专利名称：智能数码控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能数码控制器。
背景技术：
安防行业进入中国已有20余年了，随着我国“全面小康”建设步伐的加快，随着国人知识层次和收入水平的提高，安全防范意识发生了根本的改变。加之科学技术的日新月异和计算机技术的全面普及，传统的人防——看家、护院和巡逻队，物防——高墙、护栏及防盗网正在逐步缩小其原有的行业领地，甚至最终退出行业舞台。而高科技的行业代表技防——多功能、多系统集成一体化防盗报警系统则正以不可名状的必然趋势渗入到现代生活中。
计算机技术的蓬勃发展，使基于条形码、磁卡、IC卡等技术的数字识别系统逐渐取代了人工识别，并被广泛应用于金融、电信、商业等领域，深刻影响着人们的日常生活。但是，条形码、磁卡、IC卡等构成的数字识别系统存在着携带不便、易受损坏、不能应用于恶劣环境等不足。随着半导体技术的发展，功能更强、可靠性更高的接触式IC卡成为主流。接触式IC卡的主要优点是卡片存储容量大，有比较完善的完全机制。采用智能数码控制器，可灵活地设定多种控制权限，防止非法复制，实现分级管理和分区域管理。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种智能数码控制器。
它具有控制芯片、控制芯片分别连接有钥匙数据接口、存储器、低压检测报警模块、驱动模块、应急充电电路、通道选择模块，钥匙数据接口与钥匙芯片相连接，驱动模块与直流电机\电磁铁相连接。
智能数码控制器融合了信息技术和电子技术。它采用新兴的单总线技术，通过电子钥匙瞬间碰触触点完成数据读写。该控制器应用广泛，既可以运用于门锁、保险柜等固定锁具，又可以用于安全要求比较高的阀门、控制箱等，作为内部的控制部分。
智能数码控制器的核心技术是基于电子钥匙的单总线技术，即通过一个多功能器来实现将数据线、地址线、控制线和电源线减为一根线，实现单线通讯。
作为一种新颖的智能化信息产品，相比传统产品它具有如下优点①不需外接线路，不需计算机网络，采用电池供电，平时处于节电模式，安装使用简单；②每个电子钥匙内部均固化有全球惟一的64位只读型标识号(ID)，排列顺序依次为分类号8位、系列号48位以及CRC码8位，永久保存，不会改变和丢失，并且具有自毁功能，无法仿制，保密性能好；③与市面上出售的同类产品不同，它将DS2401钥匙芯片做成普通钥匙的形状，不仅具有抗撞击、防水渍、耐腐蚀、抗磁扰、防折叠等显著特点，同时操作起来也更加方便顺手；④存取数据时采用接触方式，与触点轻轻一碰，瞬间即可完成数据信息的读写操作。它不易受环境的干扰，无钥匙孔，既具有非接触式IC卡的易操作性，又具有接触式IC卡的廉价性，具有高度的安全性、便捷性、可靠性。
图1是智能数码控制器结构示意图；图2是智能数码控制器主程序软件流程图；图3是智能数码控制器通道选择软件流程图；图4是智能数码控制器倒计时软件流程图；图5是智能数码控制器钥匙中断处理软件流程图；图6是智能数码控制器设置键中断软件流程图。
具体实施方式
智能数码控制器控制方案是CPU即控制芯片EM78P257AP通过触点读入正确钥匙的内部信息，发出控制信号经驱动模块放大之后驱动电机/电磁铁运转，带动终端控制对象。其附加功能还有子母钥匙管理(添加或者删除子钥匙)，欠压报警(供电电压低于阈值电压则报警提示)，低功耗睡眠(无外部事件触发时系统保持睡眠状态)，通道状态选择(选择电机为常开/常闭状态)，应急充电功能等。
其主要工作过程(如图1所示)为CPU通过与触点连接的导线识别出钥匙内部DS2401芯片内的识别编码，与已经存储在EEPROM中的钥匙编码进行比较，若一致则发出控制信号驱动电机或者电磁铁，以带动终端控制对象。CPU也能在特定的条件下记录特定的钥匙编码，达到主人自主更换钥匙的目的。部分电路模块(如图2所示)介绍如下钥匙数据接口当钥匙芯片与电路碰触时，控制芯片通过一根导线可以接收到外部钥匙芯片的数据。
低压检测报警模块利用三极管的开关特性和电阻的分压，将模拟量的大小简便地转换成数字信号，提供给单片机判断，其中阈值电压可以通过调节分压电阻阻值来进行设定。此方案电路简单、实现容易且低功耗、成本低。
驱动模块充分利用CPU的IO口线，由三极管控制并驱动双向直流电机，根据计算好的电平值与电机状态的对应关系，采用单片机软件实现控制过程。
应急充电电路在输入电源的两端并接有一2200uF的电解电容，当电池耗尽之后可用外加电池串接对电容进行充电，该电容充满之后可在短时间内向电路提供正常工作电压，供电机运转一次。
通道选择模块通道按钮与CPU口线相连，通过按钮的拨动可以变换输出高/低电平信号，提供给CPU，由软件再对通道状态进行处理。
控制芯片EM78P257AP主要性能工作电压范围2.3V到5.5V工作频率最高可达20MHz，当电源为3V时，RC振荡模式下最高频率为4MHz/2clks低功耗在5V/4MHz时小于1.5mA，睡眠模式下典型值为1uA内置RC振荡器(4MHz，1MHz，455KHz，32.768KHz)独立可编程WDT预除器80*8片内SRAM，通用寄存器2K*13片内ROM双向IO口8级堆栈供子程序嵌套8-bit实时钟计数器(TCC)，可选择信号源和触发边沿，有溢出中断5个独立中断源8个可编程上拉IO脚8个可编程漏极开路IO脚性价比高存储器AT24C01A-10SC-27主要性能工作电压范围2.7-5.5V
存储容量128*8bit接口双线串行I2C接口写数据时间最长10ms高可靠性一百万写次数，100年保存时间钥匙芯片DS2401主要性能工作电压范围2.8-6.0V全球唯一的64位光刻码(8位系列号，48位序列号，8位CRC校验码)TO-92封装挂起时零功耗一线制通讯，最高速度为16.3Kbit/s主要性能参数
软件流程微控制芯片内主程序的软件流程如图2所示，上电之后程序先进行系统及各个变量的初始化，之后若外部无事件触发，则程序进入睡眠模式，若有外部事件，如钥匙接触或者设置按钮按下，则唤醒睡眠，执行主程序。若设置键按下，则表示操作者将对钥匙权限进行设置，程序将进行相应的母钥匙/子钥匙的判断和处理；若是在正常工作状态，则程序对读入的钥匙信号进行判断，然后再发出相应的控制信号。
主循环期间所调用的通道选择模块(图3)、倒计时模块(图4)、钥匙中断处理模块(图5)和设置键模块(图6)程序流程分别介绍如下。
如图3所示，通过检测判断外部通道开关的闭合，发出相应信号控制电机为常开或者常闭状态。
如图4所示，利用微控制芯片内部的TCC计时功能，自动计算母钥匙两次接触触点的时间间隔，若计时时间到，则清除相应的标志位并禁止中断。如图5所示，钥匙信号接入芯片的中断，钥匙每接触触点一次，就产生一个中断信号来唤醒单片机，同时置标志位DS_SIGN，控制芯片再到相应管脚读入DS2401的数据。
如图6所示，设置键也利用了芯片的中断功能，当程序被唤醒后检测到是设置键按下，则记录一个标志位SET_SIGN为母钥匙设置标志，同时允许TCC中断，为子/母钥匙的时间判断做准备。
权利要求1.一种智能数码控制器，其特征在于它具有控制芯片、控制芯片分别连接有钥匙数据接口、存储器、低压检测报警模块、驱动模块、应急充电电路、通道选择模块，钥匙数据接口与钥匙芯片相连接，驱动模块与直流电机\电磁铁相连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能数码控制器，其特征在于所说的钥匙芯片采用DS2401钥匙芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种智能数码控制器。它具有控制芯片、控制芯片分别连接有钥匙数据接口、存储器、低压检测报警模块、驱动模块、应急充电电路、通道选择模块，钥匙数据接口与钥匙芯片相连接，驱动模块与直流电机/电磁铁相连接。智能数码控制器融合了信息技术和电子技术。它采用新兴的单总线技术，通过电子钥匙瞬间碰触触点完成数据读写，既具有非接触式IC卡的易操作性，又具有接触式IC卡的廉价性，具有高度的安全性、便捷性、可靠性。
文档编号G06F3/00GK2667555SQ200320122939
公开日2004年12月29日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者沈建民 申请人:浙江大学微系统有限公司