【正文】 hnology. This design puts forward a design of sound control electronic lock, which USES sound as the key to control the lock switch and realizes the function of keyless opening and locking, so as to facilitate people39。 Electronic lock。我國乃至世界鎖具的發(fā)展經(jīng)歷了幾百年時間，已經(jīng)進化成相對完善的結(jié)構(gòu)。但隨著科技的進步與發(fā)展，鎖具的形式更加多樣，結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，更難被破解。該鎖并非真正意義上的電子鎖。隨著電子技術(shù)的發(fā)展與加密技術(shù)的進步，新式的智能門鎖逐漸涌現(xiàn)出來。此類電子鎖的設(shè)計大大方便了人們的出行，人們出行不再需要攜帶大量的鑰匙，也不必再擔(dān)心因鑰匙丟失或忘記攜帶造成無法進門的情況發(fā)生。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀家庭防盜措施伴隨著家庭概念的產(chǎn)生而產(chǎn)生。才產(chǎn)生了鎖具，鎖具經(jīng)過了幾千年的發(fā)展。從第一只鎖具誕生到今天本所的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了成百上千年的時間。第一次鎖具由中國人發(fā)明。使得國外的防盜措施的防盜水平也越來越高。國外科技依舊在不斷發(fā)展之中，國外的防盜水平也將越來越高。隨著外國技術(shù)的涌入中國的防盜系統(tǒng)也在跟隨世界的變化而更新。大部分家庭依舊使用傳統(tǒng)的機械防盜鎖作為自家的防盜系統(tǒng)而國外的電子系統(tǒng)尚未普及。將逐步追趕世界水平并不斷進步達到跟世界水平相同的層次。本論文將對該聲控電子鎖的功能與實現(xiàn)結(jié)構(gòu)進行分析，分析實現(xiàn)聲控電子鎖應(yīng)具有的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的硬件單元包含中央控制器，本設(shè)計將對中央控制器的控制電路，電源電路，接口電路等電路進行設(shè)計。完成硬件電路設(shè)計之后，本設(shè)計將對系統(tǒng)地軟件程序進行設(shè)計，軟件程序包含聲音傳感程序，顯示程序，密碼判斷程序，系統(tǒng)加密程序等諸多程序組成，本設(shè)計將在完成系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與軟件程序設(shè)計后，購買相關(guān)實際電子元器件等，對實際電路進行組裝，并對實物進行調(diào)試，完成本設(shè)計的所有設(shè)計功能。（1）聲音密碼控制功能：系統(tǒng)通過一定的聲音密碼對整個系統(tǒng)進行控制，系統(tǒng)能夠識別聲音數(shù)據(jù)，并對聲音密碼進行記錄，通過有聲與無聲兩種方式，對密碼進行錄入，當錄入的密碼正確時，系統(tǒng)可將門鎖打開，錯誤時，不打開門鎖，以此來替代傳統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)。（3）報警功能：當用戶輸入密碼錯誤次數(shù)過多時，系統(tǒng)能夠提供報警功能，報警功能包括聲音報警與光報警，報警存在的意義為若為外人闖入，報警聲能夠震懾罪犯，阻止其闖入，同時能夠吸引其他住戶的注意，阻止罪犯犯罪。圖21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 其中輸入設(shè)備為拾音器與功率放大器，拾音器作用為感知外界聲音，并轉(zhuǎn)換為電信號，由于拾音器的轉(zhuǎn)換功率較小，輸出功率不足以被中央控制器感知，因此需要與功率放大器配合使用，功率放大器負責(zé)對電信號進行放大，放大至單片機能夠識別的狀態(tài)，之后將聲音數(shù)據(jù)傳送至中央控制器，中央控制器為系統(tǒng)的核心，負責(zé)整個系統(tǒng)的運行。第三章 聲控電子鎖硬件設(shè)計 中央控制器設(shè)計中央控制電路是整個系統(tǒng)的核心，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，本設(shè)計選用Arduino控制器作為我們系統(tǒng)的核心，該控制器有眾多分支，我們使用最常用的Arduino Uno作為我們的控制器設(shè)計，其引腳多，技術(shù)成熟，適合長時間運行。該控制器共有14位數(shù)字引腳，6位模擬引腳，模擬引腳也具備數(shù)字信號輸入輸出功能，帶有一個串口，一個電源輸入引腳，其采用的控制芯片速度是普通51單片機的幾倍，擁有更加強大的控制能力。1數(shù)字信號輸入輸出引腳1號引腳，同時作為串口信號TX端。A0A5模擬信號輸入引腳，同時可兼用作數(shù)字信號輸入輸出引腳。IOREFIO引腳接口信號參考電壓。 在編寫程序?qū)σ_進行操作時，需先定義引腳功能，之后對引腳進行操作。LCD1602是非常常用的顯示器件，支持雙行顯示，每行16個字符，共計32個字符，常見的1602模塊如圖32所示：圖32 LCD1602模塊其支持4位傳輸模式與8位傳輸模式，可塑性大，通常LCD1602模塊都支持背光，其使用點陣液晶顯示板，每個字符占據(jù)5x11個點陣，共可顯示兩行，其支持ASCII碼顯示，自帶字庫，可直接輸送ASCII碼序號。這個指令不改變DDRAM 的內(nèi)容顯示開關(guān)控制0000001DCB[D=1: 整體顯示 ON]，[C=1: 游標ON]，[B=1:游標位置反白允許]進入模式設(shè)置00000001I/DSI/D=1，光標或閃爍向右移動，AC增加1。一行地址范圍00H~4FH,兩行DDRAM地址第一行00H~27H，第二行40H~67H,讀忙標志和地址01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0BF：忙標志位,BF=1，模塊正在進行內(nèi)部操作，此時模塊不接受任何外部指令和數(shù)據(jù)。 寫RAM指令10D7D6D5D4D3D2D1D0將數(shù)據(jù)D7D0寫入到內(nèi)部的RAM,將用戶自定義的字符寫入CGRAM中，D7~D5為000，D4~D0為5點的字模數(shù)據(jù)讀RAM指令11D7D6D5D4D3D2D1D0從內(nèi)部RAM讀取數(shù)據(jù)D7——D0其引腳圖如圖33所示：圖33 LCD1602引腳圖LCD1602共有16枚引腳組成，其中1號腳為電源地腳，2號腳為電源正極引腳，VCOM腳為對比度調(diào)節(jié)引腳，RS引腳為命令數(shù)據(jù)標志位，0為寫入指令，1為寫入數(shù)據(jù)，RW引腳為讀寫標志位，0為寫入，1為讀取，E為使能引腳，高電平有效，P00P07為數(shù)據(jù)命令復(fù)用引腳，共計8根，其運行在8位模式下需8位引腳，運行在4位模式下需P04P07四位引腳，BLA為背光引腳，BLA+為背光正，BLA為背光負。 聲音傳感器設(shè)計聲控電路通常采用駐極體話筒與相關(guān)檢測放大電路相結(jié)合的形式進行設(shè)計，駐極體話筒是一類聲音傳感器，負責(zé)感知外界聲音，并轉(zhuǎn)換成電信號，檢測電路在接收到該電信號后進行響應(yīng)，打開開關(guān)，實現(xiàn)聲音傳感，聲控開關(guān)總體結(jié)構(gòu)圖如圖34所示：圖 34 聲控電路結(jié)構(gòu)首先，聲音經(jīng)過駐極體話筒的轉(zhuǎn)化變成聲電信號，該聲電信號被送至下一級的放大電路中。駐極體話筒是一類聲音傳感器，其內(nèi)部有兩片相互間隔較近的金屬薄片組成，通常，其中一枚薄片為金屬制作，另一層為塑料膜狀片，片上涂有金屬涂料，在一枚金屬薄片上加有一高電壓，正電荷會在薄片上積累，因此，在薄膜上將會感應(yīng)出一低電壓，電子在薄膜上積累，當外界存在聲音時，聲音傳導(dǎo)至薄膜引起薄膜的震動，薄膜與金屬薄片之間的距離隨聲音的震動而發(fā)生不斷地變化，由于金屬薄片之間距離的變化，引起兩金屬片之間電容的改變，電容的變化引起薄片上存儲電荷的改變，由此產(chǎn)生一個變化的電壓，該電壓與聲音變化同步，實現(xiàn)了對聲音信號的采集。常見的運算放大器組成的放大電路如下圖所示。由于輸出電壓與同相輸入端輸入電壓相位相同，與反向輸入端輸入相位相反，因此，輸出由反相端輸入時，輸出端變回產(chǎn)生一個與原電壓電位相反的電壓，阻礙原電壓的放大，形成負反饋。如果實現(xiàn)更高的放大倍數(shù)，則需適當改變兩電阻的阻值。因此，在經(jīng)過上級放大之后，聲音信號已經(jīng)達到了一個較高的電壓，在經(jīng)過該給放大電路的放大，輸出電壓很容易觸碰到該電路的峰值輸出電壓，造成電路輸出一穩(wěn)定的高電壓，實現(xiàn)聲音的控制電路開啟。 int LCD1602_RW=11。 int DB[] = { 6, 7, 8, 9}。 digitalWrite( LCD1602_RS,LOW)。 //拉低rw引腳 digitalWrite( LCD1602_EN,LOW)。 0xf0。 i = 9。 0x80)。 } digitalWrite( LCD1602_EN,HIGH)。 //延時1us digitalWrite( LCD1602_EN,LOW)。 0x0f)4。 i = 9。 0x80)。