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一种机械电子锁(半文提纲)

发布时间:2019-06-26 08:49
【摘要】本次设计打破传统锁的概念,充分融入了电子和高科技技术,诞生了一种具有指纹和密码功能的机械电子锁。设计内容包括两个部分,一部分为电子锁部分(基于AT mega 162的指纹识别模块),另一部分为机械锁部分(基于PIC16F72),这两个部分相互独立,超外差发送和接收模块作为这两个部分的纽带为两者传输信息,把他们联系成一个有机的整体,实现了功能的结合。经过实验验证,系统稳定可靠。
 
关键词:机械电子;指纹识别;PIC16F72;电子锁
 
A mechanical electronic lock
【Abstract】The design concept of the traditional break locks, fully integrated into the electronics and high technology, the birth of a mechanical and electronic locks with fingerprint and password functions. Design includes two parts, one part for the electronic lock (based on fingerprint recognition module AT mega 162), the other part of the mechanical lock portion (based on PIC16F72), these two parts are independent transmit and receive module super heterodyne as this ties between the two parts of the transmission of information, to contact them into an organic whole, to achieve a combination of functions. Experimental results show that the system is stable and reliable.
 
Keywords: Machinery & Electronics; fingerprint identification; PIC16F72; electronic locks
 
引言
随着改革开放经济的发展,人们的生活水平越来越高,对安全性的要求也日益提高,一把安全的锁对人们来说是必不可少的东西。科技的发展让生活日新月异,生物识别技术越来越成熟,渐渐的走进人们的生活中,高科技的指纹锁也就进入千家万户,然而我们常见的指纹锁需要管理员验证身份才能对指纹和密码进行更改,本次设计要实现用特定的钥匙管理指纹和密码。
现如今市面上的指纹机械锁安全性能让人堪忧,普通的匹配钥匙就可以把锁打开,安全性太差。介于以上的情况笔者设计出一种安全性能优良的机械电子锁。设计中的机械锁是基于PIC16F72而设计的,把特制的编码芯片植入到特定的钥匙中,此芯片具有设定特定钥匙和传送钥匙编码信息的功能,所以只有特定的钥匙才能打开锁,其他非法钥匙根本无用武之地;再者如果锁被非法开启时,锁会发送报警信息提示异常,安全性能让用户安心。
一、详细方案设计
设计的机械电子锁是由两部分组成的,一部分是机械锁,另一部分是电子锁。机械锁的核心部分是PIC16F72单片机,用来接收识别钥匙的编码信息,然后把获得的信息通过发送模块发送。这里使用的发送模块是超外差发送模块,此模块发送和接收的频率为433MHZ。电子锁的核心部分是单片机AT mega 162。电子锁通过指纹识别模块来管理指纹操作;通过键盘完成密码管理;通过超外差接收模块接收来自机械锁发送来的钥匙编码信息,这样把机械锁和电子锁合二为一。
1、电子锁框图设计
电子锁由单片机AT mega 162、指纹模块、超外差接收模块、驱动、门锁、键盘按键、和指示灯等组成,详见图1。指纹识别模块选用的型号为:TFS-M12,芯片选用 TI 的 DSP 芯片 TMS320VC5501,算法采用TFS-9算法。以上优良的算法和高性能的芯片提高系统的反应速度和识别能力,使设计周期大大缩短。电子锁在不使用时处于休眠状态,在用户打开指纹识别模块的防尘盖时系统才被唤醒。
 
 
图1 电子锁
电子锁在正常工作状态下,可以用指纹或者密码方式开门。指纹采集头采集指纹后将其与设定的指纹进行匹配,将匹配的结果传给单片机AT mega 162,如果匹配一致产生开门的信号,在驱动的驱动下打开门锁。键盘输入密码后单片机AT mega 162把它和预先设定的开门密码相比较若一致则开门,密码输入三次错误系统将进入睡眠状态。
2、机械锁框图设计
机械锁的组成部分有PIC16F72单片机、超外差发送模块、键盘、指示灯等,具体如图2所示。具体设置特定钥匙的操作是:按住设置键松开后指示灯常亮,把要设置的钥匙插入机械锁,这时候会看到指示灯有规律的闪烁三下,表明设置成功;完成钥匙设置后用设置的特定钥匙开一次门,这样就恢复到正常的使用状态。这之后机械锁只识别设定的钥匙,如果使用其他钥匙开锁,这时候指示灯会快速的闪烁,并且通过超外差发送模块发出报警信息。
机械锁
图2 机械锁
机械锁不使用的情况下,为了降低全系统的功耗,让其处于不工作的状态。设计中在机械锁的锁芯设计一个转接口,转接口材料为金属材质,和电子锁的防尘罩相连。转接口的主要作用是:金属转接口可以转动,当转动转接口时,对机械锁供电使其处于工作状态,同时把电子锁唤醒,电子锁也开始工作,更重要的是转动金属转接口会把电子锁的核心单片机AT mega 162的四口五位(P4.5)接口变成高电平,这样电子锁就专属于机械锁,只会处理机械锁传来的信息。
二、程序设计
1、匹配中断
2、设置中断
三、实验验证和结果分析
结语
[1]杨伟钧.一种高性能指纹锁硬件平台的设计[J].电子设计工程,2010,18(4):131-133.
[2]叶国文.基于ATmega32的指纹识别防盗门锁的设计[J].微计算机信息,2008,24(11):300-312.
[3]吕宪军,陈后金.基于ARM9的指纹识别门禁系统[J].现代电子技术,2010,33(14):40-41.

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