作者：鄺榮利 程壘 王有朋 高云 陳紅
本設(shè)計(jì)從低成本的角度，通過簡單的數(shù)字電路、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在已有的彈子鎖上稍加改裝。實(shí)現(xiàn)了遙控開鎖的功能，且遙控編碼的安全性好，通過程序解碼可使安全性得到進(jìn)一步的提高，同時(shí)該裝置保留了鑰匙開鎖的功能，可在停電等特殊情況下使用。
機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)
目前市場上銷售的彈子鎖的原理基本相同。都是通過鎖芯的旋轉(zhuǎn)，施加適當(dāng)扭矩通過機(jī)械傳動(dòng)裝置進(jìn)行門閂開啟、關(guān)閉。本裝置在三保險(xiǎn)雙舌彈珠門鎖上改裝，待改裝的門鎖主要由鎖體、斜舌、斜舌連桿、斜舌連動(dòng)彈簧、方舌、方舌聯(lián)片、方舌系統(tǒng)彈簧片方框、彈簧片、方舌系統(tǒng)支柱、外鑰匙連動(dòng)片軸、內(nèi)鑰匙轉(zhuǎn)頭組成。
該改裝主要是內(nèi)鑰匙轉(zhuǎn)頭替換為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。將內(nèi)鑰匙轉(zhuǎn)頭卸下，可以看到有一個(gè)Ω形狀的小孑L，利用現(xiàn)成的小孑L將電機(jī)軸伸入鎖體，再將原內(nèi)鑰匙轉(zhuǎn)頭上的空心凸輪焊接在電機(jī)軸上。這樣減少了不必要的加工，也節(jié)約了成本，同時(shí)保證了門外鑰匙開鎖和內(nèi)外遙控開鎖的雙重功能。其他模塊封裝后可通過螺絲安裝在門板上。
控制系統(tǒng)的組成及原理
本系統(tǒng)可分為控制部分和動(dòng)作執(zhí)行部分。其中控制系統(tǒng)部分包括：控制器模塊、遙控模塊、電源模塊。動(dòng)作執(zhí)行部分包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和機(jī)械傳動(dòng)模塊，總共有6個(gè)模塊。系統(tǒng)的總體框圖如下圖所示。
控制系統(tǒng)的三個(gè)模塊整合在一塊布線板上，封裝后固定在門板上，并通過導(dǎo)線控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)開鎖上鎖功能。
AT89S52<a class=" at89s52="" br="" class="cblue" height="180" href="http://www.shi-ke.cn/search/?q=智能遙控" remote="" src="http://files.chinaaet.com/images/2012/07/12/79b7e1a2-295c-4d34-ab98-3452f049bbbd.jpg" title="智能遙控" width="492" /> 1．控制器模塊
本系統(tǒng)采用Atmel公司的AT89S52單片機(jī)。
AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造。與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPLJ和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。本設(shè)計(jì)采用24M晶振，單片機(jī)的I／O口P1口分別與L298N的相應(yīng)接口想連。P3.0、P3.1與遙控模塊相連，控制開鎖電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
2．遙控模塊
目前。遙控技術(shù)有無線電、紅外線、微波等多種方式，而且可供選擇的模塊也有很多種。考慮到應(yīng)用環(huán)境和價(jià)格等因素，本系統(tǒng)采用無線遙控技術(shù)。發(fā)射模塊(F05)和接收模塊(J05C)是其中比較便宜的一種，它們具有傳輸距離較遠(yuǎn)、可穿透物體傳輸、可靠性高等特點(diǎn)，特別適合于低成本的無線通訊設(shè)備使用。
(1)發(fā)射電路
發(fā)射模塊F05采用聲表諧振器穩(wěn)頻，SMT樹脂封裝，頻率一致性較好，可免調(diào)試，具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性。當(dāng)發(fā)射電壓為3V時(shí)，發(fā)射電流約為2mA，發(fā)射功率較小，最佳工作電壓為12V，發(fā)射電流約為5～8mA。發(fā)射電路采用12V圓柱形打火機(jī)電池進(jìn)行供電。 ．F05采用PT2262編碼。PT2262的編碼數(shù)據(jù)和地址以串行方式并且通過RF或IR調(diào)制方式發(fā)射。
最多可采用12條三態(tài)地址線，可以提供531441種地址編碼。因此，最大程度上避免了編碼的沖突。
發(fā)射模塊電路如下圖所示。振蕩電阻取3．3MQ，當(dāng)17腳無信號輸出時(shí)，電路不工作，發(fā)射電流為零；當(dāng)14腳為低電平時(shí)，17腳輸出已設(shè)定的編碼脈沖對發(fā)射電路進(jìn)行調(diào)制發(fā)射。
(2)接收模塊
接收模塊J05C由超外差電路結(jié)構(gòu)IC芯片和溫度補(bǔ)償電路構(gòu)成，具有較高的接收靈敏度及穩(wěn)定性，芯片內(nèi)含低噪聲射頻放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器、濾波器及限幅比較器。輸出為數(shù)據(jù)電平信號，信號直接接至PT2272解碼。
接收模塊采用PT2272芯片解碼。PT2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4／M4／L6／M6之分，其中L表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。M表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應(yīng)。可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制。后綴的6和4表示有幾路并的控制通道。
3．電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
選用可以用程序控制的，且可實(shí)現(xiàn)精確定位的步進(jìn)電機(jī)。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作。
L298N芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá)50V，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓。本設(shè)計(jì)直接用單片機(jī)的I/O口提供信號。如下圖所示，引腳5、7、10、12分別接單片機(jī)的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3。
4．電源模塊
步進(jìn)電機(jī)及控制系統(tǒng)采用統(tǒng)一電源供電。由9V/2A直流穩(wěn)壓電源統(tǒng)一供電。電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用+9V直流電，經(jīng)7809穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后輸出，控制電路采用+5V直流電，經(jīng)7805穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后輸出供電。
5．語音信號燈提示模塊
采用蜂鳴器和發(fā)光二極管提示鎖的當(dāng)前工作是通過鎖芯的旋轉(zhuǎn)，施加適當(dāng)扭矩通過機(jī)械傳動(dòng)裝置進(jìn)行門閂開啟、關(guān)閉。本裝置在三保險(xiǎn)雙舌彈珠門鎖上改裝，待改裝的門鎖主要由鎖體、斜舌、斜舌連桿、斜舌連動(dòng)彈簧、方舌、方舌聯(lián)片、方舌系統(tǒng)彈簧片方框、彈簧片、方舌系統(tǒng)支柱、外鑰匙連動(dòng)片軸、內(nèi)鑰匙轉(zhuǎn)頭組成。l該改裝主要是內(nèi)鑰匙轉(zhuǎn)頭替換為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。將內(nèi)鑰匙轉(zhuǎn)頭卸下，可以看到有一個(gè)Q形狀的小孔，利用現(xiàn)成的小孔將電機(jī)軸伸入鎖體，再將原內(nèi)鑰匙轉(zhuǎn)頭上的空心凸輪焊接在電機(jī)軸上，這樣減少了不必要的加工，也節(jié)約了成本，同時(shí)保證了門外鑰匙開鎖和內(nèi)外遙控開鎖的雙重功能。其他模塊封裝后可通過螺絲安裝在門板上。
工作總程序設(shè)計(jì)
接通電源系統(tǒng)啟動(dòng)，綠燈亮。等待接收信號，當(dāng)接收到信號時(shí)，判斷是否是正確信號。如果是正確信號，啟動(dòng)開鎖定時(shí)程序，同時(shí)蜂鳴器短鳴一秒，綠燈閃三次表示門鎖已開啟，如果開啟后用戶無動(dòng)作或者已開門則該裝置在開啟后等待30s自動(dòng)上鎖(安全性考慮)。如果檢測到的是錯(cuò)誤信號，則蜂鳴器連續(xù)短鳴報(bào)警，計(jì)時(shí)15s后系統(tǒng)還原到等待狀態(tài)。
系統(tǒng)程序流程框圖如下圖所示。
