CN2327760Y - 防盗自动报警门锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及防盗自动报警门锁。它由锁体1、门开闭状态感应装置、门锁电路、报警装置组成。锁体1内的锁舌2和锁体1上分别设有感应源和感应头,感应头和门开闭状态感应装置的信号输出端通过门锁电路与报警装置信号输入端连接。当盗窃分子将门撬开或踢开时,门锁电路即可识别出门的开启是非法,报警装置即自动报警。

Description

防盗自动报警门锁

本实用新型涉及防盗门锁，特别是能自动报警防盗门锁。

目前人们通常使用的门锁为纯机械锁，这种锁在盗窃份子将门撬开或踢开时，均不能具备报警功能。

本实用新型的目的是，提供一种在门被撬开或踢开时，能自动报警的门锁。

为实现上述目的，本实用新型的解决方案为：它由锁体、门开闭状态感应装置、门锁电路、报警装置组成。门锁锁体内的锁舌和锁体上分别设有相互配套的感应头和感应源，感应头的输出端与门锁电路的门锁信号输入端连接，门开闭状态感应装置的输出端与门锁电路的门状态信号输入端连接，门锁电路的输出端与报警装置信号输入端连接。

当盗窃份子将门撬开或踢开时，门开闭状态感应装置感知门处于开启状态，而锁壳内的锁舌不会回退，锁舌和锁体上的感应源和感应头不会相互错位而产生脉冲信号，这时，门锁电路及控制电路即可识别出门的开启是被撬开或被踢开，门锁电路通过输出端向报警装置发出信号，报警装置即自动报警。

下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步详细说明。

图1为本实用新型门锁锁体1实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型门锁结构示意图。

图3为本实用新型门锁的门锁电路图。

图4为图3所示门锁电路工作原理方框图。

图5为本实用新型门锁的报警装置为多用电话机时的工作原理方框图。

图6为图5所示主控部分工作原理方框图。

图7为图6所示主控电路图。

图8为图7所示主控电路电话线路输入电路图。

图9为图5所示主电话机电路图。

图10为图5所示电源电路图。

图11为本实用新型门锁锁体1实施例2的结构示意图。

图12为本实用新型门锁锁体1实施例3的结构示意图。

如图1所示，锁体1内的锁舌2上设有一块遮光板4，与遮光板4对应位置设有一对红外线发射二极管5和接收二极管6，发射接收二极管5、6通过支架16与锁体1固定连接。

如图2所示，门的开闭状态感应装置由设在门框11上的遮光板12、设在门13上与遮光板12对应位置的红外线发射接收二极管14、15组成，红外线发射接收二极管14、15和门锁电路设置在电器盒3内，锁体1内的感应头输出端通过4根导线18与电器盒3内的门锁信号输入端连接，门开闭状态感应装置的信号输出端与门锁电路的门开闭状态信号输入端连接，门锁电路的信号输出端通过两根导线17与自动报警装置的信号输入端连接。(参见图7)

如图1所示锁体1的实施例1，它为三保险锁，锁体1内并排安装二对红外线发射二极管5和接收二板管6，在保险锁舌2上装有一块遮光板4，当保险锁舌2没有伸出时，二只接收管在发射管的照射下是导通的，当保险锁舌2依次伸出时，二只接收管先后被遮光板4遮挡一次，使二只接收管先后开关一次，这样就先后产生了两个脉冲，同理当锁头返回时也可先后获得两个脉冲，另外如图2所示，在门13上也装一对红外对管14、15，在门框11上装一片遮光板12，当门关上时，接收管截止产生一个脉冲，当门打开时，接收管导通又产生一个脉冲。如果将上述脉冲都直接送至单片机处理，将很难区分门及门锁的状态，为此还需将这些脉冲变换为不同的密码。变换后的密码可以是一串串的脉冲编码，也可以是双音多频讯号(DTMF)，为增加其可靠性，我们采用DTMF方式，将获得的4种DTMF讯号送至专用的DTMF解码电路转换为四位二进制编码，再由机内的单片机进行甄别，就能准确无误的分辨门的开启，关闭，保险锁头的一次伸出，或二次伸出及逆向返回等，对这些状态出现的先后顺序的逻辑判定，就可以正确识别合法的开关门状态还是非法的撬门入室，从而达到防盗报警的目的。

图3为门锁电路，U2-U5由时基电路555构成单稳态电路，其脉冲宽度均为30-40ms,U1为MK5087是DTMF拨号电路与U64069六反相器构成DTMF讯号发生器，当门关上时D2、N2截止，N1饱和导通，U3的3脚由低电平跳为高电平，使U1之C1端为高电平，又经U6:E反相后，使U1之R1端为低电平，由此U1产生DTMF讯号“1”，由其16脚经R21、R22、C5、R20、C20组成的滤波电路送至fd端去DTMF解码电路。当门打开时，D2、N2导通，U2的3脚由低电平跳变为高电平，使U1之C4端为高电平，又经U6:F反相后，U1之R3为低电平，由此U1产生DTMF讯号“C”，同理当保险锁头第一次伸出或退回时，U4的3脚电平变化使U1产生DTMF讯号“#”，当保险锁头第二次伸出或退回时，U5的3脚电平变化使U1产生DTMF讯号“5”，至此我们获得了4个不同的DTMF讯号，对其进行甄别就可正确无误的判定合法与非法的门的开启与关闭。

MK5087可以产生16个不同的DTMF讯号，在这里仅选用了“1”、“C”、“#”、“5”这4个，当然也可在其余中选用4个。这4个DTMF讯号分别对应的二进制编码是：(1)=0001,(C)=1111,(#)=1100,(5)=0101。图中N3,C1,R23构成模拟电感，以防止DTMF讯号被短路。

本装置中单片机选用MCS-51系列8751或AT89C51，二者除内部程序存储器构造不相同外，其余软硬件完全兼容，当上述4个讯号出现时，必须为其设置标志位，选用内部RAM区可位寻址的26H单元之33H-30H位，与之对应的状态(以下称变量)，DTMF讯号见表1：

表1

	关门	锁1	锁2	开门	变量名称
						序号	1	#	5	C	DTM F
33H	32H	31H	30H	位地址
					1		0	0	0	0
2	0	0	0	1
					3		0	0	1	0
4	0	0	1	1
					5		0	1	0	0
6	0	1	0	1
					7		0	1	1	0
8	0	1	1	1
					9		1	0	0	0
10	1	0	0	1
					11		1	0	1	0
12	1	0	1	1
					13		1	1	0	0
14	1	1	0	1
					15		1	1	1	0
16	1	1	1	1

在表1中变量发生置1，没有产生置0，锁舌逆向返回时表中锁头变量求反。这样可以得到16种组合，由序号1-16表示，可以看出序号1-8是我们不必考虑的，因为门还没关上，由序号9知：门已关上，但保险锁舌没有伸出，可以认为是合法，也可认为锁舌逆向退回门还没打开，这仍可认为为合法的。由序号10知：保险锁舌未伸出(或认为已逆向退回)虽已出现开门讯号，但可认为是用钥匙在正常开关门。由序号11、12可知，这两种情况不存在，因为保险锁舌没有第一次伸出，就不可能第二次伸出。由序号13、15可知，门已关上，序号13表示锁头伸出1次，序号15表示锁舌伸出2次，在这两种情况下，系统都将进入戒备状态。由序号14、16可知，发生非法撬门状态，系统立即进入报警工作，这是因为保险锁头还没有退回，已出现开门信号，当报警装置为自动报警电话时，报警程序是这样设置的，自动接通外线，依次自动拨打三个预先设定的电话号码，发出预先录下的语音，告知所在的居住地址，所发生的情况等。

为保证可靠性，在每个变量程序的入口都设置了一条指令，再次对输入的变量检测在程序结束后都将26H单元的内容，即各变量的标志位都存入可永久性保存的串行E²PROM中，当出现变量“C”时，即开门讯号，立即对存入在串行E²PROM中的数据进行判定，即可得出正确结果。各变量程序流程见图4。

见图5所示，电源，电话线输入回路，单片机主控电路装在一个外壳里。门锁电路一个外壳安装在门上。通话电路及拨号盘装于另一外壳中，手机放其上。分机为任一型号的其他电话机。这样布置是因为：1、本装置主要功能用于住宅防盗及紧急情况自动报警，要求报警装置放在隐密的地方，以防人为破坏，而电话主机放在明处，使用方便。这样即使明处的电话主机被破坏，隐密处的控制部分照样报警无误。2、本装置外接线多达十数根，如果全部直接与电话主机连接使用起来就显得笨重，不方便。

主控部份工作原理方框图见图6，电路图见图7，首先叙述各集成电路工作原理，4051是8路可寻址双向模拟开关，三位地址可选通8路输入中的某一路与一个双向口接通，一个片选端。2210O是16路交叉点模拟开关电路，4位地址码可使相对应的两路接通，1个片选端，1个数据端使开关通断。8870是双音多频解码电路，一个DTMF输入端，4位二进制码输出端，一个解码结束讯号端，可用于向单片机提出中断申请，一个数据输出控制端，可由单片机控制送出数据至总线，关闭时使4位数据线在总线上呈高阻态。MK5087是双音多频拨号电路，由单片机控制作自动拨号用。IS1420是永久性语音录放电路，可以断电保存语音，4位地址码可控制分段录放音及时间，录放时间最大20秒，有一个录音控制端及一个放音控制端。固定语音芯片，放音约5秒，一次性编程，放音内容：“您好！这里是录音电话，请简短留言”，一个控制端。24LC08B是串行E²PROM，二线串行接口，一个写保护端，8K位为4×256×8结构，因此可存储120个(1位)电话号码，具有停电记忆功能。

单片机8751使P34口工作在输入状态，依次改变4051的地址码，可先后检测主机叉簧，分机叉簧，线路1铃流，线路2铃流等变量。一旦上述四个变量出现低电平，单片机即作出相应的操作。在自动拨打电话时，必须识别拨号音，忙音，回铃音等讯号，由U9:A组成有源带通滤波器检出约450Hz的正弦讯号送至U9:B放大，再送至U2作限幅放大，整形，经4051选通送到T0口(P34)，将单片机中计数器T0设定为计数工作方式1，运行相关的程序就可分辨出上述三种讯号音之一。

主机被叫工作过程：当外线1出现铃流量，铃流讯号经图8中的C12,R14,Z4经bella1端子送至图7中的光耦合器OP2经bella2端子返回，使OP2的接收二极管导通，405J的X3端呈低电平。由于单片机是处于高速运行，所以会很快进入巡回检测程序的下述部份：

SETB P3.4    ：作好输入准备

MOV P1,#04H  ：使4051之X与X3连接

JNB P3.4,bel1:P3.4=0，转至bel1处理程序

ACALL TIM60  ：延时60ms

JNB P3.4,bel1：再次判P34是否等于零

在Bel1程序中根据使用者预先选定的振铃信号由P37送出，经U10:C模拟开关由图7中R25,C16送到INbellY端到图9中C38送至U2 555组成的单稳态电路，其脉宽约1.2秒，振铃讯号的第一个脉冲的下降沿使U2触发翻转，N3饱和导通，D1正极为低电位，免提通话电路U1 MC34018进入工作状态(平时处于休眠状态)，振铃讯号也经过C39→R34→C33送至U1内部放大器，经扬声器SP1发出振铃声约1秒。

主机被叫应答过程：当发出约1秒的振铃声后，程序会转去执行检测主机的叉簧状态。主机的叉簧电路是由图7中：+9V→OP4→R26→D2由INbellY端子至图9中INbellY端子，若使用手机应答经R40→SW1.1→SW1.2→地。若使用免提应答经R41→D4→N4→地，可见两种使用方法都可使OP4的接收二极管导通，4051的X2端为低电平，程序仍可如前述一样测得P3.4口为低电平。控制程序使P0.4口为高电平，图8中N6饱和导通，图8中的光耦合可控硅P04及光耦二极管P03导通，使它们的接收部份也随之导通，线路电流经极性判别电路B2→P04→P03→C8及R9、R10→T2→C10→B2返回，在经过隔离变压器T2时，在T2次级绕组产生讯号电压，经L1端送至图7中LINe1端至交叉点开关U122100的X2脚，控制程序还使U1之X2与Y0端接通经INatRx端子送至图9中对应端子(以下以手机通话为便叙述)，经R25→C20→U4:B→C22→R21→U4:D→N1→R18及C17→耳机SP2。送出话音：MIC2→C14→R22→U4:C→C23→R28→U4:A→N2集电极→INatRx端子去图7中U1之Y0脚→U1之X2脚→经LINe1至图8中T2次级→C11返回。这将在T2初级绕组两端产生讯号电压，经N4、N5放大后，由线路两端送出。至此完成了使用手机的送话与收话的过程。

在图9主电话机电路原理图中，键盘上有18个按键，二只发光指示二极管，16只按键分别产生0-9,*、#及A、B、C、D等16个双音多频讯号。由MK5087的16脚经R3、C1至INatRx端于图7中的U1之Y0端，程序根据需要，与其他的接点接通或断开。U1是专用免提通话电路，接收话音时由C21→U6:D→C25→U1的RX1端通过内部电路由扬声器SP1送出。发送话音时由MIC1经内部电路TXO端经U6:B→C43→R28送出，N2等组成相位平衡电路，用以消除侧音。U5 4027是双JK触发器，U5:A用作闭音功能：按下SW2，其Q端为高电平，使U6:C之3、4脚导通，N2发射极通过R51为高电平，使N2发射结反偏，N2本身截止，这样无论手机还是免提经U4:A送出的话音都被阻断，形成闭音，而对方送来的话音仍可接收。U5:B用作免提控制：按下SW3,U5:BQ端为高电平使4066之B、C两路开关分别接通，Q端为低电平，使D2正极为低电平，U1之18脚也为低电平，U1进入工作状态。在拨号时，MK5087之10脚产生高电平脉冲，使R50通过U6:A接入电路降低U4:D的放大量，达到拨号时耳机中弱音目的。

关于分机：由于外接的是一台普通的电话机，所以其连接回路与主机不同。在图10电源电路原理图中，AC48V经D4整流后三极滤波再经P1、P2组成的模拟电感经bv24端子送至图7中的BV24端经OP3至BV24dB端再送至图10中的BV24dB端接至JZ1的常闭触点经动触头至exrrel端子接分机，至此向分机提供48V直流电压。呼叫分机：控制程序使P0.3口置1，图10中的N1饱和导通，JZ1动触头与常开点连接，AC48V直接送至分机，使分机获得48V,50Hz的振铃讯号，由程序控制JZ1接通一秒，间歇三秒。分机应答：分机工作时，图7中的OP3接收二极管导通，使4051之X1端为低电平，同理如前所述单片机可测知分机进入工作状态，立即令P0.3口为零，停止振铃。分机的话音接收与发送也是经图7的BV24dB端经C19至U1的Y1端由程序控制与对应的接点接通。

在16只可用来产生DTMF讯号的按键中，自定义A、B、C、D等为功能键，分别是A键为贮存拨号(memory)简称M键，B键为警戒(watch)简称W键，C键为编程(PROGRamed)简称P键，D键为直接重拨(firsthand)简称F键。以上4键分别与其余0-9,*,#等键组合，产生组合DTMF讯号，单片机分别解出各种组合密码，程序就可执行相应的各种功能，表2列出录放音时所需操作各键。

             表2手动录放音按键表

按键	录音	放音
			第一段7秒	W、*、1	W、1
第二段3秒	W、*、2	W、2
			第三段3秒	W、*、3	W、3
第四段7秒	W、*、4	W、4

①住宅防盗，自动报警

当发生非法开门时，程序立即将P0.4口置1，由线路送来的拨号音经隔离变压器T2，送至图7中U1的X2端，X2端与其Y0端接通，经R19,C10等进入U9、U2组成的有源带通滤波及放大电路，由U2的3脚经R10送至4051的X2脚，由4051的X端输出送至单片机的T0口(P3.4口)，程序识别出拨号音后，立即由串行E²PROM U7中调出需拨打的电话号码，送至内部RAM暂存，根据不同的号码由P2口驱动拨号电路U3产生相应的双音多频讯号，经R28、R29、C18等送至U1的Y0端→U1的X2端→T2次级绕组，在T2初级由N4、N5放大后由线路输出。此后若由话局送来的是忙音，程序将先关闭线路0.5秒，再开启线路，再拨号，又出现忙音，重复拨打，若三次仍打不通，将自动转拨预先贮存的第二号码，仍重复拨打三次不通，再自动转接第三号码，这样循环只到其中一个接通为止。拨通后，自动识别回铃音1次，即将U5ISD1420的预录语音放出(表2中1、2段)，经C12、R23→U1的Y0端再依次由线路送出，语音共计10秒。因此由非法开门至拨打电话，发出语音最快可在15秒内(甚至更短)使受话方得知。录音将反复播放三次。再转去拨打另二个未通号码，直到受话方被全部告之时为止。

②防骚扰电话

当电话铃响时，按W5等键。控制程序将线路接通，P0.0口置1，启动固定语音芯片U11，发出话音：“您好！这是录音电话，请简短留言。”按下键盘上的专用闭音键，封锁已方的任何声音传出，再按专用免提键或拿起手机，若对方开始讲话，己方就可监听，且机内录音电路U5也开始录音(共7秒)。根据来话声音，己方即可判定是否应答。

③紧急情况，自动报警

按下装在隐蔽处的按钮，经图7FM端子使C3短接，经R1使INT1口(P3,3口)为低电平，将外中断INT1设置为最高中断级，因此系统立即进入报警状态，工作过程同①。仅不同的是电话号码可以是另外的三个，录放音用表2中的1、3段。

④直接重拨

按F键，控制程序关闭线路约0.5秒，再接通，经P2口使U3自动拨打暂存内部RAM中的前一次拨打的号码，经线路传出。

⑤遇忙回叫

按F1等键，在拨出号码后，控制程序识别出是忙音后，将线路1或线路2关闭0.5秒，再接通，再自动拨号，再识别，直至拨通时为止。

⑥贮存电话号码及贮存拨号

串行E²PROM中有0-99个储存器，每个储存器占8个字节，每个字节可贮存2位话号，因此8个字节可贮存一个16位电话号码。

贮存：按M米等键，再按储存器编号，再按#键表示要在某储存器中存入电话号码，接着再输入要贮存的话号，再按M键表示结束。

拨号：按M键，按储存器编号，其中号码就会自动拨出。讯号通路参见①。

⑦来话自动录音

振铃响过7次无人接话，程序将启动固定语音芯片U11发出语音“您好！，这是录音电话，请简短留言。”并启动U5第四段录音7秒，自动关机，放出此段录音操作见表2。

⑧四种振铃声

程序中设有4种振铃声，分别按键P1、P2、P3、P4可发出4种不同振铃声，也可自动送出，讯号通路可参见前述主机被叫工作过程。

⑨可接二条外线

在图8中LINE1与LENE2是两组完全一样的线路输入回路，分别由P0.4口及P0.5口控制其回路通断，端子L1、L2分别接在交叉点开关U1的X2端及Y3端，由程序控制与其他的接点通断。

⑩三方会谈

首先叫通线路1，再按P5等键，程序使U1的X2端不与其他接点接通，但仍保持线路1接通，并接通线路2，拨号叫通后，再按P6等键，程序使U1的X2、Y3、Y0三对接点全部接通，形成三方会谈。

(11)转移呼叫

按P7等键，再键入需要呼叫的话号，若线路1出现呼叫，控制程序先将线路1接通，再通过线路2自动拨打需要呼叫话号，叫通后，程序使U1的X2、Y3、Y0接通，线路1与线路2直接通话。

当线路1正在通话，而线路2来铃流，程序将转去呼叫分机。

(12)外带一台分机

分机可直接接通外线通话。主、分机间都可按PP键呼叫对方，程序只需将U1的Y0、Y1接通，主、分机间即可直接通话。

(13)密码长途限制

按M、*、0等键，再输入16位以下的密码，程序将其贮存入U7中，拨打长途时，必须按M、O等键，再按已存入的密码，经程序甄别后，方允许首位拨零。

(14)防电话盗打

程序每秒1次依次接通线路1与线路2，正常时线路均有拨号音输入程序即可识别。一旦无拨号音，可以认为是断线或并接盗打，程序由P3.7口发出干扰音频送至线路，使盗打无法进行。

(15)语言复读机

由表2可知，按W、*、4等键可对U5第四段录音(7秒)，按W4将重复放音完成语言复读功能。

几点说明：

①主电话机所拨号产生的双音多频讯号都是经过交叉点开关送至8870双音多频解码电路解出送至单片机进行处理。

②主电话机通过4条线与控制部分相连。

如图11、12所示的锁体1的实施例2、3，实施例2的锁舌2上设置一永久磁铁7，与永久磁铁7对应位置关排设置两个干簧管8，干簧管8通过支架16与锁体1固定连接。实施例3的锁舌2上设置一挡块9，与挡块9对应位置关排设置两个微动开关10，微动开关10通过支架16与锁体1固定连接。

Claims (7)

1、防盗自动报警门锁，其特征在于：它由锁体(1)、门开闭状态感应装置、门锁电路、报警装置组成，锁体(1)内的锁舌(2)和锁体(1)上分别设有相互配套的感应头和感应源，感应头的输出端与门锁电路的门锁信号输入端连接，门开闭状态感应装置的输出端与门锁电路的门状态信号输入端连接，门锁电路的输出端与报警装置信号输入端连接。

2、如权利要求1所述的门锁，其特征在于：锁舌(2)上设置一个感应源，锁体(1)上并排设置两个感应头。

3、如权利要求2所述的门锁，其特征在于：感应源为一片遮光板(4)，感应头为两对红外线发射二极管(5)和接收二极管(6)。

4、如权利要求2所述的门锁，其特征在于：感应源为一块永久性磁铁(7)，感应头为两只干簧管(8)

5、如权利要求2所述的门锁，其特征在于：感应源为一个挡块(9)，感应头为两个微动开关(10)。

6、如权利要求1或2或3或4或5所述的门锁，其特征在于：门开闭状态感应装置为设置在门框(11)上的遮光板(12)和设置在门(13)上的、与遮光板位置对应的一对红外线发射二极管(14)和接收二极管(15)。

7、如权利要求1或2或3或4或5所述的门锁，其特征在于：报警装置为自动报警电话机。

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