)控器的組成框圖,它由單片機(jī)、時(shí)鐘、鍵盤、LCD顯示器、存貯器、解調(diào)器、線路復(fù)用及監(jiān)測、A/D轉(zhuǎn)換、蜂鳴器等單元組成。主要完成與電子鎖具之間的通信、智能化分析及通信線路的安全監(jiān)測等功能。
智能監(jiān)控器始終處于接收狀態(tài),以固定的格式接收電子鎖具發(fā)來的報(bào)警信息和狀態(tài)信息。對于報(bào)警信息,則馬上通過LCD顯示器及蜂鳴器發(fā)出聲、光報(bào)警;對于狀態(tài)信息,則存入內(nèi)存,并與電子鎖具在此時(shí)刻以前的歷史狀態(tài)進(jìn)行比較,得出變化趨勢,預(yù)測未來的狀態(tài)變化,通過LCD顯示器向值班人員提供相應(yīng)信息,以供決策使用。智能監(jiān)控器與電子鎖具建立通信聯(lián)系的同時(shí),通過A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)地監(jiān)視流過通信線路的供電電流的變化,有效地防止人為因素造成的破壞,保證了通信線路的暢通。
1.2 電子鎖具基本原理及組成框圖電子鎖具的組成框圖,它也是以51系列單片機(jī)(AT89051)為核心,配以相應(yīng)硬件電路,完成密碼的設(shè)置、存貯、識別和顯示、驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器并檢測其驅(qū)動(dòng)電流值、接收傳感器送來的報(bào)警信號、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。 單片機(jī)接收鍵入的代碼,并與存貯在EEPROM中的密碼進(jìn)行比較,如果密碼正確,則驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器開鎖;如果密碼不正確,則允許操作人員重新輸入密碼,最多可輸入三次;如果三次都不正確,則單片機(jī)通過通信線路向智能監(jiān)控器報(bào)警。
單片機(jī)將每次開鎖操作和此時(shí)電磁執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給智能監(jiān)控器,同時(shí)將接收來自傳感器接口的報(bào)警信息也發(fā)送給智能監(jiān)控器,作為智能化分析的依據(jù)。 2 關(guān)鍵技術(shù)為了提高智能密碼鎖的安全性、可靠性,本文除在器件選擇上采取措施(如采用低功耗、寬溫度范圍的器件)外,在設(shè)計(jì)中還采用了一些關(guān)鍵技術(shù)。2.1 線路復(fù)用技術(shù)智能監(jiān)控器和電子鎖具異地放置,智能監(jiān)控器供給電子鎖具所需的電源并接收其發(fā)送的報(bào)警信息和狀態(tài)信息。如果采用通信線路和供電線路分開的方式,勢必要增加電纜芯數(shù),安全隱患增加。本文采用了線路復(fù)用技術(shù),僅用一根二芯電纜,實(shí)現(xiàn)了供電和信息的傳輸。原理圖如圖3所示。
在發(fā)送端,電子鎖具通過脈沖變壓器T將調(diào)制好的數(shù)據(jù)信號升壓后發(fā)送出去;在接收端,脈沖變壓器T將接收到的數(shù)據(jù)信號降壓后送解調(diào)器,以減少載波信號在傳輸過程中的損耗。為了減少通信和供電之間的相互干擾,對扼流圈L、耦合電容C的選擇要綜合考慮。
設(shè)載波頻率fo=400kHz,為了保證絕大部分信號能量傳輸?shù)浇邮斩?,取L=33.7μHC1=0.047μF。2.2 電流監(jiān)視技術(shù)為了防止通信線路的人為破壞和電磁執(zhí)行器因某種原因造成流過電磁線圈的電流過大而燒毀線圈,本文在智能密碼鎖設(shè)計(jì)中采用電流監(jiān)視技術(shù)。
電流監(jiān)視器采用MAXIM公司生產(chǎn)的電流/電壓轉(zhuǎn)換芯片MAX471。該芯片能將被測電流I轉(zhuǎn)化成對地輸出電壓U,且有測量范圍大、精度高、輸出電壓U和被測電流I成正比等特點(diǎn)。
電流監(jiān)視器輸出電壓送A/D轉(zhuǎn)換器,單片機(jī)通過讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果,獲知線路中電流的變化情況,通過分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常,發(fā)出報(bào)警信號。原理電路如圖4所示。 2.3數(shù)據(jù)通訊與預(yù)處理技術(shù)
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