基于單片機的紅外機械電磁鎖

馮濤+郭繼冬+季先行+林松+唐皓辰

摘 要：隨著人們生活質量的不斷提高，如何實現安全有效的防盜這個問題受到越來越多人的關注。傳統的機械鎖由于安全性能太差，被撬的事件時有發生，因此我們提出了基于單片機的紅外電磁機械鎖的設計。用鑰匙先開啟機械鎖部分，從而觸動紅外驗證電路開關，按動鑰匙上的紅外發射按鈕發射紅外信號，通過單片機判斷鑰匙發出的紅外信號是否為正確的信號，如果是，則電磁鎖部分斷電，門開啟；如果不是，門還是處于關閉的狀態。本鎖具設計了包括機械鎖部分、紅外驗證電路、電磁鎖部分等組成部分，并將它們巧妙地組合起來，整個鎖具結構簡單，實用性高。實驗結果表明，此鎖安全性相比于一般的機械鎖或者電磁鎖得到了進一步的提升。

關鍵詞：紅外遙控；安全性；單片機解鎖

引言

目前，鎖具在人們的日常生活中具有非常重要的作用，但是我們在日常生活中所經常使用的機械鎖或電磁鎖看似非常牢固，實際非常容易被打開，對于傳統的機械鎖具來說，甚至一個曲別針或者是一段鐵絲就可以將其打開，安全性非常低。近來隨著人們生活水平的提高，人們的防范意識的不斷加強，因此，高檔的防范性的鎖具的需求量不斷加強。我們的基于單片機的紅外電磁機械鎖就是在這個背景下想到的。

我們所述的鎖具設置為紅外接收器激活過程和電磁鎖開鎖過程，增加了鎖具的安全性，結構簡單，實用性強。

1 硬件部分設計

系統硬件設計總體框圖如圖1所示：

1.1 控制系統

控制系統采用低功耗、高性能CMOS8位微控制器STC89C52芯片，它使用經典的MCS-51內核，但做了很多的改進，使得芯片具有傳統51單片機不具備的功能，為很多控制應用系統提供了靈活、有效的解決方案。

1.2 紅外發射、接收裝置

對于紅外裝置我們選擇了PT2262和PT2272這一對線發射、接收芯片。PT2262/2272是臺灣普城公司生產的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三態地址端管腳（懸空，接高電平，接低電平），任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位（D0-D5）數據端管腳，設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發射電路。

當發射機沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經調制的串行數據信號，當17腳為高電平期間315MHz的高頻發射電路起振并發射等幅高頻信號，當17腳為低平期間315MHz的高頻發射電路停止振蕩，所以高頻發射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制）相當于調制度為100%的調幅。[1]

1.3 機械鎖與電磁鎖部分

機械鎖部分采取市面上常見的防盜門鎖的鎖芯，電磁鎖部分采取市面上常見的電磁鎖，兩個鎖具易于購買。

1.4 機械鎖激活接收裝置設計

紅外線接收裝置的開關安裝在鎖芯附近，當鑰匙匹配成功以后轉動鑰匙，鎖芯內部結構發生變化同時啟動紅外接收裝置。

1.5 供電電源模塊

供電電源模塊是整個系統的能源，關系到整個電路設計的穩定性和可靠性，是系統設計中致關重要的環節。本設計所用電源為+5V直流電源給予單片機供電，采用可充電的+12V7.2Ah/20hr直流蓄電池給予電磁鎖供電，從而保證電磁鎖能夠長時間工作。

2 軟件部分設計

軟件設計程序流程圖如圖2所示：

首先對單片機進行初始化設置，接下來判斷接收到的紅外信號是否為約定的信號，如果是則控制電磁鎖斷電。

3 實驗結果

當鑰匙不匹配時，僅僅按下紅外發射按鈕，門不會被打開，當機械鎖部分被打開而沒有按下紅外發射按鈕時，門同樣也不會被打開。只有當鑰匙與紅外信號同時匹配時門才會被打開。

4 結束語

本次實驗通過將傳統機械鎖，電磁鎖通過紅外電路進行結合，制作了一個安全性更高的鎖具，彌補了傳統機械鎖和電磁鎖的安全性不足的缺點，并且結構簡單、設計合理、安全性高，適合人們的需求。

參考文獻

[1]鄧軍，劉篤仁.用PT2262實現可遙控式電子密碼鎖[J].電子設計應用，2003（12）.