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數碼防盜電子機械鎖的設計與應用論文
0.引言
伴隨著(zhù)現代經(jīng)濟的發(fā)展，民眾對于自身財產(chǎn)以及人身安全的重視度提升，對于居家門(mén)鎖在選擇的問(wèn)題上也有了一定的提升。居家門(mén)鎖就我國民眾選擇較多的兩大類(lèi)為機械門(mén)鎖和電子門(mén)鎖。
機械鎖原理簡(jiǎn)單，且操作較為簡(jiǎn)單，適合普通家庭的使用習慣，機械鎖雖好，但無(wú)論再高級的機械鎖都可以通過(guò)技術(shù)開(kāi)鎖進(jìn)行打開(kāi)，因而其安全性較低。而電子鎖的原理則相比較為復雜，且其一旦斷電，則會(huì )處于常開(kāi)的狀態(tài)，安全性較差。
本文中所主要進(jìn)行介紹的是基于傳統機械鎖以及電子鎖的技術(shù)結合，同時(shí)添加現代數碼科技技術(shù)所設計開(kāi)發(fā)的一種新型鎖，該鎖可以有效的通過(guò)內部結構的保護，保障開(kāi)鎖鑰匙的唯一性，同時(shí)一旦有非法開(kāi)鎖的現象發(fā)生，該鎖內部的防盜機制便會(huì )開(kāi)啟，直接遠程報警至指定的監管系統，從而大大提升了其安全穩定性。
1.設計目標
(1)安全性
安全性是本文設計方案的第一目標，只有足夠的保障數碼防盜電子機械鎖的安全性能，才能真正意義上實(shí)現本文設計方案的價(jià)值體現。就本文的設計方案來(lái)說(shuō)，其安全性目標應當體現在對于非指定數碼鑰匙進(jìn)行開(kāi)鎖的過(guò)程中，能夠有效的向控制中心報警；還有就是在鑰匙丟失的過(guò)程中，用戶(hù)可以任意刪除指定的鑰匙，從而解除由于鑰匙丟失而帶來(lái)的安全性問(wèn)題。
(2)穩定性
穩定性主要是為了保障本文設計方案數碼防盜電子機械鎖能夠持續的工作，其應當展現于當電路被切斷之后，電子機械鎖會(huì )啟用備用內置電路。還有對于本文數碼防盜電子機械鎖機器重要的一點(diǎn)是一定要保障鑰匙特征以及信息的存儲穩定性，因為一旦信息存儲出現故障，那么原本的鑰匙便不能進(jìn)行有效的開(kāi)鎖。
2.設計原則
(1)簡(jiǎn)易化原則
在進(jìn)行數碼防盜電子鎖設計的過(guò)程中，應當提倡簡(jiǎn)易化原則，提倡建議的設計的方案，以提升鎖在工作過(guò)程中的穩定性，避免由于過(guò)多復雜繁瑣的元器件組合由于元器件或是模塊的不穩定性，影響到鎖的穩定性。
(2)協(xié)調性原則
數碼防盜電子機械鎖，在設計的過(guò)程中，其包含多種技術(shù)，因而在多種技術(shù)的并合設計過(guò)程中，一定要保障協(xié)調性，突出主體，集合不同技術(shù)的優(yōu)劣勢進(jìn)行彌補，體現最佳效能展現。
3.設計方案
在對于數碼防盜電子機械鎖的設計過(guò)程中，應當結合電子鎖以及機械鎖兩大基礎鎖本身的特點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)現代數碼技術(shù)進(jìn)一步的完善補充，以提升本設計方案的完善性以及科學(xué)性。概括性的來(lái)說(shuō)，設計方案的內容展現主要為：如圖1所示，該設計方案內部結構主要由數碼鑰匙、鎖芯/接插件、控制器模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊、電源模塊、警鈴以及存儲器模塊[21;其主要的工作原理為，數碼鑰匙在插入鑰匙孔的過(guò)程中，通過(guò)空氣其模塊結合存儲器模塊內的鑰匙信息進(jìn)行對比，如果信息吻合，那么允許開(kāi)門(mén)，如果鑰匙信息不吻合，那么控制器模塊便通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊模塊對于管理中心以及電話(huà)報警模塊發(fā)送報警信息，報警信息發(fā)送的同時(shí)，鎖內置警鈴也將
啟動(dòng)，直至確認安全后被用戶(hù)關(guān)閉。
4.設計步驟
4.1數據傳輸與控制系統設計
在數據傳說(shuō)與控制系統的設計上面，數碼防盜電子機械鎖將在傳統機械鎖鑰匙結構的基礎之上添加一個(gè)64位的二進(jìn)制編碼的數碼芯片，同時(shí)此64位的二進(jìn)制編碼的數碼芯片具有全球的惟一性[31。就數碼防盜電子機械鎖的數據傳輸，其主要通過(guò)兩大部分組成，一部分是無(wú)限通信模塊，一部分是內部通信連接線(xiàn)組成，內部通訊線(xiàn)路連接線(xiàn)共同穿成一種惟一性的數碼識別系統。內部的數據傳輸主要體現了對于鑰匙的識別以及開(kāi)鎖行為。鑰匙在插入的過(guò)程中，通過(guò)數碼防盜電子機械鎖內部的ROM(存在于數碼防盜電子機械鎖的存儲器模塊）對于芯片內容以及編碼進(jìn)行識別，這次數碼防盜電子機械鎖的首次通訊需求，此時(shí)其需要將相關(guān)的信息發(fā)送至控制器模塊，然后控制器模塊將調取存儲器模塊的信息對于鑰匙信息進(jìn)行識別以及確認；而外部通信模塊的通信展開(kāi)是基于第一階段的內部數據傳輸系統具有一定成果為基礎的，無(wú)論是否得到開(kāi)鎖，該項信息都會(huì )被傳輸給用戶(hù)信息中心�？刂破髂K還有一大控制功能便是功耗的降低，在系統無(wú)工作的狀態(tài)下，系統將處于待機的狀態(tài)，也就是不工作的狀態(tài)，只有鑰匙插人才能起到控制器系統以及內部相關(guān)工作模塊。
4.2控制電路設計
在控制電路的設計過(guò)程中，管理檢測中心本設計主要采用了PIC16F72單片機，其主要作用于電路板上的電路、驅動(dòng)電路、發(fā)射電路、鑰匙數碼組的控制與管理等。就該單片機的選擇問(wèn)題上，其具有較為明顯的優(yōu)勢，功耗低、高速運作處理能力、精簡(jiǎn)化的指令等。其可以在系統無(wú)工作的狀態(tài)下控制電路的模塊進(jìn)人待機狀態(tài)，極大的降低功耗，同時(shí)也延長(cháng)了電源模塊的使用壽命問(wèn)題。
單片機在電路控制的過(guò)程中對于鑰匙設置鍵、對碼鍵、電路板電路、電池電壓控制、發(fā)射電路等多個(gè)模塊進(jìn)行電路控制，其具體性的工作原理闡述如下。
鑰匙設置鍵：其作用為首次對于鑰匙的設置，
當用戶(hù)按下鑰匙設置鍵時(shí)，此時(shí)數碼防盜電子機械鎖的控制器則會(huì )進(jìn)入一個(gè)鑰匙的設置狀態(tài)，在該狀態(tài)下，用戶(hù)可以設置自己使用的鑰匙，同時(shí)并將此信息傳輸至控制中心以及數據存儲中心，作為今后開(kāi)鎖的依據以及憑證。
對碼鍵：當用戶(hù)按下對碼鍵時(shí)，此時(shí)控制器將會(huì )進(jìn)行一個(gè)對碼的狀態(tài)，此時(shí)所說(shuō)的對碼主要是使得數碼防盜電子機械鎖內部的鑰匙識別碼與用戶(hù)設定的電子鑰匙識別碼進(jìn)行批對，形成惟一性的數碼鑰匙。
電路板電路控制：在通常情況下電路板上的電池與電路板是不直接進(jìn)行電路連接的，只有當鑰匙插入的狀態(tài)下，才能實(shí)現電路與電路板的連接，同時(shí)當鑰匙拔出之后，電路板與電路依然會(huì )斷開(kāi)連接。當然，在鑰匙插人的過(guò)程中，電路板與電路實(shí)現連接的過(guò)程中，此時(shí)鑰匙拔出，兩者之間的連接關(guān)系斷開(kāi)，并不是說(shuō)電路板的任何工作都會(huì )處于一個(gè)停止的狀態(tài)，其可以繼續進(jìn)行未完成的工作，例如當鑰匙不匹配時(shí)，其會(huì )進(jìn)行接下來(lái)的報警工作。
電池電壓檢測：為了更好的延長(cháng)電源的使用壽命問(wèn)題，實(shí)現對于電池電壓的檢測是尤為必要的，其可以通過(guò)實(shí)時(shí)的電池電壓檢測，以保障電池的工作時(shí)效，同時(shí)一旦電池電壓較低時(shí)，用戶(hù)便會(huì )接收到信息，以便用戶(hù)及時(shí)的進(jìn)行電池的更換。
發(fā)射電路：在數碼防盜電子機械鎖中的發(fā)射電路采用聲表諧振器SAW進(jìn)行，其工作的頻率為315M/433M，此類(lèi)發(fā)射電路采用的是高品質(zhì)的電
容，同時(shí)溫差的變化以及震動(dòng)都可以保障發(fā)射電路的發(fā)射頻點(diǎn)不會(huì )進(jìn)行變更。
4.3控制軟件設計
控制軟件主要是指系統化的通過(guò)一種匯編語(yǔ)言實(shí)現對于系統的快速訪(fǎng)問(wèn)以及控制權限的一種設計方法。通常來(lái)說(shuō)在進(jìn)行控制軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)多次的調試以及完善，以保障控制軟件的bug及時(shí)發(fā)現以及修訂。在控制軟件設計的過(guò)程中，工作流程以及原理如圖2所示，在鑰匙插入的過(guò)程中，其會(huì )進(jìn)人一個(gè)初始化的過(guò)程，在初始化的之后進(jìn)行數碼鑰匙的確認，以及確認開(kāi)門(mén)信息。
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