王向相，韓 柏，王張捷

（揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

現(xiàn)在許多工礦企業(yè)、機(jī)關(guān)團(tuán)體等機(jī)構(gòu)的不少部門(mén)，普遍用上了電子密碼鎖、智能密碼鎖以及指紋密碼鎖等高檔電子鎖具。但隨著科技的發(fā)展，上述普通密碼鎖的安全可靠性能越來(lái)越低，已不能很好地起到防盜作用。目前市場(chǎng)上各種密碼鎖等都存在著各自的不足。

本文介紹一種近年來(lái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的、利用手機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控的新型密碼鎖，該密碼鎖具有很高的安全性和可靠性，為人們的生產(chǎn)、生活提供了良好的保障。

1 密碼鎖工作原理

手機(jī)作為一種便攜式移動(dòng)通訊工具，正在越來(lái)越趨于普及，其具有遠(yuǎn)距離接收和發(fā)送信息的功能，可以使用戶之間方便地實(shí)現(xiàn)信息的即時(shí)接收或發(fā)送。如果為密碼鎖安裝一個(gè)通訊設(shè)備與用戶手機(jī)聯(lián)接，其一旦被啟動(dòng)，就可以在第一時(shí)間里，向用戶發(fā)送密碼鎖啟動(dòng)警告；同時(shí)，密碼鎖也必須首先需要通過(guò)手機(jī)信息發(fā)送的密碼進(jìn)行確認(rèn)，方可開(kāi)啟。這就是手機(jī)操控式密碼鎖的工作原理，如圖1所示。

圖1 手機(jī)遠(yuǎn)程操控式密碼鎖工作原理示意圖

2 系統(tǒng)的組成

如前述，目前已經(jīng)被普遍使用的各種高檔電子鎖具都存在一定的缺點(diǎn)：

其一，都會(huì)用到外界電源，在缺少電源情況下，是不能運(yùn)作的，對(duì)其安全性也是一大考驗(yàn)；

其二，自我保護(hù)能力差，用戶不能在第一時(shí)間察覺(jué)密碼鎖是否被啟動(dòng)，總是事發(fā)后才發(fā)現(xiàn)密碼鎖被打開(kāi)過(guò)，從而造成財(cái)產(chǎn)損失。

為了克服上述缺陷，市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種新型的密碼鎖系統(tǒng)，其中手機(jī)遠(yuǎn)程操控式密碼鎖是比較典型的一種，其主要由通訊設(shè)備系統(tǒng)、智能監(jiān)控器及電子鎖具以及機(jī)械式發(fā)電機(jī)組成。

通訊設(shè)備系統(tǒng)，主要是接收和發(fā)送信號(hào)。

智能監(jiān)控器，主要為通訊設(shè)備與電子鎖具之間建立通信聯(lián)系。

電子鎖具是以51系列單片機(jī)（AT89051）為核心，配以相應(yīng)硬件電路，完成密碼設(shè)置、存貯、識(shí)別和顯示、驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器，并檢測(cè)其驅(qū)動(dòng)電流值、接收傳感器送來(lái)的報(bào)警信號(hào)、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。

機(jī)械式發(fā)電機(jī)，主要為通訊設(shè)備、智能監(jiān)控器及電子鎖具提供電能。

3 硬件、軟件及其信號(hào)傳送

在密碼鎖通訊設(shè)備系統(tǒng)中，安裝有發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備。

發(fā)送設(shè)備，通過(guò)變換器將被發(fā)送的信息變換為電信號(hào)，再通過(guò)發(fā)射器將輸出的電信號(hào)變?yōu)閺?qiáng)度足夠的高頻電振蕩，然后通過(guò)天線，將高頻電振蕩變成電磁波，傳輸?shù)接脩舻氖謾C(jī)上。這時(shí)手機(jī)接收到電磁波后，將其轉(zhuǎn)化為高頻電振蕩，進(jìn)而再將高頻電振蕩轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，最后通過(guò)變換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為所傳送的信息，輸送到手機(jī)中的特定軟件系統(tǒng)中進(jìn)行分析。

同理，手機(jī)發(fā)送的信息，也是根據(jù)這一原理，由密碼鎖中的接收器接收，并傳輸?shù)街悄鼙O(jiān)控器中進(jìn)行識(shí)別分析。

智能監(jiān)控器，由單片機(jī)、時(shí)鐘、鍵盤(pán)、LCD顯示器、存貯器、解調(diào)器及蜂鳴器等單元組成。智能監(jiān)控器在機(jī)械發(fā)電機(jī)輸出電能時(shí)，始終處于接收狀態(tài)，接收電子鎖具和通訊設(shè)備發(fā)出的信息。對(duì)于報(bào)警信息，則馬上通過(guò)LCD顯示器及蜂鳴器發(fā)出聲、光報(bào)警。當(dāng)手機(jī)輸入的密碼與鍵盤(pán)輸入的密碼不匹配時(shí)，智能控制器就會(huì)自動(dòng)分析，使蜂鳴器發(fā)出聲響，LCD則顯示重新輸入密碼，如果輸入的密碼是正確的，蜂鳴器就會(huì)停止發(fā)聲。

電子鎖具與智能監(jiān)控器連接，通過(guò)智能監(jiān)控器發(fā)送的命令，來(lái)控制電子鎖的操作。

機(jī)械式發(fā)電機(jī)采用發(fā)條儲(chǔ)能和發(fā)條釋能的原理，對(duì)發(fā)電機(jī)的電樞施力，使發(fā)電機(jī)中的電樞朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，這時(shí)導(dǎo)體分別切割N極和S極下的磁力線。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，必在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，由于換向片和電刷的作用，極性始終不變，從而產(chǎn)生直流，再通過(guò)相關(guān)元器件對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到穩(wěn)定的電壓（見(jiàn)圖 2）。

圖2 機(jī)械式發(fā)電機(jī)工作原理

手機(jī)軟件系統(tǒng)，是由軟件部門(mén)通過(guò)匯編程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)的新型軟件，包括LCD顯示程序、智能分析程序、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)程序等模塊。其主要功能，是對(duì)手機(jī)接收到的信息進(jìn)行識(shí)別處理，如果是密碼鎖發(fā)送的，則通過(guò)不同的鈴聲進(jìn)行報(bào)告，并且在手機(jī)屏幕上顯示密碼鎖服務(wù)界面，以供用戶對(duì)其操作。密碼鎖軟件采用了51系列單片機(jī)匯編語(yǔ)言，對(duì)智能監(jiān)控器和電子鎖具分別編程。

智能監(jiān)控器軟件，包括鍵盤(pán)掃描和LCD顯示程序、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)程序、時(shí)鐘修改和讀取程序、數(shù)據(jù)通信與預(yù)處理程序、智能化分析程序等模塊。

電子鎖具軟件，包括鍵盤(pán)掃描與譯碼程序、LCD顯示程序、通訊程序、電磁執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)程序、傳感器接口程序等模塊。

4 結(jié)束語(yǔ)

手機(jī)遠(yuǎn)程操控式密碼鎖，充分利用了硬件資源、程序資源，引入了智能化分析功能。不需要外界電源、不需用電池，也不用鑰匙；利用機(jī)械式發(fā)電機(jī)提供電源，不用擔(dān)心沒(méi)有電時(shí)而打不開(kāi)密碼鎖，給用戶帶來(lái)的不便。開(kāi)鎖密碼不用設(shè)置固定的數(shù)字，而是在密碼鎖鍵盤(pán)輸入的密碼，與手機(jī)上輸入的密碼一致就可以了，從而減輕了用戶記密碼的負(fù)擔(dān)和忘記密碼的尷尬。開(kāi)鎖需要在兩種不同設(shè)備（手機(jī)與密碼鎖）上分別輸入同一密碼，從而提高了密碼鎖的保密性能。

這種密碼鎖廣泛適用于保險(xiǎn)柜、保險(xiǎn)箱、文件庫(kù)、防盜門(mén)、銀庫(kù)門(mén)、倉(cāng)庫(kù)門(mén)、民用門(mén)及一些需要安全性能好的機(jī)構(gòu)中。利用手機(jī)控制，用戶在外不用擔(dān)心其防盜功能，只要啟動(dòng)密碼鎖，手機(jī)就會(huì)在第一時(shí)間內(nèi)給用戶發(fā)送報(bào)告，提高了密碼鎖的保密性能，從而為用戶解除了后顧之憂。

[1]孫英偉，齊新生.電機(jī)與電力拖動(dòng)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

[2]周航慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.

[3]徐建俊.電機(jī)與電氣控制[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[4]王迎旭.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[5]吳妃雙.全機(jī)械密碼鎖密碼機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械，2009，（9）：