智能(néng)锁的相关介绍
智能(néng)锁是指區(qū)别于传统机械锁，在用(yòng)户识别、安全性、管理(lǐ)性方面更加智能(néng)化的锁具。门禁系统中锁门的执行部件。
成熟技术
使用(yòng)非机械钥匙作為(wèi)用(yòng)户识别ID的成熟技术，如：指纹锁、虹膜识别门禁（生物(wù)识别类，安全性高，不存在丢失损坏；但不方便配置，成本高）。
磁卡、射频卡（非接触类，安全性较高，塑料材质，配置携带较方便，价格低廉）。
TM卡（接触类，安全性很(hěn)高，不锈钢材质，配置携带极為(wèi)方便，价格较低）。
运用(yòng)
如：银行，政府部门（注重安全性），以及酒店(diàn)，學(xué)校宿舍，居民(mín)小(xiǎo)區(qū)（注重方便管理(lǐ)）。
智能(néng)锁-技术力量：
在安全技术防范领域，具有(yǒu)防盗报警功能(néng)的電(diàn)子密码锁代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能(néng)差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能(néng)上都大大提高一步。随着大规模集成電(diàn)路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理(lǐ)器的智能(néng)密码锁，它除具有(yǒu)電(diàn)子密码锁的功能(néng)外，还引入了智能(néng)化管理(lǐ)、专家分(fēn)析系统等功能(néng)，从而使密码锁具有(yǒu)很(hěn)高的安全性、可(kě)靠性，应用(yòng)日益广泛。本文(wén)介绍以51系列单片机為(wèi)核心的智能(néng)密码锁，详细阐述了其工作原理(lǐ)、基本功能(néng)框图、关键设计技术及软件工作流程。
1 基本原理(lǐ)及硬件组成
智能(néng)密码锁的系统由智能(néng)监控器和電(diàn)子锁具组成。二者异地放置，智能(néng)监控器供给電(diàn)子锁具所需的電(diàn)源并接收其发送的报警信息和状态信息。这里采用(yòng)了線(xiàn)路复用(yòng)技术，使電(diàn)能(néng)供给和信息传输共用(yòng)一根 二芯電(diàn)缆，提高了系统的可(kě)靠性、安全性。
1.1 智能(néng)监控器的基本原理(lǐ)
智能(néng)监控器它由单片机、时钟、键盘、LCD显示器、存贮器、解调器、線(xiàn)路复用(yòng)及监测、A/D转换、蜂鸣器等单元组成。主要完成与電(diàn)子锁具之间的通信、智能(néng)化分(fēn)析及通信線(xiàn)路的安全监测等功能(néng)。
智能(néng)监控器始终处于接收状态，以固定的格式接收電(diàn)子锁具发来的报警信息和状态信息。对于报警信息，则马上通过LCD显示器及蜂鸣器发出声、光报警；对于状态信息，则存入内存，并与電(diàn)子锁具在此时刻以前的历史状态进行比较，得出变化趋势，预测未来的状态变化，通过LCD显示器向值班人员提供相应信息，以供决策使用(yòng)。智能(néng)监控器与電(diàn)子锁具建立通信联系的同时，通过A/D转换器实时地监视流过通信線(xiàn)路的供電(diàn)電(diàn)流的变化，有(yǒu)效地防止人為(wèi)因素造成的破坏，保证了通信線(xiàn)路的畅通。
1.2 電(diàn)子锁具基本原理(lǐ)
電(diàn)子锁具它也是以51系列单片机(AT89051)為(wèi)核心，配以相应硬件電(diàn)路，完成密码的设置、存贮、识别和显示、驱动電(diàn)磁执行器并检测其驱动電(diàn)流值、接收传感器送来的报警信号、发送数据等功能(néng)。
单片机接收键入的代码，并与存贮在EEPROM中的密码进行比较，如果密码正确，则驱动電(diàn)磁执行器开锁；如果密码不正确，则允许操作人员重新(xīn)输入密码，最多(duō)可(kě)输入三次；如果三次都不正确，则单片机通过通信線(xiàn)路向智能(néng)监控器报警。单片机将每次开锁操作和此时電(diàn)磁执行器的驱动電(diàn)流值作為(wèi)状态信息发送给智能(néng)监控器，同时将接收来自传感器接口的报警信息也发送给智能(néng)监控器，作為(wèi)智能(néng)化分(fēn)析的依据。
2 关键技术
為(wèi)了提高智能(néng)密码锁的安全性、可(kě)靠性，本文(wén)除在器件选择上采取措施(如采用(yòng)低功耗、宽温度范围的器件)外，在设计中还采用(yòng)了一些关键技术。
2.1 線(xiàn)路复用(yòng)技术
智能(néng)监控器和電(diàn)子锁具异地放置，智能(néng)监控器供给電(diàn)子锁具所需的電(diàn)源并接收其发送的报警信息和状态信息。如果采用(yòng)通信線(xiàn)路和供電(diàn)線(xiàn)路分(fēn)开的方式，势必要增加電(diàn)缆芯数，安全隐患增加。本文(wén)采用(yòng)了線(xiàn)路复用(yòng)技术，仅用(yòng)一根二芯電(diàn)缆，实现了供電(diàn)和信息的传输。
在发送端，電(diàn)子锁具通过脉冲变压器T将调制好的数据信号升压后发送出去；在接收端，脉冲变压器T将接收到的数据信号降压后送解调器，以减少载波信号在传输过程中的损耗。為(wèi)了减少通信和供電(diàn)之间的相互干扰，对扼流圈L、耦合電(diàn)容C的选择要综合考虑。
设载波频率fo=400kHz，為(wèi)了保证绝大部分(fēn)信号能(néng)量传输到接收端，取L=33.7μH?C1=0.047μF。
2.2 電(diàn)流监视技术
為(wèi)了防止通信線(xiàn)路的人為(wèi)破坏和電(diàn)磁执行器因某种原因造成流过電(diàn)磁線(xiàn)圈的電(diàn)流过大而烧毁線(xiàn)圈，本文(wén)在智能(néng)密码锁设计中采用(yòng)電(diàn)流监视技术。電(diàn)流监视器采用(yòng)MAXIM公司生产的電(diàn)流/電(diàn)压转换芯片MAX471。该芯片能(néng)将被测電(diàn)流I转化成对地输出電(diàn)压U，且有(yǒu)测量范围大、精度高、输出電(diàn)压U和被测電(diàn)流I成正比等特点。電(diàn)流监视器输出電(diàn)压送A/D转换器，单片机通过读取A/D转换结果，获知線(xiàn)路中電(diàn)流的变化情况，通过分(fēn)析及时发现异常，发出报警信号。
2.3数据通讯与预处理(lǐ)技术
智能(néng)监控器接收锁具发来的状态信息(其中包括锁具的开启、关闭、第一次密码错、第二次密码错、第三次密码错等)、流过電(diàn)磁执行器線(xiàn)圈的電(diàn)流值，并读取该时刻通讯線(xiàn)路的供電(diàn)電(diàn)流值，三者结合起来构成一个数据块，其中操作状态占1个字节，供電(diàn)電(diàn)流占2个字节，線(xiàn)圈電(diàn)流占2个字节。智能(néng)监控器在与電(diàn)子锁具通信过程中，始终处于接收状态。為(wèi)了提高通信可(kě)靠性，本文(wén)在通信协议中采用(yòng)重复发送的方式，電(diàn)子锁具对每一组数据重复发送5次，智能(néng)监控器接收到这组数据后，采用(yòng)大数译码定律纠错，保证了数据接收的准确性。另外為(wèi)了节约内存需对接收到的数据采用(yòng)预处理(lǐ)技术，即每接收到一个数据后，首先将该数据与设定的门限值比较，如果大于门限值，则发出超限报警；如果小(xiǎo)于门限值，则将该数据与当日接收到的同类数据比较，保留较大者。这样每天存储的数据為(wèi)同类数据中的最大值。
2.4 智能(néng)化分(fēn)析
智能(néng)化分(fēn)析与预测技术就是以每次接收到的数据块為(wèi)依据，与此前同类数据的记录值作比较，分(fēn)析该操作引起電(diàn)流变化的大小(xiǎo)及趋势，及时发现存在问题，并报告管理(lǐ)人员，从而提高了整个系统的可(kě)靠性。
3 系统软件设计
智能(néng)密码锁软件采用(yòng)51系列单片机汇编语言对智能(néng)监控器和電(diàn)子锁具分(fēn)别编程。智能(néng)监控器软件包括键盘扫描和LCD显示程序、蜂鸣器驱动程序、时钟修改和读取程序、数据通信与预处理(lǐ)程序、智能(néng)化分(fēn)析程序及線(xiàn)路监测程序等模块。電(diàn)子锁具软件包括键盘扫描与译码程序、LCD显示程序、通信程序、電(diàn)磁执行器驱动及检测程序、传感器接口程序等模块。软件设计过程中采用(yòng)模块化设计方法，便于程序的阅读、调试和改进。
智能(néng)密码锁充分(fēn)利用(yòng)了51系统单片机软、硬件资源，引入了智能(néng)化分(fēn)析功能(néng)，提高了系统的可(kě)靠性和安全性。通过在某型号保险柜安装使用(yòng)，受到用(yòng)户的欢迎。另外，智能(néng)密码锁在软、硬件方面稍加改动，便可(kě)构成智能(néng)化的分(fēn)布式监控网络，实现某一范围内的集中式监控管理(lǐ)，在金融、保险、军事重地及其它安全防范领域具有(yǒu)广泛的应用(yòng)前景。
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