专利名称：自行车防盗锁系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及锁具，具体涉及自行车、电动自行车的防盗锁，特别是在学校、居民区、 超市、广场、车站等集中存放自行车的公共场所使用的自行车防盗锁系统。
背景技术：
中国是举世闻名的自行车王国，自行车是城乡群众基本的代步交通工具。我国自行车社 会保有量为4.7亿辆，其中普通自行车为4.2亿辆，电动自行车为5000万辆。但是，随着 自行车数量的不断增多，近年来，盗窃自行车问题愈演愈烈，严重影响广大人民群众正常的 工作、生活秩序和安全感。据统计，近年全国每年被盗自行车近400万辆，其中电动自行车 70多万辆，经济损失超过20亿元。自行车被盗问题涉及千家万户，群众对此怨言颇多，社 会各界反映强烈，从一定程度上讲，这一问题己经成为群众"讲着烦、听着忧、想着堵"的 大事，成为社会各界十分关注的一个突出治安问题，成为社会治安的难点和热点。
目前，在学校、社区等具有大量自行车停放的地方，上述这些问题更加突出。车主为了 保证安全， 一般自行车都要配备两把传统的机械锁，锁车与开锁操作繁琐，而且在骑车的过 程中携带车锁极不方便，车锁成本高， 一般要达到自行车价格的1/5 — 1/10，最重要的是这 种机械式的车锁防盗性能并不理想，依然能被人将车和锁一起搬走，用户平均损失较大。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安全、方便的自行车防盗锁系统。 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是
自行车防盗锁系统，它包括计算机、多个单片机、多个车位机构；计算机与各单片机通 讯连接；车位机构包括设置在车位上的钢架、电控锁，电控锁固定在钢架上； 一个单片机控 制一个或多个电控锁。
上述方案中，车位机构还包括继电器，单片机通过继电器控制电控锁。
上述方案中，电控锁包括锁舌和锁头，锁头由电磁铁或电机驱动，电磁铁或电机的电源 由继电器控制。
上述方案中，电控锁还包括用于检测锁头状态的传感器，传感器的信号输出端与单片机 连接。
上述方案中，计算机通过无线或有线的方式与各单片机通讯连接。 与现有自行车防盗锁相比，本实用新型自行车防盗锁系统具有以下优点
1、 自行车防盗锁系统靠电子密钥(如密码、条形码、磁卡等)通过计算机控制存车、 取车，存取过程简单，安全性好，能够自动化控制，无需手动操作相应部件。
2、 防盗锁设置在车位上，无需携带。
3、 电控锁的结构简单，安全性、稳定性好。
4、 具有多个固定的自行车停车车位，车位可以给自行车上锁，集中存放自行车的公共场5、电控锁还包括用于检测锁头状态的传感器，传感器的输出信号通过单片机输入计算机，
为计算机监控电控锁状态和系统防盗报警创造条件。
本实用新型自行车防盗锁系统适用于摩托车、自行车、助动车。
图1为本实用新型实施例1的结构框图
图2为车位机构的结构示意图 图3为单片机的电路原理图 图4为车位机构使用状态的结构示意图 图5为本实用新型实施例2的结构框图具体实施方式
如图1所示的本实用新型自行车防盗锁系统实施例1,它包括计算机、多个单片机、多
个车位机构；计算机与各单片机通过总线通讯连接， 一个单片机控制一个电控锁。计算机硬 件部分包含显示屏、键盘、条码打印机、条码识别器等。计算机的密钥采用条形码。
计算机MCU可选用以8051为内核的STC89C58RD+。该型号主要性能为STC89C58RD+的 内部RAM为1280字节，Data Flash共58扇区，每扇区521字节。其读取方式为可单字节读 出，写入或修改方式为先整扇区读出，保存于RAM中，再整扇区擦除，最后单字节写入。读 一个字节、写一个字节、擦除一个扇区的时间大约分别为10us、 60us、 10ms。
为使修改某一记录所费时间最少，应使每一扇区所存字节数基本相等。现假设一个控制 终端中含1000个存车记录(即某控制终端共有1000个下辖车位同时存有自行车)，每个记 录为6字节。则平均每一扇区记录字节数为『1000*6/58=103.4字节，修改某一记录所费 时间约为t=10us*103. 4+10ms+60us*103. 4=17241. 4us，修改记录过程仅占用RAM字节数为 103.4字节。
上述时间及RAM花费均为系统可接受范围。若存车记录增加，时间及RAM花费将按比例 增加，但一般不会超出系统容许范围。
键盘常用控制键仅为存车键，但为增加用户可选的密码保护服务及方便工作人员操作， 键盘设计成4*4矩阵键盘。
为使控制界面更人性化，须使用液晶显示器对用户进行简单提示，如"请刷条形码"，"第 n车锁号车锁己打开，请存车"等。本系统选用的液晶显示器SMC1602，该显带汉字库，可 减轻编程人员负担；可显示4行共32个汉字，已满足使用要求。
为防止掉电造成系统瘫痪，系统备有备用电源。当市电正常时，系统使用市电，并为蓄 电池充电，当市电掉电时，通过继电器控制，将系统电源切换至备用电源。
如图2所示，车位机构包括设置在车位上的钢架1、电控锁，电控锁固定在钢架l上。 电控锁包括锁舌3、锁头4，锁头4由电机2驱动，锁舌3的一端通过销轴6与锁头座5铰 接，锁头座5与钢架1固定连接，销轴6处设有扭钜复位弹簧，使得锁舌3的常态为锁定状 态。一个车位设有一个电控锁，钢架1固定在地面上。用户锁车时，先到计算机刷条码，系 统会随机生成一个车位，用户将自行车推至车位处，用前轮7压开锁舌3，锁舌3弹回后会 自动锁死(如图4所示)。锁舌3可在水平面内180度摆动，锁头4为一矩形框，端面与锁 口面开口，可在垂面内转至-90度、0度、90度三种状态。转至-90度时，锁口面向里，机 构处于待锁车状态，锁舌可由自行车前轮向里压动。转至0度时，锁口面向下，机构处于锁 死状态，锁舌无法摆动。转至90度时，锁口面向外，机构处于待取车状态，锁舌可在用户 取车时随车轮向外摆动。
如图3所示，车位机构还包括继电器，单片机通过继电器控制电控锁，电机2的电源由 继电器控制。
电控锁还包括电控锁还包括用于检测锁头状态的传感器，传感器的信号输出端与单片机 连接。
图3中，单片机SST-8犯554RC通过MAX3088电平转换芯片与上位机——计算机通讯。 P2-5脚接一根导线做为用于检测锁头状态的传感器，导线的另一端与锁头连接，锁舌3由导 电金属制成。当锁舌3锁定(如图4所示，自行车的前轮7被锁舌3锁定)时，P2-5脚接通 过锁头、锁舌接地，P2-5为低电平，当锁舌3开启或被剪断时，锁头与锁舌断开，P2-5变 为高电平，从而实现对锁头状态的检测。
图中RES1与RES2为两个继电器，用来实现电机2的正反转。单片机的P2-7脚控制RES-1， P2-6脚控制RES-2。继电器选用GOODSKY的MI-SH-105L，最大允许电流可达IOA，满足小型 直流电机的要求。
本实用新型自行车防盗锁系统的计算机的工作过程简述如下
① .当无存取车任务时，液晶显示器提示用户刷条形码存取车，或按存车键存车。
② .当用户按下存车键时，系统视为临时用户提出存车申请。计算机动作流程为检査剩
余车位号——随机取出所剩车位号中的一个，对应一条码号存入Data Flash中——向单片 机发出待锁命令——收到单片机正常回复后打印条码，提示用户存车——收到单片机回复完 成锁车后，向控制计算机发送车位使用情况——结束存车过程。
③ .当用户刷条码时，计算机先检查Data Flash中有无该条码，若有，视为取车，若无， 视为固定用户存车。
若为取车，计算机动作流程为向条码对应车位号单片机发出开锁命令——提示用户取 车——收到单片机返回自行车已取出信息后，清除该用户记录——(若为固定用户取车，向 计算机发送固定用户取车信息)——向计算机发送车位使用情况——结束取车。
若为固定用户存车，计算机动作流程为检查剩余车位号——随机取出所剩车位号中的 一个，对应用户条码号存入Data Flash中——向单片机发出待锁命令——收到单片机正常 回复后打印条码，提示用户存车——收到单片机回复完成锁车后，存储固定用户存车信息及 车位使用情况——结束存车过程。
④ .当收到控制中心挂失命令时，找出对应条码并冻结，若收到该条码刷卡信号，提示用 户该条码已挂失，并将该信息发至控制中心⑤ .当收到控制中心更换条码命令时，将新条码替换旧条码，并将旧条码附加于该条记录 之后。若新条码刷卡，则视为正常取车，若旧条码刷卡，提示用户该条码己被更换。
⑥ .系统每5秒钟发出一次线路检査命令，若无法收到单片机回复，则视为线路故障，向 控制中心发出警报。
⑦ .当收到单片机发来车锁故障或车锁被撬信号时，鸣笛警报，并向保卫处服务模块及控 制中心发出警报。
本实用新型自行车防盗锁系统实施例1功能
针对当前自行车锁多为非固定式，容易被人将车和锁一起搬走，防盗效果不好，且智能 化程度较低，不便于统一管理的弊端，本实用新型自行车防盗锁系统实施例1包含以下功能-
1、 具有多个固定的自行车停车车位，车位可以给自行车上锁。
2、 多个自行车存车位共用一个控制终端，多个控制终端公用一个中心控制模块，各模块 之间能够实现半双工或全双工通信。
3、 可以实现对车位的24小时不间断监控，当有人非法取车时，向相关保卫人员报警。
4、 靠电子密钥存车、取车且存取过程简单，能够自动化控制，无需手动操作相应部件。
5、 具有完善的数据库，在存车人群相对固定的场所如学校、社区，可以给用户建立帐户， 每个用户分配一个固定电子密钥，而针对临时的用户，可以分配一次性的临时密钥。
6、 电子密钥的成本低廉，容易被使用群体接受。
7、 车区中心控制模块与总控制室要实现无线通信，以避免因有线连接导致的安全性降低、 灵活性变差、成本增加。
8、 系统稳定性好，安全性高，且应具有备用电源，以便在外部停电时仍可以继续使用。
9、 系统可以对车位数方便的进行扩展。
本实用新型自行车防盗锁系统实施例2，它包括计算机、多个单片机、多个车位机构； 计算机与各单片机通过总线通讯连接，它与本实用新型实施例1的主要区别在于它的一个 单片机要控制多个(一般为5 8个)车位机构，单片机与车位间采用RS485通讯协议进行 串行通讯。 一个单片机控制一个电控锁。计算机硬件部分应包含显示屏、键盘、条码打印机、 条码识别器等。计算机的密钥采用条形码。
本实用新型的锁头4也可由电磁铁驱动，电磁铁的电源由继电器控制。本实用新型的计 算机可通过无线或有线的方式与各单片机通讯连接。
权利要求1、自行车防盗锁系统，其特征在于它包括计算机、多个单片机、多个车位机构；计算机与各单片机通讯连接；车位机构包括设置在车位上的钢架(1)、电控锁，电控锁固定在钢架(1)上；一个单片机控制一个或多个电控锁。
2、 如权利要求l所述的自行车防盗锁系统，其特征在于车位机构还包括继电器，单片 机通过继电器控制电控锁。
3、 如权利要求2所述的自行车防盗锁系统，其特征在于电控锁包括锁舌(3)和锁头 (4)，锁头(4)由电磁铁或电机驱动，电磁铁或电机的电源由继电器控制。
4、 如权利要求2所述的自行车防盗锁系统，其特征在于电控锁还包括用于检测锁头状 态的传感器，传感器的信号输出端与单片机连接。
5、 如权利要求l所述的自行车防盗锁系统，其特征在于计算机通过无线或有线的方式 与各单片机通讯连接。
专利摘要本实用新型涉及自行车防盗锁系统，它包括计算机、多个单片机、多个车位机构；计算机与各单片机通讯连接；车位机构包括设置在车位上的钢架(1)、电控锁，电控锁固定在钢架(1)上；一个单片机控制一个或多个电控锁。本实用新型自行车防盗锁系统靠电子密钥(如密码、条形码、磁卡等)通过计算机控制存车、取车，存取过程简单，安全性好，能够自动化控制，无需手动操作相应部件。本实用新型的防盗锁设置在车位上，无需携带。
文档编号E05B49/00GK201288460SQ200820190580
公开日2009年8月12日 申请日期2008年9月1日 优先权日2008年9月1日
发明者硕 刘, 司匡书, 智 尚, 雪 李, 扬 杨 申请人:华中科技大学;刘 硕;尚 智;司匡书;杨 扬;李 雪