在安全技術防範領域,具有防盜報警功能的電子密碼鎖代替傳統的機械式密碼鎖,克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全效能差的缺點,使密碼鎖無論在技術上還是在效能上都大大提高一步。隨著大規模積體電路技術的發展,特別是微控制器的問世,出現了帶微處理器的智慧密碼鎖,它除具有電子密碼鎖的功能外,還引入了智慧化管理、專家分析系統等功能,從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性,應用日益廣泛。
工具/原料
防盜智慧鎖
方法/步驟
防盜智慧鎖基本原理及硬體組成:智慧密碼鎖的系統由智慧監控器和電子鎖具組成。二者異地放置,智慧監控器供給電子鎖具所需的電源並接收其傳送的報警資訊和狀態資訊。這裡採用了線路複用技術,使電能供給和資訊傳輸共用一根二芯電纜,提高了系統的可靠性、安全性。
防盜智慧鎖監控器的基本原理:智慧監控器的組成框圖,它由微控制器、時鐘、鍵盤、LCD顯示器、存貯器、解調器、線路複用及監測、A/D轉換、蜂鳴器等單元組成。主要完成與電子鎖具之間的通訊、智慧化分析及通訊線路的安全監測等功能。
智慧監控器始終處於接收狀態,以固定的格式接收電子鎖具發來的報警資訊和狀態資訊。對於報警資訊,則馬上通過LCD顯示器及蜂鳴器發出聲、光報警;對於狀態資訊,則存入記憶體,並與電子鎖具在此時刻以前的歷史狀態進行比較,得出變化趨勢,預測未來的狀態變化,通過LCD顯示器向值班人員提供相應資訊,以供決策使用。智慧監控器與電子鎖具建立通訊聯絡的同時,通過A/D轉換器實時地監視流過通訊線路的供電電流的變化,有效地防止人為因素造成的破壞,保證了通訊線路的暢通。
防盜智慧電子鎖具基本原理及組成框:電子鎖具的組成框圖,它也是以51系列微控制器(AT89051)為核心,配以相應硬體電路,完成密碼的設定、存貯、識別和顯示、驅動電磁執行器並檢測其驅動電流值、接收感測器送來的報警訊號、傳送資料等功能。
微控制器接收鍵入的程式碼,並與存貯在EEPROM中的密碼進行比較,如果密碼正確,則驅動電磁執行器開鎖;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,則微控制器通過通訊線路向智慧監控器報警。微控制器將每次開鎖操作和此時電磁執行器的驅動電流值作為狀態資訊傳送給智慧監控器,同時將接收來自感測器介面的報警資訊也傳送給智慧監控器,作為智慧化分析的依據。
防盜智慧鎖線路複用技術:智慧監控器和電子鎖具異地放置,智慧監控器供給電子鎖具所需的電源並接收其傳送的報警資訊和狀態資訊。如果採用通訊線路和供電線路分開的方式,勢必要增加電纜芯數,安全隱患增加。本文采用了線路複用技術,僅用一根二芯電纜,實現了供電和資訊的傳輸。在傳送端,電子鎖具通過脈衝變壓器T將調製好的資料訊號升壓後傳送出去;在接收端,脈衝變壓器T將接收到的資料訊號降壓後送解調器,以減少載波訊號在傳輸過程中的損耗。為了減少通訊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。
智慧鎖資料通訊與預處理技術:智慧監控器接收鎖具發來的狀態資訊(其中包括鎖具的開啟、關閉、第一次密碼錯、第二次密碼錯、第三次密碼錯等)、流過電磁執行器線圈的電流值,並讀取該時刻通訊線路的供電電流值,三者結合起來構成一個數據塊,其中操作狀態佔1個位元組,供電電流佔2個位元組,線圈電流佔2個位元組。
智慧監控器在與電子鎖具通訊過程中,始終處於接收狀態。為了提高通訊可靠性,本文在通訊協議中採用重複傳送的方式,電子鎖具對每一組資料重複傳送5次,智慧監控器接收到這組資料後,採用大數譯碼定律糾錯,保證了資料接收的準確性。另外為了節約記憶體需對接收到的資料採用預處理技術,即每接收到一個數據後,首先將該資料與設定的門限值比較,如果大於門限值,則發出超限報警;如果小於門限值,則將該資料與當日接收到的同類資料比較,保留較大者。
智慧鎖系統軟體設計:智慧密碼鎖軟體採用51系列微控制器組合語言對智慧監控器和電子鎖具分別程式設計。智慧監控器軟體包括鍵盤掃描和LCD顯示程式、蜂鳴器驅動程式、時鐘修改和讀取程式、資料通訊與預處理程式、智慧化分析程式及線路監測程式等模組。電子鎖具軟體包括鍵盤掃描與譯碼程式、LCD顯示程式、通訊程式、電磁執行器驅動及檢測程式、感測器介面程式等模組。軟體設計過程中採用模組化設計方法,便於程式的閱讀、除錯和改進。