智能指紋鎖工作原理及基本功能

    在平安技能防備範疇,具有防盜報警功用的電子暗碼鎖替代傳統的機械式暗碼鎖,克制了機械式暗碼鎖暗碼量少、平安功能差的缺陷,使暗碼鎖無論在技能上照樣在功能上都大大進步一步。跟著大規劃集成電路技能的開展,特殊是單片機的問世,呈現了帶微處置器的智能指紋鎖,它除具有電子暗碼鎖的功用外,還引入了智能化治理、專家剖析系統等功用,然後使暗碼鎖具有很高的平安性、牢靠性,使用日益普遍。本文引見以51系列單片機爲中心的智能指紋鎖,具體論述了其任務道理、根本功用框圖、要害設計技能及軟件工作流程。
 
    一、根本道理及硬件構成
 
    智能指紋鎖的系統由智能監控器和電子鎖具構成。二者異地放置,智能監控器供應電子鎖具所需的電源並接納其發送的報警信息和形態信息。這裏采用了線路複用技能,使電能供應和信息傳輸共用一根二芯電纜,進步了系統的牢靠性、平安性。
 
    a 智能監控器的根本道理及構成框圖
    智能監控器的構成框圖,它由單片機、時鍾、鍵盤、LCD顯示器、存貯器、解調器、線路複用及監測、A/D轉換、蜂鳴器等單位構成。首要完成與電子鎖具之間的通訊、智能化剖析及通訊線路的平安監測等功用。
智能監控器一直處于接納形態,以固定的花樣接納電子鎖具發來的報警信息和形態信息。關于報警信息,則立時經過LCD顯示器及蜂鳴器宣布聲、光報警;關于形態信息,則存入內存,並與電子鎖具在此時辰以前的前史形態進行比擬,得出轉變趨向,猜測將來的形態轉變,經過LCD顯示器向值班人員供應響應信息,以供決議計劃運用。智能監控器與電子鎖具樹立通訊聯絡的還,經過A/D轉換器及時地看管流過通訊線路的供電電流的轉變,有用地避免報酬要素形成的毀壞,包管了通訊線路的疏通。
 
    b 電子鎖具根本道理及構成框圖
    電子鎖具的構成框圖,它也是以51系列單片機(AT89051)爲中心,配以響應硬件電路,完成暗碼的設置、存貯、辨認和顯示、驅動電磁執行器並檢測其驅動電流值、接納傳感器送來的報警旌旗燈號、發送數據等功用。
單片機接納鍵入的代碼,並與存貯在EEPROM中的暗碼進行比擬,假如暗碼准確,則驅動電磁執行器開鎖;假如暗碼不准確,則答應操作人員從新輸入暗碼,最多可輸入三次;假如三次都不准確,則單片機經過通訊線路向智能監控器報警。單片機將每次開鎖操作和此時電磁執行器的驅動電流值作爲形態信息發送給智能監控器,還將接納來自傳感器接口的報警信息也發送給智能監控器,作爲智能化剖析的根據。
 
    二、關鍵技能
 
    爲了進步智能指紋鎖的平安性、牢靠性,本文除在器件選擇上接納辦法(如采用低功耗、寬溫度局限的器件)外,在設計中還采用了一些要害技能。
 
    a線路複用技能
    智能監控器和電子鎖具異地放置,智能監控器供應電子鎖具所需的電源並接納其發送的報警信息和形態信息。假如采用通訊線路和供電線路分隔的方法,勢需要添加電纜芯數,平安隱患添加。本文采用了線路複用技能,僅用一根二芯電纜,完成了供電和信息的傳輸。
 
    在發送端,電子鎖具經過脈沖變壓器T將調制好的數據旌旗燈號升壓後發送出去;在接納端,脈沖變壓器T將接納到的數據旌旗燈號降壓後送解調器,以削減載波旌旗燈號在傳輸進程中的損耗。爲了削減通訊和供電之間的互相攪擾,對扼流圈L、耦合電容C的選摘要綜合思索。
設載波頻率fo=400kHz,爲了包管絕大局部旌旗燈號能量傳輸到接納端,取L=33.7μHC1=0.047μF。
 
    b電流看管技能
    爲了避免通訊線路的報酬毀壞和電磁執行器因某種緣由形成流過電磁線圈的電流過大而銷毀線圈,本文在智能指紋鎖設計中采用電流看管技能。電流看管器采用MAXIM公司出産的電流/電壓轉換芯片MAX471。該芯片能將被測電流I轉化成對地輸出電壓U,且有測量局限大、精度高、輸出電壓U和被測電流I成正比等特點。電流看管器輸出電壓送A/D轉換器,單片機經過讀取A/D轉換後果,獲知線路中電流的轉變狀況,經過剖析實時發現異常,宣布報警旌旗燈號。
 
    c數據通信與預處置技能
    智能監控器接納鎖具發來的形態信息(個中包羅鎖具的開啓、封閉、第一次暗碼錯、第二次暗碼錯、第三次暗碼錯等)、流過電磁執行器線圈的電流值,並讀取該時辰通信線路的供電電流值,三者連系起來組成一個數據塊,個中操作形態占1個字節,供電電流占2個字節,線圈電流占2個字節。智能監控器在與電子鎖具通訊進程中,一直處于接納形態。爲了進步通訊牢靠性,本文在通訊和談中采用反複發送的方法,電子鎖具對每一組數據反複發送5次,智能監控器接納到這組數據後,采用大數譯碼定律糾錯,包管了數據接納的精確性。別的爲了節省內存需對接納到的數據采用預處置技能,即每接納到一個數據後,起首將該數據與設定的門限值比擬,假如大于門限值,則宣布超限報警;假如小于門限值,則將該數據與當日接納到的同類數據比擬,保存較大者。如許天天存儲的數據爲同類數據中的最大值。
 
    d智能化剖析
    智能化剖析與猜測技能就是以每次接納到的數據塊爲根據,與此前同類數據的記載值作比擬,剖析該操作惹起電流轉變的巨細及趨向,實時發現存在問題,並申報治理人員,然後進步了整個系統的牢靠性。
 
    三、系統軟件設計
 
    智能指紋鎖軟件采用51系列單片機彙編言語對智能監控器和電子鎖具辨別編程。智能監控器軟件包羅鍵盤掃描和LCD顯示順序、蜂鳴器驅動順序、時鍾修正和讀取順序、數據通訊與預處置順序、智能化剖析順序及線路監測順序等模塊。電子鎖具軟件包羅鍵盤掃描與譯碼順序、LCD顯示順序、通訊順序、電磁執行器驅動及檢測順序、傳感器接口順序等模塊。軟件設計進程中采用模塊化設計辦法,便于順序的閱讀、調試和改良。
 
    智能指紋鎖充沛應用了51系統單片機軟、硬件資本,引入了智能化剖析功用,進步了系統的牢靠性和平安性。經過在某型號保險櫃裝置運用,遭到用戶的歡送。別的,智能指紋鎖在軟、硬件方面稍加改動,便可組成智能化的散布式監控收集,完成某一局限內的集中式監控治理,在金融、保險、軍事重地及其它平安防備範疇具有普遍的使用前景。
 
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