基于單片機的智能鎖芯報警系統設計

摘 要： 在傳統的智能鎖芯報警系統中，存在響應時間較長的問題，為此，提出一種基于單片機的智能鎖芯報警系統。通過控制模塊、智能鎖芯設置模塊、報警模塊、中斷模塊、液晶模塊等，建立系統總體框架，根據系統總體框架，通過單片機、電源適配器、智能鎖芯、報警器、LED燈等完成系統硬件設計，通過C語言編寫主程序、中斷子程序和報警程序等控制程序，完成系統軟件設計，至此完成基于單片機的智能鎖芯報警系統設計。通過對比實驗，與傳統的智能鎖芯報警系統作比較，實驗結果表明，提出的基于單片機的智能鎖芯報警系統具有更短的響應時間，能夠更為快速的發出警報信號。

關鍵詞： 單片機; 智能鎖芯; 報警系統

中圖分類號： TP399 文獻標志碼： A

Design of Intelligent Lock Alarm System Based on Single Chip Microcomputer

LIAO Haiqiang

（Zhongshan Jixin Lock Core Co. Ltd.，? Zhongshan， Guangdong 528400，? China）

Abstract： The response time of traditional intelligent lock alarm system is quite long. This paper presents an intelligent lock alarm system based on single chip microcomputer. Through setting module， control module， intelligent lock alarm module， interrupt module， LCD module， we establish overall framework for the system. According to the overall framework， the system uses single chip microcomputer， power adapter， intelligent lock， alarm， LED lights as hardware， and uses C language to write the main program and interrupt subroutine and alarm procedures， etc. The paper completes the design of system software， intelligent lock alarm device by using single chip microcomputer. Through the comparison with the traditional intelligent lock core alarm systems， the experimental results show that the proposed intelligent lock core alarm system has a shorter response time and can send out alarm signals more quickly.

Key words： single chip microcomputer; intelligent lock core; alarm system

0 引言

智能鎖芯有別于傳統機械鎖，是在傳統機械鎖的基礎上改進的更具安全性的、采用先進技術的智能化鎖具[1]。為提高智能鎖芯的安全性能，設計了智能鎖芯報警系統。現有的智能鎖芯報警系統還存在一定的不足，如存在安全性低、響應時間長等缺點[2]。目前的智能鎖芯多采用市電供電，為確保智能鎖芯能夠正常工作，用戶需專門布設智能鎖芯電路，比較復雜[3]。此外，在斷電后或者智能鎖芯出現故障的情況下，為防止房門鎖死，多數智能鎖芯處于常開狀態，易造成安全隱患。為此，需要對智能鎖芯報警系統作進一步研究。

單片機作為典型的嵌入式微控制器，具有體積小、控制性能穩定、節約成本的優點，被廣泛應用于防盜報警系統中。智能鎖芯作為安全防盜系統中非常重要的核心部分之一，采用相關技術提高其性能，具有十分重要的意義[4]。基于以上分析，提出一種基于單片機的智能鎖芯報警系統設計方法。此外，通過對比實驗，與傳統的智能鎖芯報警系統作比較，驗證了提出的基于單片機的智能鎖芯報警系統發出警報需要更短的響應時間。

1 基于單片機的智能鎖芯報警系統設計

1.1 基于單片機的智能鎖芯報警系統總體框架

基于單片機的智能鎖芯報警系統的總體框架，如圖1所示。

基于單片機的智能鎖芯報警系統的總體框架包括控制模塊、智能鎖芯設置模塊、報警模塊、中斷模塊、液晶模塊等，對各個模塊的具體分析如下：

控制模塊：控制模塊主要為單片機，通過單片機作為智能鎖芯報警系統的控制器，控制著整個智能鎖芯報警系統的穩定運行[5]。

智能鎖芯設置模塊：該模塊的主要功能為錄入智能鎖芯的信息，以保證智能鎖芯報警系統的穩定運行。該模塊中的智能鎖芯分為主智能鎖芯和備用智能鎖芯兩種，功能權限設置主要由主智能鎖芯控制，副智能鎖芯設置信息時，需要主智能鎖芯給予權限，才能設置備用智能鎖芯的信息。如果出現主智能鎖芯故障的情況，則備用智能鎖芯可以以升級的方式轉換成主智能鎖芯，不會影響智能鎖芯報警系統的正常運行[6]。備用智能鎖芯提前利用主智能鎖芯錄入好各種合法鑰匙的信息，當主智能鎖芯無法正常工作，則通過電路與備用鎖芯連通，通過與插入鑰匙的信息配對，成功實現對非法鑰匙的報警功能。

2 實驗

將所設計的基于單片機的智能鎖芯報警系統，與傳統的智能鎖芯報警系統作對比實驗，以驗證提出的基于單片機的智能鎖芯報警系統能否更為高效的實現安全報警。

2.1 實驗過程

基于單片機的智能鎖芯報警系統的程序采用C語言編寫。首先，對基于單片機的智能鎖芯報警系統做好調試工作。做好調試工作后，開始對基于單片機的智能鎖芯報警系統開展測試工作。基于單片機的智能鎖芯報警系統的相關參數，如表2所示。

按下智能鎖芯報警系統的電源鍵，將智能鎖芯報警系統初始化，其液晶顯示模塊進入待機狀態。報警器采用的工作電源為12 V。首先，對基于單片機的智能鎖芯報警系統的鎖芯作編碼設置，并設置相應的合法狀態和非法狀態，然后，將

智能鎖芯和報警器作密碼配對，保證報警器可以接收到智能鎖芯發出的信號，采用不同電平的比例將信號區分開。

此外，對上層軟件的運行狀態作測試。通過設置報警號碼完成智能鎖芯報警系統的通信設置，確認所管理的智能鎖芯編號和鑰匙號碼，將鑰匙號與用戶的身份相對應，建立鎖芯和鑰匙數據庫。

在做好相關設置及測試后，選取50個鑰匙開展實驗。在這50個鑰匙中，既有合法鑰匙，又有非法鑰匙。在正常電壓下，采用基于單片機的智能鎖芯報警系統，開展實驗，得到智能開鎖報警系統對于非法鑰匙的響應時間，并將所得結果與傳統的智能鎖芯報警系統作比較。為保證實驗的準確性，針對智能鎖芯報警系統做5次對比實驗。

2.2 實驗結果分析

提出的基于單片機的智能鎖芯報警系統和傳統的智能鎖芯報警系統的響應時間對比結果，如圖4所示。

在5次平行實驗中，采用傳統的智能鎖芯報警系統，當有非法鑰匙入侵時，發出警報的響應時間均在4～5 s之間;采用提出的基于單片機的智能鎖芯報警系統，當有非法鑰匙入侵時，發出警報的響應時間均在1～1.2 s之間。通過對比可以發現，提出的基于單片機的智能鎖芯報警系統能夠在更短的時間內發出警報，很好地提升了智能鎖芯報警系統的性能。

3 總結

針對傳統的智能鎖芯報警系統存在的響應時間長問題，設計了一種基于單片機的智能鎖芯報警系統。通過對基于單片機的智能鎖芯報警系統的硬件設計和軟件設計，完成了基于單片機的智能鎖芯報警系統設計。通過對比實驗，與傳統的智能鎖芯報警系統作比較，實驗結果表明，提出的基于單片機的智能鎖芯報警系統能夠以更短的時間發出警報，希望提出的基于單片機的智能鎖芯報警系統設計方法，能夠為智能鎖芯報警系統的研究提供一定的依據。

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（收稿日期： 2020.01.14）

作者簡介：廖海強（1977-），男，大專，副高級工程師，研究方向：機械鎖芯、鎖體，智能電子鎖。