一种感应式多功能防盗门锁的研究与实现

2016-04-14张哲彬

创新时代 2016年3期

张哲彬

我们知道，门锁是用来把门锁住以防止他人打开这个门的设备，它是千家万户的安全保障，使用时，需要有配套的钥匙才能打开。然而随着盗窃事件的不断发生，门锁的安全性受到了人们的关注，各种防盗门锁也应用而生。然而，目前市场上的普通防盗门锁，只是对原普通门锁的机械构造进行了局部改进，尽管增加了一定的安全性，但根本不能实现防盗及报警功能。所以，我设计的这种新型防盗门锁，有着广泛的应用前景，可以产生很好的社会效应和经济效益。

一、研究方法

首先笔者通过查阅相关资料、新闻报道，收集和整理了普通门锁现存的问题及危险因素；其次，对这些问题进行科学分析，找出解决这些问题的科学理论方法；再次，理论结合实际，借助现代化技术手段（传感器）实现这些功能；最后，制作出带有防盗报警、遗忘提醒等多功能的产品模型，并进入试用。研究方法流程（如图1）。

笔者经过查询资料得可知，目前普通门锁还欠缺的部分有：①如果有人在门外长时间站立，准备撬门而入，普通门锁无法报警；②钥匙经常遗忘在门上，使偷盗者有可乘之机；③晚上开门时，没有光源，无法确定锁孔位置。

二、功能分析

通过上述分析，我们不难发现，这些问题都是较为普遍存在的，也是需要着手解决的。因此，笔者特地请教了指导老师，咨询了工程技术人员，对问题进行逐一分析和解决，提出了本项目的基本思路和方案：

1.利用超声波测距收发一体模块，探测门锁周边（门外）、近距离（距离已在制作时设定）是否有人。

2.门外有人，系统记录其停留时间，若超过设定值（时间已在制作时设定），打开门锁周边的LED灯和蜂鸣器，启动报警。

3.通过压控开关，探知钥匙是否插入，超过设定时间（门外无人时），打开门锁周边的LED灯和蜂鸣器，启动防遗忘报警，从而提醒使用者。

4.利用光敏电阻感知光亮程度，当门锁周边环境较暗时，打开门锁周边的LED灯，启动照明。

三、科学原理

1.照明模块

打开电源开关，启动系统。超声测距装置探测近距离（已设定超声测定距离20cm）是否有人，若有人，光感电路启动，并自动判断周围光照程度，启动照明模块工作，锁孔周围的LED灯照亮，从而方便使用者将钥匙插入锁孔（如图2）。

2.防盗提醒模块

打开电源开关，启动系统。超声测距装置探测近距离（已设定超声测定距离20cm）是否有人，若有人，并停留了一定时间（已设定6秒），此时，若还未打开门锁或离开（移出测定距离），报警程序立即启动，开始发出响声，从而起到报警提醒和防盗的作用（如图3）。

3.钥匙防遗忘模块

打开电源开关，启动系统。钥匙插入锁孔，压控开关启动，同时超声测距装置探测近距离（已设定超声测定距离20cm）是否有人，若长时间无人（已设定6秒），钥匙防遗忘程序立即启动，开始发出报警声，提醒使用者及时拔走钥匙，以防遗忘（如图4）。

四、制作图纸

如图5所示，感应式多功能防盗门锁，包括门锁主体10、电源20、电路板30、钥匙孔装置40、光敏电阻50及蜂鸣器60，所述门锁主体10正面上设有一个拉手101，反面的电源20、光敏电阻50及蜂鸣器60通过导线和电路板30相连接，门锁主体10反面的电源20、钥匙孔装置40及蜂鸣器60之间通过导线相连接，光敏电阻50位于光敏孔501内，钥匙孔装置40上设置有一个压控开关401，钥匙孔装置40反面的钥匙孔402四周分布有四颗LED照明灯502，光敏电阻50与四颗LED照明灯502之间通过导线相连接；门锁主体10正面设有超声波测距孔602，蜂鸣器60位于蜂鸣孔601内，超声波测距孔602内的超声波测距装置与蜂鸣器60之间通过导线相连接。

五、制作过程

1.主要工具

万用表、电烙铁、工具钳、秆锥、胶枪、锯子等。

2.制作材料

木材、超声测距装置、电池、光敏电阻、蜂鸣器、LED灯、压控开关、导线、门锁、门把手等。

3.作品结构

由门锁主体、电源、超声波测距装置、集成电路板、压控开关、光敏电阻及蜂鸣器等部分组成。所有装置均设置在门体的背面，其中在门体上设置有多个孔，以便光敏电阻探测光亮程度，蜂鸣器向外传播以及超声波测距装置探测近距离是否有人等。

4.制作流程

（1）根据作品的要求，对木材进行适当裁剪，拼接成一个简单的房屋形状，并设计一个大小合适的门。

（2）在门上按作品要求分别挖出门锁孔、照明孔、光敏电阻孔和发声孔等，同时安装一个门把手。

（3）在电脑上将设置好的距离及时间数据通过软件写入芯片中，同时根据作品工作流程编制程序，同样写入芯片中。

（4）在门的反面上半部分安装超声测距装置、电池、光敏电阻、LED灯、蜂鸣器等，并用导线连接。