自行車(chē)自動(dòng)存管鎖的結(jié)構(gòu)特征

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0引言

自行車(chē)在我國(guó)是人們主要的交通工具，以往的自行車(chē)擁有者們主要采用攜帶式的鎖具來(lái)保障自行車(chē)的安全，但其效果相對(duì)較差，并不能很好的起到保護(hù)作用，時(shí)常發(fā)生連車(chē)帶鎖一起被偷的情況，而且這種存儲(chǔ)方式也帶來(lái)了一些資源的浪費(fèi)。有的人為了防止自行車(chē)被偷把自行車(chē)與周?chē)恍┕潭ǖ奈矬w鎖在一起，不僅影響了周?chē)沫h(huán)境，也給人們的生活帶來(lái)了諸多不便。隨著越來(lái)越多的自行車(chē)被盜的情況發(fā)生，怎樣解決這一社會(huì)頑疾成了大家關(guān)注的話(huà)題[1]。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們研制了一種自行車(chē)自動(dòng)存管鎖具。

1自行車(chē)自動(dòng)存管鎖具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

自行車(chē)種類(lèi)繁多,形狀各異,只是幾何尺寸有24、26、28等規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)[2]。因此設(shè)計(jì)自行車(chē)自動(dòng)存管鎖具應(yīng)適用于各種尺寸，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該裝置包括一個(gè)固定基座，基座上設(shè)置了一個(gè)立柱式密碼控制系統(tǒng)電子電路硬件柜，以及N個(gè)中空結(jié)構(gòu)立樁，在結(jié)構(gòu)立柱上部各安裝有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖桿，轉(zhuǎn)動(dòng)鎖桿位于結(jié)構(gòu)立柱內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)置有一個(gè)固定銷(xiāo)孔并與由機(jī)電執(zhí)行元件控制的銷(xiāo)軸配合。具體特點(diǎn)是：1）鎖車(chē)裝置的結(jié)構(gòu)件采用較大型的結(jié)構(gòu)型材，截面尺寸大、剛度和強(qiáng)度都非常高，鎖定裝置為電驅(qū)動(dòng)內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，極大地提高了防破壞性能2）每個(gè)存車(chē)單元由機(jī)座通過(guò)焊接固聯(lián)成組整體固定在地面上，從而更進(jìn)一步杜絕了連車(chē)帶鎖一起被盜的可能性3）在開(kāi)鎖方法上采用了目前最先進(jìn)的IC卡加計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，身份唯一、防盜開(kāi)鎖的能力強(qiáng)4）立柱式密碼控制系統(tǒng)中的密碼控制系統(tǒng)設(shè)有IC卡讀寫(xiě)器，該IC卡讀寫(xiě)器與單片機(jī)系統(tǒng)連接。單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)N個(gè)輸出端連接并控制N路機(jī)電執(zhí)行元件，同時(shí)通過(guò)N個(gè)輸入端接受N路機(jī)電執(zhí)行元件反饋的狀態(tài)信號(hào)。實(shí)現(xiàn)了多輛自行車(chē)同時(shí)存取，互不干擾。

2自行車(chē)自動(dòng)存管鎖具的控制系統(tǒng)

2.1鎖具的控制系統(tǒng)硬件組成

本系統(tǒng)由AT89S52為核心，借助IC卡的讀寫(xiě)模塊來(lái)完成對(duì)射頻卡的讀寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。射頻卡又稱(chēng)非接觸式IC卡、感應(yīng)卡，是近幾年普及的一項(xiàng)新技術(shù)，它是在CPU卡的基礎(chǔ)上增加了射頻收發(fā)電路，成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來(lái)，解決了無(wú)源(卡中無(wú)電源)和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破[3]。本系統(tǒng)通過(guò)按鍵電路與顯示電路完成對(duì)IC卡所存儲(chǔ)信息及其操作的指示，借助蜂鳴器來(lái)提示其操作完成，并結(jié)合AT89S52單片機(jī)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，從而完成對(duì)繼電器的控制，以此達(dá)到控制車(chē)鎖的目的。其控制系統(tǒng)組成如圖2所示。當(dāng)有IC卡進(jìn)入到指定的讀卡范圍內(nèi)會(huì)將本卡所存儲(chǔ)的信息傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)會(huì)對(duì)此卡所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行處理，并在顯示器上顯示此卡所要進(jìn)行的下一步的操作，顯示器采用HD7279A驅(qū)動(dòng)八位共陰極數(shù)碼管。HD7279A是一片具有串行接口，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8位共陰極數(shù)碼管的智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片，無(wú)需外圍電路，只需要外接少量的電阻等，即可構(gòu)成完善的接口電路[4]。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、操作方便。用戶(hù)通過(guò)對(duì)顯示器顯示的操作對(duì)本卡的信息進(jìn)行更改，單片機(jī)將更改后的信息存入存儲(chǔ)卡，存儲(chǔ)卡是IC卡的一種，是一種以可電擦除的可編程內(nèi)存（EEPROM）為核心的IC卡，能夠多次使用[5]。此時(shí)單片機(jī)同時(shí)對(duì)更改后的信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，隨后車(chē)鎖發(fā)出控制信號(hào)以此來(lái)達(dá)到控制車(chē)鎖開(kāi)關(guān)的目的。車(chē)鎖由繼電器、電磁鐵等部分組成，當(dāng)單片機(jī)給發(fā)出控制信號(hào)時(shí)，通過(guò)光耦控制電路控制繼電器的關(guān)斷，從而控制車(chē)鎖中得電磁鐵通入電壓的關(guān)斷，達(dá)到控制車(chē)鎖的目的。當(dāng)繼電器關(guān)斷時(shí)，電磁鐵輸入電壓關(guān)閉，車(chē)鎖閉合。當(dāng)繼電器導(dǎo)通時(shí)，電磁鐵輸入電壓導(dǎo)通，車(chē)鎖斷開(kāi)。

2.2鎖具的控制流程

自行車(chē)自動(dòng)存管鎖具操作起來(lái)非常容易，可靠性強(qiáng)，安全性高，其工作流程如圖3所示。當(dāng)用戶(hù)首次持卡存車(chē)時(shí)，存儲(chǔ)器并未記錄此卡信息，顯示器上只會(huì)顯示“存車(chē)”的操作步驟，此時(shí)用戶(hù)需先將自己的車(chē)子放在指定的空余車(chē)位上并將車(chē)鎖閉合放好，系統(tǒng)會(huì)給出開(kāi)啟的車(chē)位號(hào)，然后用戶(hù)再在顯示器上看自己的車(chē)位號(hào)是否與自己所放的位置號(hào)相同，檢查無(wú)誤后按確定鍵，此時(shí)單片機(jī)會(huì)將此卡的卡號(hào)等信息存入存儲(chǔ)器并向車(chē)鎖發(fā)出信號(hào)將車(chē)鎖閉合，此時(shí)用戶(hù)需人為檢查車(chē)鎖是否閉合，檢查無(wú)誤后方可離開(kāi)。當(dāng)有用戶(hù)存儲(chǔ)信息時(shí)，顯示器顯示“取車(chē)”，使用者按確定按鈕，系統(tǒng)給出與該射頻卡號(hào)連結(jié)的存車(chē)位號(hào)，使用者再次按確定按鈕系統(tǒng)便將此存車(chē)位打開(kāi)并將本存車(chē)位號(hào)與該射頻卡號(hào)的連結(jié)取消，表示此車(chē)位存有該卡號(hào)持有者的車(chē)子已被取走。當(dāng)有用戶(hù)存儲(chǔ)信息時(shí)，顯示器顯示“取車(chē)”，使用者按否定按鈕（“否”按鈕），則系統(tǒng)顯示“存車(chē)”，使用者按確定按鈕（表明使用者要再次存放另一輛車(chē)）系統(tǒng)給出一個(gè)空余存車(chē)位號(hào)，使用者按確定按鈕系統(tǒng)便將此空余存車(chē)位打開(kāi)并將本存車(chē)位號(hào)與該射頻卡號(hào)連結(jié)，表示此車(chē)位存入該卡號(hào)持有者的另一輛車(chē)子。

2.3鎖具控制軟件的流程

本系統(tǒng)由刷卡端模塊、管理端模塊、微控芯片控制模塊以及通信模塊成組[6]。其程序采用C51語(yǔ)言編寫(xiě)，通過(guò)Keil軟件進(jìn)行調(diào)試和仿真。為了直觀(guān)清楚，我們采用流程圖語(yǔ)言來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)控制程序流程，根據(jù)上述自行車(chē)自動(dòng)存管鎖具的系統(tǒng)工作流程，其控制程序流程如圖4所示。

3結(jié)束語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)存管鎖具以增強(qiáng)存車(chē)的安全性為出發(fā)點(diǎn)，融入了IC卡、單片機(jī)和電磁鐵，有較好的實(shí)際使用價(jià)值。通過(guò)IC卡存取自行車(chē)，實(shí)現(xiàn)了身份唯一性；利用單片機(jī)直接控制電磁鐵的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了快速開(kāi)鎖，節(jié)約了存取自行車(chē)的時(shí)間。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)操作的需要，運(yùn)行良好，取得了預(yù)期的成果。