在智能家居到来之前,智能锁作为一种实用的先进设备,已逐渐进入到了我们的生活中。对于专业人员来说,了解智能锁的工作原理并不难,每一项技术都有大量的资料查询,但是对于那些对新生事物持谨慎态度的人来说,对智能锁的安全性还是有质疑的,那么了解大概的原理更有利于了解行业,了解智能锁的使用和保养。这里介绍一下智能锁的工作原理和硬件组成。
智能密码锁的系统由智能监控器和电子锁具组成。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。
安全技术防范领域,具有防盗报警功能的电子密码锁取代了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,尤其是单片机的出现,带微处理器的智能密码锁应运而生。它不仅具有电子密码锁的功能,还引入了智能化管理和专家分析系统等功能,使得密码锁具有较高的安全性、可靠性,以及日益广泛的应用。
电子锁具基本原理
电子锁具它也是以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、发送数据等功能。
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,作为智能化分析的依据。
智能锁技术原理详细解析
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、宽温度范围的器件)外,在设计中还采用了一些关键技术。
1 线路复用技术
智能监控器和电子锁具异地放置。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。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 电流监视技术
为了防止通信线路的人为破坏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。
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。