基于单片机的红外机械电磁锁

冯涛+郭继冬+季先行+林松+唐皓辰

摘 要：随着人们生活质量的不断提高，如何实现安全有效的防盗这个问题受到越来越多人的关注。传统的机械锁由于安全性能太差，被撬的事件时有发生，因此我们提出了基于单片机的红外电磁机械锁的设计。用钥匙先开启机械锁部分，从而触动红外验证电路开关，按动钥匙上的红外发射按钮发射红外信号，通过单片机判断钥匙发出的红外信号是否为正确的信号，如果是，则电磁锁部分断电，门开启；如果不是，门还是处于关闭的状态。本锁具设计了包括机械锁部分、红外验证电路、电磁锁部分等组成部分，并将它们巧妙地组合起来，整个锁具结构简单，实用性高。实验结果表明，此锁安全性相比于一般的机械锁或者电磁锁得到了进一步的提升。

关键词：红外遥控；安全性；单片机解锁

引言

目前，锁具在人们的日常生活中具有非常重要的作用，但是我们在日常生活中所经常使用的机械锁或电磁锁看似非常牢固，实际非常容易被打开，对于传统的机械锁具来说，甚至一个曲别针或者是一段铁丝就可以将其打开，安全性非常低。近来随着人们生活水平的提高，人们的防范意识的不断加强，因此，高档的防范性的锁具的需求量不断加强。我们的基于单片机的红外电磁机械锁就是在这个背景下想到的。

我们所述的锁具设置为红外接收器激活过程和电磁锁开锁过程，增加了锁具的安全性，结构简单，实用性强。

1 硬件部分设计

系统硬件设计总体框图如图1所示：

1.1 控制系统

控制系统采用低功耗、高性能CMOS8位微控制器STC89C52芯片，它使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进，使得芯片具有传统51单片机不具备的功能，为很多控制应用系统提供了灵活、有效的解决方案。

1.2 红外发射、接收装置

对于红外装置我们选择了PT2262和PT2272这一对线发射、接收芯片。PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。

当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100%的调幅。[1]

1.3 机械锁与电磁锁部分

机械锁部分采取市面上常见的防盗门锁的锁芯，电磁锁部分采取市面上常见的电磁锁，两个锁具易于购买。

1.4 机械锁激活接收装置设计

红外线接收装置的开关安装在锁芯附近，当钥匙匹配成功以后转动钥匙，锁芯内部结构发生变化同时启动红外接收装置。

1.5 供电电源模块

供电电源模块是整个系统的能源，关系到整个电路设计的稳定性和可靠性，是系統设计中致关重要的环节。本设计所用电源为+5V直流电源给予单片机供电，采用可充电的+12V7.2Ah/20hr直流蓄电池给予电磁锁供电，从而保证电磁锁能够长时间工作。

2 软件部分设计

软件设计程序流程图如图2所示：

首先对单片机进行初始化设置，接下来判断接收到的红外信号是否为约定的信号，如果是则控制电磁锁断电。

3 实验结果

当钥匙不匹配时，仅仅按下红外发射按钮，门不会被打开，当机械锁部分被打开而没有按下红外发射按钮时，门同样也不会被打开。只有当钥匙与红外信号同时匹配时门才会被打开。

4 结束语

本次实验通过将传统机械锁，电磁锁通过红外电路进行结合，制作了一个安全性更高的锁具，弥补了传统机械锁和电磁锁的安全性不足的缺点，并且结构简单、设计合理、安全性高，适合人们的需求。

参考文献

[1]邓军，刘笃仁.用PT2262实现可遥控式电子密码锁[J].电子设计应用，2003（12）.