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        一種智能無線防盜控制系統(tǒng)的設計

        2013-11-22 00:57:42
        陜西教育·高教版 2013年9期
        關鍵詞:單片機信號設計

        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。

        [1]張超敏.智能小區(qū)周界防盜報警系統(tǒng)的研究與設計[J].電氣應用,2013(2):36-39.

        [2]陳良琳.基于TDA5210的86MHz無線接收模塊設計[J].電子設計工程,2011,19(5):162-164.

        [3]盧志財.基于MCU的遙控鎖研究與設計[J].寧德師范學院學報(自然科學版),2012,24(3):275-277.

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