解析智能密碼鎖基本工作原理及硬件組成

    電流監(jiān)視技術

    為了防止通信線路的人為破壞和電磁執(zhí)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(jiān)視技術。電流監(jiān)視器采用MAXIM公司生產(chǎn)的電流／電壓轉換芯片MAX471。該芯片能將被測電流I轉化成對地輸出電壓U，且有測量范圍大、精度高、輸出電壓U和被測電流I成正比等特點。電流監(jiān)視器輸出電壓送A/D轉換器，單片機通過讀取A/D轉換結果，獲知線路中電流的變化情況，通過分析及時發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出報警信號。

    數(shù)據(jù)通訊與預處理技術

    智能監(jiān)控器接收鎖具發(fā)來的狀態(tài)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(zhí)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(shù)據(jù)塊，其中操作狀態(tài)占1個字節(jié)，供電電流占2個字節(jié)，線圈電流占2個字節(jié)。智能監(jiān)控器在與電子鎖具通信過程中，始終處于接收狀態(tài)。為了提高通信可靠性，本文在通信協(xié)議中采用重復發(fā)送的方式，電子鎖具對每一組數(shù)據(jù)重復發(fā)送5次，智能監(jiān)控器接收到這組數(shù)據(jù)后，采用大數(shù)譯碼定律糾錯，保證了數(shù)據(jù)接收的準確性。另外為了節(jié)約內存需對接收到的數(shù)據(jù)采用預處理技術，即每接收到一個數(shù)據(jù)后，首先將該數(shù)據(jù)與設定的門限值比較，如果大于門限值，則發(fā)出超限報警；如果小于門限值，則將該數(shù)據(jù)與當日接收到的同類數(shù)據(jù)比較，保留較大者。這樣每天存儲的數(shù)據(jù)為同類數(shù)據(jù)中的最大值，

    智能化分析

    智能化分析與預測技術就是以每次接收到的數(shù)據(jù)塊為依據(jù)，與此前同類數(shù)據(jù)的記錄值作比較，分析該操作引起電流變化的大小及趨勢，及時發(fā)現(xiàn)存在問題，并報告管理人員，從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

    系統(tǒng)軟件設計

    智能密碼鎖軟件采用51系列單片機匯編語言對智能監(jiān)控器和電子鎖具分別編程。智能監(jiān)控器軟件包括鍵盤掃描和LCD顯示程序、蜂鳴器驅動程序、時鐘修改和讀取程序、數(shù)據(jù)通信與預處理程序、智能化分析程序及線路監(jiān)測程序等模塊。電子鎖具軟件包括鍵盤掃描與譯碼程序、LCD顯示程序、通信程序、電磁執(zhí)行器驅動及檢測程序、傳感器接口程序等模塊。軟件設計過程中采用模塊化設計方法，便于程序的閱讀、調試和改進。

    智能密碼鎖充分利用了51系統(tǒng)單片機軟、硬件資源，引入了智能化分析功能，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。通過在某型號保險柜安裝使用，受到用戶的歡迎。另外，智能密碼鎖在軟、硬件方面稍加改動，便可構成智能化的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡，實現(xiàn)某一范圍內的集中式監(jiān)控管理，在金融、保險、軍事重地及其它安全防范領域具有廣泛的應用前景。

    智能監(jiān)控器始終處于接收狀態(tài)，以固定的格式接收電子鎖具發(fā)來的報警信息和狀態(tài)信息。對于報警信息，則馬上通過LCD顯示器及蜂鳴器發(fā)出聲、光報警；對于狀態(tài)信息，則存入內存，并與電子鎖具在此時刻以前的歷史狀態(tài)進行比較，得出變化趨勢，預測未來的狀態(tài)變化，通過LCD顯示器向值班人員提供相應信息，以供決策使用。智能監(jiān)控器與電子鎖具建立通信聯(lián)系的同時，通過A/D轉換器實時地監(jiān)視流過通信線路的供電電流的變化，有效地防止人為因素造成的破壞，保證了通信線路的暢通。