專利名稱：微電腦智能鎖具系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子控制裝置，屬于電子技術(shù)和信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在通用的機(jī)械鎖普遍存在容易復(fù)制，保險性能不強(qiáng)等缺點(diǎn)，有些人甚至不用鑰匙就可打開大多數(shù)機(jī)械鎖；IC卡鎖雖實(shí)現(xiàn)了智能化，但在實(shí)際應(yīng)用中，易污損，易丟失，產(chǎn)品不通用，使用不便?，F(xiàn)有的多種密碼鎖，也存在著一些缺點(diǎn)簡單的開關(guān)式密碼鎖，密碼位數(shù)少，修改不方便，保密性不強(qiáng)。數(shù)字門電路的密碼鎖，修改不方便，不能自動檢測，缺乏智能化。CUP控制電腦板密碼鎖，都不能與個人電腦駁接，智能化受到限制，難以達(dá)到家庭智能化的要求。前密碼鎖系統(tǒng)普遍使用的電動鎖具都不具有自動上保的功能，關(guān)門后容易忘記上保，防撬能力差。很多電動鎖的驅(qū)動電路使用的是三極管電路，在感性負(fù)載情況下工作，容易擊穿而產(chǎn)生故障。還有一些電動鎖使用的是交流接觸器驅(qū)動，觸點(diǎn)經(jīng)常發(fā)生拉弧打火現(xiàn)象，久而久之會發(fā)生觸點(diǎn)氧化、燒粘、燒死等現(xiàn)象，可靠性差故障率高，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了既能使用密碼開鎖，也可使用鑰匙開鎖，通過鍵盤和PC聯(lián)機(jī)兩種方式修改密碼，自動關(guān)機(jī)，防止惡意試碼，鎖頭自動上保，防盜防撬，存儲器自動檢測硬件故障的一種微電腦智能鎖具系統(tǒng)。
本發(fā)明技術(shù)方案主要由4*4鍵盤電路、位驅(qū)動電路、8031微處理器、鎖頭電磁鐵驅(qū)動電路、E2PROM存儲體、保護(hù)電路、電源控制電路組成；8031微處理器直接讀取鍵盤信息，并與E2PROM雙向交流數(shù)據(jù)；8031微處理器控制著位驅(qū)動電路的工作，由位驅(qū)動電路直接操作蜂鳴及LED指示燈電路、鎖頭電磁鐵驅(qū)動電路、電源控制電路和保護(hù)電路；保護(hù)電路直接控制著E2PROM的讀寫；所述8031微處理器電路部分包括串行通訊電路，它能與PC機(jī)聯(lián)機(jī)遠(yuǎn)程修改密碼；設(shè)計(jì)的節(jié)能鍵盤在無動作時電流為零；直流電系統(tǒng)懸浮于交流電之上，直流電信號利用晶閘管控制電動鎖交流電源；電動鎖內(nèi)設(shè)有回勾裝置保證在關(guān)門時能實(shí)現(xiàn)自動機(jī)械上保。
所述與PC聯(lián)機(jī)遠(yuǎn)程修改密碼的電路是，電腦板電路中集成電路MC1489(U1A)的1腳、地線、集成電路MC1488(U2A)的3腳分別接于插座J3的1、2、3腳，最終通過串行線分別連接于機(jī)COM1或COM2口的TXD、地線、RXD信號接口。
所述E2PROM保護(hù)電路，可以防止開關(guān)電源時對E2PROM的無意改寫，由E2PROM2864A(U4)的20腳并接電阻R8的一端及光耦TLP521(U16)的16腳，R8的另一端接地，U16的15腳接與非門集成電路7400(U17)的3腳，U17的1腳接CPU8031的P1.0腳，U17的2腳接非門集成電路7404(U18)的2腳，U18的1腳接譯碼器74LS138(U3)的14腳，U16的2腳接三極管Q1的發(fā)射極，U16的1腳通過R9接地，Q1的集電極接+5V，Q1的基極通過R10獲得正向偏置，電容C3接于Q1的基極和地之間。
所述鍵盤用無自鎖按鈕焊接而成，其一端接地，另一端接信號線，信號線通過J1、J2插口，并接于與非門電路74LS30和總線驅(qū)動器74LS244的輸入端，門電路74LS30的8腳輸出信號通過非門電路74LS14取反后接于CPU8031的INT0或INT1，總線驅(qū)動器74LS244輸出端接入CPU8031的P0口數(shù)據(jù)總線，74LS244的選片信號受與門集成電路74LS32輸出控制，74LS32的輸入端分別接CPU8031的17端和譯碼器74LS138(U3)的4腳或5腳。
所述電動鎖電磁鐵驅(qū)動電路由CPU的P1.6腳接電阻R15的一端，R15的另一端接三極管Q6的基極，Q6的集電極接+5V電源，Q6的發(fā)射極接雙向晶閘管KS20的門極，KS20的陰極并接地線和電磁鐵線圈K的一端，電磁鐵線圈的另一端和KS20的陽極分別接于36V變壓器次極的兩端。
所述電動鎖主要包括固定磁路、銜鐵、線圈、鎖舌和回勾裝置，其中固定磁路和銜鐵內(nèi)套有與鎖頭電磁鐵驅(qū)動電路連接的交流線圈，銜鐵在線圈和銜鐵復(fù)位彈簧的作用下可繞軸轉(zhuǎn)動，活動連桿連接銜鐵和鎖舌，鎖舌頭部由鎖舌斜面和矩形柱兩部分組成，鎖舌末端是一個滑槽，活動連桿一端凸出的軸在滑槽內(nèi)呈滑動狀，鎖舌桿固定有脫鉤推桿，脫鉤推桿的背面輪廓線有一個斜坡，鎖鉤前端有凸出體，凸出體在彈簧的作用下沿脫鉤推桿背面的輪廓線運(yùn)動，從而帶動鎖鉤轉(zhuǎn)動，鎖舌在鎖舌復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位。
采用以上技術(shù)方案后，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是密碼位數(shù)不定長，最高可達(dá)16位；可與電腦聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)在線修改密碼，為將來功能升級提供可能；自動上保，電動開鎖；自動檢測存儲器，指示燈反映其技術(shù)狀態(tài)；開關(guān)機(jī)時，保護(hù)電路可防止對E2PROM的誤操作；鎖具電磁鐵電路采用電子開關(guān)電路，無拉弧無火花，性能穩(wěn)定，安全可靠。


圖1為本發(fā)明的鎖具系統(tǒng)原理框圖。
圖2為本發(fā)明的電腦板電路原理圖。
圖3為本發(fā)明的電動鎖機(jī)構(gòu)圖。
圖3所示中，固定磁路1，活動銜鐵2，電磁鐵線圈3，鎖舌4，活動連桿5，鎖鉤凸出6，脫鉤推桿7，鎖鉤彈簧8，鎖鉤9，鎖舌復(fù)位彈簧10，銜鐵復(fù)位彈簧11，鎖舌斜面12，鎖舌矩形柱13，滑槽14，鎖舌桿15。
具體實(shí)施例方式
集成塊部分U1為MC1489，U2為MC1488，U3為74LS138，U4為2864A，U5為8031，U6為74LS373，U7為2764，U8為74LS14，U9、U10為74LS173，U11、U12為74LS30，U13、U15為74LS244，U14為74LS32，U16為TLP521，U17為7400，U18為7404。
三極管部分Q1、Q2、Q3、Q4、Q5為9014或9013，Q6為9013。
電阻部分R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8為1KΩ，R9為100Ω，R10為10KΩ，R11、R12、R13、R14為500Ω，R15為10Ω、0.5W，R18為47KΩ，R19為8KΩ，R81為100KΩ。
電容部分C1、C2為3PF，C3為100Uf，C4為10Uf，C5為0.01Uf，其它濾波及電源凈化均采用47uF電解電容和較大的瓷片電容。
電動鎖中電磁鐵請選用36V交流線圈，電流應(yīng)小于2A。
晶閘管采用KS20/500。
工作時1、與PC聯(lián)機(jī)遠(yuǎn)程修改密碼方面本系統(tǒng)通電后一直在發(fā)送握手信號，PC機(jī)受到并確認(rèn)后，將新、舊密碼等信息串回本系統(tǒng)。本系統(tǒng)受到PC傳回信息后立即進(jìn)行對比等必要處理，如果舊密碼正確就會用新密碼代替舊密碼并保存下來；操作完成后還將修改成功與否等情況發(fā)給PC。連接電路工作如下CPU8031的TXD腳將要送出的TTL信號傳給MC1488(U2)，MC1488將其轉(zhuǎn)變?yōu)镽S232信號，通過串行口線發(fā)給PC機(jī)串行口的RXD腳。PC機(jī)串行口的TXD腳將發(fā)出的RS232信號通過串行口線傳到本系統(tǒng)MC1489(U1)的1腳，MC1489將其轉(zhuǎn)變成TTL電平信號傳送到8031的RXD腳，從而使本系統(tǒng)收到PC機(jī)發(fā)出的信息。
2、E2PROM保護(hù)系統(tǒng)方面系統(tǒng)通電之處沒有復(fù)位時和斷電瞬間，電脈沖復(fù)雜，信號混亂，容易對E2PROM造成誤寫入，使系統(tǒng)不可靠，因此設(shè)計(jì)了保護(hù)電路。接通電源時R10與C3構(gòu)成了延時電路使Q1的基極要等到系統(tǒng)復(fù)位完成后才得到高電平。所以通電初期的危險時期Q1基極為低電平，Q1截止，TLP521(U16)的第一對光耦就截止，U16的15腳呈高阻態(tài)，在R81的作用下，2864(U4)的選通端呈高電位，2864禁止讀寫。系統(tǒng)復(fù)位完成后Q1的基極呈高電位，Q1導(dǎo)通，U16的第一對光耦導(dǎo)通，2864的選通端(20腳)通過光耦接到7400(U17)的3端。由于系統(tǒng)初始化后8031的P1.0口出高電平，2864的選通端(20腳)直接受74LS138的選片信號控制。關(guān)機(jī)時，8031的P1.0口出低電平，使7400(U17)的3腳輸出總為高電平，2864被禁用。
3、低功耗鍵盤方面鍵未按下時，懸空74LS30(U11)和74LS30(U12)認(rèn)為是高電平相“與非”出低電平，經(jīng)74LS14(U8)取反后為高電平，不能引起8031中斷。
當(dāng)有鍵按下時，J1插口對應(yīng)信號線通過該按鈕接地，U11或U12出高電平，經(jīng)74LS14(U8)取反后為低電平，引起8031中斷執(zhí)行讀鍵盤的子程序。8031的P0口通過74LS244讀取鍵盤信號判斷鍵值。
4、電動鎖驅(qū)動電路方面不開鎖時，8031的P1.5口出低電平，三極管Q6截止，雙向晶閘管KS20失去門極電流而截止。鎖具電磁鐵K得不到36V交流電，不動作。
開鎖時，8031的P1.5口出高電平，三極管Q6導(dǎo)通，雙向晶閘管KS20得到門極電流而截止。鎖具電磁鐵K得到36V交流電，開鎖。關(guān)閉時，8031的P1.5口出低電平，三極管Q6截止，雙向晶閘管KS20失去門極電流，當(dāng)36V交流電過“零”點(diǎn)時KS20關(guān)閉，K失電鎖復(fù)位。
5、鎖頭自保說明鎖具利用電磁鐵原理，微電腦發(fā)信號驅(qū)動晶閘管接通交流36V的鎖頭電磁鐵線圈3，銜鐵2吸合拉回鎖頭4，門打開?？刂菩盘柸∠缶€圈3失電，鎖頭4在彈簧的作用下將要伸出，但由于內(nèi)部鎖鉤9的作用只能伸出一半(露出鎖設(shè)斜面12，以利關(guān)門)，關(guān)門時，鎖舌斜面12由于碰撞門框上的鎖舌殼被頂回一部分，脫鉤推桿7后退，其背部斜面將鎖鉤9挑開，在彈簧10的作用下使鎖舌完全彈出，斜面12后的柱狀部分13露出落入鎖舌殼內(nèi)，與傳統(tǒng)防盜門相似起到防盜防撬作用。我設(shè)計(jì)的鎖具與傳統(tǒng)防盜門鎖具相比具有自動上保的作用。
操作時，按下啟動按鈕，電源指示燈亮，系統(tǒng)鳴叫兩次，(說明系統(tǒng)自檢通過)可以正常操作。按“輸入”鍵，輸入指示燈亮。輸入密碼，密碼輸入結(jié)束后按“確認(rèn)”鍵確認(rèn)。
正確輸入密碼并確認(rèn)后，門自動打開，約2秒鐘后鎖復(fù)位?？捎面I盤修改密碼門正確打開后，立即按住“修改”鍵三秒鐘，直到鳴叫聲停止，松開“修改”鍵。輸入新密碼后按“確認(rèn)”鍵，重輸一次新密碼后按“確認(rèn)”鍵即修改成功?？捎脗€人電腦修改密碼用配套的串行口線將裝置串行接口與個人電腦的COM1或COM2口連接好。打開電腦，運(yùn)行“微電腦鎖具系統(tǒng)密碼修改程序”，填寫好原密碼和新密碼及核對用新密碼，然后啟動微電腦智能鎖具系統(tǒng)。點(diǎn)擊PC界面上的發(fā)送按鈕，系統(tǒng)自動偵測串行口號，大約一分鐘內(nèi)通訊結(jié)束。程序窗口的下方自動顯示完成情況等反饋信息。關(guān)機(jī)系統(tǒng)啟動后10秒左右未操作，將自動關(guān)閉鎖具系統(tǒng)。按下“關(guān)機(jī)鍵”立即關(guān)機(jī)。重啟動按“重啟”鍵，立即重新啟動。
權(quán)利要求
1.一種微電腦智能鎖具系統(tǒng)，其特征在于主要由4*4鍵盤電路、位驅(qū)動電路、8031微處理器、鎖頭電磁鐵驅(qū)動電路、E2PROM存儲體、保護(hù)電路、電源控制電路組成；鍵盤電路、位驅(qū)動電路、E2PROM存儲體都與8031微處理器直接相連；蜂鳴及LED指示燈電路、鎖頭電磁鐵驅(qū)動電路、電源控制電路、保護(hù)電路都直接與位驅(qū)動電路相連；保護(hù)電路直接控制著E2PROM的讀寫；所述8031微處理器電路部分包括串行通訊電路，它能與PC機(jī)聯(lián)機(jī)遠(yuǎn)程修改密碼；設(shè)計(jì)的節(jié)能鍵盤在無動作時電流為零；直流電系統(tǒng)懸浮于交流電之上，直流電信號利用晶閘管控制電動鎖交流電源；電動鎖內(nèi)設(shè)有回勾裝置保證在關(guān)門時能實(shí)現(xiàn)自動機(jī)械上保。
2.權(quán)利要求1所述的一種微電腦智能鎖具系統(tǒng)，其特征在于所述與PC聯(lián)機(jī)遠(yuǎn)程修改密碼的技術(shù)是，電腦板電路中集成電路MC1489(U1A)的1腳、地線、集成電路MC1488(U2A)的3腳分別接于插座J3的1、2、3腳，最終通過串行線分別連接于機(jī)COM1或COM2口的TXD、地線、RXD信號接口。
3.權(quán)利要求1所述的一種微電腦智能鎖具系統(tǒng)，其特征在于所述E2PROM保護(hù)電路，可以防止開關(guān)電源時對E2PROM的無意改寫，由E2PROM2864A(U4)的20腳并接電阻R8的一端及光耦TLP521(U16)的16腳，R8的另一端接地，U16的15腳接與非門集成電路7400(U17)的3腳，U17的1腳接CPU8031的P1.0腳，U17的2腳接非門集成電路7404(U18)的2腳，U18的1腳接譯碼器74LS138(U3)的14腳，U16的2腳接三極管Q1的發(fā)射極，U16的1腳通過R9接地，Q1的集電極接+5V，Q1的基極通過R10獲得正向偏置，電容C3接于Q1的基極和地之間。
4.權(quán)利要求1所述的一種微電腦智能鎖具系統(tǒng)，其特征在于所述鍵盤用無自鎖按鈕焊接而成，其一端接地，另一端接信號線，信號線通過J1、J2插口，并接于與非門電路74LS30和總線驅(qū)動器74LS244的輸入端，門電路74LS30的8腳輸出信號通過非門電路74LS14取反后接于CPU8031的INT0或INT1，總線驅(qū)動器74LS244輸出端接入CPU8031的P0口數(shù)據(jù)總線，74LS244的選片信號受與門集成電路74LS32輸出控制，74LS32的輸入端分別接CPU8031的17端和譯碼器74LS138(U3)的4腳或5腳。
5.權(quán)利要求1所述的一種微電腦智能鎖具系統(tǒng)，其特征在于所述電動鎖電磁鐵驅(qū)動電路由CPU的P1.6腳接電阻R15的一端，R15的另一端接三極管Q6的基極，Q6的集電極接+5V電源，Q6的發(fā)射極接雙向晶閘管KS20的門極，KS20的陰極并接地線和電磁鐵線圈K的一端，電磁鐵線圈的另一端和KS20的陽極分別接于36V變壓器次極的兩端。
6.權(quán)利要求1所述的一種微電腦智能鎖具系統(tǒng)，其特征在于所述電動鎖主要包括固定磁路(1)、銜鐵(2)、線圈(3)、鎖舌(4)和回勾裝置，其中固定磁路(1)和銜鐵(2)內(nèi)套有與鎖頭電磁鐵驅(qū)動電路連接的交流線圈(3)，銜鐵(2)在線圈(3)和銜鐵復(fù)位彈簧(11)的作用下可繞軸轉(zhuǎn)動，活動連桿(5)連接銜鐵(2)和鎖舌(4)，鎖舌(4)頭部由鎖舌斜面(12)和矩形柱(13)兩部分組成，鎖舌(4)末端是一個滑槽(14)，活動連桿(5)一端凸出的軸在滑槽(14)內(nèi)呈滑動狀，鎖舌桿(15)固定有脫鉤推桿(7)，脫鉤推桿(7)的背面輪廓線有一個斜坡，鎖鉤(9)前端有凸出體(6)，凸出體(6)在彈簧(8)的作用下沿脫鉤推桿(7)背面的輪廓線運(yùn)動，從而帶動鎖鉤(9)轉(zhuǎn)動，鎖舌(4)在鎖舌復(fù)位彈簧(10)的作用下復(fù)位。
全文摘要
一種微電腦智能鎖具系統(tǒng)，主要由鍵盤電路、位驅(qū)動電路、微處理器、鎖頭電磁鐵驅(qū)動電路、存儲體、保護(hù)電路、電源控制電路組成，鍵盤電路、位驅(qū)動電路、存儲體都與微處理器直接相連；蜂鳴及指示燈電路、鎖頭電磁鐵驅(qū)動電路、電源控制電路、保護(hù)電路都直接與位驅(qū)動電路相連；保護(hù)電路控制存儲體的讀寫；所述微處理器電路與PC機(jī)聯(lián)機(jī)修改密碼；直流電信號利用晶閘管控制電動鎖交流電源；電動鎖內(nèi)設(shè)有回勾裝置保證在關(guān)門時自動上保。本發(fā)明自動上保，保護(hù)電路可防止開關(guān)機(jī)對存儲體的誤操作；鎖具采用電子開關(guān)，無拉弧無火花；輸入密碼最高可達(dá)16位，可與電腦聯(lián)機(jī)修改密碼。
文檔編號E05B49/00GK1560407SQ200410014050
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月16日
發(fā)明者焦悅, 焦 悅 申請人:焦悅, 焦 悅