專利名稱：數字射頻門鎖的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用單片機智能控制的數字射頻門鎖。
背景技術：
目前市場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，而且有相關的行業標準可以遵循，技術成熟可靠。 但是就是因為必須遵循一定的行業標準，這些無源卡的工作模式、通信鏈路、數據保存格式等是公開的，存在被惡意入侵的途徑。

發明內容
本發明的目的在于提供一種采用單片機設計，抗干擾能力強，安全性高的數字射頻門鎖。為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是一種數字射頻門鎖，包括鑰匙卡和與其對配的門鎖主機，
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；
所述的門鎖主機包括主控制板、聲控開關、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。所述的門鎖主機上的電源模塊為外接12VDC電源。所述的門鎖主機上的單片機控制模塊選用STC5A56S2單片機。所述的存貯器選用ATMC02B。所述的有線串行通信芯片采用MAX485。由于上述技術方案的采用，本發明與現有技術相比，具有以下優點因為有了這么多的頻點、地址供選擇，因此，鑰匙卡發生重碼的可能性為0 ；由于雙方配置的發射功率小， 僅為_2dBm，而且鑰匙卡的天線為PCB性質，為非50歐姆阻抗匹配天線，因此實際發射功率更小，與門鎖主機的有效通信距離不超過1. 5米，并可根據需要調整，因而發生無線信號數據干擾及泄露的可能性也極低；如果鑰匙卡丟失，因為沒有門鎖主機的指令，鑰匙卡不會主動向外透露任何數據。本數字射頻門鎖中所使用的鑰匙卡首先可以通過軟件實現通信的可靠加密，其次，因為不需要考慮標準規范，通信協議定制，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，優選用MSP430F2001。一般情況下，鑰匙卡上的電源按鍵處于斷開狀態，因而鑰匙卡不工作，此時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等待接收狀態，如果此時收到符合鑰匙卡配置的射頻無線信號，MSP430F2001即可讀出該數據，如果該數據經過判別是門鎖主機給的指令碼，則鑰匙卡進入射頻無線發射狀態，將自己的卡號數據發送給程序設定的門鎖主機；完成發送后，又進入到等待接收狀態；如果此過程中松開按鍵，則鑰匙卡因為斷電而停止工作。如圖2所示，門鎖主機由主控制板、聲控開關4、電磁門鎖5組成，主控制板上的單片機控制模塊6，其單片機STC12C5A56S2為門鎖主機的控制核心。聲控開關信號接主控制板上的接線端子Jl,由單片機STC12C5A56S2的P0. 0負責采集；STC12C5A56S2的P0. 1 負責控制繼電器K6，K6的常開結點經接線端子J114控制電磁門鎖的開和關；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 STC12C5A56S2 的 Pl 口(Ρ1·0、Ρ1· 1、Ρ1· 2、Ρ1· 3、Ρ1· 4、Ρ1· 5、Ρ1· 6、Ρ1· 7)和 Ρ3· 2 經 JPl 負責對射頻通信模塊的操作；單片機STC12C5A56S2的Ρ3. 4、Ρ3. 5、Ρ3. 6負責對存儲器8數據芯片AT24C02B的讀寫操作；單片機STC12C5A56S2的Ρ2. 7、Ρ3. 0、Ρ3. 1經光電隔離后與有線串行通信芯片10，ΜΑΧ485構成連接關系，數據由ΜΑΧ485負責收發，如圖4所示。門鎖主機采用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、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工作系統供電。如圖5所示。門鎖主機在使用前，需要使用電腦經串行通信口下載鑰匙卡號碼保存在存儲芯片ATMC02B內。平時的門控主機處于等待狀態，如果經MAX485收到電腦指令，則可更新ATMC02B中的鑰匙卡號碼；通常在有人來到門前，因為聲響而觸發聲控開關后，聲控開關的信號輸出結點會在一段時間內保持閉合，主控制機上的單片機獲得這一信號后，即控制nRF905工作；先耗費大約 0. 01秒發送一條無線指令出來，發送完后就等待接收鑰匙卡的應答數據，如果在0. 99秒內沒有收到，則接著發送指令，完成后再等待；如果在此期間收到鑰匙卡的應答數據，則立刻將鑰匙卡的號碼與存儲在ATMC02B中的號碼比對，如果比對成功，則打開電磁門鎖，如果失敗則忽略該號碼；聲控開關信號結點在延時斷開后，門控主機又進入等待狀態。鑰匙卡和門鎖主機的無線通信所使用的頻段為ISM (工業、科研、醫療)頻段中的 433M部分，共256個可用頻道，具體的頻點由nRF905的寄存器配置決定；不管是鑰匙卡還是門鎖主機，由nRF905配置的地址均為4個字節，即2進制的32位，共有多達4294967296 個地址供使用；鑰匙卡的編號為2個字節，即從0到65535 ；雙方的無線發射功率均設為-2dBm ；通信時的有效數據為3個字節，對門鎖主機來講，發送給鑰匙卡的前2個字節是指令碼(0x01,0x01)，第3個字節是異或校驗碼，對鑰匙卡來講，應答給門鎖主機的有效數據的前2個字節是鑰匙卡編號，第3個字節是異或校驗碼。鑰匙卡和門鎖主機要正常通信的前提是雙方的無線通信的協議配置要一致。 上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種數字射頻門鎖，其特征在于包括鑰匙卡和與其對配的門鎖主機，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 )；所述的門鎖主機包括主控制板、聲控開關(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.根據權利要求1所述的數字射頻門鎖，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.根據權利要求1所述的數字射頻門鎖，其特征在于所述的鑰匙卡以及門鎖主機上的射頻通信芯片(2、7)選用nRF905。
4.根據權利要求1所述的數字射頻門鎖，其特征在于所述鑰匙卡上的控制模塊(1)選用MSP430F2001單片機。
5.根據權利要求1所述的數字射頻門鎖，其特征在于所述的門鎖主機上的電源模塊 (9)為外接12VDC電源。
6.根據權利要求1所述的數字射頻門鎖，其特征在于所述的門鎖主機上的單片機控制模塊(6)選用STC5A56S2單片機。
7.根據權利要求1所述的數字射頻門鎖，其特征在于所述的存貯器(8)選用 AT24C02B。
8.根據權利要求1所述的數字射頻門鎖，其特征在于所述的有線串行通信芯片(10) 采用 MAX485。
全文摘要
本發明涉及一種數字射頻門鎖，包括鑰匙卡和與其對配的門鎖主機，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；所述的門鎖主機包括主控制板、聲控開關、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，該門鎖具有較強抗干擾能力，安全性高。
文檔編號G07C9/00GK102496197SQ201110400170
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者王穩, 苗現華 申請人:健雄職業技術學院