許多家庭中都會(huì)安裝保險(xiǎn)柜，可以把家里的錢財(cái)或者重要的文件鎖在保險(xiǎn)柜里，那么，密碼鎖是保險(xiǎn)柜的重要組成部分，沒(méi)有密碼鎖的保險(xiǎn)柜就形同虛設(shè)。很多人知道怎么打開密碼鎖，卻不知道保險(xiǎn)柜密碼鎖的結(jié)構(gòu)和工作原理，那么接下來(lái)，小編就來(lái)告訴大家保險(xiǎn)柜密碼鎖的結(jié)構(gòu)和工作原理。
多撥式
最簡(jiǎn)單的密碼鎖，常見於低安全設(shè)定的單車鎖，使用多個(gè)撥圈。每個(gè)圈的中間有凹位。鎖的中心的一條軸，上有數(shù)個(gè)凸出的齒，用來(lái)卡住撥圈。當(dāng)撥圈轉(zhuǎn)到正確的密碼組合，鎖便可以打開。這種鎖是最容易打開的。很多這類鎖根本無(wú)需知道密碼都能開啟。除非它的內(nèi)部組件造得完美無(wú)瑕，否則只要把軸向外拉，其中一個(gè)齒便會(huì)比其他更為拉緊撥圈。這時(shí)輪動(dòng)被拉緊的撥圈，直至聽到小小的「卡」聲，表示這個(gè)齒已進(jìn)入了正確的凹位。重覆這步驟，很快便可以把鎖打開。
轉(zhuǎn)盤式
用在掛鎖或匣萬(wàn)上的密碼鎖可以是只有一個(gè)轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤推動(dòng)背後數(shù)個(gè)平衡碟片或凸輪。習(xí)慣上，開啟這種鎖時(shí)先把轉(zhuǎn)盤順時(shí)針轉(zhuǎn)到第一個(gè)數(shù)字，然後反時(shí)針轉(zhuǎn)到第二個(gè)數(shù)字，如此直至最後一個(gè)數(shù)字。凸輪上通常有凹位，當(dāng)轉(zhuǎn)入正確的密碼後，各位成一直線，鎖便可以打開。
這種密碼鎖較為安全，但亦非全無(wú)缺點(diǎn)。例如，部分密碼掛鎖可以拉緊鎖頭，然後轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤直至不能再動(dòng)，這樣便能把密碼找出。亦有些轉(zhuǎn)盤密碼鎖的數(shù)字之間有特定關(guān)系，使到密碼的組合可能性大為降低。廉價(jià)的密碼掛鎖可以用特別的襯片打開，而無(wú)需使用密碼。
使用在匣萬(wàn)上的密碼鎖結(jié)構(gòu)較為嚴(yán)密。有經(jīng)驗(yàn)的鎖匠可以一面旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，一面使用聽筒小心聆聽鎖內(nèi)凸輪的聲音，判斷可能的密碼。
其他設(shè)計(jì)
有些門鎖上有一個(gè)數(shù)字鍵盤，開啟時(shí)按序鍵入一個(gè)數(shù)字系列。這種鎖是使用電子控制，常見於辦工室內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)是只要告訴員工密碼便可，無(wú)須復(fù)制鑰匙。不過(guò)，如果有人把密碼告訴外人，這鎖便形同虛設(shè)。因此這類密碼鎖的密碼需要經(jīng)常更換才可以。這種鎖有3——6位密碼，保密性極高。
2工作原理
基本原理
智能密碼鎖的系統(tǒng)由智能監(jiān)控器和電子鎖具組成。二者異地放置，。這里采用了線路復(fù)用技術(shù)，使電能供給和信息傳輸共用一根二芯電纜，提高了系統(tǒng)的可靠性、安全性。
智能監(jiān)控器的基本原理及組成框圖
智能監(jiān)控器的組成框圖，它由單片機(jī)、時(shí)鐘、鍵盤、LCD顯示器、存貯器、解調(diào)器、線路復(fù)用及監(jiān)測(cè)、A/D轉(zhuǎn)換、蜂鳴器等單元組成。主要完成與電子鎖具之間的通信、智能化分析及通信線路的安全監(jiān)測(cè)等功能。
在發(fā)送端，電子鎖具通過(guò)脈沖變壓器T將調(diào)制好的數(shù)據(jù)信號(hào)升壓后發(fā)送出去；在接收端，脈沖變壓器T將接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)降壓后送解調(diào)器，以減少載波信號(hào)在傳輸過(guò)程中的損耗。為了減少通信和供電之間的相互干擾，對(duì)扼流圈L、耦合電容C的選擇要綜合考慮。
設(shè)載波頻率fo=400kHz，為了保證絕大部分信號(hào)能量傳輸?shù)浇邮斩?，取L=33.7μH?C1=0.047μF。
監(jiān)視技術(shù)
為了防止通信線路的人為破壞和電磁執(zhí)行器因某種原因造成流過(guò)電磁線圈的電流過(guò)大而燒毀線圈，本文在智能密碼鎖設(shè)計(jì)中采用電流監(jiān)視技術(shù)。電流監(jiān)視器采用MAXIM公司生產(chǎn)的電流/電壓轉(zhuǎn)換芯片MAX471。該芯片能將被測(cè)電流I轉(zhuǎn)化成對(duì)地輸出電壓U，且有測(cè)量范圍大、精度高、輸出電壓U和被測(cè)電流I成正比等特點(diǎn)。電流監(jiān)視器輸出電壓送A/D轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)通過(guò)讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，獲知線路中電流的變化情況，通過(guò)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
處理技術(shù)
智能監(jiān)控器接收鎖具發(fā)來(lái)的狀態(tài)信息(其中包括鎖具的開啟、關(guān)閉、第一次密碼錯(cuò)、第二次密碼錯(cuò)、第三次密碼錯(cuò)等)、流過(guò)電磁執(zhí)行器線圈的電流值，并讀取該時(shí)刻通訊線路的供電電流值，三者結(jié)合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)塊，其中操作狀態(tài)占1個(gè)字節(jié)，供電電流占2個(gè)字節(jié)，線圈電流占2個(gè)字節(jié)。智能監(jiān)控器在與電子鎖具通信過(guò)程中，始終處于接收狀態(tài)。為了提高通信可靠性，本文在通信協(xié)議中采用重復(fù)發(fā)送的方式，電子鎖具對(duì)每一組數(shù)據(jù)重復(fù)發(fā)送5次，智能監(jiān)控器接收到這組數(shù)據(jù)后，采用大數(shù)譯碼定律糾錯(cuò)，保證了數(shù)據(jù)接收的準(zhǔn)確性。另外為了節(jié)約內(nèi)存需對(duì)接收到的數(shù)據(jù)采用預(yù)處理技術(shù)，即每接收到一個(gè)數(shù)據(jù)后，首先將該數(shù)據(jù)與設(shè)定的門限值比較，如果大于門限值，則發(fā)出超限報(bào)警；如果小于門限值，則將該數(shù)據(jù)與當(dāng)日接收到的同類數(shù)據(jù)比較，保留較大者。這樣每天存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為同類數(shù)據(jù)中的最大值，
智能分析
智能化分析與預(yù)測(cè)技術(shù)就是以每次接收到的數(shù)據(jù)塊為依據(jù)，與此前同類數(shù)據(jù)的記錄值作比較，分析該操作引起電流變化的大小及趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，并報(bào)告管理人員，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
系統(tǒng)軟件
智能密碼鎖軟件采用51系列單片機(jī)匯編語(yǔ)言對(duì)智能監(jiān)控器和電子鎖具分別編程。智能監(jiān)控器軟件包括鍵盤掃描和LCD顯示程序、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)程序、時(shí)鐘修改和讀取程序、數(shù)據(jù)通信與預(yù)處理程序、智能化分析程序及線路監(jiān)測(cè)程序等模塊。電子鎖具軟件包括鍵盤掃描與譯碼程序、LCD顯示程序、通信程序、電磁執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)程序、傳感器接口程序等模塊。軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中采用模塊化設(shè)計(jì)方法，便于程序的閱讀、調(diào)試和改進(jìn)。
智能密碼鎖充分利用了51系統(tǒng)單片機(jī)軟、硬件資源，引入了智能化分析功能，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。通過(guò)在某型號(hào)保險(xiǎn)柜安裝使用，受到用戶的歡迎。另外，智能密碼鎖在軟、硬件方面稍加改動(dòng)，便可構(gòu)成智能化的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)某一范圍內(nèi)的集中式監(jiān)控管理，在金融、保險(xiǎn)、軍事重地及其它安全防范領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
智能監(jiān)控器始終處于接收狀態(tài)，以固定的格式接收電子鎖具發(fā)來(lái)的報(bào)警信息和狀態(tài)信息。對(duì)于報(bào)警信息，則馬上通過(guò)LCD顯示器及蜂鳴器發(fā)出聲、光報(bào)警；對(duì)于狀態(tài)信息，則存入內(nèi)存，并與電子鎖具在此時(shí)刻以前的歷史狀態(tài)進(jìn)行比較，得出變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)未來(lái)的狀態(tài)變化，通過(guò)LCD顯示器向值班人員提供相應(yīng)信息，以供決策使用。智能監(jiān)控器與電子鎖具建立通信聯(lián)系的同時(shí)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)地監(jiān)視流過(guò)通信線路的供電電流的變化，有效地防止人為因素造成的破壞，保證了通信線路的暢通。
電子鎖具
電子鎖具的組成框圖，它也是以51系列單片機(jī)(AT89051)為核心，配以相應(yīng)硬件電路，完成密碼的設(shè)置、存貯、識(shí)別和顯示、驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器并檢測(cè)其驅(qū)動(dòng)電流值、接收傳感器送來(lái)的報(bào)警信號(hào)、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。
單片機(jī)接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，則驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器開鎖；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次；如果三次都不正確，則單片機(jī)通過(guò)通信線路向智能監(jiān)控器報(bào)警。單片機(jī)將每次開鎖操作和此時(shí)電磁執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給智能監(jiān)控器，同時(shí)將接收來(lái)自傳感器接口的報(bào)警信息也發(fā)送給智能監(jiān)控器，作為智能化分析的依據(jù)。
關(guān)鍵技術(shù)
為了提高智能密碼鎖的安全性、可靠性，本文除在器件選擇上采取措施(如采用低功耗、寬溫度范圍的器件)外，在設(shè)計(jì)中還采用了一些關(guān)鍵技術(shù)。
復(fù)用技術(shù)
智能監(jiān)控器和電子鎖具異地放置，智能監(jiān)控器供給電子鎖具所需的電源并接收其發(fā)送的報(bào)警信息和狀態(tài)信息。如果采用通信線路和供電線路分開的方式，勢(shì)必要增加電纜芯數(shù)，安全隱患增加。本文采用了線路復(fù)用技術(shù)，僅用一根二芯電纜，實(shí)現(xiàn)了供電和信息的傳輸。
了解了保險(xiǎn)柜密碼鎖的結(jié)構(gòu)和工作原理，買家們就對(duì)保險(xiǎn)柜有了進(jìn)一步的了解，就可以幫助買家們選擇適合自家的保險(xiǎn)柜密碼鎖，在開密碼鎖的時(shí)候就知道為什么要那樣子開。
