杭州电子科技大学

信息工程学院

毕业设计（论文）文献综述

毕业设计（论文）题目 多功能电子密码锁的设计

智能电子密码锁设计

电子工程 文献综述题目 系

专 业 电子信息工程

姓 名 黄节两

班 级 08041815

学 号 08041516

指导教师

张海峰

一.城市住宅小区的安全问题

马洛斯的人类五级需求中，安全需求是排在第二位的，在解决了安全需求后，人们才能更好的向更高级别的需求发展。不能把人们的安全需求当作一种点缀来看待，应给它以足够的重视。它是社会稳定和繁荣的基础。在现代社会中，和平还是现在和将来很长一段时间的主调，社会中破坏人们的人身安全的还主要是各种各样的犯罪，特别是对人们的私地---家庭的各种犯罪。家庭是人们生活中保护自身的底线，犹如国家层面上的外部入侵，犯罪分子对私人家庭的侵犯必将消耗和牵制人们的精力，不论对个人还是社会，这都是不能被允许存在的。

但在实际的生活中，这样的不断发生。这里有客观和主观上的各种原因。主观上一般是因为居民重视不够，麻痹大意引起的，这些可以靠规则制约和普及安全教育提高。在客观上一是城市居民的生活特点决定了家庭中大多数时间是没有人留守的；二是家庭的自保手段有限。在科技迅猛发展的今天，犯罪分子的技术手段日益高科技化，反观百姓的家庭防护手段还较为落后，特别是在邻里关系冷落的城市中，小区内的家庭防护主要靠物业，但是物业的能力有限，按传统的人工巡查和无法实现多级连网的系统，无法满足人们的安全需求。迫切需要能满足实时监控的技术手段。现在小区内随处可见的摄像头，和小区门口的车辆管理系统是其中常见的手段。而在相对隐私的单元内，由于公民的隐私权和监控成本的限制，无法做到用摄像头实时监控。

二. 现代小区的安全系统中的智能密码锁

住宅小区安全防范系统要求提供安全服务的同时严格维护住处的私人权利。并要

求能自动地对发生的案情作出及时准确的探知并进行报警。其防范系统包括门禁系统和出入口管理系统、周界防范系统、图象监控系统等等。系统要求集成化、模块化、规范化，并具备实时监控、分级报警、分级管理的功能。

门禁系统和出入口管理系统主要包括小区的主要出入通道、车库、小区公共场合及住宅单元出入口等的监控和管理。住宅单元出入口为有限的多家住户共享，它的管理主要是控制人员的进入。要求保证户主进出方便自如，并对外来人员有限的许可进入。由于它的管理内容涉及到户主的个人隐私，为了维护户主的私人权利，现代小区大单元出入口多用密码锁来管理。它在满足现代安全系统所要求的实时性、联网等性能要求，同时在满足安全的前提下最大的保护了户主的隐私。它正以安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点逐步的在现代小区安全防范系统中普及并受到越来越多人的欢迎。

三.智能密码锁的发展现状

电子锁的研究从上世纪xx年代就开始了，在某些特殊场所早就有所应用。研究这种锁的初衷，是提高锁具的安全性，因为电子锁的密钥量(密码量)极大，可以和机

械锁配合，避免因钥匙被仿制而出现的问题。在安全性极高的前题下，它的另一个特点——无需钥匙却被越来越多的人所欣赏。

现代生活对钥匙的要求使得钥匙正在从有形变成无形，安全要求也使得数据量小的机械钥匙逐渐被数据量多的数字密码锁甚至数字量更多的生物资料识别系统所取代。特别是进入20世纪xx年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小、可靠性提高，廉价产品开始出现，给电子锁进入大众生活提供了可能。但目前电子锁的使用仍没有大众化，原因如下：

1.结构复杂化故障率相对较高。因为锁具本身是一种机械卡阻机构，最终还要靠机械动作来完成。而电子锁必须完成机械动作(操作)———电子识别转换和电子控制———机械执行这一系列过程，显然是复杂一些。电子元件还会随着使用而老化。这些都增加故障机率，而电子锁一旦损坏了就会拒人于门外。绝大部分电子锁都为此增加了备用开锁手段，无疑又降低了安全性。尽管随着元器件的质量提高了故障率大大降低，但备用开锁手段很少有取消的。

2.严格的环境条件。电子器件怕潮湿，怕强磁电，怕强震动，使它对使用环境有一定要求。电子锁使用还需要充足的电力供应。早期的电子锁耗电较多，一般用市电。现在的集成电路电子锁耗电少，一节钮扣电池就可以维持控制部分的工作，但驱动电磁铁或马达却需要大一些的电池或者用市电。

3.相对复杂的使用。比如键盘式电子密码在键盘上输入，其突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符，既准确又可靠，不会丢失（除了忘记），难以被窃（除非自己泄露）。但是密码不能太简单，太简单了就容易被他人在键盘上试探出来，造成保密性不足。当然，密码又不能太复杂，太复杂了可能自己都糊涂了，或者输入密码操作成功率低，造成使用不便。

随着科学技术的发展，推动电子锁技术发展并不断的提高电子锁的实用和安全性等。主要的发展有：

（1）电子密码安全性的提高：①“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密码；② “自动更改密码”技术使得密码不断变化，且更改的规律不为他人所知；③“多重密码设定”技术使得单一密码不一定有效，需要输入两组以上的密码才被认可。

（2）输入手段的增加：传统单一键盘输入手段因为其输入不便捷和密码安全等问题以不适用与高端和适用频繁的场合，为了能跟进人们的需要。科研人员又发展了遥控开锁、卡片开锁和生物信息识别等手段。

（3）密码量进一步提高：由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息，组合使用这些信息能够使电子锁获得高度的保密性，组合使用信息也能够使电子锁获得无穷扩展的密码资源。

四.电子密码锁主要技术摘要

1.主控器是密码锁技术的主体。AT89C51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器。串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

AT89C51单片机是一个行业标准架构，被广泛接受和应用，并作为一种开发工具。有许多工业供应商，他们供应这种控制器或把这种控制器集成到某种类型的系统芯片的结构。医学研究理事会和高级微电子研究所都选择这个设备，但他们论证的是两种截然不同固化工艺。医学研究理事会的实例是使用时间锁存，需要具体时间以确保单粒子效应减少到最低限度。高级微电子研究所采用超低功耗，以及布局和建筑固化工艺的设计原则来实现其结果。这些是与Aeroflex联合技术微电子中心（ UTMC ）完全不同的方法 ，抗辐射固化的AT89C51的工业供应商，利用抗辐射固化进程研制自己的AT89C51单片机。

2.远程遥控技术。利用它人们可以不用直接接触就能控制设备，这给了人们的生产生活提供了很大的便利，电视遥控器是其中的代表。电子密码锁中常用的遥控技术主要有红外遥控和无线电遥控两种。在技术方面，红外遥控技术和硬件结构都比较简单，其生产和市场门槛都较低；无线电遥控技术相对复杂，其中的无线电信号发射和接收模块成本较高，特别是在遥控器中使用的专用微型模块。在使用方面，红外遥控器的使用距离有限，一般不超过10米，且对使用时发射器要和接收器对准，否则会因为信号强度不够或根本接收不到信号；而无线电遥控器由于无线电本身的特性，使得它的使用非常灵活，用户可以在较大的范围内随意使用，而不必担心接收问题。在安全性方面，红外遥控器要优于无线电遥控器，红外遥控器使用条件决定了在其使用时截获信号的难度，所以在使用其时一般不用担心安全问题；而无线电遥控器的信号是发散的，这在方便使用的同时也带来了安全隐患，它的信号很容易被截获，因此它的信号都是加密的，这无疑又增加了成本。

4.电子密码锁通信技术。随着犯罪的日益高科技化，安全系统也做出了提高，网络化是其中最重要的一点，这要求密码锁也要拥有通信能力。这一点的实现主要是靠单片机自身完成的，它可按照通信协议的要求向外发出指定格式的电平信号[6]。

五.参考文献

[1] 张苗,孙斌著.住宅小区安全防范存在的问题与对策.摘自《安防科技 安全经理

人》,20xx.12

[2] 王迎旭著.单片机原理与应用.北京:机械工业出版社

[3] 中国报告大厅. 千姿百态的电子防盗锁及技术发展趋势. 中国金属加工网

[4] 姚永平著.STC89C51RC系列单片机器件手册.

[5] 郭宏亮. PC机与AT89C51单片机的串行通信接口设计[M].平原大学学报. 20xx年

[6] 江正战. 串行通信接口标准及其应用[M]. 电子技术应用 . 19xx年

第二篇：文献综述

文献综述

一、引言

1 首先说明一下什么擦窗机。

擦窗机是对整个建筑外墙进行维护的机械设备，它不仅可对高层建筑的玻璃幕墙进行清洗，还可对破损的外墙进行修补及更换损坏的玻璃幕墙。

在各种擦窗机中，除全自动擦窗机不需要人员操作外其他类型的擦窗机均需要操作人员在工作平台上对建筑的玻璃幕墙进行清洗或修补。另外，工作平台可上下或左右移动，使操作人员在工作平台上对建筑的玻璃幕墙的任何地方均可进行彻底的维修工作。

2擦窗机的发展起源

擦窗机是从起重机械发展而来的，部分擦窗机实际是小型化的门座起重机。它是运用较广的插件爬升式设备，其插杆起源于大型轮船上悬挂救生艇的的一副旋转弯杆，该弯杆所起的作用就是吧救生艇从船内悬吊于船体外侧，擦窗机中的插杆的作用与此相同。

3擦窗机的主要用途以及什么情况下必须使用擦窗机

高层建筑幕墙面积大（常达20xx0-40000m2）,离地面高度也大（建筑物高度达100m～300m，甚至更高），大面积幕墙要进行高空作业来清洁、维修，必须有相应的机械设备。

45m高度一下的幕墙，有时可以请消防部门出动伸缩云梯协助进行幕墙的清洁、维护；甚至有时还可以请临时工作吊篮进行全手工清洗，但不安全。

45m以上高度的幕墙，常常设置擦窗机以便进行幕墙的清洁和维护。擦窗机通常由主机和吊笼组成，两部分之间用钢索滑轮组联系，通过钢索伸缩而竖直升降，而在墙面的移动，则通常要通过主机的行走或回转来实现。由于建筑物的平面较大，所以行走式比回转式应用更广泛。移动式擦窗机又分为自行式和轨道式，轨道式擦窗机运行平稳，荷载可以合理分配，应用更为广泛。 4擦窗机的分类和特点

按照擦窗机标准,擦窗机可分为: 屋面轨道式(简称轨道式) 、轮载式、悬挂轨道式(简称悬挂式) 、滑车式和插杆式、滑梯式。擦窗机最大的特点是非标准性机电设备。

二、国内外发展前景、

从20世纪xx年代开始,我国从德国、日本、卢森堡等国家进口擦窗机产品。随着我国高层建

筑的不断发展，20世纪xx年代开始，我国逐步进行擦窗机的自主设计和生产。20xx年我国颁布了《擦窗机》国家标准，为该产品的发展和进步起到了积极的促进作用。目前国内擦窗机生产厂家已发展到十多家，形成了轨道式、轮载式、悬挂式、插杆式4种型式的系列产品，年产量大约为400～500台套，产值3～4亿。xx年代初期，西方发达国家高层建筑已颇具规模。对他们而言，高层设备的制造早已不是新生业务，并且形成了完整的产业链，涌现出诸多全球闻名的擦窗机设备制造厂商，其销售网络也在世界范围内全面铺开，同时将中国市场的多数份额据为己有。例如欧美的Gomyl公司仅在西班牙马德里安装的轨道式擦窗机就多达200多台，此外 , 荷兰 Lalesse 公司德国 Mannesmann 公司生产的擦窗机在法国巴黎、荷兰阿姆斯特丹和比利时布鲁塞尔等城市的现代建筑中也到处可见。尤其是一些公共场所如机场、车站、码头等侯车大厅内外墙维护、清洗设备配备齐全 , 由此反映出欧洲建筑工业的发展水平。

国外企业很注重新技术的应用 , 尤其对吊篮、擦窗机产品来说更是如此 , 因它涉及到机械、土建、液压、电气、自动控制、计算机等多方面的知识和技术。我国吊篮、擦窗机产品不但要面对国内市场 , 而且要面向国际市场 , 所以一定要改变国内许多机械产品几十年一贯制的格局 , 加速新技术的应用 , 加速产品的不断更新和换代 , 要根据不同时代的建筑风格不同场合和环境的特征来合理配置产品 , 只有这样我们的产品才有市场 , 产品水平才能

不断提高。相比之下国内也有很出色的擦窗机企业例如上海的普英特公司，

成立初期，普英特一方面着力打造自主品牌，另一方面则从事着帮助国内地产商进口国外设备的工作。由于公司团队出色的销售能力，普英特为德国Manntech公司创造了可观的销售额，取得了Manntech产品在中国市场的代理权面对旺盛的产品需求，普英特确立了以市场为导 向，根据用户需要进行研发和生产的目标，在产品的 设计制造技术上加大投入，通过多种渠道的合作获 得了技术的完善和水平的提升。其技术甚至领先于国 内同行，不断向国际水平靠近。到目前为止，普英特公 司已与诸多国内外知名银行、酒店集团、地产商、设 计院以及幕墙公司建立了良好的合作关系和信任度。对于擦窗机品牌的发展，普英特的决策者首先关 注的是产品的创新。自20xx年起，公司研发团队就始 终坚持每年为擦窗机产品申请新的科技创新项目。到 目前为止，普英特已获得1项国家创新基金项目，4项 上海闵行区科委的创新项目以及3项区科技成果创新 奖。其科技创新产品还被评为上海市重点新产品以及 上海市成果转化项目。近年来每年实施自主研发的新 产品项目6-10项，达到国内领先技术水平的有11项， 国际先进技术水平的9项。由此可见我

国的名族品牌市场广阔前景非常广阔，拥有旺盛的生命力。

三、主要内容

本课题主要研究羊角臂擦窗机，首先介绍下羊角臂擦窗机的结构

羊角臂擦窗机的屋面台车安装于屋顶轨道上，台车底座装有4个带卡爪的行走轮， 其中 2 个行走轮由制动电机传动，可使整台擦窗机平稳坚固地运行及停止。

整机采用安全可靠的全平衡设计， 行走轮不会对轨道产生任何向上之拉拔力，即借助吊臂尾部的平衡重确保擦窗机整机的重心在任何工作状态下始终处于前、后轨道之间。当遇到诸如轨道锚固失效、地震等意外情况时这种设计具有显著的安全性[10]。

行走车装有1个由制动电机传动的转盘， 可使转盘上的整个吊臂作最大±180° 的水平转动，使吊篮到达各外墙面。

羊角臂结构的确定

包括：上座，包括平角臂，封板和上座法兰，其中平角臂是用两块型材拼焊成为一个整体再和上座 法兰焊在一起，平角臂上开设滑轮孔来安装滑轮组；下座，由法兰减速箱 定位圈 箱体 加强筋

箱体加强板 封盖 安全绳挂耳和后法兰组成；电机固定在电机连接座上，定位圈焊接在法兰上，滑 轮组通过轴安装在下座上；

回转支撑和小齿轮，上述上座与回转支撑固定连接，回转支撑与下座的法兰固定连接；当电机转动 通过键带动小齿轮转动，小齿轮带动回转支撑转动。

以上是关于羊角臂结构的确定

还有提升机构 目前国内外擦窗机起升机构主要有两种结构形 式: 钢丝绳单层缠绕的双卷筒布置和钢丝绳多层缠 绕的单卷筒布置。以上两种结构形式各有优缺点, 当楼面高度小 于130m, 从使用可靠性出发宜采用单层缠绕布置; 当楼面空间窄小、需要机型体积小或高度较高时宜 采用多层缠绕布置方式。

吊篮

吊篮要求坚固而结构轻巧。吊篮用 . 根钢丝绳悬吊其四角，没有悬臂部分，这使吊篮升降平稳、安全，人员偏向一端引起各钢丝绳拉力不匀的影响显著减

少。并且在设计上使任一根钢丝绳失效时，吊篮的正常位置保持基本不变。吊篮的四周采用桁架体系，围板用铝合金材质，底部设横梁及铝合金防滑板。这种结构具有刚度大，整体性和耐久性好，重要轻以及美观等特点。

擦窗机的后备安全保护机构

国内外擦窗机生产企业在擦窗机产品的许多装置上都设置了后备安全保护构，其目的就是保证在主安全 装置一旦失效情况下起到后备保护 制动机构包括制动臂、制动块、摇的作用。目前的安全保护装置有 卷扬超速保护后备系统 块式制动器 盘式液压电磁制动器 吊篮用离心式安全锁等等。