门锁、锁具的原理

     
　　一、普通锁不是有一个铜心么？拆开后可以看见上面一面是槽---钥匙背的方向，另1面是一排小孔，小孔里是长短不一的铜柱和弹簧（铜柱在靠近钥匙一面）外面用铝封口。平时铜柱因为不受力而弹出半截，而阻挡了大铜心的转动。当用对应的钥匙插入时，铜柱和钥匙上的齿接触，形成一个有规律的曲线，而闪开了大铜心上的豁口，使之能够转动。而转动使锁打开的原理就比较简单了。
　　二、在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统(system)等功能，从而使密码锁具（用途：防盗，保护个人隐私）有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。本文介绍以51系列单片机为核心的智能密码锁，详细阐述了其工作原理、基本功能框图、关键设计技术及软件工作流程。
　　1 基本原理及硬件组成
　　智能密码锁的系统(system)由智能监控器和电子锁具组成。常熟开锁即把锁打开的意思，每一种锁在构造上都有不同之处，这就决定了其功能的不同。对于开锁原理而言，绝大多数锁的开锁原理是相同的，除磁卡锁、电子锁等部分锁例外。目前开锁已经形成一种行业，并且有专业的锁匠资格证书。二者异地放置，智能监控器供给电子锁具所需的电源并接收其发送的报警信息和状态信息。这里采用了线路复用技术，使电能供给和信息传输共用一根二芯电缆，提高了系统的可靠性、安全性。
　　1.1 智能监控器的基本原理
　　智能监控器的组成框图，它由单片机、时钟、键盘、LCD显示器、存贮器、解调器、线路复用及监测、A/D转换、蜂鸣器等单元组成。主要完成与电子锁（通过密码输入）具之间的通信、智能化分析及通信线路的安全监测等功能。
　　智能监控器始终处于接收状态，以固定(fixed)的格式接收电子锁具发来的报警信息和状态信息。对于报警信息，则马上通过LCD显示器及蜂鸣器发出声、光报警；对于状态信息，则存入内存，并与电子锁具在此时刻以前的历史状态进行比较，得出变化趋势，预测未来的状态变化，通过LCD显示器向值班人员提供相应信息，以供决策使用。智能监控器与电子锁具建立通信联系的同时，通过A/D转换器实时地监视流过通信线路的供电电流的变化，有效地防止人为因素造成的破坏(vandalism)，保证了通信线路的畅通。
　　1.2 电子锁具基本原理
　　电子锁具（用途：防盗，保护个人隐私）的组成框图，它也是以51系列单片机(AT89051)为核心，配以相应硬件电路，完成密码的设置、存贮、识别和显示、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接收传感器送来的报警信号、发送数据(data)等功能。常熟安装指纹锁指纹认证具有方便、快速、精确等特点。随着科技技术的普及，智能家居的发展，越来越多的人群也开始选择指纹锁。
　　单片机接收键入的代码，并与存贮在EEPROM中的密码进行比较，如果密码正确，则驱动电磁执行器开锁；如果密码不正确，则允许操作控制人员重新输入密码，最多可输入三次；如果三次都不正确，则单片机通过(tōng guò)通信线路向智能监控器报警。单片机将每次开锁操作和此时电磁执行器的驱动电流值作为状态信息发送给智能监控器，同时将接收来自传感器接口的报警信息也发送给智能监控器，作为智能化分析(Analyse)的依据。
　　2 关键技术
　　为了提高智能密码锁的安全性、可靠性，本文除在器件选择上采取措施(如采用低功耗、宽温度范围(fàn wéi)的器件)外，在设计中还采用了一些关键技术。
　　2.1 线路复用技术
　　智能监控器和电子锁（通过密码输入）具异地放置，智能监控器供给电子锁具所需的电源并接收其发送的报警信息和状态信息。如果采用通信线路和供电线路分开的方式，势必要增加电缆芯数，安全隐患增加。本文采用了线路复用技术，仅用一根二芯电缆，实现了供电和信息的传输。
　　在发送端，电子锁具通过(tōng guò)脉冲变压器T将调制好的数据信号升压后发送出去；在接收端，脉冲变压器T将接收到的数据信号降压后送解调器，以减少载波信号在传输过程中的损耗。常熟配汽车钥匙工作原理简单来说：先从钥匙发出微弱的电波，由汽车天线接收该电波信号，经电子控制单元（ECU, Electronic Control Unit）识别信号代码，再由该系统的执行器（电动机或电磁线圈）执行开/闭锁的动作。为了减少通信和供电之间的相互干扰，对扼流圈
　　L、耦合电容C的选择要综合考虑。
　　设载波频率(frequency)fo＝400kHz，为了保证绝大部分信号能量传输到接收端，取L＝33.7μH C1＝0.047μF。
　　2.2 电流监视技术
　　为了防止通信线路的人为破坏(vandalism)和电磁执行器因某种原因造成流过电磁线圈的电流过大而烧毁线圈，本文在智能密码锁设计中采用电流监视技术。常熟安装指纹锁指纹认证具有方便、快速、精确等特点。随着科技技术的普及，智能家居的发展，越来越多的人群也开始选择指纹锁。电流监视器采用MAXIM公司(Company)生产的电流／电压转换芯片MAX471。该芯片能将被测电流I转化成对地输出电压U，且有测量范围大、精度高、输出电压U和被测电流I成正比等特性。电流监视器输出电压送A/D转换器，单片机通过读取A/D转换结果，获知线路中电流的变化情况，通过分析及时发现异常，发出报警信号。
　　2.3数据通讯与预处理技术
　　智能监控器接收锁具发来的状态信息(其中包括锁具的开启、关闭、第一次密码错、第二次密码错、第三次密码错等)、流过电磁执行器线圈的电流值，并读取该时刻通讯线路的供电电流值，三者结合起来构成一个数据(data)块，其中操作状态占1个字节，供电电流占2个字节，线圈电流占2个字节。智能监控器在与电子锁具通信过程中，始终处于接收状态。为了提高通信可靠性，本文在通信协议(protocol)中采用重复发送的方式，电子锁具对每一组数据重复发送5次，智能监控器接收到这组数据后，采用大数译码定律纠错，保证了数据接收的准确性。另外为了节约内存需对接收到的数据采用预处理技术，即每接收到一个数据后，首先将该数据与设定的门限值比较，如果大于门限值，则发出超限报警；如果小于门限值，则将该数据与当日接收到的同类数据比较，保留较大者。
　　2.4 智能化分析
　　智能化分析与预测技术就是以每次接收到的数据块为依据(yī jù)，与此前同类数据的记录值作比较，分析该操作控制引起电流变化的大小及趋势，及时发现存在问题，并报告管理(guǎn lǐ)人员，从而提高了整个系统(system)的可靠性。常熟开锁即把锁打开的意思，每一种锁在构造上都有不同之处，这就决定了其功能的不同。对于开锁原理而言，绝大多数锁的开锁原理是相同的，除磁卡锁、电子锁等部分锁例外。目前开锁已经形成一种行业，并且有专业的锁匠资格证书。
　　3 系统软件设计
　　智能密码锁软件采用51系列单片机汇编语言对智能监控器和电子锁（通过密码输入）具分别编程。智能监控器软件包括键盘扫描和LCD显示程序、蜂鸣器驱动程序、时钟修改和读取程序、数据通信与预处理(chǔ lǐ)程序、智能化分析程序及线路监测程序等模块。电子锁具软件包括键盘扫描与译码程序、LCD显示程序、通信程序、电磁执行器驱动及检测程序、传感器接口程序等模块。软件设计过程中采用模块化设计方法，便于程序的阅读、调试和改进。
　　智能密码锁充分利用了51系统单片机软、硬件资源，引入了智能化分析功能，提高了系统的可靠性和安全性。通过(tōng guò)在某型号保险柜（特点：安全、使用方便）安装使用，受到用户的欢迎。另外，智能密码锁在软、硬件方面稍加改动，便可构成智能化的分布式监控网络，实现某一范围内的集中式监控管理(guǎn lǐ)，在金融(jīn róng)、保险、军事重地及其它安全防范领域具有广泛的应用前景。