姚 曼

引言

近年來，隨著經濟的快速發(fā)展及社會的進步，大學大眾化、各種商場的貨倉數(shù)量以及小區(qū)數(shù)量的不斷增加，管理問題也就隨之而來，失竊率不斷升高。雖然市場上已經有了各種防盜器，但是防盜功能有限。如何采取有效措施，防止或抑制盜竊學校教室、公寓、機房，商場的貨倉以及小區(qū)等地，已成為當今一項重大的社會問題。為此，我們設計了一種基于51單片機控制的無線防盜系統(tǒng)。

系統(tǒng)總體方案設計

本系統(tǒng)的設計中，采用51單片機為主控制器，用無線發(fā)射器和密碼鍵盤實現(xiàn)對電子鎖的開啟和關閉，用激光發(fā)射接收對管檢測房門是否被打開，經過電子鎖控制器對信息進行分析判斷處理，信號終端接收機對接收到的信號進行分析判斷處理，設計一個智能防盜控制系統(tǒng)，從而達到為學校教室、公寓、機房，商場的貨倉以及小區(qū)等管理較為集中的地方防盜的目的。

根據系統(tǒng)的設計要求，并考慮到系統(tǒng)的可行性，整個系統(tǒng)的設計框圖如圖1所示。系統(tǒng)電子鎖部分以51單片機為主控制器，接收分析判斷密碼鍵盤輸入的信號和HCS301無線接收模塊輸入的信號，而且分別控制著激光發(fā)射和接收模塊、CC1101無線發(fā)送信號模塊以及報警模塊。電子鎖的鍵盤輸入的密碼可以自由設定，可以修改，通過51單片機對密碼鍵盤輸入密碼進行比對，然后進行處理并控制其他各模塊。

圖1 系統(tǒng)方框圖

系統(tǒng)的硬件主要由HCS301無線發(fā)射器、電子鎖模塊、終端信號接收模塊三大模塊組成。

1.HCS301無線發(fā)射模塊

HCS301無線發(fā)射模塊電路是由滾動碼編碼芯片HCS301芯片和外圍發(fā)射電路設計而成的發(fā)射模塊。HCS301編碼集成電路具有保密性高的特點，可編程28Bit系列號，可編程64Bit加密密鑰，每次發(fā)送代碼是唯一的，加密密鑰不可讀取。

HCS301在使用之前，發(fā)射器首先要被“學習”確認，“學習”確認完成后，產生一個唯一的加密密鑰。由工廠代碼和系列號一起經密鑰產生算法形成唯一的加密密鑰，然后寫入片內EPROM。HCS301編碼過程由原代碼，加密密鑰及同步碼等經KEELOQ算法加密后，產生32Bit高度保密的滾動代碼。由于KEELOQ算法的復雜性和16位同步碼每次傳輸時都要更新，故每次傳輸代碼都和上一次的代碼完全不同。

2.電子鎖模塊

電子鎖電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源，其中設置備用電源是為了防止因為停電造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。

電子鎖模塊電路主要由At89s52控制器、AT24C02掉電存儲電路、密碼輸入鍵盤電路、顯示電路、激光發(fā)射和接收對管檢測電路、HCS301無線接收電路、CC1101無線信號發(fā)射電路、報警電路以及其他的一些電路構成。輸入密碼用矩形鍵盤，包括數(shù)字鍵和功能鍵。

電子鎖的密碼設置過程：打開電源后，顯示器顯示“000000”，設原始密碼為“123456”，只要輸入此密碼便可開門，這樣可預防停電后再來電時無密碼可用。按“刪除”鍵，清除顯示器為“000000”；欲重新設定密碼，先輸入密碼再按“*”；輸入密碼，再按“確認”鍵，若密碼與設定密碼相同，則關閉電子鎖。否則顯示器清為“000000”。

電子鎖關閉過程：

通過密碼輸入鍵盤輸入密碼傳給At89s52控制器，由控制器對信息進行比對，若正確，則關閉電子鎖，綠色發(fā)光二極管提示；若連續(xù)輸入三次密碼都不正確，則電子鎖保持啟動，不進行關閉，紅色發(fā)光二極管發(fā)光提醒，即使繼續(xù)輸入正確密碼也無效；這時只有通過唯一的HCS301無線發(fā)射器進行解鎖，若無線解碼信號不正確，則控制器不作任何處理，維持現(xiàn)狀；若無線解碼信號正確，則經控制器處理控制關閉電子鎖，綠色發(fā)光二極管提示；若不進行解鎖直接打開門，激光發(fā)射和接收模塊就會檢測到房門被打開，經過控制器對信息的處理發(fā)出報警信號和通過CC1101無線信號發(fā)射模塊給終端信號接收機發(fā)送信號，通知工作人員等待工作人員處理。

3.終端信號接收模塊

終端信號接收模塊電路主要由At89s52控制器、CC 1101無線接收信號模塊、LCD液晶顯示模塊和聲光報警模塊組成。

當CC1101無線接收信號模塊接收到信號后，對信號進行處理之后傳給控制器At89s52，由At89s52控制器對信息進行分析，進行密碼比對，若密碼不一致，則控制器不進行任何處理；若密碼一致，則確定為此處管理的區(qū)域的某個地方有人非法進入，則通過At89s52控制器對信息繼續(xù)處理，控制LCD液晶顯示模塊和聲光報警模塊，通過LCD液晶顯示模塊被盜地點，通過聲光報警模塊進行提示工作人員。

系統(tǒng)軟件設計

本軟件系統(tǒng)主要由兩大部分組成，分別是電子鎖軟件部分和終端信號接收模塊軟件部分。

1.電子鎖軟件設計

電子密碼鎖工作的主要過程是LED數(shù)碼管提示開始輸入密碼，通過鍵盤輸入密碼，同時L E D顯示密碼輸入情況，按下確認鍵后判斷密碼的正確性，作出開鎖或報警處理。當輸入密碼連續(xù)輸入錯誤3次時，鍵盤部分紅色發(fā)光二極管提示，禁止輸入。即使再次輸入密碼也無效。這時只有通過唯一的HCS301無線發(fā)射器進行解鎖。電子鎖總程序流程圖如圖2所示。

2.終端接收機軟件設計

終端接收機工作的主要過程是接收無線信號，對接收到的數(shù)據進行分析處理，若是此管理系統(tǒng)的管理范圍，則報警提示并在LCD顯示具體地點。終端接收機軟件流程圖如圖3所示。

結束語

本設計中采用At89s52單片機微控制器，采用紅外激光對管來檢測室內有無人員，采用CC1101無線發(fā)射接收模塊來傳輸信號，具有兩種解碼模式，一種為鍵盤輸入密碼開鎖方式，另一種為采用HCS301無線滾動編碼開鎖方式，針對生活小區(qū)、學校教室、公寓、機房以及各種集中管理的貨倉等地設計的一個“基于51單片機控制的防盜系統(tǒng)”。該系統(tǒng)具有保密性強，難破解等特點，此設計也改變了以往純硬件電路報警系統(tǒng)的故障率高，易受天氣等環(huán)境影響等不利因素，建立報警數(shù)據庫，將報警地點準確地、實時地向操作者顯示，提高了報警效率，最大限度地減小損失。能夠達到安防的目的，尤其適用于小區(qū)，學校教室、公寓、機房以及各種集中管理的貨倉等地。

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