产业与科技论坛2016.（5）.6IndustrialScienceTribune基于单片机的智能控制电子门锁设计【内容摘要】智能锁芯作为智能电子锁的核心结构起到对整体的控制作用,当被控制对象产生偏差时,智能锁芯会运用变化规律在策略中选择出合理适用的策略进行调整,控制系统的制约作用和被控对象的偏差变化成正比,即偏差增加,制约作用增加,偏差减小,系统将会处于开环状态,在此过程中,控制系统也会一直记录着被它控制的对象偏差的极值,这样一来就可以及时对控制点采取调节的措施,进一步可以满足了智能锁芯的实际开发要求。【关键词】PIC单片机;智能控制;电子门锁;控制系统【作者简介】王斌(1981锁是人们为了满足安全需求而发明的,日常生活中常用的两种锁主要有机械锁和电子锁两种。机械锁的结构很简单,在使用过程中轻松方便,所以这种锁被广泛应用在了人们的生活中,电子锁是科技新兴的产物,智能快捷的特点使它很快受到现代社会的追捧。但是,问题也随之出现,电子锁原理复杂,需要结合电辅助系统,这些人们是可以接受的,最致命的一点是安全性的问题,电子锁较于传统的机械锁会经常出现锁死的现象,为了避免发生这些现象,居民用户在使用的时候就会把这种锁设置为简单的常开模式,所以,这类电子锁如果运用在生活中,安全系数就会大大降低。一、智能电子门锁的总体设计同普通的锁一样,电子锁也有锁芯,有钥匙,不同的是电子锁的钥匙是数码钥匙。开锁时,将数码钥匙插入到电子锁中,并旋转钥匙,此时电子锁中的控制存储器会将锁芯中的数据信息与预先设置好的数据进行比样检测,如果检测出的数据和电子锁存储器中存储的信息一样,那么电子锁就可以自动打开了,加入数据信息不能配套的话,此时信息就会通过提前设置好的无线通讯装置发出报警的提示,进而这些检测出的不吻合信息发送给使用用户或者负责监控安全的检测中心。二、智能电子锁在机械设计的结构说明如图1所示,图中的螺线管和永磁体构成电子,电子的运动是由智能锁芯来控制的,从而实现门锁的开螺线管的一端与合电源的正极连同,另外的一段和三极管集电极相接,三极管的作用是发射集接地,基极和PIC片机的弹子控制接口相连,PIC单片机在接通供电设备以后,设计过程中,要注意短路故障和电阻接触点过大的不利情形,因此,对线路选择的合理性和连接方式的科学性要给予充分的注意。除此之外,还应当确保电气线路连接部位的可靠安全性,防止出现与电阻接触的情形,另外,注意要对线路采取相应的保护措施,常见的保护设施为接线盒。必要的防腐措施对设备线路的接头部位的安全性与可靠性至关重要,因此,要特别注意在焊接铝线的过程中防止线路受到焊渣的化学腐蚀;为了实现减少铜铝线化学反应的目标,运用铜铝过渡连接管对其进行过渡处理的环节是必不可少的;处理导线穿管的流程与细节均要严格遵守国家与行业相关规定和标准,绝缘导线尽量不使用可燃性的。在室内装饰过程中要确保穿金属管有效接地,确保导线绝缘的完整性。(三)合理控制灯具功率。为了减少发热,装修过程中尽可能降低灯具的功率;一旦装修灯具的开关半岛·综合体育、插座等部件靠近可燃、易燃物质,为保障室内安全,要采取隔热散热等有效防护措施,当这些部件的高温部位与难燃、可燃装修材料靠近的情况下,对照明灯具要采取隔热散热等防护措施。装饰灯具的燃烧等级应为不燃或者难燃。室内装饰灯具配套电动机应当完全禁止与可燃物发生直接接触。(四)限制可燃性材料的使用半岛·综合体育。在装修过程中,对于可燃性材料的选择应当进行严格把关并加强现场监督管理。施工单位应严格遵守相关的法律法规和行业有关标准。对于室内装修的施工现场加强监管,控制好装修现场的物品堆放、施工用电线路布置,制定施工用火用电制度,加强对现场各类人员的防火安全教育,以确保室内装修施工期间的消防安全。三半岛BOB、结语综上所述,在室内装修过程中,存在着很多电气火灾发生的隐患,因此广大业主与装修人员要严格遵守国家相关法律法规与行业相关标准,提高安全意识,积极采取相关防护措施,切实将装修过程中产生的电气火灾隐患降到最低。【参考文献】西民族大学学报(自然科学版),2015,S1:29~31浅析建筑内部装修电气火灾成因[J].中国新技术新产品,2013,14:184~185谈高层建筑内部装修与电气火灾防控[J].现代装饰(理论),2013,4:29[4]王海春.浅析建筑内部装修电气火灾成因及对策[J].产业与科技论坛2016ScienceTribune2016.（5）.16弹子控制接口就始终保持缺省的状态,这时的输出电平为高电平,三极管起到导通的作用,因为受到了电流的冲击作用,螺线管内形成电磁力,永磁体在电磁力的作用下进入锁胆的凹槽内,锁胆就不会顺利进行转动,并直接卡死。三、智能电子锁芯的设计原理(一)遥控接收电路。接收电路直接由电源电路进行供电,波在经过CP2时被过滤,引脚RF接单片机的4脚,遥控钥匙产生的信号由这个模块接收并且由此传入到单片机中进行信息处理半岛·综合体育。电路中的芯片为电路提供数码钥匙的滚动解码加密技术,这样,数码钥匙中的信息就不容易被破译,而且便于重新设置加密,从而提高了其安全性bob半岛。(二)信号检测及电平转换电路。外部工作电器与单片机的工作电压差距很大,分别是12伏,因此,必须进行电压的转换,而该电路本身的作用就是搜集所有外部电路的信号脉冲而且不断地进行转换最后直接进入单片机中。控制系统中,单片机一般都是运用高电平有效的方法进行数据的检测工作,但是外部传感器和电器对高低点电平有效的方式可能都会有需求,因此,这个电路也分为两种:高电平有效电路和低电平有效电路。(三)放大电路。在这里,芯片应用了集成控制的原理,集成若干放大器,使得电路体积大幅度减少,也使得电路更加简单化,连接时也容易操作。在该模块中,只有一个芯片,它的型号是TDA2003。(四)PIC选型。选择型号为PIC18F458的单片机,其参数具体如下:16位指令,2MB程序存储器,4KB数据存储器,8位宽的数据通道。CCP引脚设置值:16位捕捉输入,高达6.25ns的分辨率,16位比较单元,分辨率可达到100ns,脉宽输出的分辨率为1PIC18F458单片机的设计原理采用哈佛结构,通过流水作业得方法读取数据并且执行命令,从而使得单片机的工作效率有了很大的提高。而且,该单片机的能耗也十分低,据统计,在8MHz时钟条件下,该单片机仅消耗了2mA的电量,即便在不工作的时候,其耗电量也会低于1mA,能耗低的特点符合现在的可持续发展的要求,也成为此类型单片机的竞争优势。此外,PIC18F458单片机有着非常强大的驱动功能,I引脚最大吸入电流为2mA,最大值的输出电流竟可高达20mA,是引脚吸入电流的十倍。因此,PIC18F458单片机可以驱动微型继电器和发光二极管等。PIC18F458单片机还可以通过C语言来对其进行程序设计,独特的C语言开发环境使得其工作效率快速提高bob半岛。四半岛BOB·中国官方网站半岛·综合体育、控制系统的算法设计控制系统是智能锁芯的核心,智能锁芯作为智能电子锁 的核心结构起到对整体的控制作用,当被控制对象产生偏差 时,智能锁芯会运用变化规律在策略中选择出合理适用的策 略进行调整,控制系统的制约作用和被控对象的偏差变化成 正比,即偏差增加,制约作用增加,偏差减小,系统将会处于 开环状态,并且,在此过程中,控制系统也会一直记录控制对 象偏差的极值,就可以调节控制点,最终顺应智能锁芯的发 展要求。 五、智能锁芯软件控制 智能锁芯是离不开软件设计的,软件设计能不能成功会 对智能锁芯的功能产生很大的影响。 智能锁芯控制软件分 个部分,它们分别是:主程序,电子钥匙模块,数据快速比较模块,合法启动模块,故障报警模块和钥匙重设模块。 以下将对各个部分的作用加以阐述。 (一)主程序。 可以协调和控制整个智能系统中各个模 块的工作,从而起到整体调节的用,对智能发挥原始的作用。 (二)电子钥匙设置模块。 这个模块的作用是为电子钥 匙录入信息的过程,电子钥匙分为两种,即主钥匙和副钥匙, 所有的功能权限都体现在主钥匙上,副钥匙在信息设置时, 也必须要有主钥匙的参与。 在程序的设计中,也必须符合主 钥匙能管理副钥匙的要求。 如果主钥匙丢失了,那么副钥匙 就可以通过升级转换为主钥匙,而且不会影响钥匙的正常使 用功能,这就可以提高智能钥匙的安全功能。 智能锁芯在使 用之前是不存有任何的存储信息的,因此,其系统中储存的 电子钥匙的数量也为零,开始应用后,程序首先进行转换,同 时也为电子钥匙设定模块半岛·综合体育。 将当前电子钥匙设置为主钥匙, 与此同时,单片机也记录了电子钥匙所包含的地址信息。 使用过程中,单片机通过设定的程序以及记录的相关数据便可以自动判断电子钥匙是不是主钥匙,结合操作一起使用, 就可以开始对副钥匙的设定程序。 (三)数据比较模块。 比较即进行信息的核对。 数据比 较模块的作用是控制单片活的钥匙的地址,将获取到的地址 和原来已经设定好的地址进行比较,逐一排除,并且,数据比 较模块通过对数据的分析进行对电子钥匙属性的更改。 (四)故障报警模块。 当电子钥匙的信息与设定信息不 相匹配时,故障报警模块将会发挥它的作用,通过无线发射 电路的传输,将信号传输到终端,同时,也对信息进行存储, 同时发出警报声。 这样不仅提高了电子锁的安全性能,也方 便相关核对工作的有效开展,从而全方位保护用户的安全。 六、结语 与传统的机械锁相比,智能锁的安全性较差。 但是将单 片机的技术结合机械锁芯,就大大提高了智能锁芯的安全可 由此产生的智能电子门锁的性能远远优于传统的机械锁,而且,单片机独特的C 语言环境也可以使得智能电子锁的 更新与发展有了良好的保障。 这种方法易于操作,也易于掌 握,从而实现了智能电子门锁的高智能、高性能,提高了其实用 价值,也为智能电子门锁的进一步推广起到了促进作用。 【参考文献】 视技术,2010[2]郝静,王鲁杨,尹千里. 基于 MATLAB 仿真的两电平逆变 电路和多电平逆变电路性能分析[A]. 中国高等学校电力系 统及其自动化专业学术年会暨中国电机工程学会电力系统 专业委员会年会[C]. 2010