专利名称：智能电动锁装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用单片微计算机作过程控制，特别是涉及用单片机控制建筑物门开闭的智能电动锁装置。
现有技术的电动锁装置功能单一，得到电脉冲就能开门，适合工业装置集中遥控和进行电联锁。但是现代社会复杂的治安环境迫使住宅、宿舍、宾馆和医院对建筑物的门锁提出高得多的要求。电动锁是成熟产品，用于配合它控制建筑物门开闭的技术大多是传统的。就目前所知，用微计算机技术对电动锁进行智能控制，集多功能于一体，实现多组密码任选开锁、现场控制和遥程电话控制兼有，以及提供试码告警、封锁键盘等服务，则还未见到。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种多功能的智能电动锁装置，可同时贮存数十组密码。把该装置安装在建筑物门上，输入其中任一组密码都可以开锁。既可以现场操作，也可以通过电话遥控操作，并且还能设置一组告警密码，以及拥有试码告警、封锁键盘等功能。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到设计制造一种智能电动锁装置，包括键盘、电话线、电动锁、控制箱和连接电缆；键盘、电话线和电动锁都各借助一根电缆，一齐连接到控制箱；电动锁内装有门状态传感器；控制箱内装有电源变压器、电力变换电路、主蓄电池、备用电池、扬声器以及印刷电路板，并通过一根电缆同电铃连接；电路板上装有单片微计算机，来自键盘的连接线从该单片机的I／O口，例如P1输入，电路板上用于电话振铃时提取复位电平的电路、语言处理应答电路、电话机语言网络电路和双音多频接收器都连接至单片机的例如P2口；用于门状态传感器的信号变送电路、用于在不操作时切断绝大部分用电负载的电源控制电路以及各驱动电路、告警电路，则连接到单片机的例如P3口。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型智能电动锁装置的系统示意图；图2是本实用新型装置的电原理图，其中图2－1展示单片机P1、P3端口的对外连接关系，图2－2展示同一单片机的P2端口以及振荡、复位等端口的对外连接关系；图3是本实用新型装置的供电原理图；图4为
图1上的键盘1外观示意图；图5是
图1上控制板46的板面布置示意图；图6为本实用新型装置中单片机所用软件程序流程图。
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述本实用新型的智能电动锁装置如
图1所示，包括键盘1、电话线2、电动锁3、控制箱4和连接电缆5，键盘1借助电缆51、电话线2借助电缆52、电动锁3借助电缆53，一齐连接至控制箱4；电动锁3内装有门状态传感器31；控制箱4内装有电源变压器41、电力变换电路42、主蓄电池43、备用电池44、扬声器45以及印刷电路板46，并且通过电缆54同电铃6连接；电路板46上装有单片微计算机461，见图2和图5，来自键盘1的连线从461的I／O口，例如P1输入；板46上用于电话振铃时提取复位电平的电路462、语言处理应答电路463、电话语言网络电路464和双音多频接收器465都连接至461的例如P2口，信号变送电路466、电源控制电路467以及各驱动电路468、语音告警电路469则连接到单片机461的例如P3口。
本实用新型电动锁装置的电源供给如图3所示，220伏交流电源进入控制箱4，首先经变压器T降压，经接插件X1到电路板46，由板上的二极管桥N1整流，电解电容C1滤波，得12.5伏直流，经电阻R1和二极管D2，并通过接插件X5对12伏主蓄电池43充电，同时经二极管D1连至电力晶体管V4和V5的发射极，为电动锁3的磁力线图32和继电器J1提供驱动电力。整流后的12.5伏直流电力还通过二极管D1、D4以及接插件X6，对低容量的12伏备用电池44充电。整流输出的或由蓄电池43、44提供的12伏直流电力另有一路经稳压集成电路N3变换为稳定的＋5伏电源，供给单片计算机461以及其它各电路466、467的用电。市电220伏交流中断时由主蓄电池43供电，可连继工作约100小时。备用电池44通过二极管D4接受充电，平时不能放电，但D4上并连有开关S1，当主电池43的电力耗尽，不足以激励磁力线圈32开锁时，可合上S1短路二极管D4，以投入备用电池44同主电池43并连供电，终于还可以最后开两次锁。投入备用电池44的开关S1装在键盘正面右侧下方。两组电池都耗尽而市电还不恢复，就只好用钥匙插入锁芯33开锁了。
本实用新型的电动锁装置使用80C51单片计算机系统控制，见图2。图中所述单片机用标号461表示，它的I／O(输入输出)端口的P1口，见图2－1，其中P1.0～P1.6借助电缆51中的7根线并经过接插件X7同键盘1相连，461内的ROM(只读存储器)，事先已将操作程序固化于其内，在该程序控制下通过这7根线不断对键盘1的12个按键进行扫描识别。P1.7是一输入口，461在程序控制下通过该端口读入初始化标志键S2的状态，按下S2，P1.7口接收“0”电平，表示单片机461需进行状态初始化，于是461将所有存储密码的内存单元都清为“0”，之后可作建立初始密码的操作。若S2没按下，P1.7口接收“1”电平，表示无需对461进行状态初始化。461通过P1.0～P1.6对键盘1的状态扫描时，若发现有任何一键按下，程序将控制它使P3口的P3.0从“1”变为“0”，再通过驱动器468中一个单元使发光二极管V9点亮，同时从P3口的P3.1送出2千赫芝的信号，通过468的另一单元使蜂鸣器H1发声，直到按下的键弹起为止。P3.4被用作输入端口，它接受门状态传感器31的信号，输入“1”表示关门状态，输入“0”表示开门状态。
信号变送电路466用于变送门状态传感器31的信号，包括晶体管V3和电阻R10至R12、电容C3以及二极管D6，V3的集电极接＋5伏供电源，发射极经R11同R12串连再并连C3的支路，再经D6接至单片机461的复位端RESET，V3基极经R10接至门状态传感器31的m3触点，门打开时，动触点m2接触静触点m3，V3饱和导通，正脉冲经C3、D6输入461，将其唤醒。461在程序控制下读P3.4输入的门状态信息，与内存中“建立告警”标志进行“与”操作，结果为“0”，461继续其睡眠状态，倘若结果为“1”，则461在程序控制下会令P3口的P3.3由“1”变为“0”，触发语音告警电路469通过驱动器468的一个单元令扬声器45作弱声告警，同时P3.3通过468的另一单元使V5饱和导通，于是继电器J1动作，其触点闭合220伏电铃电路，引发强声告警。
电源控制电路467包括两个极性相反的晶体管V1、V2，它们的基极分别通过电阻R2、R3，和V1的集电极一起接＋5伏供电源，V1的基极连V2的集电极，V2基极接单片机461的P3.5(15脚)，单片机461在工作状态，V1集电极输出控制电压Uco≈5伏供给除电动锁线圈32以外的各主要负截。在关门状态下，单片机461受程序控制，将键盘1输入的数码组同内存储器中已建立的密码逐一比较，若有相同数码组，461P3端口的P3.2由“1”变为“0”，通过驱动器468，晶体管V4饱和导通，电动锁3的线圈32励磁，吸动机械杠杆开门。P3端口的P3.2由“1”转换至“0”的持继时间为0.1秒，然后回复“1”电平。461在正常工作状态，P3.5呈现“1”电平，晶体管V2、V1饱和导通。当461要进入睡眠状态时，P3.5由“1”变为“0”，V2、V1截止，切断供电。此时整个装置的维持用电在1毫安以下。
如果来客按下门铃按键S3，电路板46上的语音门铃电路470的输入端IN将获得“0”电平，470的输出端OUT既输出“叮咚”语音信号，并通过驱动器468的一个单元使扬声器45发出声响。键盘1上的RESET键被按下，单片机461会从睡眠状态被唤醒并在程序控制下通过P1端口的P1.0～P1.6扫描所述键盘。键盘1上的REV键为修改密码的功能键，
键为一组密码输入完毕的功能键。
涉及单片机461的P2端口的电路，见图2－2，主要是提取复位电平的电路462、应答电路463、语言网络电路464和双音多频接收器465等。当电话线2送来振铃信号时，交变铃流经电缆52，通过继电器J2的动断触点j2－1、电容C9、电阻R14加在整流桥N2两端，稳压管W1将整流后的铃流稳定在5.1伏，并经电容C7和二极管D8触发单片机461的RESET端口，将其从睡眠状态唤醒。461在程序控制下读入P2.0的状态，若P2.0输入为“1”，可判定是被振铃信号唤醒，461会自动检查内存中“建立告警”标志，若为“1”，程序令P2端口的P2.1输出“1”，双触点继电器J2励磁，触点j2－1断开，j2－2闭合；如果内存中“建立告警”标志为“0”，程序会启动461中的计数器开始计数，10秒钟后P2.0端口仍为高电平“1”，P2.1端口也会输出“1”电平，P2.7端口在程序控制下从“1”变到“0”，语言处理应答电路463被触发，从其OUT端输出向制造商定制的例如“您好，请输入密码！”这样的应答语句。此语言信号从电话机语言网络电路464的TX1端口输入，再从其V＋端口输出至电话线2，主叫方就会听到“您好，请输入密码！”的应答，随后可立即用双音多频电话机输入密码。输入的双音多频密码信号从电话线2进入，经继电器J2的动合触点j2－2和电容C13、电阻R18至双音多频接收器465的输入端Ain，于是其DV端从“0”变为“1”。P2端口的P2.6接受程序控制下的扫描方式监视，如发现P2.6端口由“0”变为“1”，就会从P2.2～P2.5读入465的D1～D8端口的状态。此时D1～D8是16进制编码，在程序控制下461会将所述D1、D2、D4、D8的不同状态转换为相应的二进制数码标志存入内存储器中。例如，收到主叫方发来的“1100”即“＃”号，461会将收到的密码组与内存已建立的密码逐一比较，若有相同的密码组，见图2－1，其P3端口的P3.2由“1”变为“0”，线圈32励磁，门打开。接着，0.1秒后又回到“1”，同时P2.1端口从“1”变为“0”，激励双触点继电器J2吸合，触点j2－1闭合，j2－2断开，单片机461进入睡眠状态。
本实用新型电动锁装置是程序控制的，图6画出其所用软件程序的流程，这些程序已经都固化在所述装置单片计算机461的只读存储器ROM内。
本实用新型智能电动锁装置，功能全面、能耗低、维护方便、广泛适用于宾馆、招待所以及集体宿舍、住宅楼等场合。同现有技术相比，本实用新型具有的优点是1.能同时贮存28组6位数以下的密码，用其中任一组密码都可以开锁。住客走后，该组密码即可清除，十分有利于安全。
2.可以直接在键盘上修改上述28组密码中的任何一组，并可设置一组告警密码。出门时输入告警密码，若不用所设定的28组密码之一打开了门，会引发告警；3.试码告警、封锁键盘。如在键盘上连续输入三组错误密码，键盘会被封锁，同时有微声告警，20秒钟后恢复正常。如连续10次键盘被封锁，微声告警20秒钟，接着引发控制系统强声告警；4.电话线路连通所述电动锁装置，可用双音频电话机遥程输入密码，装置接收此密码且核对无误后，门即打开；5.交、直流双重供电。装置内有两组蓄电池，市电停供后可支持100小时正常工作，在极端情况下投入备用电池仍可最后开锁两次。
本实用新型电动锁装置所用元、器件的型号、参数如下单片微计算机80C51电话机语言网络电路MC34014双音多频接收器MC145436晶体管V1、V4、V5A940晶体管V2S9013晶体管V3S9015驱动器7407稳压集成电路N47805电阻R110欧电阻R2、R11～R132千欧电阻R320千欧····电容C16800微法／25伏···电容C130.1微法／250伏
权利要求1.一种智能电动锁装置，包括键盘(1)、电话线(2)、电动锁(3)、控制箱(4)和连接电缆(5)；键盘(1)借助电缆(51)、电话线(2)借助电缆(52)、电动锁(3)借助电缆(53)，一齐连接至控制箱(4)；其特征在于电动锁(3)内装有门状态传感器(31)；控制箱(4)内装有电源变压器(41)、电力变换电路(42)、主蓄电池(43)、备用电池(44)、扬声器(45)以及印刷电路板(46)，并且通过电缆(54)同电铃(6)连接；电路板(46)上装有单片微计算机(461)，来自键盘(1)的连线从(461)的I/O口，例如P1输入；板(46)上用于电话振铃时提取复位电平的电路(462)、语言处理应答电路(463)、电话语言网络电路(464)和双音多频接收器(465)都连接至(461)的例如P2口，信号变送电路(466)、电源控制电路(467)以及各驱动电路(468)、语音告警电路(469)则连接到单片机(461)的例如P3口。
2.按照权利要求1所述的智能电动锁装置，其特征在于所述备用电池(44)通过二极管D4接受充电，D4上并连有开关S1，当主电池(43)的电力耗尽，可合上S1短路二极管D4，以投入备用电池(44)同主电池(43)并连供电。
3.按照权利要求1所述的智能电动锁装置，其特征在于所述信号变送电路(466)包括晶体管V3和电阻R10至R12、电容C3以及二极管D6，V3的集电极接＋5伏供电源，发射极经R11同R12串连再并连C3的支路，再经D6接至单片机(461)的复位端RESET，V3基极经R10接至门状态传感器(31)的m3触点，门打开时，动触点m2接触静触点m3，V3饱和导通，正脉冲经C3、D6输入(461)，将其唤醒。
4.按照权利要求1所述的智能电动锁装置，其特征在于所述电源控制电路(467)包括两个极性相反的晶体管V1、V2，它们的基极分别通过电阻R2、R3，和V1的集电极一起接＋5伏供电源，V1的基极连V2的集电极，V2基极接单片机(461)的P3.5(15脚)，单片机(461)在工作状态，V1集电极输出控制电压Uco≈5伏供给除电动锁线圈(32)以外的各主要负载，当(461)处于睡眠状态时，V1截止，切断供电。
5.按照权利要求1所述的智能电动锁装置，其特征在于所述门状态传感器(31)是通常的自复位微动开关。
专利摘要智能电动锁装置，包括键盘1、电话线2、电动锁3、控制箱4和连接电缆5。电动锁3内装有门状态传感器31，控制箱4内装有主蓄电池43和印刷电路板46，电路板46上装有单片微计算机461。这种电动锁装置是程序控制的，能同时贮存28组6位数以下的密码，用其中任一组密码都可以开锁。可以现场操作，也可用电话遥控操作。可以设置一组告警密码，还能拥有试码告警、封锁键盘等功能。该装置功能全面、能耗低、维护方便、广泛适用于宾馆、招待所及集体宿舍、住宅楼等场合。
文档编号E05B47/00GK2181546SQ9420100
公开日1994年11月2日 申请日期1994年1月7日 优先权日1994年1月7日
发明者蔡锘 申请人:蔡锘