隨著社會科技和人們的生活水平的提高,家庭防盜問題變得尤為突出。傳統(tǒng)的機械鎖因其構(gòu)造簡單,被撬事件屢見不鮮。鍵盤輸入式電子密碼鎖因需要記憶和輸入密碼而使開鎖變得繁瑣。紅外密碼鎖以紅外光作為信息媒體,不需要鎖孔,堅固耐用,可實現(xiàn)一鍵遙控開鎖、上鎖,該類鎖具因其安全性高,性價比高,使用方便、操作簡單等特點,越來越成為家居用戶防盜門鎖具的理想選擇。
防盜門用紅外遙控密碼鎖的研制
系統(tǒng)基本組成及工作原理
1.1 系統(tǒng)基本組成
系統(tǒng)以單片機STC89C52作為密碼鎖監(jiān)控裝置控制核心,分為主機(鎖)和從機(鑰匙)兩部分,各部分基本組成框圖如圖1、2所示。鎖控制器部分由單片機、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、E2
PROM存儲器、紅外收發(fā)模塊、報警及開鎖電路等組成。鑰匙部分由鍵盤模塊、E2
PROM存儲器、紅外收發(fā)模塊等組成。鎖和鑰匙組成上下位機,利用單片機的串口和紅外傳輸實現(xiàn)鑰匙信息在主機上的認證注冊、鑰匙密碼修改等功能。鑰匙采用三鍵設計,結(jié)構(gòu)簡單,外形小巧。
1.2 系統(tǒng)工作原理
鑰匙和鎖的初始密碼設為000000。(密碼位數(shù)為六位),打開鑰匙的電源開關,紅色電源指示燈亮。使鑰匙的發(fā)射管靠近并盡量對準主控器的接收管,按下“開”鍵,繼電器吸合(代表開鎖);按下“關”鍵,繼電器斷開(代表上鎖);按下“修改鍵”按照液晶提示可同時完成鎖控器和鑰匙的密碼修改。按下反鎖鍵可實現(xiàn)反鎖功能。
上電后,鎖控制器處于上鎖狀態(tài),顯示屏顯示鎖的當前狀態(tài)。將鑰匙靠近鎖控制器,按下開鎖(或上鎖)鍵,鑰匙控制器會讀取存儲在鑰匙E2
PROM存儲器里的密碼,該密碼以頭碼+密碼+尾碼的格式通過紅外發(fā)射模塊發(fā)出,鎖控制器接收該密碼后存儲在鎖的E2PROM存儲器里,從鎖控制器的E2PROM存儲器里讀取密碼,所讀密碼與接收到的密碼比較,如果密碼一致則執(zhí)行相應開鎖動作或上鎖動作(執(zhí)行何種動作取決于尾碼),如果不一致,則液晶顯示Error,鎖不動作。
系統(tǒng)硬件設計
2.1 鎖控制器電路設計
利用單片機的P2口擴展一個4×4的矩陣鍵盤;單片機的P3.0,P3.1分別接紅外接收模塊和紅外發(fā)射模塊;單片機的P0口作液晶數(shù)據(jù)口線,P1.0-P1.2作液晶的控制口線;P1.7控制繼電器驅(qū)動鎖的開啟。
2.2 鑰匙控制器電路設計
鑰匙的E2
PROM存儲器和紅外收發(fā)模塊的電路設計與鎖控制器的相應電路設計相同。鑰匙采用開鎖、上鎖、修改密碼三鍵設計,結(jié)構(gòu)簡單,外形小巧。三個獨立按鍵分別接單片機的P3.4-P3.6,三個按鍵的輸出相與后接單片機的外部中斷0,按鍵工作于中斷方式。
防盜門用紅外遙控密碼鎖的研制
系統(tǒng)軟件設計
3.1主程序設計
主程序采用分支結(jié)構(gòu),以狀態(tài)號標識系統(tǒng)所處的狀態(tài)。在上電初始化后即進入狀態(tài)號的輪詢掃描,狀態(tài)號的值決定了分支程序的入口。其中分支程序分別為:常態(tài)上鎖(狀態(tài)號為0),常態(tài)開鎖(狀態(tài)號為1),反鎖狀態(tài)(狀態(tài)號為2),紅外接受狀態(tài)(狀態(tài)號為3),修改密碼狀態(tài)(狀態(tài)號為4)。
3.2 功能子程序設計
3.2.1 紅外發(fā)射模塊
紅外發(fā)射模塊利用單片機的UART的數(shù)據(jù)發(fā)送口,以串口通信方式將頭碼+密碼+尾碼發(fā)送出去。發(fā)送程序:
3.2.2 紅外接收模塊
紅外接收模塊利用單片機的UART的數(shù)據(jù)接收口工作于中斷方式。CPU接收第一字節(jié)后檢測是否為頭碼,如果是頭碼則接收并存儲后續(xù)的7個字節(jié),否則丟棄。
3.2.3 系統(tǒng)密碼的修改
(1)只修改鎖控制器密碼 按下鎖控制器的密碼修改鍵后,液晶提示:”Input Old Code:”,輸入舊密碼后按下確認鍵,鎖控制器核對密碼是否正確,正確則允許修改密碼,錯誤則返回原來的狀態(tài)。
(2)鎖和鑰匙密碼同時修改 將鑰匙靠近鎖控制器,按下鑰匙密碼的修改鍵,按提示:”Input Old Code:”,輸入舊密碼后按下確認鍵,如果密碼正確,則允許修改;否則不允許修改。鑰匙密碼修改后,鎖控制器會通過紅外發(fā)射模塊將該新密碼發(fā)給鑰匙。鑰匙接收后將其存入E2
PROM存儲器,然后再從E2PROM存儲器里讀取出來發(fā)給鎖控制器以便確認。鎖控制器接收后和剛剛發(fā)出的密碼比較,如果一致則提示密碼修改成功。
防盜門用紅外遙控密碼鎖的研制
結(jié)束語
系統(tǒng)以單片機STC89C52芯片為核心部件,利用紅外通信技術(shù)、單片機串口通信技術(shù)配合,實現(xiàn)了紅外信號傳輸、信息幀編碼、密碼存儲與核對等功能,系統(tǒng)設計硬件線路簡單,充分利用軟件編程方便靈活的特點,滿足系統(tǒng)設計要求。該紅外遙控電子密碼鎖操作簡單,給用戶提供了友好的操作界面,開鎖上鎖簡單快捷,修改密碼操作方便,實現(xiàn)了即買即用。系統(tǒng)體積小,成本低,功耗低,使用普通堿性電池供電,進一步優(yōu)化設計可繼續(xù)降低成本,具有廣闊的市場應用前景。