基于单片机的智能锁芯报警系统设计

摘 要： 在传统的智能锁芯报警系统中，存在响应时间较长的问题，为此，提出一种基于单片机的智能锁芯报警系统。通过控制模块、智能锁芯设置模块、报警模块、中断模块、液晶模块等，建立系统总体框架，根据系统总体框架，通过单片机、电源适配器、智能锁芯、报警器、LED灯等完成系统硬件设计，通过C语言编写主程序、中断子程序和报警程序等控制程序，完成系统软件设计，至此完成基于单片机的智能锁芯报警系统设计。通过对比实验，与传统的智能锁芯报警系统作比较，实验结果表明，提出的基于单片机的智能锁芯报警系统具有更短的响应时间，能够更为快速的发出警报信号。

关键词： 单片机; 智能锁芯; 报警系统

中图分类号： TP399 文献标志码： A

Design of Intelligent Lock Alarm System Based on Single Chip Microcomputer

LIAO Haiqiang

（Zhongshan Jixin Lock Core Co. Ltd.，  Zhongshan， Guangdong 528400，  China）

Abstract： The response time of traditional intelligent lock alarm system is quite long. This paper presents an intelligent lock alarm system based on single chip microcomputer. Through setting module， control module， intelligent lock alarm module， interrupt module， LCD module， we establish overall framework for the system. According to the overall framework， the system uses single chip microcomputer， power adapter， intelligent lock， alarm， LED lights as hardware， and uses C language to write the main program and interrupt subroutine and alarm procedures， etc. The paper completes the design of system software， intelligent lock alarm device by using single chip microcomputer. Through the comparison with the traditional intelligent lock core alarm systems， the experimental results show that the proposed intelligent lock core alarm system has a shorter response time and can send out alarm signals more quickly.

Key words： single chip microcomputer; intelligent lock core; alarm system

0 引言

智能鎖芯有别于传统机械锁，是在传统机械锁的基础上改进的更具安全性的、采用先进技术的智能化锁具[1]。为提高智能锁芯的安全性能，设计了智能锁芯报警系统。现有的智能锁芯报警系统还存在一定的不足，如存在安全性低、响应时间长等缺点[2]。目前的智能锁芯多采用市电供电，为确保智能锁芯能够正常工作，用户需专门布设智能锁芯电路，比较复杂[3]。此外，在断电后或者智能锁芯出现故障的情况下，为防止房门锁死，多数智能锁芯处于常开状态，易造成安全隐患。为此，需要对智能锁芯报警系统作进一步研究。

单片机作为典型的嵌入式微控制器，具有体积小、控制性能稳定、节约成本的优点，被广泛应用于防盗报警系统中。智能锁芯作为安全防盗系统中非常重要的核心部分之一，采用相关技术提高其性能，具有十分重要的意义[4]。基于以上分析，提出一种基于单片机的智能锁芯报警系统设计方法。此外，通过对比实验，与传统的智能锁芯报警系统作比较，验证了提出的基于单片机的智能锁芯报警系统发出警报需要更短的响应时间。

1 基于单片机的智能锁芯报警系统设计

1.1 基于单片机的智能锁芯报警系统总体框架

基于单片机的智能锁芯报警系统的总体框架，如图1所示。

基于单片机的智能锁芯报警系统的总体框架包括控制模块、智能锁芯设置模块、报警模块、中断模块、液晶模块等，对各个模块的具体分析如下：

控制模块：控制模块主要为单片机，通过单片机作为智能锁芯报警系统的控制器，控制着整个智能锁芯报警系统的稳定运行[5]。

智能锁芯设置模块：该模块的主要功能为录入智能锁芯的信息，以保证智能锁芯报警系统的稳定运行。该模块中的智能锁芯分为主智能锁芯和备用智能锁芯两种，功能权限设置主要由主智能锁芯控制，副智能锁芯设置信息时，需要主智能锁芯给予权限，才能设置备用智能锁芯的信息。如果出现主智能锁芯故障的情况，则备用智能锁芯可以以升级的方式转换成主智能锁芯，不会影响智能锁芯报警系统的正常运行[6]。备用智能锁芯提前利用主智能锁芯录入好各种合法钥匙的信息，当主智能锁芯无法正常工作，则通过电路与备用锁芯连通，通过与插入钥匙的信息配对，成功实现对非法钥匙的报警功能。

2 实验

将所设计的基于单片机的智能锁芯报警系统，与传统的智能锁芯报警系统作对比实验，以验证提出的基于单片机的智能锁芯报警系统能否更为高效的实现安全报警。

2.1 实验过程

基于单片机的智能锁芯报警系统的程序采用C语言编写。首先，对基于单片机的智能锁芯报警系统做好调试工作。做好调试工作后，开始对基于单片机的智能锁芯报警系统开展测试工作。基于单片机的智能锁芯报警系统的相关参数，如表2所示。

按下智能锁芯报警系统的电源键，将智能锁芯报警系统初始化，其液晶显示模块进入待机状态。报警器采用的工作电源为12 V。首先，对基于单片机的智能锁芯报警系统的锁芯作编码设置，并设置相应的合法状态和非法状态，然后，将

智能锁芯和报警器作密码配对，保证报警器可以接收到智能锁芯发出的信号，采用不同电平的比例将信号区分开。

此外，对上层软件的运行状态作测试。通过设置报警号码完成智能锁芯报警系统的通信设置，确认所管理的智能锁芯编号和钥匙号码，将钥匙号与用户的身份相对应，建立锁芯和钥匙数据库。

在做好相关设置及测试后，选取50个钥匙开展实验。在这50个钥匙中，既有合法钥匙，又有非法钥匙。在正常电压下，采用基于单片机的智能锁芯报警系统，开展实验，得到智能开锁报警系统对于非法钥匙的响应时间，并将所得结果与传统的智能锁芯报警系统作比较。为保证实验的准确性，针对智能锁芯报警系统做5次对比实验。

2.2 实验结果分析

提出的基于单片机的智能锁芯报警系统和传统的智能锁芯报警系统的响应时间对比结果，如图4所示。

在5次平行实验中，采用传统的智能锁芯报警系统，当有非法钥匙入侵时，发出警报的响应时间均在4～5 s之间;采用提出的基于单片机的智能锁芯报警系统，当有非法钥匙入侵时，发出警报的响应时间均在1～1.2 s之间。通过对比可以发现，提出的基于单片机的智能锁芯报警系统能够在更短的时间内发出警报，很好地提升了智能锁芯报警系统的性能。

3 总结

针对传统的智能锁芯报警系统存在的响应时间长问题，设计了一种基于单片机的智能锁芯报警系统。通过对基于单片机的智能锁芯报警系统的硬件设计和软件设计，完成了基于单片机的智能锁芯报警系统设计。通过对比实验，与传统的智能锁芯报警系统作比较，实验结果表明，提出的基于单片机的智能锁芯报警系统能够以更短的时间发出警报，希望提出的基于单片机的智能锁芯报警系统设计方法，能够为智能鎖芯报警系统的研究提供一定的依据。

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（收稿日期： 2020.01.14）

作者简介：廖海强（1977-），男，大专，副高级工程师，研究方向：机械锁芯、锁体，智能电子锁。