RF技术设计的机械数码一体化防盗锁

地更换电池，保证防盗锁正常工作。

　　当防盗锁控制电路检测到非法钥匙开门时，除了通过电子弹子阻止开锁、警铃吓阻提示外，还将报警信息通过无线发射电路传给电话报警模块进行拨打电话报警。无线发射电路的工作频率为433MHz，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～＋85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。发射电路未设编码集成电路，这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。比如用PT2262或者SM5262等编码集成电路配接时，直接将它们的数据输出端接至发射电路的输入端即可。此外此电路采用FM方式调制，以降低功耗，当数据信号停止时发射电流降为零。

　　因为整个系统通过电池供电，系统功耗高低决定了系统的使用前景。在芯片的采用上，选择低功耗芯片，如PIC16F72(单片机)，78L05(低功耗稳压芯片)等；在电路的设计中，保证系统能够正常工作的情况下，合理的增大了限流电阻，有效地减小了系统工作电流；整个系统功耗比较大的部分就是RF芯片EM4095，通过合理的选择电容电感值，使其工作在性能最稳定的125KHz。当不需要EM4095工作的时刻，将EM4095置为休眠状态，电流限制在1mA以下。系统提供了9V，900mAH的电池供电，根据实际测量和理论估计，假设每次开门过程持续1分钟时间，每天开门10次，那么一块电池至少可以使用1年时间。

　　电路中设计了专门的钥匙设置电路来方便用户管理钥匙。当设置键按下后，系统进入钥匙设置状态，通过发光二极管不同的显示方式和蜂鸣器有规律的鸣叫来提示用户进行相应的设置。通过钥匙设置电路，用户可以方便的增加和删除钥匙。

　　系统掉电以后，一些重要的信息需要保存，系统采用了EEPROM来保存。电路中使用的EEPROM芯片为AT24C02，它遵循I2C协议。EEPROM从地址00H到0EFH用于存储合法的钥匙序列号，地址0F0H到0F3H用于存储标志数据，依次为：是否第一次设置标志，主钥匙设置过标志，EEPROMN待写地址，以设置的合法钥匙数。EEPROM地址0F8H，0F9H，0FAH用于存储配对码。

　　为了防止不同用户之间报警信息的相互干扰，系统设计了对码功能。当对码设置键按下后，系统读取存储在EEPROM从地址0F8H开始的3个字节对码数据，通过无线发射电路将用户设置的对码信息发送给报警器完成对码设置过程。对码过程结束以后，电话报警器仅对对码信息正确的报警信号进行处理。

软件设计

　　系统软件的设计采用了模块化设计的思想，方便了系统功能的实现以及后期功能的修改。

　　软件的设计主要分为几大模块：主程序模块，设置模块，信息检测模块，对模块和报警模块。

　　主程序模块用来完成系统的初始化，通过协调各个子模块之间的工作，附加一些辅助功能，实现整个系统的功能。

　　设置模块用来完成钥匙信息的设置及保存功 能。系统设计中存在“母钥匙”和“子钥匙”两个概念，“母钥匙”由主人持有，具有最大的权限，钥匙的添加和删除都需要“母钥匙”的参与。“子钥匙”可以由主人分配给短期内需要具有开门权限的用户，仅具有开门的基本权限。“母钥匙”和“子钥匙”的设计思想极大的方便了主人对于钥匙的管理，如果有钥匙不慎丢失，可以及时地将丢失的钥匙的开门功能取消掉，更好的保证了个人的财产安全。

　　信息检测模块通过控制硬件电路读取钥匙信息，以及完成钥匙信息的校验工作。在整个系统软件的设计中，它辅助其他模块完成相应的功能。

　　对码模块主要完成系统的对码功能。对码过程如下：读取存储在EEPROM中从0F8H开始的3个字节的对码标志字，按照对码信息的格式，通过无线发射电路将对码信息发送出去。对码信息格式如下：信息头+3个字节对码信息+1位奇偶校验位+信息尾。

　　报警模块主要完成系统的报警功能。当确认为非法开门时，报警模块被调用，此时上电保持电路工作，发送报警信息给电话报警器和用户，保护用户的财产安全，并且控制蜂鸣器鸣叫，吓阻非法入侵者，当报警信号发送完成以后，系统关闭上电保持电路，如果此时拔出钥匙，电池地和电路板地之间的连接将会断开，整个电路将会断开，警铃停止鸣叫，这样，可以有效地降低系统功耗。而此时，可以认为不存在非法开门威胁，所以，不会出现安全问题。报警信息格式如下：信息头+ 3个字节的对码信息+1字节的报警信息+1位奇偶校验位+信息尾。

　　测试结果

　　系统完成后，配合电话报警器进行了实地测量。具体测试数据如下：

　　静态工作电流：4~5mA；
　　读卡期间工作电流：50mA左右；
　　报警期间工作电流：10mA左右；
　　读卡距离：4~5cm；
　　报警信号有效距离(空旷地带)：80米左右；报警信号有效距离(建筑物内)：50米左右；