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目前家用防张柏铭盗门普遍使用的是机械防盗锁,耐用、可靠性高、结构简单、成本低廉,但防盗性能较差。指纹锁防盗性能高,但可靠性较差。因为指纹锁的可靠性取决于其电子元器件的可靠性,而且需要电源,一旦断电或电池损坏,就不能正常工作。如果将家用机械防盗锁和指纹锁两者很好地结合起来,在正常情况下只能用指纹开锁,使之在异常的情况下自动转换到用备用钥匙开锁,既可提高可靠性,又可提高防盗性能。

大家知道,锁门靠的是锁舌插入门框中的锁槽,而家用机械防盗锁锁舌的移动靠的是其弹子锁芯中凸轮的转动。凸轮又依赖锁芯中双耳滚轴的双耳插入其凹槽中带动其转动。一般家用机械防盗锁有左、右双耳滚轴,左、右双耳滚轴通过轴心活动连接,所以一般家用防盗锁余杭孔祥华前、后都能开锁。下面对照附图对本设计作进一步说明。

机械结构

电动锁芯的内部结构如图22.1所示。智能控制板的电路原理图如图22.2所示。主程序流程如图22.3所示。普通锁芯的实物如图22.4小女孩被绑架所示。锁架的实物如图22.5所示。电动锁芯的实物如图22.6所示。普通锁芯和锁架的结合如图22.7所示。电动锁芯和锁架的结合如图22.8所示。电动锁芯分拆后的组成元件如图22.9所示。智能控制板的实物如图22.10所示。本设计主要组成部分的连接如图22.11所示。机电离合器的主要构成元件如图22.12所示。改造后的机械锁芯分拆后的组成元件如图22.13所示,其中活动套筒、凸轮、回位弹簧、磁铁都是对应安装在组合支架的内部,而左、右双耳滚轴则是套在凸轮的内部。智能防盗锁芯安装在防盗门正面的情形如图22.14所系列番号示,控制电路板和锂电池安装在防盗门的正面面板内。智能防盗锁芯安装在防盗门背面的情形如图22.15所示。

图22.1 电动锁芯的内部结构

图22.2 智能控制板的中通速递,贪婪洞窟,邮政快递电路原理图

图22.3 主程序流程图

图22.4 普通锁芯

图22.5 锁架

图22.6 电动锁芯

图22.7 普通锁芯和锁架的教保网结合

图22.8 电动锁芯和锁架的结合

图22.9 电动锁芯分拆后的组成元件

图22.10 智能控制板

图22.11 本设计主要组成部分的连接

图22.12 机电离合器的主要构成元件

图22.13 改造后的机械锁芯分拆后的组成元件

图22.14 智能防盗锁芯安装在防盗门上(正面)

图22.15 智能防盗锁芯安装在防盗门上(背面)

本设计的方案是:将机械防盗锁弹子锁芯后半部锯掉一部分,将直流减速电机固定在弹子锁芯的后半部(见图22.6和图22.9)。直流减江门野协速电机通过机电离合器和剩下的弹子锁芯连接。机电离合器由反推弹簧、连接转轮、活动套筒、凸轮、左右双耳滚轴、回位弹簧、小磁铁、干簧管等(见图22.12)构成。左、右双耳滚轴通过轴心活动连接。反推弹簧套在直流减速电机的转轴上。连接转轮一端套在直流减速电机的转轴上,抵住反推弹簧,另一端的凸片插入活动套筒。左双耳滚轴一端插入活动套筒右端,另一端连同右双耳滚轴穿过凸轮凹槽,顶住回位弹簧。若备用钥匙或万能钥匙之类硬物插入弹子锁芯,机电离合器中的小磁铁就会挪动(见图22.1),使机电离合器的干簧管导通,单片机接收这一信号后,立刻检测指纹模块、电机、电路及电源有无故障,若无故障,让电机稍微反转,使机电离合器中凸轮堵死。凸轮堵死之后,机电离合器中左双耳滚轴被卡在凸轮中心的凹槽中,这时即使备用钥匙或万能钥匙之类硬物推动小磁铁压缩回位弹簧,右双耳滚轴的双耳也无法挤进凸轮中心的凹槽中,只能带动右双耳滚轴空转,无法开锁。若单片机检测到指纹模块、电机、电路及电源任何一部分有故障,电机不能反转,备有钥匙推动小磁铁,小磁铁挤压回位弹簧,右双耳滚轴在回位弹簧的弹力作用下,将双耳插入凸轮中心的凹槽中,这时转动备用钥匙,可以带动凸轮转动,进行开、闭锁。只要电路(包括指纹模块、控制板、电机等)无故障,电源有电,就只能指纹开锁,提高了锁的防盗功能;如果电路出现故障或电池缺电,可以用备用钥匙开锁,又提高了锁的可靠性。

智能控制原理

下面结合图22.2,对这款智能防盗锁芯的智能控制原理作详细阐述。

智能控制部分主要由智能控制电路和机电锁芯两部分构成。智能控制电路主要由电源稳压充电电路、单片机、过流检测电路、室内手动开门电路、钥匙感应开关电路、门开关电路、电池电压监测电路、报警电路、电机双向驱动和切换电路、键盘电路、节电控制电路、指纹模块通信接口、液晶模块接口、在线编程接口等组成。电动锁芯主要由直流减速电机、弹子锁芯、机电离合器、备用钥匙、钥匙感应开关构成。

智能控制电路的工作原理是这样的:电池正极一边通过过流检测电阻R0和R1直接连接到电机双向驱动继电器JR1、JR2,另一边连接稳压模块HYM3406的输入端4脚。HYM3406采用一种恒定频率、电流模式降压型架构。内置主开关(P沟道MOSFET)和同步(N沟道MOSFET)开关,输出电流最大可达600mA,其体积非常小,只和贴片三极管差不多大。 HYM3406输出+3.3V电压,其输出连接单片台玻吧机P89LPC952和指纹模块的电源端。HYM3406的1脚是HYM3406的运行控制端,当其为高电平(高于1.5V)时,稳压模块正常工作,输出+3.3V电压;当其为低电平(低于0.3V)时,稳压模块关断,耗电仅1A。而太傅宠妻纪实HYM3406的1脚一边连接到单片机P89LPC952的I/O端口P2.4,受单片机控制,另一边通过开关SB1、二极管VD6连接到锂电池正端。开关SB1可以是按钮开关,也可以是感应开关。当进行指纹验证河运模拟2012时,SB1导通,单片机和指纹模块得电,进行指纹验证。当指纹验证验证完,单片机走完后续相关程序后,其P2.4输出低电平,关断稳压模块,单片机、指纹模块、液晶模块失电,节约电能。HYM4054是单个锂电池充电模块。当锂电池电压不够时,通过充电接口J1给电池充电,电阻R0是充电电流调节电阻,充电电流约为600mA。

P89LPC952是8位单片机,内含复位电路和精度很高的RC振荡器,不需任何外围电路,仅需一个电源和一个地就可以工作,而且可以在线编程。它集成了很多功能,包括A/D转换、键盘中断、模拟比较器、UART通信等。单片机P89LPC952的I/O端口P0.4、P0.5既是在线编程的通信端口,又是键盘中断端口,还是内部模拟比较器的正、反相输入端。过流检测电路由取样电阻R1、R2,降压二极管VD1~VD5,电阻R13、R14、R16以及三极管VT4组成。因为取样电阻两端电位比单片机的电源电压(3.3V)高,需要通过二极管降压,才能连接到单片机的端口。二极管要起到稳定的降压作用,必须有足够的电流通过它,而单片机P89LPC952的每一个I/O端口阻抗都非常高,所以只有通过电阻R13、R14、R16和三极管VT4组成的控制电路给降压二极管提供电青蜂侠周杰伦流。从图22.2中可以看出,R13、R14的公共端连wdgaf接在VT4的集电极。当P0.4和P0.5端口执行在线编程或键盘中断功能时,单片机使VT4截止,R1雪域金翅3、R14对P0.4和P0.5端口没影响。只有当单片爱的吻痕机执行电机驱动程序时,它的I/O端P1.6输出高电平,使VT4导通,电阻R13、R14的公共端接地,取样电阻两端分别通过降压二极管和电阻R13、R14接地,在R13、R14上形成电压。而电阻R13一端连接到单片机的P0.4,即模拟比较器的正相端,电阻R14一端连接到单片机的P0.5,即模拟比较器的反相端。因从取样电阻端到电阻R13比到电阻R14多了一个降压二极管,所以只有当取样电阻上电压高于0.7V时,模拟比较器正相端的电位才会高于反相端电位,模拟比较器的输出电平才会反转。当直流减速电机带动锁舌移动,锁舌移动到底,阻住不动时,电机就会过流,模拟比较器输出端的电平由低电平变高电平,单片机检测到这一变化后,通过I/O端口P3.0、P3.1控制继电器JR1、JR2,让电机稍稍反转,然后停机。因此过流检测电路除了有过流保护功能之外,还有锁舌限位功能。继电器JR1、JR2组成电机的双向控制驱动电路,J2为电机接口。单片机I/O端口P3.0、P3.1分别通过电阻R4、R5连接三极管VT5、VT6的基极,通过VT5、VT6集电极控制继电器JR1、JR2的线包。锂电池的正端通过取样电阻R0和R1分别接到继电器JR1、JR2的5、6脚。如果P3.0为高电平、Pbbin众乐博3.1为低电平,那么继电器JR1导通eidolonnn、继电器JR2截止,电机接口J2的1脚为正电压,2脚为地,电机正转;如果P3.1为高电平、P3.0为低电平,则继电器JR2导通、继电器JR1截止,电机反转。

SB2是室内开门开关,SB2、三极管VT1邱心志和王艺璇离婚、电阻R27和R8共同组成室内手动开门电路。当室内的人要出门时,只要按一下SB2,单片机自动驱动电机开门。平时为了节电,电源是关断的,单片机没电。当按SB2时,三极管VT1的基极通过电阻R27接地,三极管VT1导通,稳压模块HYM3406的1脚得到一高电平,HYM3406开始工作,给单片机提供电源,单片机启动,P2.4输出高电平,维持稳压模块HYM3406的1脚的高电位,让HYM3406继续工作。

干簧管SW1、三极管VT2、电阻R26和R9组成钥匙感应开关电路 。同样,当备用钥匙或其他硬物插入锁孔时,就会推动小磁铁移动,使干簧管SW1导通,通过电阻R26使三极管VT2导通,稳压模块HYM3406的1脚变高电位,HYM3406开始工作,单片机启动,P2.4输出高电平,维持稳压模块HYM3406继续工作。

SW2是门开关,可以是限位开关,也可以是感应开关。SW2、电阻R18组成门开关电路。当门关上或打开时,SW2导通或截止,给单片机的I/O端口P2.2一个电平转换的信号,表明关门或开门程序已经达到了目的,通知单片机并关断电源。

电阻R28、R29和单片机的A/D转换端口P2.0组成电池电压监测电路。单片机P89LPC952的电源电压是3.3V,如果将高于3.3V的模拟电压进行A/D转换,得到的结果必定都是FFFF。当电池电压低于3.8V时,P2.0通过分压电阻R28和R29得到的模拟电压必定低于3.3V,也就是说,当通过A/D转换得到数字小于FFFF时,表明电池电压低于3.8V,属于欠压,单片机就会启动报警程序报警。

报警电路由蜂鸣器SP、三极管VT3、电阻R12组成。电阻R12一端连接到单片机的I/O端口P1.7。当P1.7为高电平时,三极管VT3导通,蜂鸣器SP得电发声。

J3是在线编程接口,主要由单片机的I/O端口P0.4、P0.5及复位脚P1.5、地和+3.3V电源构成。J4是吕凤杰指纹模块接口,主要由单片机的UART0通信端口P1.0 (TXD0)、P1.1 (RXD0)及I/O端口 P1.2、+3.3V电源和地构成,P1.2连接指纹模块的PowerDown端,当P1.2为低电平时,指纹模块处于低功耗状态。J5是液晶模块接口,是一个并行接口,由单片机的I/O端口P5.0~P5.7、P4.4、P4.5、P4.6、P4.7及+3.3V电源和地构成。J6是键盘接口,按钮开关S1~S16、电阻R20、R21、R22组成键盘输入电路,通过接口J6和单片机P89LPC952的键盘中断端口P0.0~P0.7连接。P0.0~P0.3为一组,P0.4~P0.7为另一组,组成44矩阵,因此有16按键功能。键盘输入电路主要完成姓名之类的中文输入及对应指纹编号的设置。

图22.3所示是主程序的流程图,其中Y代表条件饥荒独奏乐器有什么用成立,N代表条件不成立。为了节电,平时电源是关断的,单片机停止工作,所以主程序每次运行是从复位、启动开始,而且启动之后首先检测电池的电量。如果使用键盘输入相关信息,必须按开关SB1,先开启电源,让单片机工作,然后再使用键盘。使用键盘时会产生键盘中断,单片机会自动进入键盘中断服务处理子程序,处理键盘输入的各种信息,处理完之自动返回主程序。

由于条件所限,也为了节约成本,因陋就简,本设计所有实验都是利用聂小曼现有家用防盗门的锁芯和面板及常用电子元器件完成的。相关源程序可以到qq群657864614进行下载。

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