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一、项目背景
随着生活节奏的加快及安全意识的加强,人们十分渴望拥有一种便捷、防盗性能好的锁具,可以有效预防犯罪分子利用高科技手段进行盗窃、减少一人携带多匹钥匙的麻烦、解除夜间无光情况下多次对锁孔的尴尬。
二、结构及功能
本系统由电子钥匙和密码锁两大部分组成,密码锁和电子钥匙通过两线同轴插口连接。采用同轴插口的优点在于插口无方位性,插接便捷,即使是夜晚无光也能快而准地插入连接。
密码锁为长方体,可镶嵌于门扇夹层内,上面设有两个插口,一个置于密码锁外侧,称为“开锁插口”,一个置于密码锁内侧,称为“智能插口”。在密码锁内还有一个按键和一个三色LED指示灯。电子钥匙是一个小长方体,形如USB存储器,插口为圆形同轴插口,后端有一个三色LED指示灯。密码锁具有电池电压不足警告功能,当电压低于3.75V时密码锁红色指示灯闪亮。
三、科学原理
电子钥匙和密码锁的智能控制采用高性能的微处理器STCl2C2052AD,密码锁通过两线特殊接口向电子钥匙提供工作电源和数据传输。密码锁为主机模式,电子钥匙为从机模式,主机输出的数据通过电压调制,从机的输出数据通过电流调制。
当电子钥匙插入密码锁的智能插口时,电子钥匙首先收到密码锁的“智能”命令,然后是8位密码数据,电子钥匙收到完整数据后将其返送给密码锁,密码锁确定数据无误后再向电子钥匙发送“确认”命令,电子钥匙收到“确认”命令后将密码数据保存,密码锁和电子钥匙均亮绿色,指示灯;如果返送给密码锁的数据有误,密码锁向电子钥匙发送“错误”命令。密码锁和电子钥匙均亮红色指示灯,这时需要拔出电子钥匙重新插入智能插口重新操作。
当电子钥匙插入密码锁的开锁插口,电子钥匙首先收到密码锁的“开锁”命令,随后电子钥匙向密码锁输出开锁密码,当密码正确,密码锁向电子钥匙发送“确认”命令并开锁。电子钥匙收到“确认”命令后亮绿色指示灯。当密码不正确时,密码锁向电子钥匙发送“错误”命令,电子钥匙亮红色指示灯,当使用一次不正确密码后,必须连续三次插入正确的电子钥匙密码才能打开,并且前二次电子钥匙的指示灯亮红色,这样能有效阻止人为的恶意攻击。攻击者一次输入不正确密码后,即使再输入正确的密码,密码锁也提示为“错误”密码,任何攻击者都不可能在得到“错误”提示后还会输入同样的密码。
为了保证在停电情况下密码锁能正常工作,密码锁采用三节电池供电。为了保证电压在跌至3.8V时电路正常工作,电路采取了一些适应宽电压工作措施:密码锁的执行锁具选用了电控锁,电控参数工作电压一般为DCl2V,工作电流为3A,吸合时间大于等于1秒。电控锁的电源供给采用升压型开关电源。为了满足短时间内大量电流供电,电路设计安装了3F的超级电容,保证在1秒钟内电压下降小于1V,这样以100mA的电流向超级电容充电,两次开锁的小间隔时间不小于30秒。
四、使用方法
密码锁操作很简单,共分三个程序:
1.密码设置与更新:按动按键三次即可自动连续的更新密码(密码为8位十六进制数,可表示一千多万个数字),第一次按下按键1秒钟后红色指示灯亮,松开按键后2秒钟内第二次按下按键,1秒钟后橙色指示灯亮,松开按键并在2秒钟内第三次按下按键,此时绿色指示灯闪烁(如果两次按的间隔时间大于2秒则前面的按键无效,指示灯亮红色:表示为第一次按键),表示密码锁在自动更新密码,松开按键后密码锁停止更新密码,绿色指示灯常亮,2秒钟后指示灯熄灭,密码更新完成。
提示:按以上程序设置更新密码。持钥匙人根本不知道也无需去记密码,如智能钥匙丢失,需立即用自己的备用的密码钥匙更新密码。若密码更新后,其他人再拿拾到的密码钥匙去开锁或更换密码,密码锁将不再确认。
2.密码智能:将电子钥匙插入密码锁的智能插口中,按下按键1秒钟后密码锁将密码传输给电子钥匙,传输完成后密码锁和电子钥匙均亮绿色指示灯,表示密码智能完成。
3.开锁:将电子钥匙插入密码锁的开锁插口中,如果密码正确,电子钥匙亮绿色指示灯,密码锁被打开。如果密码不正确,电子钥匙亮红色指示灯,密码锁不能打开。