專利名稱：數(shù)字射頻門鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用單片機(jī)智能控制的數(shù)字射頻門鎖。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上被廣泛使用的門禁卡基本上為非接觸式卡，不使用電池，屬于無源卡范疇，制造成本低擁有良好的加密性能，而且有相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以遵循，技術(shù)成熟可靠。 但是就是因?yàn)楸仨氉裱欢ǖ男袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這些無源卡的工作模式、通信鏈路、數(shù)據(jù)保存格式等是公開的，存在被惡意入侵的途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用單片機(jī)設(shè)計(jì)，抗干擾能力強(qiáng)，安全性高的數(shù)字射頻門鎖。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種數(shù)字射頻門鎖，包括鑰匙卡和與其對(duì)配的門鎖主機(jī)，
所述的鑰匙卡包括控制模塊，與該控制模塊連接的射頻通信芯片，為所述控制模塊和射頻通信芯片提供電源的電源模塊；
所述的門鎖主機(jī)包括主控制板、聲控開關(guān)、電磁門鎖以及為上述模塊提供電源的電源模塊，所述的主控制板包括單片機(jī)控制模塊、射頻通信芯片、存貯器和有線串行通信芯片。所述的鑰匙卡上的電源模塊采用電壓為3V、容量為225mAh的CR2032LiMn電池供 H1^ ο所述的鑰匙卡以及門鎖主機(jī)上的射頻通信芯片選用nRF905。所述鑰匙卡上的控制模塊選用MSP430F2001單片機(jī)。所述的門鎖主機(jī)上的電源模塊為外接12VDC電源。所述的門鎖主機(jī)上的單片機(jī)控制模塊選用STC5A56S2單片機(jī)。所述的存貯器選用ATMC02B。所述的有線串行通信芯片采用MAX485。由于上述技術(shù)方案的采用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)因?yàn)橛辛诉@么多的頻點(diǎn)、地址供選擇，因此，鑰匙卡發(fā)生重碼的可能性為0 ；由于雙方配置的發(fā)射功率小， 僅為_2dBm，而且鑰匙卡的天線為PCB性質(zhì)，為非50歐姆阻抗匹配天線，因此實(shí)際發(fā)射功率更小，與門鎖主機(jī)的有效通信距離不超過1. 5米，并可根據(jù)需要調(diào)整，因而發(fā)生無線信號(hào)數(shù)據(jù)干擾及泄露的可能性也極低；如果鑰匙卡丟失，因?yàn)闆]有門鎖主機(jī)的指令，鑰匙卡不會(huì)主動(dòng)向外透露任何數(shù)據(jù)。本數(shù)字射頻門鎖中所使用的鑰匙卡首先可以通過軟件實(shí)現(xiàn)通信的可靠加密，其次，因?yàn)椴恍枰紤]標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，通信協(xié)議定制，外界無法獲取入侵的有效途徑，因而通信的安全性能更高。


圖1為鑰匙卡電路圖； 圖2為門鎖主機(jī)電路圖； 圖3為電源電路圖4為有限串行通信芯片電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，鑰匙卡的電源模塊3由電壓為3V、容量為225mAh的CR2032LiMn電池供電，射頻通信芯片2選用nRF905，控制模塊1的核心為單片機(jī)，優(yōu)選用MSP430F2001。一般情況下，鑰匙卡上的電源按鍵處于斷開狀態(tài)，因而鑰匙卡不工作，此時(shí)鑰匙卡的耗電可以忽略；按下鑰匙卡上的按鍵，鑰匙卡即開始工作；一開始鑰匙卡處于射頻無線信號(hào)等待接收狀態(tài)，如果此時(shí)收到符合鑰匙卡配置的射頻無線信號(hào)，MSP430F2001即可讀出該數(shù)據(jù)，如果該數(shù)據(jù)經(jīng)過判別是門鎖主機(jī)給的指令碼，則鑰匙卡進(jìn)入射頻無線發(fā)射狀態(tài)，將自己的卡號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給程序設(shè)定的門鎖主機(jī)；完成發(fā)送后，又進(jìn)入到等待接收狀態(tài)；如果此過程中松開按鍵，則鑰匙卡因?yàn)閿嚯姸Ｖ构ぷ?。如圖2所示，門鎖主機(jī)由主控制板、聲控開關(guān)4、電磁門鎖5組成，主控制板上的單片機(jī)控制模塊6，其單片機(jī)STC12C5A56S2為門鎖主機(jī)的控制核心。聲控開關(guān)信號(hào)接主控制板上的接線端子Jl,由單片機(jī)STC12C5A56S2的P0. 0負(fù)責(zé)采集；STC12C5A56S2的P0. 1 負(fù)責(zé)控制繼電器K6，K6的常開結(jié)點(diǎn)經(jīng)接線端子J114控制電磁門鎖的開和關(guān)；主控板上的射頻通信芯片7選用nRF905，射頻通信芯片nRF905及一些外圍的電子元件一起安裝在一塊小PCB板上，構(gòu)成射頻通信模塊，該模塊安裝在主控制板上的雙排針座JPl上，單片機(jī) STC12C5A56S2 的 Pl 口(Ρ1·0、Ρ1· 1、Ρ1· 2、Ρ1· 3、Ρ1· 4、Ρ1· 5、Ρ1· 6、Ρ1· 7)和 Ρ3· 2 經(jīng) JPl 負(fù)責(zé)對(duì)射頻通信模塊的操作；單片機(jī)STC12C5A56S2的Ρ3. 4、Ρ3. 5、Ρ3. 6負(fù)責(zé)對(duì)存儲(chǔ)器8數(shù)據(jù)芯片AT24C02B的讀寫操作；單片機(jī)STC12C5A56S2的Ρ2. 7、Ρ3. 0、Ρ3. 1經(jīng)光電隔離后與有線串行通信芯片10，ΜΑΧ485構(gòu)成連接關(guān)系，數(shù)據(jù)由ΜΑΧ485負(fù)責(zé)收發(fā)，如圖4所示。門鎖主機(jī)采用12V鉛酸電池供電，自帶充電器(接220VAC)，12V直流電分別給聲控開關(guān)、電磁門鎖及主控制板供電，主控制板上使用2塊12V/5V的DC/DC隔離轉(zhuǎn)換電源模塊，一路給MAX485 串行通信電路供電，另一路給主控制板上的單片機(jī)工作系統(tǒng)供電。如圖5所示。門鎖主機(jī)在使用前，需要使用電腦經(jīng)串行通信口下載鑰匙卡號(hào)碼保存在存儲(chǔ)芯片ATMC02B內(nèi)。平時(shí)的門控主機(jī)處于等待狀態(tài)，如果經(jīng)MAX485收到電腦指令，則可更新ATMC02B中的鑰匙卡號(hào)碼；通常在有人來到門前，因?yàn)槁曧懚|發(fā)聲控開關(guān)后，聲控開關(guān)的信號(hào)輸出結(jié)點(diǎn)會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)保持閉合，主控制機(jī)上的單片機(jī)獲得這一信號(hào)后，即控制nRF905工作；先耗費(fèi)大約 0. 01秒發(fā)送一條無線指令出來，發(fā)送完后就等待接收鑰匙卡的應(yīng)答數(shù)據(jù)，如果在0. 99秒內(nèi)沒有收到，則接著發(fā)送指令，完成后再等待；如果在此期間收到鑰匙卡的應(yīng)答數(shù)據(jù)，則立刻將鑰匙卡的號(hào)碼與存儲(chǔ)在ATMC02B中的號(hào)碼比對(duì)，如果比對(duì)成功，則打開電磁門鎖，如果失敗則忽略該號(hào)碼；聲控開關(guān)信號(hào)結(jié)點(diǎn)在延時(shí)斷開后，門控主機(jī)又進(jìn)入等待狀態(tài)。鑰匙卡和門鎖主機(jī)的無線通信所使用的頻段為ISM (工業(yè)、科研、醫(yī)療)頻段中的 433M部分，共256個(gè)可用頻道，具體的頻點(diǎn)由nRF905的寄存器配置決定；不管是鑰匙卡還是門鎖主機(jī)，由nRF905配置的地址均為4個(gè)字節(jié)，即2進(jìn)制的32位，共有多達(dá)4294967296 個(gè)地址供使用；鑰匙卡的編號(hào)為2個(gè)字節(jié)，即從0到65535 ；雙方的無線發(fā)射功率均設(shè)為-2dBm ；通信時(shí)的有效數(shù)據(jù)為3個(gè)字節(jié)，對(duì)門鎖主機(jī)來講，發(fā)送給鑰匙卡的前2個(gè)字節(jié)是指令碼(0x01,0x01)，第3個(gè)字節(jié)是異或校驗(yàn)碼，對(duì)鑰匙卡來講，應(yīng)答給門鎖主機(jī)的有效數(shù)據(jù)的前2個(gè)字節(jié)是鑰匙卡編號(hào)，第3個(gè)字節(jié)是異或校驗(yàn)碼。鑰匙卡和門鎖主機(jī)要正常通信的前提是雙方的無線通信的協(xié)議配置要一致。 上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字射頻門鎖，其特征在于包括鑰匙卡和與其對(duì)配的門鎖主機(jī)，所述的鑰匙卡包括控制模塊(1)，與該控制模塊(1)連接的射頻通信芯片(2)，為所述控制模塊(1)和射頻通信芯片(2 )提供電源的電源模塊(3 )；所述的門鎖主機(jī)包括主控制板、聲控開關(guān)(4)、電磁門鎖(5)以及為上述模塊提供電源的電源模塊(9)，所述的主控制板包括單片機(jī)控制模塊(6)、射頻通信芯片(7)、存貯器(8) 和有線串行通信芯片(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字射頻門鎖，其特征在于所述的鑰匙卡上的電源模塊(3) 采用電壓為3V、容量為225mAh的CR2032LiMn電池供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字射頻門鎖，其特征在于所述的鑰匙卡以及門鎖主機(jī)上的射頻通信芯片(2、7)選用nRF905。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字射頻門鎖，其特征在于所述鑰匙卡上的控制模塊(1)選用MSP430F2001單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字射頻門鎖，其特征在于所述的門鎖主機(jī)上的電源模塊 (9)為外接12VDC電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字射頻門鎖，其特征在于所述的門鎖主機(jī)上的單片機(jī)控制模塊(6)選用STC5A56S2單片機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字射頻門鎖，其特征在于所述的存貯器(8)選用 AT24C02B。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字射頻門鎖，其特征在于所述的有線串行通信芯片(10) 采用 MAX485。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字射頻門鎖，包括鑰匙卡和與其對(duì)配的門鎖主機(jī)，所述的鑰匙卡包括控制模塊，與該控制模塊連接的射頻通信芯片，為所述控制模塊和射頻通信芯片提供電源的電源模塊；所述的門鎖主機(jī)包括主控制板、聲控開關(guān)、電磁門鎖以及為上述模塊提供電源的電源模塊，所述的主控制板包括單片機(jī)控制模塊、射頻通信芯片、存貯器和有線串行通信芯片，該門鎖具有較強(qiáng)抗干擾能力，安全性高。
文檔編號(hào)G07C9/00GK102496197SQ201110400170
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者王穩(wěn), 苗現(xiàn)華 申請(qǐng)人:健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院