新型电动自行车电瓶防盗装置的研究

王瑶王健张明远单正飞

（江南大学机械工程学院，江苏 无锡 214122）

引言

近年来，电动自行车迅速发展和普及，这有利于节能环保和促进低碳经济。然而，随着电动自行车的普及，电动自行车二手电瓶市场也变得越来越活跃，其中也不乏一些不法分子倒卖黑电瓶，扰乱社会秩序。通过研发一种电动自行车电瓶保护防盗装置，人们不必再担心电瓶会被猖獗的小偷盗走，不再害怕电瓶被偷而不敢骑电瓶车外出。如果该技术得以推广，会使电动自行车行业在新的领域有进一步的发展，这样有利于减少二氧化碳等温室气体的排放，促进环境保护，同时还可以促进密码防盗技术更广地应用于其他领域，更好地保护居民的人身和财产安全。

1 新型防盗装置简介

传统电动自行车电瓶防盗方法，着重在于机械式地把电瓶锁住，如图一所示，这会严重影响电动自行车美观，而且收效不大。市场上现在使用比较广泛的电动自行车电瓶保护方法是在电动自行车本身安装电池盒锁、链条锁或原子锁或者使用报警器、防盗平板。

图1 一般电瓶锁

国内在电动自行车电瓶保护技术还不是很成熟。国外大多采用报警、机械锁等方式。而高端汽车采用的密码防盗、指纹防盗等系统，在电动自行车中应用，价格过于昂贵，大大受到限制。

基于以上背景，利用单片机控制，可以研究一个防盗装置，使其不但可以完成锁本身的功能，还可以兼有多种功能，如记忆、识别、报警等。该装置采用灵巧的机构与合适的材料，结构简单，控制方便，防盗性能良好，而且制造成本较低。保障广大电动自行车用户电瓶安全，为社会治安贡献一份力量。

2 防盗装置机械结构

新型电动自行车电瓶锁防盗装置机械结构如图2所示。

面板1固定在电动自行车的电瓶盖上，替换原来的盖子，单片机控制电磁继电器，密码输入正确后，原来伸长的继电器缩回去，给运动扩大机构2一个运动，使得该机构解锁，然后通过旋转与旋钮相铆合的动作机构3打开电瓶锁。与电瓶锁原来的结构相比，本机构灵活、稳定、强度大。

图2 机械结构示意图

3 防盗装置控制部分

锁的控制部分主要由一个单片机控制继电器包括报警单元等组成。考虑到电瓶锁得成本还有其所实现的功能比较单一和固定，故采用价格比较便宜的AT89S51作为控制单元。

AT89S51是功耗低，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

控制电控板装在如图2所示的机构2、3的前面面板处，继电器装在控制电路前，继电器未通电（常态）时触电伸出，卡住2，从而使锁头不能缩回，也即锁打不开。当通过面板的键盘输入正确的密码后，继电器得电，触头缩回，旋转3，机构2即可缩回，锁即打开。原理图如下：

图3 控制部分原理框图

4 密码输入键盘设计

防盗机构采用的是图3所示的矩阵式按键键盘，由行线和列线组成，按键点在行列的交叉点上，方便控制，用户输入由键盘密码，输入完成按A键确认，键盘的每个按键功能在程序设计中设置。

图4 键盘设计

5 结语

电动自行车电瓶防盗装置具有硬件结构稳定、简单，软件易于开发，成本较低，安全可靠，操作方便等优点，能够很好保护用户电瓶。同时，还具有按键有效提示，输入错误提示，修改密码等多种功能。可在意外丢失密码的情况下随时修改密码，保密性能好，灵活度比较高，特别适合中低端电动自行车日常保护电瓶使用，经济实用，有助于维护社会治安。

[1]高海，郭红霞.基于AT89S51的密码锁设计[J].现代电子技术 2010(18).

[2]张迎新.单片机初级教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[3]郭海英.基于单片机的电子安全密码锁的设计[J].2005（13）.

[4]张铁，李琳，李杞仪主编.创新思维与设计[M].北京.国防工业出版社,2005.