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摘要：随着人们生活水平的提高，科技的进步门锁这种历史悠久的以机械设计为基础的模式渐渐被电子智能门锁取代。在国外发达国家智能门锁的占有率已经达到80%，国内近些年才刚刚起步。而对于很多公共场所而言，电子门锁在频繁开启的情况下其待机续航时间是个问题，需要频繁更换电池或者给电池频繁充电。这样以来就降低电子锁的使用优势。
关键词：智能电子锁，阻尼发电，法拉电容，电压比较器。
那么能否在电子锁的易用性与长续航时间之间，让鱼跟熊掌兼得。这是一个值得深入思考的问题。
这就牵扯到机械发电结构与电子电路有机的结合起来形成一种依靠门锁扳手扳动的时候内部采用类似钟表发条的结构阻尼发电，平时电路板不供电。电子锁所是可以与正常的门锁一样用纯机械钥匙开启，这作为一种常规的开启模式予以保留。
常规的电子锁一般是由指纹密码与智能卡三种智能开启模式，这里首先考虑如果使用门把手阻尼发电的情况续航时间不会太长，而密码开启需要的操作时间较长，所以这里暂时不考虑密码这种模式。
首先设备需要一个电量指示灯，这个指示电量到达门限，电子锁可以正常工作。开启门锁首先用力扳动门把手，然后松开把手回位，这时候阻尼发电，发条带动发电机发电给法拉电容发电，电压到达一定的工作门限后，工作指示灯点亮。这时候如果使用指纹模块开启模式就将手指放在取指器上面，识别成功后电子马达开启门锁。如果使用智能卡开启的话就将卡放在识别区域，识别通过之后门锁正常开启。在每次发电主板能够正常工作的短时间内，终端询问网络主机是否增加或者删除智能卡白名单，以及是否更新指纹库，还有每次成功开锁要上报开锁人的对应身份信息作为记录。
设备的主板有以下功能部件组成：
1 从阻尼发电机构，最终引出发电机两根引线，经过整流桥变成直流，正极串接电感抑制电流突变，经过电感后吧超级电容并接在正负两端，超级电容后级用一个电压比较器与一片TL431（2.5基准源），当超级电容充电电压超过5V的时候，比较器输出控制一个MOS管
控制继电器的开启，光耦继电器的输出接一片3.3V的1117芯片，给整个单片机控制系统供电。实现前级超级电容充电门限超过5V的时候后级单片机系统开始供电工作。
2 单片机控制系统：本系统有一片TI2530带ZIGBEE 2.4G无线组网的单片机，外部由串口 ttl电平经过CD4052切换分别连接指纹模块与读卡模块。指纹模块还要占用单片机IO用以检测手指的存在。为降低功耗指纹模块与读卡模块的供电都要受控于单片机，由光耦继电器来开启，单片机使用两个io口要控制一个电机正反转的芯片，用以开启锁舌。单片机连接一个霍尔传感器读取门边上面的磁块信息判断开关门的状态。主板还有有一片IIC的存储芯片，用来存储开门记录以及IC卡的白名单记录等基础信息。每次瞬间上电门锁工作的时候都要与无线网络服务器通信一下，表示终端门锁现在处于上电工作状态，如果上传服务器心跳包后1秒内服务器没有回执信令就继续下面的工作，如果有进行信令解析，是否更改IC卡白名单，是否更新门锁相关参数等信息。
3 关于系统指纹库更新：门锁的门内部分要与主板系统的供电接口并接一个迷你USB接口作为设定指纹的手段，也是在主机板没有供电的时候提供一种外部供电的方式。在门锁的门内侧设计一个滑盖，滑盖内部打开有几个功能按键（分别是指纹录入，指纹库清除等）先把主机板通过USB连线供电，然后按下指纹录入按键，相应的手指要放在取指器窗口，录入成功蜂鸣器相应的声音提示。
4 IC卡白名单的更新，这个可以通过两种方法就是脱机更新与在线更新。脱机更新还是要用USB线供电，要有一张管理员卡，当设备上电时候先刷管理员卡当挺到相应的语音提示后在把要添加的放在读卡区域，天价成功再次语音提示。如果是在线更新的话服务器要等在每次上电的时候去下发更新白名单。
参考文献：
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[3]陈正荣，黄文飞，李永丰.门禁管理系统的技术探讨[J].决策与信息（中旬刊）
论文作者:曾克威
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：门锁论文; 指纹论文; 单片机论文; 阻尼论文; 电容论文; 放在论文; 模块论文; 《电力设备》2018年第4期论文;