在智能家居到來之前,智能鎖作為一種實用的先進設備,已逐漸進入到了我們的生活中。對于專業人員來說,了解智能鎖的工作原理并不難,每一項技術都有大量的資料查詢,但是對于那些對新生事物持謹慎態度的人來說,對智能鎖的安全性還是有質疑的,那么了解大概的原理更有利于了解行業,了解智能鎖的使用和保養。這里介紹一下智能鎖的工作原理和硬件組成。
智能密碼鎖的系統由智能監控器和電子鎖具組成。二者異地放置,智能監控器供給電子鎖具所需的電源并接收其發送的報警信息和狀態信息。這里采用了線路復用技術,使電能供給和信息傳輸共用一根 二芯電纜,提高了系統的可靠性、安全性。
安全技術防范領域,具有防盜報警功能的電子密碼鎖取代了傳統的機械式密碼鎖,克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點,使密碼鎖無論在技術上還是在性能上都大大提高一步。隨著大規模集成電路技術的發展,尤其是單片機的出現,帶微處理器的智能密碼鎖應運而生。它不僅具有電子密碼鎖的功能,還引入了智能化管理和專家分析系統等功能,使得密碼鎖具有較高的安全性、可靠性,以及日益廣泛的應用。
電子鎖具基本原理
電子鎖具它也是以51系列單片機(AT89051)為核心,配以相應硬件電路,完成密碼的設置、存貯、識別和顯示、驅動電磁執行器并檢測其驅動電流值、接收傳感器送來的報警信號、發送數據等功能。
單片機接收鍵入的代碼,并與存貯在EEPROM中的密碼進行比較,如果密碼正確,則驅動電磁執行器開鎖;如果密碼不正確,則允許操作人員重新輸入密碼,最多可輸入三次;如果三次都不正確,則單片機通過通信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為狀態信息發送給智能監控器,同時將接收來自傳感器接口的報警信息也發送給智能監控器,作為智能化分析的依據。
智能鎖技術原理詳細解析
為了提高智能密碼鎖的安全性、可靠性,本文除在器件選擇上采取措施(如采用低功耗、寬溫度范圍的器件)外,在設計中還采用了一些關鍵技術。
1 線路復用技術
智能監控器和電子鎖具異地放置。如果采用通信線路和供電線路分開的方式,勢必要增加電纜芯數,安全隱患增加。本文采用了線路復用技術,僅用一根二芯電纜,實現了供電和信息的傳輸。
在發送端,電子鎖具通過脈沖變壓器T將調制好的數據信號升壓后發送出去;在接收端,脈沖變壓器T將接收到的數據信號降壓后送解調器,以減少載波信號在傳輸過程中的損耗。為了減少通信和供電之間的相互干擾,對扼流圈L、耦合電容C的選擇要綜合考慮。
設載波頻率fo=400kHz,為了保證絕大部分信號能量傳輸到接收端,取L=33.7μH?C1=0.047μF。
2 電流監視技術
為了防止通信線路的人為破壞和電磁執行器因某種原因造成流過電磁線圈的電流過大而燒毀線圈,本文在智能密碼鎖設計中采用電流監視技術。
3 數據通訊與預處理技術
智能監控器接收鎖具發來的狀態信息(其中包括鎖具的開啟、關閉、第一次密碼錯、第二次密碼錯、第三次密碼錯等)、流過電磁執行器線圈的電流值,并讀取該時刻通訊線路的供電電流值,三者結合起來構成一個數據塊,其中操作狀態占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信過程中,始終處于接收狀態。為了提高通信可靠性,本文在通信協議中采用重復發送的方式,電子鎖具對每一組數據重復發送5次,智能監控器接收到這組數據后,采用大數譯碼定律糾錯,保證了數據接收的準確性。