一種智能門鎖用磁鐵開鎖報警模塊

龔逸樂

（廈門中控智慧信息技術有限公司，廈門 361021）

1 磁鐵開鎖報警模塊的意義

市面上有些智能門鎖采用繼電器控制電鎖開關，而強力磁鐵能夠透過智能門鎖的外殼吸開繼電器，進而打開智能門鎖。因此不法份子把強磁鐵拿來作為作案工具，把磁鐵放在智能門鎖上不停尋找繼電器的位置，直至打開門鎖。業主若能及早得到磁鐵開鎖的通知便能早點應對，并降低損失。

也有部分智能門鎖已經增加了應對措施，不會直接被強磁鐵打開，但卻沒有報警功能；畢竟不法份子要是嘗試了磁鐵不能打開門鎖，很可能用別的手法開鎖，業主理應得到不法份子來過的警告。

針對這個問題，當不法份子使用強磁鐵吸開智能門鎖時，本方案能判斷出攻擊行為，計算并保存攻擊次數，并通知智能門鎖電路板上的CPU 報警。智能門鎖可以立刻導通本地的報警裝置，或將磁鐵開鎖事件通過以太網或4G 告知戶主。

磁鐵開鎖報警模塊可以做成多種形式：一是做成帶外殼獨立模塊，放在智能門鎖外殼的外面，通過串口線與智能門鎖通信（需增加RS232電平轉換芯片），適用于產品已銷售出去的智能門鎖；二是做成郵票板，直接貼在智能門鎖的主板上，適用于研發階段，還未定型的產品。

2 工作原理

圖1 一種智能門鎖用磁鐵開鎖報警模塊

工作原理為：當強磁鐵靠近磁場傳感器，磁場傳感器感應到磁場并輸出電壓，輸出電壓與磁場強弱成正比，由于強磁鐵磁場很強，磁場傳感器增益只需很小的放大倍數，輸出依然會滿偏。另外磁鐵靠近一次輸出一次滿偏信號（可能是正滿偏5V 或者負滿偏0V），認為是一次攻擊；磁鐵離開再靠近智能門鎖尋找電磁鐵，輸出下一個滿偏信號，認為是下一個攻擊。磁場傳感器應放在靠近繼電器的位置。

一般的電磁干擾，比如手機通話時產生的電磁場，即使被磁場傳感器接收到，由于磁場傳感器的增益很小，輸出也小，磁場傳感器輸出不會達到滿偏，因此不會被計為一次電磁攻擊。

3 具體方案

磁場傳感器的選型為AD2215。AD2215是一款線性磁場傳感器，輸出與感應到的磁場成線性關系；集成了霍爾傳感器，運放等；電壓偏置及信號增益放大倍數可調。

圖2 AD22151芯片內部框圖

因為強磁鐵磁性很強，AD2215的放大倍數可以設得很小。AD22151的第5腳OUTAMP 接到單片機的ADC 上，當強磁鐵靠近時，輸出滿偏信號。單片機軟件上可設置采樣到滿偏信號超過0.5秒，認為是一次攻擊，設置一個寄存器存放攻擊次數這個參數；下一次攻擊的時候，寄存器里的數據加一。單片機可以把寄存器里的數據通過串口，SPI，I2C 等通信接口發送給智能門鎖。只要不清空寄存器，寄存器里的數據能一直保存，智能門鎖可以隨時讀取攻擊次數這個數據。單片機可供選型的型號很多，這里選型STM8S003F3P6。

圖3 STM8S003F3P6管腳定義

智能門鎖的CPU 讀取到單片機上攻擊次數的數據，可以立刻導通本地的報警裝置，或者將磁鐵開鎖這個事件通過以太網或4G 告知戶主。

4 結束語

目前，市面上的智能門鎖還沒有磁鐵開鎖報警這個功能，一旦被不法份子通過磁鐵破門而入，后果將會很嚴重。磁鐵開鎖報警模塊正是針對這個空白市場，而且本方案采用AD22151和STM8S003F3P6都是大批量生產的芯片，外圍電路也簡單，容易實現，成本低容易量產。因此有理由看好磁鐵開鎖報警模塊未來的市場。