ARM9嵌入式控制的智能鎖的研究

蔡 彬

廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東廣州 510300

自嵌入式技術(shù)發(fā)展以來，使嵌入式系統(tǒng)迅速運(yùn)用在眾多設(shè)備中,產(chǎn)品化集約度高;例如將SOC應(yīng)用在汽車電子信息方面,技術(shù)發(fā)展目標(biāo)明確。此外，ARM具有性能高，但是其體積小，耗能低，以及代碼密度緊湊等優(yōu)點(diǎn)在全球知名度和認(rèn)可度都非常的高。在工業(yè)方面應(yīng)用的 AT91系列中32位微處理器，具有諸多外圍應(yīng)用接口和系統(tǒng)方面的接口，在片上和片外的存儲(chǔ)器上可以進(jìn)行靈活配置。為現(xiàn)在的工業(yè)需求解決了成本高的問題。

一、ARM9嵌入式

當(dāng)前，嵌入式技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，從航天科技到民用產(chǎn)品，嵌入式產(chǎn)品的身影無處不在，而這些嵌入式產(chǎn)品的核心——處理器決定了產(chǎn)品的市場(chǎng)和性能。在32位嵌入式處理器市場(chǎng)中，ARM處理器占有很大的份額。ARM不僅是一個(gè)公司、一種技術(shù)，也是一種經(jīng)營(yíng)理念，即由ARM公司提供核心技術(shù)，只出售芯片中的IP授權(quán)，采取了別具一格的“Chipless模式”(無芯片的芯片企業(yè))，不參與生產(chǎn)，而是由合作廠商去生產(chǎn)具體的芯片和產(chǎn)品。

（一）嵌入式智能鎖的類型

1.指紋鎖

在智能鎖市場(chǎng)尤其是家用智能鎖市場(chǎng)中最主要的類型就是指紋鎖，目前指紋鎖已經(jīng)受到廣泛關(guān)注和運(yùn)用。由于指紋鎖便捷、時(shí)尚又能保證安全的特點(diǎn)所以風(fēng)靡全球。目前指紋鎖一類是半導(dǎo)體指紋鎖，另一類是光學(xué)指紋鎖，半導(dǎo)體指紋鎖識(shí)別率高、速度快、體積小，安全；光學(xué)指紋頭技術(shù)更成熟，抗刮和耐污性稍好。市面上的指紋鎖一般同時(shí)兼具密碼、感應(yīng)、遙控等開啟方式。

2.電子密碼鎖

電子密碼鎖在中國(guó)市場(chǎng)上普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及歐美日韓流行，在國(guó)內(nèi)，主要運(yùn)用在辦公場(chǎng)所。雖然便捷時(shí)尚，但是缺點(diǎn)是要記住密碼，所以其發(fā)展規(guī)模不及指紋鎖龐大。比較適合于年輕人使用。

（二）嵌入式智能鎖控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)

該智能鎖控制系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)，LED數(shù)碼顯示管以及報(bào)警系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)可以在操作條件下完成自動(dòng)開鎖，超時(shí)報(bào)警等功能。

1.單片機(jī)系統(tǒng)

以ARM9為核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)，可以使用單片機(jī)的編程設(shè)計(jì)和I0端口，以及實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的控制，完成智能鎖的設(shè)計(jì)。具體做法是輸入口是利用單片機(jī)P1接口與鍵盤相連而完成，顯示部分是由P0與顯示器連接完成的。

2.LED顯示電路

不論是輸入密碼還是指紋識(shí)別，LED顯示電路，需要按鍵后便可以動(dòng)態(tài)顯示，接口1送數(shù)據(jù)，接口2顯示掃描，如果是密碼設(shè)計(jì)，第一次按鍵顯示第一位密碼，在第一位顯示器顯示，繼而第二位密碼由第二位顯示器顯示，直到第六位的密碼在第六個(gè)顯示器上顯示。按鍵完成確認(rèn)以后，后臺(tái)控制系統(tǒng)識(shí)別密碼，若密碼錯(cuò)誤，則顯示器清零并提醒重新輸入。

3.報(bào)警系統(tǒng)

當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤后，會(huì)產(chǎn)生一小段的報(bào)警當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)達(dá)到三次，報(bào)警系統(tǒng)便會(huì)一直處于報(bào)警中，報(bào)警系統(tǒng)的揚(yáng)聲器一直開啟。

4.LED顯示燈

當(dāng)輸入密碼有誤的時(shí)候，LED紅燈要亮起，此時(shí)從接口1.1輸出低電平進(jìn)行觸發(fā)，紅燈亮起，意圖是提醒密碼錯(cuò)誤，重新輸入。當(dāng)輸入密碼正確的時(shí)候，此時(shí)從接口1.2輸出低電平進(jìn)行觸發(fā)，綠燈亮起，提醒密碼輸入正確，繼而進(jìn)行開鎖。

二、嵌入式門禁鎖設(shè)計(jì)

在應(yīng)用最為廣泛的門禁鎖中，我們對(duì)智能門禁鎖進(jìn)行設(shè)計(jì)。該門禁鎖系統(tǒng)主要組成部分是控制器，讀卡器，電子控制鎖，門磁感應(yīng)，開關(guān)，識(shí)別，通信主機(jī)。其構(gòu)成圖如下：

圖1 門禁鎖系統(tǒng)構(gòu)成圖

該門禁智能鎖控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成有控制器、讀卡器、電子控制鎖，門磁卡和開關(guān)，以及識(shí)別卡等組成。其中門禁控制系統(tǒng)的核心是控制器，可以控制門鎖的所有操作?？刂泼钣芍鳈C(jī)發(fā)出，然后控制器記錄門鎖開關(guān)狀態(tài)以及記錄信息的傳達(dá)。

三、嵌入式門禁鎖的功能

嵌入式門禁鎖實(shí)現(xiàn)了多樣化的功能，如對(duì)小區(qū)進(jìn)出人員實(shí)現(xiàn)了門禁功能，必須進(jìn)行身份的識(shí)別，授權(quán)，才能進(jìn)出。對(duì)每個(gè)人，每棟樓，每個(gè)單元都設(shè)置了不同的權(quán)限。而且權(quán)限還分時(shí)段進(jìn)行。有權(quán)限的有效時(shí)間段，每天的有效次數(shù)。甚至可以通過輸入音頻進(jìn)行識(shí)別的音頻功能。另外關(guān)于其遙控功能目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化遙控。遙控器可以和電視、空調(diào)等共享遙控器。用戶可以不用挪動(dòng)腳步便可進(jìn)行開關(guān)門，當(dāng)有客人來訪時(shí)，直接使用遙控器，便可以開關(guān)門。

四、總結(jié)

近幾年，嵌入式技術(shù)成為熱點(diǎn)，其開發(fā)應(yīng)用的熱潮不斷。和ARM9芯片結(jié)合的嵌入式技術(shù)更是受到追捧。電子鎖是當(dāng)前智能家居的需要，保障了財(cái)產(chǎn)人身安全，更加便捷時(shí)尚。本文運(yùn)用的ARM9微處理器是32位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于傳統(tǒng)的8位處理器。將使智能鎖更加的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。