在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，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，應用日益廣泛。本文介紹以51系列單片機為核心的智能密碼鎖，詳細闡述了其工作原理、基本功能框圖、關(guān)鍵設(shè)計技術(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)送的報警信息和狀態(tài)信息。這里采用了線路復用技術(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)控器的組成框圖如圖1所示，它由單片機、時鐘、鍵盤、LCD顯示器、存貯器、解調(diào)器、線路復用及監(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)來的報警信息和狀態(tài)信息。對于報警信息，則馬上通過LCD顯示器及蜂鳴器發(fā)出聲、光報警；對于狀態(tài)信息，則存入內(nèi)存，并與電子鎖具在此時刻以前的歷史狀態(tài)進行比較，得出變化趨勢，預測未來的狀態(tài)變化，通過LCD顯示器向值班人員提供相應信息，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，通過A/D轉(zhuǎn)換器實時地監(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如圖2所示，它也是以51系列單片機(AT89051)為核心，配以相應硬件電路，完成密碼的設(shè)置、存貯、識別和顯示、驅(qū)動電磁執(zhí)行器并檢測其驅(qū)動電流值、接收傳感器送來的報警信號、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。
單片機接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的密碼進行比較，如果密碼正確，則驅(qū)動電磁執(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，則單片機通過通信線路向智能監(jiān)控器報警。單片機將每次開鎖操作和此時電磁執(zhí)行器的驅(qū)動電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給智能監(jiān)控器，同時將接收來自傳感器接口的報警信息也發(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)計中還采用了一些關(guān)鍵技術(shù)。
2.1線路復用技術(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。本文采用了線路復用技術(shù)，僅用一根二芯電纜，實現(xiàn)了供電和信息的傳輸。原理圖如圖3所示。