智能電動鎖裝置的製作方法

2023-05-29 02:20:56

專利名稱：智能電動鎖裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及應用單片微計算機作過程控制，特別是涉及用單片機控制建築物門開閉的智能電動鎖裝置。
現有技術的電動鎖裝置功能單一，得到電脈衝就能開門，適合工業裝置集中遙控和進行電聯鎖。但是現代社會複雜的治安環境迫使住宅、宿舍、賓館和醫院對建築物的門鎖提出高得多的要求。電動鎖是成熟產品，用於配合它控制建築物門開閉的技術大多是傳統的。就目前所知，用微計算機技術對電動鎖進行智能控制，集多功能於一體，實現多組密碼任選開鎖、現場控制和遙程電話控制兼有，以及提供試碼告警、封鎖鍵盤等服務，則還未見到。
本實用新型的目的在於避免上述現有技術的不足之處而提供一種多功能的智能電動鎖裝置，可同時貯存數十組密碼。把該裝置安裝在建築物門上，輸入其中任一組密碼都可以開鎖。既可以現場操作，也可以通過電話遙控操作，並且還能設置一組告警密碼，以及擁有試碼告警、封鎖鍵盤等功能。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到設計製造一種智能電動鎖裝置，包括鍵盤、電話線、電動鎖、控制箱和連接電纜；鍵盤、電話線和電動鎖都各藉助一根電纜，一齊連接到控制箱；電動鎖內裝有門狀態傳感器；控制箱內裝有電源變壓器、電力變換電路、主蓄電池、備用電池、揚聲器以及印刷電路板，並通過一根電纜同電鈴連接；電路板上裝有單片微計算機，來自鍵盤的連接線從該單片機的I／O口，例如P1輸入，電路板上用於電話振鈴時提取復位電平的電路、語言處理應答電路、電話機語言網絡電路和雙音多頻接收器都連接至單片機的例如P2口；用於門狀態傳感器的信號變送電路、用於在不操作時切斷絕大部分用電負載的電源控制電路以及各驅動電路、告警電路，則連接到單片機的例如P3口。
附圖的圖面說明如下


圖1是本實用新型智能電動鎖裝置的系統示意圖；圖2是本實用新型裝置的電原理圖，其中圖2－1展示單片機P1、P3埠的對外連接關係，圖2－2展示同一單片機的P2埠以及振蕩、復位等埠的對外連接關係；圖3是本實用新型裝置的供電原理圖；圖4為
圖1上的鍵盤1外觀示意圖；圖5是
圖1上控制板46的板面布置示意圖；圖6為本實用新型裝置中單片機所用軟體程序流程圖。
以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述本實用新型的智能電動鎖裝置如
圖1所示，包括鍵盤1、電話線2、電動鎖3、控制箱4和連接電纜5，鍵盤1藉助電纜51、電話線2藉助電纜52、電動鎖3藉助電纜53，一齊連接至控制箱4；電動鎖3內裝有門狀態傳感器31；控制箱4內裝有電源變壓器41、電力變換電路42、主蓄電池43、備用電池44、揚聲器45以及印刷電路板46，並且通過電纜54同電鈴6連接；電路板46上裝有單片微計算機461，見圖2和圖5，來自鍵盤1的連線從461的I／O口，例如P1輸入；板46上用於電話振鈴時提取復位電平的電路462、語言處理應答電路463、電話語言網絡電路464和雙音多頻接收器465都連接至461的例如P2口，信號變送電路466、電源控制電路467以及各驅動電路468、語音告警電路469則連接到單片機461的例如P3口。
本實用新型電動鎖裝置的電源供給如圖3所示，220伏交流電源進入控制箱4，首先經變壓器T降壓，經接插件X1到電路板46，由板上的二極體橋N1整流，電解電容C1濾波，得12.5伏直流，經電阻R1和二極體D2，並通過接插件X5對12伏主蓄電池43充電，同時經二極體D1連至電力電晶體V4和V5的發射極，為電動鎖3的磁力線圖32和繼電器J1提供驅動電力。整流後的12.5伏直流電力還通過二極體D1、D4以及接插件X6，對低容量的12伏備用電池44充電。整流輸出的或由蓄電池43、44提供的12伏直流電力另有一路經穩壓集成電路N3變換為穩定的＋5伏電源，供給單片計算機461以及其它各電路466、467的用電。市電220伏交流中斷時由主蓄電池43供電，可連繼工作約100小時。備用電池44通過二極體D4接受充電，平時不能放電，但D4上並連有開關S1，當主電池43的電力耗盡，不足以激勵磁力線圈32開鎖時，可合上S1短路二極體D4，以投入備用電池44同主電池43並連供電，終於還可以最後開兩次鎖。投入備用電池44的開關S1裝在鍵盤正面右側下方。兩組電池都耗盡而市電還不恢復，就只好用鑰匙插入鎖芯33開鎖了。
本實用新型的電動鎖裝置使用80C51單片計算機系統控制，見圖2。圖中所述單片機用標號461表示，它的I／O(輸入輸出)埠的P1口，見圖2－1，其中P1.0～P1.6藉助電纜51中的7根線並經過接插件X7同鍵盤1相連，461內的ROM(只讀存儲器)，事先已將操作程序固化於其內，在該程序控制下通過這7根線不斷對鍵盤1的12個按鍵進行掃描識別。P1.7是一輸入口，461在程序控制下通過該埠讀入初始化標誌鍵S2的狀態，按下S2，P1.7口接收「0」電平，表示單片機461需進行狀態初始化，於是461將所有存儲密碼的內存單元都清為「0」，之後可作建立初始密碼的操作。若S2沒按下，P1.7口接收「1」電平，表示無需對461進行狀態初始化。461通過P1.0～P1.6對鍵盤1的狀態掃描時，若發現有任何一鍵按下，程序將控制它使P3口的P3.0從「1」變為「0」，再通過驅動器468中一個單元使發光二極體V9點亮，同時從P3口的P3.1送出2千赫芝的信號，通過468的另一單元使蜂鳴器H1發聲，直到按下的鍵彈起為止。P3.4被用作輸入埠，它接受門狀態傳感器31的信號，輸入「1」表示關門狀態，輸入「0」表示開門狀態。
信號變送電路466用於變送門狀態傳感器31的信號，包括電晶體V3和電阻R10至R12、電容C3以及二極體D6，V3的集電極接＋5伏供電源，發射極經R11同R12串連再並連C3的支路，再經D6接至單片機461的復位端RESET，V3基極經R10接至門狀態傳感器31的m3觸點，門打開時，動觸點m2接觸靜觸點m3，V3飽和導通，正脈衝經C3、D6輸入461，將其喚醒。461在程序控制下讀P3.4輸入的門狀態信息，與內存中「建立告警」標誌進行「與」操作，結果為「0」，461繼續其睡眠狀態，倘若結果為「1」，則461在程序控制下會令P3口的P3.3由「1」變為「0」，觸發語音告警電路469通過驅動器468的一個單元令揚聲器45作弱聲告警，同時P3.3通過468的另一單元使V5飽和導通，於是繼電器J1動作，其觸點閉合220伏電鈴電路，引發強聲告警。
電源控制電路467包括兩個極性相反的電晶體V1、V2，它們的基極分別通過電阻R2、R3，和V1的集電極一起接＋5伏供電源，V1的基極連V2的集電極，V2基極接單片機461的P3.5(15腳)，單片機461在工作狀態，V1集電極輸出控制電壓Uco≈5伏供給除電動鎖線圈32以外的各主要負截。在關門狀態下，單片機461受程序控制，將鍵盤1輸入的數碼組同內存儲器中已建立的密碼逐一比較，若有相同數碼組，461P3埠的P3.2由「1」變為「0」，通過驅動器468，電晶體V4飽和導通，電動鎖3的線圈32勵磁，吸動機械槓桿開門。P3埠的P3.2由「1」轉換至「0」的持繼時間為0.1秒，然後回復「1」電平。461在正常工作狀態，P3.5呈現「1」電平，電晶體V2、V1飽和導通。當461要進入睡眠狀態時，P3.5由「1」變為「0」，V2、V1截止，切斷供電。此時整個裝置的維持用電在1毫安以下。
如果來客按下門鈴按鍵S3，電路板46上的語音門鈴電路470的輸入端IN將獲得「0」電平，470的輸出端OUT既輸出「叮咚」語音信號，並通過驅動器468的一個單元使揚聲器45發出聲響。鍵盤1上的RESET鍵被按下，單片機461會從睡眠狀態被喚醒並在程序控制下通過P1埠的P1.0～P1.6掃描所述鍵盤。鍵盤1上的REV鍵為修改密碼的功能鍵，
鍵為一組密碼輸入完畢的功能鍵。
涉及單片機461的P2埠的電路，見圖2－2，主要是提取復位電平的電路462、應答電路463、語言網絡電路464和雙音多頻接收器465等。當電話線2送來振鈴信號時，交變鈴流經電纜52，通過繼電器J2的動斷觸點j2－1、電容C9、電阻R14加在整流橋N2兩端，穩壓管W1將整流後的鈴流穩定在5.1伏，並經電容C7和二極體D8觸發單片機461的RESET埠，將其從睡眠狀態喚醒。461在程序控制下讀入P2.0的狀態，若P2.0輸入為「1」，可判定是被振鈴信號喚醒，461會自動檢查內存中「建立告警」標誌，若為「1」，程序令P2埠的P2.1輸出「1」，雙觸點繼電器J2勵磁，觸點j2－1斷開，j2－2閉合；如果內存中「建立告警」標誌為「0」，程序會啟動461中的計數器開始計數，10秒鐘後P2.0埠仍為高電平「1」，P2.1埠也會輸出「1」電平，P2.7埠在程序控制下從「1」變到「0」，語言處理應答電路463被觸發，從其OUT端輸出向製造商定製的例如「您好，請輸入密碼！」這樣的應答語句。此語言信號從電話機語言網絡電路464的TX1埠輸入，再從其V＋埠輸出至電話線2，主叫方就會聽到「您好，請輸入密碼！」的應答，隨後可立即用雙音多頻電話機輸入密碼。輸入的雙音多頻密碼信號從電話線2進入，經繼電器J2的動合觸點j2－2和電容C13、電阻R18至雙音多頻接收器465的輸入端Ain，於是其DV端從「0」變為「1」。P2埠的P2.6接受程序控制下的掃描方式監視，如發現P2.6埠由「0」變為「1」，就會從P2.2～P2.5讀入465的D1～D8埠的狀態。此時D1～D8是16進位編碼，在程序控制下461會將所述D1、D2、D4、D8的不同狀態轉換為相應的二進位數碼標誌存入內存儲器中。例如，收到主叫方發來的「1100」即「＃」號，461會將收到的密碼組與內存已建立的密碼逐一比較，若有相同的密碼組，見圖2－1，其P3埠的P3.2由「1」變為「0」，線圈32勵磁，門打開。接著，0.1秒後又回到「1」，同時P2.1埠從「1」變為「0」，激勵雙觸點繼電器J2吸合，觸點j2－1閉合，j2－2斷開，單片機461進入睡眠狀態。
本實用新型電動鎖裝置是程序控制的，圖6畫出其所用軟體程序的流程，這些程序已經都固化在所述裝置單片計算機461的只讀存儲器ROM內。
本實用新型智能電動鎖裝置，功能全面、能耗低、維護方便、廣泛適用於賓館、招待所以及集體宿舍、住宅樓等場合。同現有技術相比，本實用新型具有的優點是1.能同時貯存28組6位數以下的密碼，用其中任一組密碼都可以開鎖。住客走後，該組密碼即可清除，十分有利於安全。
2.可以直接在鍵盤上修改上述28組密碼中的任何一組，並可設置一組告警密碼。出門時輸入告警密碼，若不用所設定的28組密碼之一打開了門，會引發告警；3.試碼告警、封鎖鍵盤。如在鍵盤上連續輸入三組錯誤密碼，鍵盤會被封鎖，同時有微聲告警，20秒鐘後恢復正常。如連續10次鍵盤被封鎖，微聲告警20秒鐘，接著引發控制系統強聲告警；4.電話線路連通所述電動鎖裝置，可用雙音頻電話機遙程輸入密碼，裝置接收此密碼且核對無誤後，門即打開；5.交、直流雙重供電。裝置內有兩組蓄電池，市電停供後可支持100小時正常工作，在極端情況下投入備用電池仍可最後開鎖兩次。
本實用新型電動鎖裝置所用元、器件的型號、參數如下單片微計算機80C51電話機語言網絡電路MC34014雙音多頻接收器MC145436電晶體V1、V4、V5A940電晶體V2S9013電晶體V3S9015驅動器7407穩壓集成電路N47805電阻R110歐電阻R2、R11～R132千歐電阻R320千歐····電容C16800微法／25伏···電容C130.1微法／250伏
權利要求1.一種智能電動鎖裝置，包括鍵盤(1)、電話線(2)、電動鎖(3)、控制箱(4)和連接電纜(5)；鍵盤(1)藉助電纜(51)、電話線(2)藉助電纜(52)、電動鎖(3)藉助電纜(53)，一齊連接至控制箱(4)；其特徵在於電動鎖(3)內裝有門狀態傳感器(31)；控制箱(4)內裝有電源變壓器(41)、電力變換電路(42)、主蓄電池(43)、備用電池(44)、揚聲器(45)以及印刷電路板(46)，並且通過電纜(54)同電鈴(6)連接；電路板(46)上裝有單片微計算機(461)，來自鍵盤(1)的連線從(461)的I/O口，例如P1輸入；板(46)上用於電話振鈴時提取復位電平的電路(462)、語言處理應答電路(463)、電話語言網絡電路(464)和雙音多頻接收器(465)都連接至(461)的例如P2口，信號變送電路(466)、電源控制電路(467)以及各驅動電路(468)、語音告警電路(469)則連接到單片機(461)的例如P3口。
2.按照權利要求1所述的智能電動鎖裝置，其特徵在於所述備用電池(44)通過二極體D4接受充電，D4上並連有開關S1，當主電池(43)的電力耗盡，可合上S1短路二極體D4，以投入備用電池(44)同主電池(43)並連供電。
3.按照權利要求1所述的智能電動鎖裝置，其特徵在於所述信號變送電路(466)包括電晶體V3和電阻R10至R12、電容C3以及二極體D6，V3的集電極接＋5伏供電源，發射極經R11同R12串連再並連C3的支路，再經D6接至單片機(461)的復位端RESET，V3基極經R10接至門狀態傳感器(31)的m3觸點，門打開時，動觸點m2接觸靜觸點m3，V3飽和導通，正脈衝經C3、D6輸入(461)，將其喚醒。
4.按照權利要求1所述的智能電動鎖裝置，其特徵在於所述電源控制電路(467)包括兩個極性相反的電晶體V1、V2，它們的基極分別通過電阻R2、R3，和V1的集電極一起接＋5伏供電源，V1的基極連V2的集電極，V2基極接單片機(461)的P3.5(15腳)，單片機(461)在工作狀態，V1集電極輸出控制電壓Uco≈5伏供給除電動鎖線圈(32)以外的各主要負載，當(461)處於睡眠狀態時，V1截止，切斷供電。
5.按照權利要求1所述的智能電動鎖裝置，其特徵在於所述門狀態傳感器(31)是通常的自復位微動開關。
專利摘要智能電動鎖裝置，包括鍵盤1、電話線2、電動鎖3、控制箱4和連接電纜5。電動鎖3內裝有門狀態傳感器31，控制箱4內裝有主蓄電池43和印刷電路板46，電路板46上裝有單片微計算機461。這種電動鎖裝置是程序控制的，能同時貯存28組6位數以下的密碼，用其中任一組密碼都可以開鎖。可以現場操作，也可用電話遙控操作。可以設置一組告警密碼，還能擁有試碼告警、封鎖鍵盤等功能。該裝置功能全面、能耗低、維護方便、廣泛適用於賓館、招待所及集體宿舍、住宅樓等場合。
文檔編號E05B47/00GK2181546SQ9420100
公開日1994年11月2日 申請日期1994年1月7日 優先權日1994年1月7日
發明者蔡鍩 申請人:蔡鍩