智能門鎖技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用

謝康 李廣飛 楊勇 李林美 劉壽光

摘要

本文就基于5G網(wǎng)絡(luò)的智能門鎖技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用進行分析，旨在為之后無線通信技術(shù)的智能門鎖系統(tǒng)提供參考。

【關(guān)鍵詞】SIM900A模塊 智能門鎖 開發(fā) 應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，人們開始注重高要求的日常生活水平，尤其是家具安全方面的要求，因此在防盜智能門鎖方面也融合了各種高科技技術(shù)，比如智能卡，指紋，聲控等技術(shù)。本文就基于5G網(wǎng)絡(luò)的智能門鎖技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用進行分析，旨在更好地改善家居安全防范質(zhì)量和治安環(huán)境。

1 基于射頻開鎖方式的智能感應(yīng)電子門鎖

1.1 電子鑰匙電路原理

高頻諧振電路的組成部分有L1（感應(yīng)線圈）和C1<電容），射頻感應(yīng)器會產(chǎn)生高頻電場，高頻諧振電路和其相遇就會產(chǎn)生高頻感應(yīng)電壓，在二極管D1處整合電流，濾波出現(xiàn)在C2（電容）處會產(chǎn)生一個工作電壓，電壓電極為上正下負，然后再R1（電阻）處對LED1（發(fā)光管）進行點亮，并讓編碼集成電路PT2262產(chǎn)生供電，由此，電路處于正常通路狀態(tài)。

PT2262可以進行編碼，使得AO-A7腳能顯示VSS、VDD或者開路狀態(tài)，VSS腳上連接OUT腳，OUT腳可以輸出編碼脈沖，這時編碼脈沖的規(guī)律會造成電路的工作電流出現(xiàn)變化。即電路吸收外界高頻電場能量程度由編碼脈沖的規(guī)律決定。射頻感應(yīng)器中存在高頻電場，可以對電子鑰匙吸收電場能量的程度變化進行檢測，然后對PT2262產(chǎn)生的編碼信息進行解調(diào)。

PT2262的時鐘頻率和R2的電阻大小息息相關(guān)，這里我們不需要詳細介紹PT2262的工作原理，如有需要，可以在相關(guān)資料中進行查詢。

1.2 射頻感應(yīng)器電路原理

CZ1是插座，上面連通12V直流電源，CZ2也是插座，上面連通電控鎖回路。L1-L3是線圈，T1-T2是三極管，C1-C4是電容，R1-R3是電阻，這幾者之間構(gòu)成高頻震蕩電路的組成部分，高頻電場經(jīng)過L1、L2再輸送到外面。一旦電子鑰匙和高頻電場支架你的距離拉近，工作電流指的是震蕩電路產(chǎn)生的能量，電子鑰匙中PT2262輸出的編碼脈沖大小就會導(dǎo)致工作電流出現(xiàn)變化。電流變化會在電阻R3的作用下轉(zhuǎn)變成電壓變化。T2的發(fā)射極會輸出電壓信號，此時的電壓信號上面會出現(xiàn)編碼信息，放大發(fā)生在放大電路，放大電路由電容C5和電阻R4-R5組成，然后再電容C6處進行傳送，最終到達解碼集成電路PT2272的D1腳。

解調(diào)發(fā)生在PT2272上D1腳輸入的編碼脈沖上。電子鑰匙PT2262上有AO-A7地址編碼，PT2272上也有地址編碼，如果兩者的編碼一致，高電平就會在PT2272的VT腳進行輸出，二極管LED1就會發(fā)亮，這時三極管T4處于連通狀態(tài)，繼電器J1吸合，電控鎖就會在此作用下進行開鎖。

電子鑰匙和射頻感應(yīng)器的距離拉遠，就不能輸入PT2272脈沖，VT腳中就會出現(xiàn)低電平，二極管LED1不亮，三極管T4處于斷開狀態(tài)，繼電器J1釋放。

穩(wěn)定電壓濾波電路由三端穩(wěn)壓器U2和電容C7-C9組成，可以給高頻震蕩電路和PT2272進行供電，供電電源電壓為9V.供電電壓具備穩(wěn)定性。電源指示燈由電阻R8和發(fā)光二極管LED2組成。R6的阻值大小可以確定PT2272的時鐘頻率，通常而言，R6的阻值比PT2272的時鐘頻率高，兩者的差值愛2.5-8倍左右。這里我們不需要詳細介紹PT2272的工作原理，如有需要，可以在相關(guān)資料中進行查詢。

射頻感應(yīng)器中的高頻震蕩頻率大概是6.8Hz，這時感應(yīng)圈上的匝數(shù)不多，可以在電路板上進行直接印制。

2 基于二維碼開鎖方式的智能感應(yīng)電子門鎖

2.1 二維碼鎖的特點

（1）二維碼開鎖方式上具備相應(yīng)的加密方式，可以最大范圍地增加門鎖的應(yīng)用范圍和功能;

（2）二維碼門卡可采取紙質(zhì)、膠質(zhì)材料，門卡的外部形狀可由制作單位自行設(shè)計;

（3）二維碼門卡的開鎖方式采用手機客戶端軟件生成二維碼圖片，可以不用通過紙質(zhì)門卡進行開鎖;

（4）二維碼智能門鎖上的亞克力二維碼識別區(qū)比較特別，二維碼識別區(qū)當中會設(shè)置反光杯材料，這種材料具備高電阻、高燃點，能最大程度的提高聚光性和反光率;

（5）二維碼智能門鎖的芯片采取SMT生產(chǎn)工藝制作，由國外引進，其性能穩(wěn)定可靠;

（6）二維碼智能門鎖上的攝像頭由國外引進，具備高清性能，且能最大程度抗擊干擾，大幅度集成;

（7）二維碼智能門鎖中存在實時存儲記錄功能，能根據(jù)時間進行自動保存。

2.2 二維碼鎖功能

（1）二維碼智能門鎖具備開鎖、防插、報警功能。

（2）應(yīng)急開啟功能。

（3）存儲各類型開鎖記錄。

2.3 二維碼智能門鎖的基本性能參數(shù)

二維碼智能門鎖的工作電壓的直流電壓，由4節(jié)AA電池提供的6V直流電壓。當二維碼智能門鎖處于靜態(tài)時，其產(chǎn)生的功能消耗不會超過12微安，當二維碼智能門鎖處于動態(tài)時，其產(chǎn)生的功能消耗為110-150mA，4節(jié)AA電池提供的6V直流電壓差不多可以維持二維碼智能門鎖正常開啟關(guān)閉12000次。一旦工作電壓不足4.8V，開鎖時紅燈亮，但是還差不多可以維持二維碼智能門鎖10天左右的正常開啟和關(guān)閉。

3 基于SIM900A模塊的遠程控制門禁系統(tǒng)

（1）開鎖指令通過手機用戶進行發(fā)送，SIM900A模塊能接收手機信號基站發(fā)出的短信指令，然后把短信指令發(fā)送給ATmega16單片機中，ATmega16單片機是主控芯片，單片機中的指令會對繼電器進行控制，繼電器就能處于斷路狀態(tài)，電磁鎖關(guān)閉就能打開門鎖。

（2）該系統(tǒng)中具備短信報警功能。如果沒有用鑰匙開門，或者門鎖沒有接收到短信指令而強制性被打開，單片機就會收到信息，信息通過反饋電磁鎖發(fā)出，而用戶的手機就會SIM900A模塊下收到強制性開門的短信報警信息，用戶就可根據(jù)此類信息采取相應(yīng)的解決措施，最大程度確保智能門鎖的安全使用。

4 結(jié)語

綜上所述，我們分別分析基于射頻開鎖方式的智能感應(yīng)電子門鎖、基于二維碼開鎖方式的智能感應(yīng)電子門鎖、基于SIM900A模塊的遠程控制門禁系統(tǒng)，了解智能門鎖的電路原理、感應(yīng)原理原理等，并把ATmegal6模塊和SIM900A木塊進行連接，在用戶設(shè)置的環(huán)境參數(shù)基礎(chǔ)上，通過AT指令進行發(fā)送短信、接收短信可對門鎖的開關(guān)閉合進行遠程控制，改善傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)的缺點，為今后的門禁系統(tǒng)發(fā)展提供參考依據(jù)。

參考文獻

[1]韓穎，趙安興，袁帥等.基于Zigbee和GPRS的自組網(wǎng)校園路燈控制系統(tǒng)[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2015，24（03）：98-104.