基于單片機(jī)的紅外機(jī)械電磁鎖

馮濤+郭繼冬+季先行+林松+唐皓辰

摘 要：隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，如何實(shí)現(xiàn)安全有效的防盜這個問題受到越來越多人的關(guān)注。傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于安全性能太差，被撬的事件時有發(fā)生，因此我們提出了基于單片機(jī)的紅外電磁機(jī)械鎖的設(shè)計(jì)。用鑰匙先開啟機(jī)械鎖部分，從而觸動紅外驗(yàn)證電路開關(guān)，按動鑰匙上的紅外發(fā)射按鈕發(fā)射紅外信號，通過單片機(jī)判斷鑰匙發(fā)出的紅外信號是否為正確的信號，如果是，則電磁鎖部分?jǐn)嚯?，門開啟；如果不是，門還是處于關(guān)閉的狀態(tài)。本鎖具設(shè)計(jì)了包括機(jī)械鎖部分、紅外驗(yàn)證電路、電磁鎖部分等組成部分，并將它們巧妙地組合起來，整個鎖具結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此鎖安全性相比于一般的機(jī)械鎖或者電磁鎖得到了進(jìn)一步的提升。

關(guān)鍵詞：紅外遙控；安全性；單片機(jī)解鎖

引言

目前，鎖具在人們的日常生活中具有非常重要的作用，但是我們在日常生活中所經(jīng)常使用的機(jī)械鎖或電磁鎖看似非常牢固，實(shí)際非常容易被打開，對于傳統(tǒng)的機(jī)械鎖具來說，甚至一個曲別針或者是一段鐵絲就可以將其打開，安全性非常低。近來隨著人們生活水平的提高，人們的防范意識的不斷加強(qiáng)，因此，高檔的防范性的鎖具的需求量不斷加強(qiáng)。我們的基于單片機(jī)的紅外電磁機(jī)械鎖就是在這個背景下想到的。

我們所述的鎖具設(shè)置為紅外接收器激活過程和電磁鎖開鎖過程，增加了鎖具的安全性，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性強(qiáng)。

1 硬件部分設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總體框圖如圖1所示：

1.1 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)采用低功耗、高性能CMOS8位微控制器STC89C52芯片，它使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)，使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能，為很多控制應(yīng)用系統(tǒng)提供了靈活、有效的解決方案。

1.2 紅外發(fā)射、接收裝置

對于紅外裝置我們選擇了PT2262和PT2272這一對線發(fā)射、接收芯片。PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三態(tài)地址端管腳（懸空，接高電平，接低電平），任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位（D0-D5）數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。

當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。[1]

1.3 機(jī)械鎖與電磁鎖部分

機(jī)械鎖部分采取市面上常見的防盜門鎖的鎖芯，電磁鎖部分采取市面上常見的電磁鎖，兩個鎖具易于購買。

1.4 機(jī)械鎖激活接收裝置設(shè)計(jì)

紅外線接收裝置的開關(guān)安裝在鎖芯附近，當(dāng)鑰匙匹配成功以后轉(zhuǎn)動鑰匙，鎖芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化同時啟動紅外接收裝置。

1.5 供電電源模塊

供電電源模塊是整個系統(tǒng)的能源，關(guān)系到整個電路設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可靠性，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中致關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)所用電源為+5V直流電源給予單片機(jī)供電，采用可充電的+12V7.2Ah/20hr直流蓄電池給予電磁鎖供電，從而保證電磁鎖能夠長時間工作。

2 軟件部分設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)程序流程圖如圖2所示：

首先對單片機(jī)進(jìn)行初始化設(shè)置，接下來判斷接收到的紅外信號是否為約定的信號，如果是則控制電磁鎖斷電。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

當(dāng)鑰匙不匹配時，僅僅按下紅外發(fā)射按鈕，門不會被打開，當(dāng)機(jī)械鎖部分被打開而沒有按下紅外發(fā)射按鈕時，門同樣也不會被打開。只有當(dāng)鑰匙與紅外信號同時匹配時門才會被打開。

4 結(jié)束語

本次實(shí)驗(yàn)通過將傳統(tǒng)機(jī)械鎖，電磁鎖通過紅外電路進(jìn)行結(jié)合，制作了一個安全性更高的鎖具，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)械鎖和電磁鎖的安全性不足的缺點(diǎn)，并且結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、安全性高，適合人們的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧軍，劉篤仁.用PT2262實(shí)現(xiàn)可遙控式電子密碼鎖[J].電子設(shè)計(jì)應(yīng)用，2003（12）.