数码防盗电子机械锁的设计与应用

　　0.引言

　　伴随着现代经济的发展，民众对于自身财产以及人身安全的重视度提升，对于居家门锁在选择的问题上也有了一定的提升。居家门锁就我国民众选择较多的两大类为机械门锁和电子门锁。

　　机械锁原理简单，且操作较为简单，适合普通家庭的使用习惯，机械锁虽好，但无论再高级的机械锁都可以通过技术开锁进行打开，因而其安全性较低。而电子锁的原理则相比较为复杂，且其一旦断电，则会处于常开的状态，安全性较差。

　　本文中所主要进行介绍的是基于传统机械锁以及电子锁的技术结合，同时添加现代数码科技技术所设计开发的一种新型锁，该锁可以有效的通过内部结构的保护，保障开锁钥匙的唯一性，同时一旦有非法开锁的现象发生，该锁内部的防盗机制便会开启，直接远程报警至指定的监管系统，从而大大提升了其安全稳定性。

　　1.设计目标

　　(1)安全性

　　安全性是本文设计方案的第一目标，只有足够的保障数码防盗电子机械锁的安全性能，才能真正意义上实现本文设计方案的价值体现。就本文的设计方案来说，其安全性目标应当体现在对于非指定数码钥匙进行开锁的过程中，能够有效的向控制中心报警；还有就是在钥匙丢失的过程中，用户可以任意删除指定的钥匙，从而解除由于钥匙丢失而带来的安全性问题。

　　(2)稳定性

　　稳定性主要是为了保障本文设计方案数码防盗电子机械锁能够持续的工作，其应当展现于当电路被切断之后，电子机械锁会启用备用内置电路。还有对于本文数码防盗电子机械锁机器重要的一点是一定要保障钥匙特征以及信息的存储稳定性，因为一旦信息存储出现故障，那么原本的钥匙便不能进行有效的开锁。

　　2.设计原则

　　(1)简易化原则

　　在进行数码防盗电子锁设计的过程中，应当提倡简易化原则，提倡建议的设计的方案，以提升锁在工作过程中的稳定性，避免由于过多复杂繁琐的元器件组合由于元器件或是模块的不稳定性，影响到锁的稳定性。

　　(2)协调性原则

　　数码防盗电子机械锁，在设计的过程中，其包含多种技术，因而在多种技术的并合设计过程中，一定要保障协调性，突出主体，集合不同技术的优劣势进行弥补，体现最佳效能展现。

　　3.设计方案

　　在对于数码防盗电子机械锁的设计过程中，应当结合电子锁以及机械锁两大基础锁本身的特点，同时通过现代数码技术进一步的完善补充，以提升本设计方案的完善性以及科学性。概括性的来说，设计方案的内容展现主要为：如图1所示，该设计方案内部结构主要由数码钥匙、锁芯/接插件、控制器模块、无线通信模块、电源模块、警铃以及存储器模块[21;其主要的工作原理为，数码钥匙在插入钥匙孔的过程中，通过空气其模块结合存储器模块内的钥匙信息进行对比，如果信息吻合，那么允许开门，如果钥匙信息不吻合，那么控制器模块便通过无线通讯模块对于管理中心以及电话报警模块发送报警信息，报警信息发送的同时，锁内置警铃也将

　　启动，直至确认安全后被用户关闭。

　　4.设计步骤

　　4.1数据传输与控制系统设计

　　在数据传说与控制系统的设计上面，数码防盗电子机械锁将在传统机械锁钥匙结构的基础之上添加一个64位的二进制编码的数码芯片，同时此64位的二进制编码的数码芯片具有全球的惟一性[31。就数码防盗电子机械锁的数据传输，其主要通过两大部分组成，一部分是无限通信模块，一部分是内部通信连接线组成，内部通讯线路连接线共同穿成一种惟一性的数码识别系统。内部的数据传输主要体现了对于钥匙的识别以及开锁行为。钥匙在插入的过程中，通过数码防盗电子机械锁内部的ROM(存在于数码防盗电子机械锁的存储器模块）对于芯片内容以及编码进行识别，这次数码防盗电子机械锁的首次通讯需求，此时其需要将相关的信息发送至控制器模块，然后控制器模块将调取存储器模块的信息对于钥匙信息进行识别以及确认；而外部通信模块的通信展开是基于第一阶段的内部数据传输系统具有一定成果为基础的，无论是否得到开锁，该项信息都会被传输给用户信息中心。控制器模块还有一大控制功能便是功耗的降低，在系统无工作的状态下，系统将处于待机的状态，也就是不工作的状态，只有钥匙插人才能起到控制器系统以及内部相关工作模块。

　　4.2控制电路设计

　　在控制电路的设计过程中，管理检测中心本设计主要采用了PIC16F72单片机，其主要作用于电路板上的电路、驱动电路、发射电路、钥匙数码组的控制与管理等。就该单片机的选择问题上，其具有较为明显的优势，功耗低、高速运作处理能力、精简化的指令等。其可以在系统无工作的状态下控制电路的模块进人待机状态，极大的降低功耗，同时也延长了电源模块的使用寿命问题。

　　单片机在电路控制的过程中对于钥匙设置键、对码键、电路板电路、电池电压控制、发射电路等多个模块进行电路控制，其具体性的工作原理阐述如下。

　　钥匙设置键：其作用为首次对于钥匙的设置，

　　当用户按下钥匙设置键时，此时数码防盗电子机械锁的控制器则会进入一个钥匙的设置状态，在该状态下，用户可以设置自己使用的钥匙，同时并将此信息传输至控制中心以及数据存储中心，作为今后开锁的依据以及凭证。

　　对码键：当用户按下对码键时，此时控制器将会进行一个对码的状态，此时所说的对码主要是使得数码防盗电子机械锁内部的钥匙识别码与用户设定的电子钥匙识别码进行批对，形成惟一性的数码钥匙。

　　电路板电路控制：在通常情况下电路板上的电池与电路板是不直接进行电路连接的，只有当钥匙插入的状态下，才能实现电路与电路板的连接，同时当钥匙拔出之后，电路板与电路依然会断开连接。当然，在钥匙插人的过程中，电路板与电路实现连接的过程中，此时钥匙拔出，两者之间的连接关系断开，并不是说电路板的任何工作都会处于一个停止的状态，其可以继续进行未完成的工作，例如当钥匙不匹配时，其会进行接下来的报警工作。

　　电池电压检测：为了更好的延长电源的使用寿命问题，实现对于电池电压的检测是尤为必要的，其可以通过实时的电池电压检测，以保障电池的工作时效，同时一旦电池电压较低时，用户便会接收到信息，以便用户及时的进行电池的更换。

　　发射电路：在数码防盗电子机械锁中的发射电路采用声表谐振器SAW进行，其工作的频率为315M/433M，此类发射电路采用的是高品质的电

　　容，同时温差的变化以及震动都可以保障发射电路的发射频点不会进行变更。

　　4.3控制软件设计

　　控制软件主要是指系统化的通过一种汇编语言实现对于系统的快速访问以及控制权限的一种设计方法。通常来说在进行控制软件的开发过程中，要经过多次的调试以及完善，以保障控制软件的bug及时发现以及修订。在控制软件设计的过程中，工作流程以及原理如图2所示，在钥匙插入的过程中，其会进人一个初始化的过程，在初始化的之后进行数码钥匙的确认，以及确认开门信息。

　　                                                                      廖海强

　　                                                      (中山市基信锁芯有限公司，广东中山528416)