李瑞松

摘? 要：AT89C51單片機(jī)在設(shè)計智能門鎖控制系統(tǒng)時有著重要作用，故而需予以重視。在此之上，文章簡要分析了AT89C51單片機(jī)的優(yōu)勢與特點(diǎn)，并通過明確智能門鎖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、科學(xué)設(shè)計控制系統(tǒng)軟硬程序、合理布置單片機(jī)電路端口、引入熱釋電紅外傳感裝置等策略，以此為智能門鎖控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī);智能門鎖;控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP368? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）27-0091-02

Abstract： AT89C51 single chip microcomputer plays an important role in the design of intelligent door lock control system， so it needs to be paid attention to. On this basis， this paper briefly analyzes the advantages and characteristics of AT89C51 single-chip microcomputer， and provides a guarantee for the stable operation of the intelligent door lock control system by defining the structure of the intelligent door lock control system， scientifically designing the software and hardware programs of the control system， reasonably arranging the circuit ports of the single-chip microcomputer， introducing the pyroelectric infrared sensor and so on.

Keywords： AT89C51 single chip microcomputer; intelligent door lock; control system

前言

AT89C51單片機(jī)作為微型控制器，若能在智能門鎖控制系統(tǒng)中合理應(yīng)用，可優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行性能，以此達(dá)到最佳控制效果。智能門鎖相比傳統(tǒng)門鎖可自行記錄訪客信息，并借助門卡識別功能驗(yàn)證用戶身份，由此降低入侵風(fēng)險。因此，基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計智能門鎖控制系統(tǒng)將成為門鎖發(fā)展的重要方向。

1 AT89C51單片機(jī)的優(yōu)勢與特點(diǎn)

1.1 優(yōu)勢

AT89C51單片機(jī)屬于一種可擦除可編程帶有存儲功能的低壓微型處理器。通常情況下，AT89C51單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)100次擦除次數(shù)。單片機(jī)不但具有較強(qiáng)的靈活性，而且投入成本相對較低，若能在智能門鎖控制系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)予以應(yīng)用將為其提供重要效用。另外，AT89C51單片機(jī)還具備振蕩器功能，可在放大器的輔助下強(qiáng)化振蕩器性能，之后在觸發(fā)器信號指示下實(shí)現(xiàn)振蕩器的有效輸出。同時，它并沒有明確的脈寬要求，故而應(yīng)用范圍更廣泛一些。

1.2 特點(diǎn)

在執(zhí)行芯片擦除任務(wù)時，可將代碼轉(zhuǎn)換為“1”，因其設(shè)有較為穩(wěn)定的邏輯程序，故而具備振蕩器凍結(jié)以及封鎖芯片等多元化功能，進(jìn)而保障操作安全。AT89C51單片機(jī)具體操控方法是利用鍵盤對系統(tǒng)中的三角波、方波進(jìn)行有效控制，之后可利用“6位十進(jìn)制”呈現(xiàn)出具體控制信息，且反饋頻率在10Hz之間。

此外，AT89C51單片機(jī)還可結(jié)合數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換裝置對電路電壓進(jìn)行把控，以此達(dá)到準(zhǔn)確切斷或啟動電路的效果。AT89C51單片機(jī)還能對程序進(jìn)行妥善存放，包括主程序與子程序。前者可用于掃描鍵盤狀態(tài)，后者可完成頻率、三角波等參數(shù)的科學(xué)輸出。所以，在AT89C51單片機(jī)基礎(chǔ)上設(shè)計智能門鎖控制系統(tǒng)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

2 基于AT89C51單片機(jī)的智能門鎖控制系統(tǒng)的設(shè)計策略

2.1 明確智能門鎖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）執(zhí)行層

智能門鎖主要擺脫了常規(guī)門鎖“鑰匙開鎖”的繁瑣性，利用智能技術(shù)對用戶各項(xiàng)信息進(jìn)行驗(yàn)證，待核實(shí)完畢后通過控制系統(tǒng)對門鎖進(jìn)行開啟或閉合。另外，智能門鎖所提供的開鎖方式也更加多樣，包括指紋、密碼輸入等，從生活角度上能夠?yàn)橛脩魩肀憬莘?wù)，且有利于增加門鎖安全防護(hù)性。要想保證智能門鎖擁有良好的性能，應(yīng)科學(xué)設(shè)計控制系統(tǒng)。其中最為主要的是執(zhí)行層部分，它是依靠通信層傳遞的相關(guān)數(shù)據(jù)，對用戶身份進(jìn)行核實(shí)，若符合控制要求，可執(zhí)行相關(guān)指令，從而快速完成門鎖控制任務(wù)。執(zhí)行層的功能具體包括信號增強(qiáng)、發(fā)出預(yù)警等，是整個智能門鎖控制系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行步驟。

（2）收集層

基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計智能門鎖控制系統(tǒng)時，還應(yīng)涵蓋收集層結(jié)構(gòu)。收集層是系統(tǒng)與用戶保持緊密聯(lián)系的重要依托。它能夠通過準(zhǔn)確收集用戶信息如門卡數(shù)據(jù)、密碼數(shù)據(jù)、指紋數(shù)據(jù)等，進(jìn)而為執(zhí)行層提供正確的操作指令。為了確保收集層能夠在智能門鎖控制系統(tǒng)中發(fā)揮出真正作用，還應(yīng)保證所選擇的讀卡裝置、鍵盤設(shè)施、管理軟件等都符合系統(tǒng)實(shí)際需求，且與AT89C51單片機(jī)具有良好兼容性。這樣才能實(shí)現(xiàn)智能門鎖控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并為用戶提供明確的管理渠道。

（3）處理層

處理層也是智能門鎖控制系統(tǒng)中的重要結(jié)構(gòu)。在收集層獲取信息后需對信息內(nèi)容進(jìn)行核對與分析，并判斷是否符合用戶真實(shí)條件。同時，處理層還能用于操控智能門鎖的開閉功能，并科學(xué)管理用戶在智能門鎖中所存儲的各種電子信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)門鎖系統(tǒng)的智能化控制，保證用戶能夠享受到智能服務(wù)。因此，在設(shè)計智能門鎖控制系統(tǒng)時應(yīng)注重處理層的實(shí)用性。

（4）通信層

要想保證智能門鎖控制系統(tǒng)準(zhǔn)確高效獲取有效信息，還需借助通信層增強(qiáng)信息的傳輸互動性。通信層可促使分析后的信息及收集層采集的信息快速傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)元件中，這樣才能保證信息得到合理化利用。一般而言，通信層在實(shí)際設(shè)計期間應(yīng)選用RS-232串行通信接口，由此在單片機(jī)與控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)信息的有效傳遞。

2.2 科學(xué)設(shè)計控制系統(tǒng)軟硬程序

（1）軟件無線傳輸

在設(shè)計智能門鎖控制系統(tǒng)時還可借助AT89C51單片機(jī)進(jìn)行無線傳輸。智能門鎖控制系統(tǒng)要想獲得良好的運(yùn)行狀態(tài)，可依據(jù)無線傳輸功能設(shè)計軟件，由此通過數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)接收、發(fā)送指令等流程，最終實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與單片機(jī)之間的有效通信。在實(shí)際操作中還可依靠以往電臺設(shè)計經(jīng)驗(yàn)確定單片機(jī)支持格式，并將無線傳輸速率控制在1200b/s，進(jìn)而保證系統(tǒng)能夠始終保持穩(wěn)定運(yùn)行。

此外，還可采用“11位”通信格式對傳遞于控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位處理，之后將其轉(zhuǎn)化為能夠被系統(tǒng)檢測的電子數(shù)據(jù)，防止信息傳遞階段出現(xiàn)泄漏或無效問題。另外，還可在設(shè)計軟件程序時融入“容錯技術(shù)”，對智能門鎖控制系統(tǒng)中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，應(yīng)保持三次驗(yàn)證錯誤頻率，并在數(shù)據(jù)出錯后按照操作步驟反復(fù)發(fā)送同步字節(jié)，若超出三次將終止系統(tǒng)運(yùn)行程序[2]。

（2）硬件信息讀取

在智能門鎖控制系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)還需設(shè)置獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)，它主要是用于為收集層提供輔助作用的裝置，并且還具有通信功能。以AT89C51單片機(jī)為主，可獲得較強(qiáng)的驅(qū)動力。另外，還應(yīng)配備專用鍵盤與信息讀卡設(shè)備等，由此滿足智能門鎖控制系統(tǒng)的性能需求。設(shè)計期間可選用光敏元件，促使控制系統(tǒng)能夠在其協(xié)助下快速實(shí)現(xiàn)電信號的轉(zhuǎn)換，避免長時間延誤操作，造成智能門鎖無法及時為用戶提供解鎖服務(wù)。

至于智能門鎖控制系統(tǒng)中所使用的鍵盤應(yīng)盡量選用薄板類型，在保證美觀性的同時還應(yīng)具備良好的按鍵體驗(yàn)，除了設(shè)有數(shù)字鍵外，還應(yīng)加入“撤銷”“確定”等功能鍵，進(jìn)而保證用戶在使用時能夠準(zhǔn)確輸入門鎖信息。

2.3 合理布置單片機(jī)電路端口

現(xiàn)如今市場上所售賣的智能門鎖仍以電能為主要供能來源。而在AT89C51單片機(jī)基礎(chǔ)上所設(shè)計的智能門鎖控制系統(tǒng)同樣需要電能為其提供運(yùn)行能源。所以，應(yīng)合理布置單片機(jī)電路端口，由此實(shí)現(xiàn)智能門鎖的正常開啟與閉合。

通常情況下，單片機(jī)電路在設(shè)計時應(yīng)包含以下兩個部分：

其一，主電源，作為系統(tǒng)的供應(yīng)源頭，為了避免出現(xiàn)突然斷電現(xiàn)象影響智能門鎖的使用效果，現(xiàn)今常在智能門鎖內(nèi)部設(shè)置專用電源模塊，以備不時之需。出于安全角度，可將電源模塊的電壓數(shù)值設(shè)置在5V左右，這樣既能實(shí)現(xiàn)智能門鎖的合理操控，又能保障用戶使用安全及單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，還應(yīng)在系統(tǒng)內(nèi)安裝前置電源，將其額定電流控制在1000mA，以便系統(tǒng)中各個裝置能夠獲得充足的電能供應(yīng)。

其二，單片機(jī)端口。為了保證智能門鎖及時獲得開鎖電能，可在單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)嵌入“信號放大器”，由此在電流通過智能門鎖時能夠更加精準(zhǔn)的給出電能信號，由此增加智能門鎖控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)度[3]。

2.4 引入熱釋電紅外傳感裝置

智能門鎖的問世確實(shí)為用戶帶來了極大的便捷。為了保證智能門鎖擁有良好的發(fā)展前景，在設(shè)計智能門鎖控制系統(tǒng)時還應(yīng)考慮到其防盜報警性能。據(jù)調(diào)查：多半用戶選擇安裝智能門鎖一是為了安全性;二是為了簡便性。所以，設(shè)計者還應(yīng)在實(shí)踐中引入熱釋電紅外傳感裝置，促使智能門鎖能夠自行根據(jù)獲取到的信息數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前是否處于安全解鎖狀態(tài)下，一旦出現(xiàn)生人誤入或強(qiáng)制開鎖狀況，應(yīng)立即經(jīng)由智能門鎖控制系統(tǒng)發(fā)出警報，引起周邊人群或業(yè)主的注意，從而通過遠(yuǎn)程操控功能對入侵者進(jìn)行控制，例如收集入侵者面貌體征信息等。

在實(shí)現(xiàn)科學(xué)防盜、智能預(yù)警功能時需設(shè)置熱釋電紅外傳感器與蜂鳴器等設(shè)施。其中熱釋電紅外傳感器能夠不受溫度變化影響而發(fā)送紅外輻射，進(jìn)而感應(yīng)用戶體質(zhì)特征。同時，它還能及時監(jiān)測外人入侵的具體動作，并將其轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給控制系統(tǒng)，之后在監(jiān)控設(shè)施下可及時記錄生人信息，為業(yè)主提供可靠數(shù)據(jù)。在熱釋電紅外傳感器中設(shè)有電源正負(fù)與信號端等結(jié)構(gòu)，而在AT89C51單片機(jī)基礎(chǔ)上還可直接連接蜂鳴器，從而利用聲音給出預(yù)警信號。

由于單片機(jī)帶有振蕩器特性，故而可搭配蜂鳴器一同產(chǎn)生振蕩信號，便于智能門鎖在遭受他人入侵、強(qiáng)行破解時能夠自行給出提示，促使用戶可直接通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)掌控家中詳情。

3 結(jié)束語

綜上所述，基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計智能門鎖控制系統(tǒng)不但能夠增加門鎖防護(hù)效果，而且還有助于保障用戶家庭安全，從而為用戶帶來全新的門鎖控制體驗(yàn)。同時，在設(shè)計智能門鎖控制系統(tǒng)時還應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟硬程序、單片機(jī)電路端口、熱釋電紅外傳感裝置等方面著手，以此優(yōu)化智能門鎖控制系統(tǒng)性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉彥江.探討AT89C51單片機(jī)在無線數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用[J].電子元器件與信息技術(shù)，2020，4（01）：33-34.

[2]蔚晨月，高宇鵬.基于STC89C51單片機(jī)的智能家庭安防報警系統(tǒng)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（20）：244-245.

[3]馮夢楚，史春洋，王威龍.基于AT89C51單片機(jī)的多用防盜報警系統(tǒng)設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（22）：256-258.