双重电子锁（精选3篇）
双重电子锁 篇1
0 引言
目前常用的锁具普遍为机械锁,其钥匙携带不方便,最大的问题是安全性不高。电子安全密码锁是基于这一要求的保险器件,其设计概念及应用与常见的保安密码锁有所不同。比较机械安全密码锁,具有设计实现简便、密码设定灵活、制造成本低廉等优点。
随着电子技术的高速发展,电子门禁系统应用越来越广泛。酒店用的IC卡控制电子锁,汽车遥感电子锁,以及按键式密码锁等都广泛应用与各种场合,尤其是基于单片机的电子锁成了当今锁业发展的一种趋势,大大提高了安全性[1],有很多学者在这方面做了大量工作[2,3,4]。但纵观目前市场上电子锁,仍然存在一定的不足之处,为此而设计了一种普遍实用、安全可靠,携带操作方便的电子密码锁。
1 系统解决方案
根据目前常用市场广泛使用的电子锁存在的不足,主要从以下几个方面提出相应的解决方案。
a) 密码机制
电子安全密码锁由开启意图码驱动,仅当开启意图码与设定的安全密码完全匹配时才开启密码锁[5]。开锁密码由存于钥匙和锁中的身份码(1～20位的ID码)和开锁者临时输入的密码(1～10位的临时码TC码)组成[6],采用这种双重识别机制有如下优点:1) 根据排列组合计算,试开开锁的几率几乎为零;2) 如收到正确的ID码,3次检测到错误的ID码提示非法使用钥匙自动进行报警并进入休眠状态,等一小时后才会重新接收钥匙信号;3) 如果收到不存在的ID码则不予以ID码的判断;4) 拾到钥匙者即使通过特殊实验得到ID码,但无法得知TC码从而得不到开门密码,无法打开门锁;相反知道TC码不知ID码也不能开锁,两种码缺一不可;5) 全部密码都存储在锁中,锁里边的数据只能写入,不能读出,所以密码安全可靠。
开锁过程根据情况可以选择不同的传输方式。如果对于安全性要求极高的地方,可以选择钥匙实体接触式的方式实现数据传输,防止信号泄露;对于一般场合可以采用红外线进行无线传输密码,而且有一定方向性,不易发生密码泄漏,使用十分方便。
具有反锁功能,出门时,门自动实现锁闭,在门外需要输入具有有效ID码的钥匙输入TC码才能开门,室内能直接开门,若在钥匙或室内的锁背后按下反锁键,在屋内开门也需要通过按键输入正确的密码(任意一个有效ID的正确TC码)方能打开房门。
b) 操作简便性设计
ID码只需要一次设置存储到钥匙和锁中,以后每次开锁只需输入TC码,由钥匙自动传输预先设定的ID码实现身份鉴定,密码传输完成后自动清除钥匙TC码。
钥匙配置方便。一把锁可以由使用该锁的所有人员各自设置各自的ID码和TC码(ID码和TC码一一对应),对同一把锁的使用人数没有任何限制;如果出现钥匙丢失或者被反锁在屋里,无须请开锁专家,更无须撬门,借钥匙或者从新购买一把钥匙进行ID码设置后便使用。
钥匙携带方便。如果所有门柜均采用该类型的锁,则只需一把钥匙来管理不同的锁,但同一把钥匙必须设置相同的ID号, TC码可相同也可不同;
c) 稳定可靠性设计
为了保证系统可靠运行,整个电源部分由市电和内部备用充电电池自动选择供给电源,在使用期间自动进行电源切换。而且内部电池能量快不足,有硬件控制自动接通室内市电充电。如果室内停电不能及时充电,在开锁时会自动提示更换电池。由于通电实现开门动作,缺电实现锁门动作,即使长期外出而且锁没能及时充上电,也不会影响锁的安全性。只要通电就可以输入密码开门。由于处理器几乎全处于待机的休眠状态,所以功耗十分低。
d) 扩展接口设计
锁具设置多功能模块接口,如设计预留通讯接口,视频音频现场实况监控接口等。根据需要可以方便地接入人性化功能模块,使得使用更为方便,适合现代化管理。
3 具体实现方法
a) 硬件结构
整个系统的硬件结构分为锁和钥匙两个部分。
锁的控制系统如图1所示,主要分为以下几个功能模块。
按键模块:在进行钥匙和锁的配对过程,经过锁后面的按键进行ID码和TC码的输入。如果门被反锁,在室内可以通过按键输入TC码进行开门。
电源管理模块:主要用来负责电源的电量检测和充电驱动功能。
控制模块:采用单片微处理器,主要完成以下几个功能:
1) 电源各个数据的接收检查、比较判断和发出相应控制指令等功能;
2) 完成通讯处理功能,获取各种输入数据;
3) 完成所有使用该锁的用户密码的存储、比对功能,语音提示报警条件判断等;
4) 负责扩展模块接口数据的处理。
开、锁、报警以及锁门状态提示等驱动模块:完成开锁门、锁门的驱动,出现意外进行报警驱动、以及开门、锁门、反锁等语音提示的驱动功能。
密码接收和应答信号发送模块:主要完成开关门的密码接收和成功完成相应动作的应答信号的发送等功能。在软件设计时不能让其传输任何有关密码的信号,只应答,不提示。
钥匙部分的控制原理图如图2所示。由以下三个部分组成:
人机接口模块:同样需要完成ID码的设置和显示,同时在开门时须完成密码的显示(可以根据硬件选择是否需要显示),使人机接口更友好。
控制模块:同样是一单片微处理器,主要完成ID码的存储和按键的处理,负责数据的读入和发送,收到应答信号自动清除TC码(开锁后切断电源同样可以清除TC码)。
通信模块:负责密码的传输和应答信号的接收。
b) 软件设计
控制软件同样也分钥匙和锁体两部分控制的程序。对于锁的控制部分软件包括主程序、数据接收中断程序、设置中断程序,接口数据中断处理程序等四个部分。
主程序的电源管理过程:充电时和一个较高的电压比较得一个逻辑低电平,当充电压变高后使得低电平变高从使引脚变化唤醒控制器;如果没有充电时,电源电压和一个低电压比较得一个逻辑高电平,当放电过量,低于比较基准电压,就输出低电平,从而再次导致引脚电平变化唤醒微处理器。另外,当有键按下时同样会唤醒微处理器进行按键处理。
接收数据中断服务程序流程图如图3所示。首先进行类别判断,如果是ID码,即是要求身份验证,身份验证通过传输的其余数据才会有效;在ID码验证通过的情况下,不管操作成功与否都会给与相应的提示。
对于ID码和TC码的判断均采用逐位比较判断的方式进行,获得通过才要求发送下一位的ID码或者密码,只有在全部正确的情况下才能通过。ID码和TC码在传输的时候同时加上标记数进行标记,接受方根据标记数可以分辨出当前所传输的数据是ID码或者TC码的哪一位。
设置时的外部中断服务程序主要包括:设置密码(开启设置功能的密码)的设置,反锁开门的设置,钥匙增加,ID码的修改,TC码的修改等几个功能。
钥匙部分的程序包括主程序,按键中断程序,和传串行中断程序三个部分。其中按键设置流程图如图4所示。
4 应用前景分析
本文采用实现身份和密码双重识别的机制的电子锁是集微电子技术与机通讯技术于一体的控制系统,具有扩展性强,安全性高,使用方便的特点。可广泛的应用于各种房门,汽车,以各种箱柜。同时其通讯功能为接入物业安保系统,远程报警等功能提供方便,适合现代化管理,具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]赵一丹,徐晓林,周振峰.电子密码锁的系统原理、设计流程及流程图[J].嘉兴学院学报,2003,15(SI).
[2]李文石.电子锁设计与制作[M].北京:电子工业出版社,1994.
[3]黄胜全,杜春风.新型密码锁的研制[J].东北电力学院学报,2004,24(2).
[4]石文轩,宋薇.基于单片机MCS-51的智能密码锁设计[J].武汉工程职业技术学院学报,2004,6(4).
[5]郭海英.基于单片机的电子安全密码锁的设计[J].现代电子技术.2005,13,95.
[6]梁春平,敬佳佳,梁政.一种基于身份和密码双重识别的电子锁[P].200820140953.8.
双重电子锁 篇2
2011年, 各大运营商在电子渠道的建设部署上动作频频:中国移动以10086.cn整合全国各省业务门户并建立了极具个性特征的个人通信门户, 同时由浙江移动牵头在国内最大的B2C电子商务网站淘宝网上建立中国移动官方旗舰店;中国联通更是在一年多以前就建立了全国统一的10010.com的业务门户及网上商城, 今年还与京东、新浪团购等合作建立互联网合作渠道联盟, 扩大其3G业务在电子渠道商的分发能力;中国电信同样不甘落后, 继去年上海电信率先进行网厅销售化改造之后, 集团公司牵头组织各省统一推进网上营业厅的功能改造, 同时也同样与各主要电子商务网站合作开设网络旗舰店或直接销售相关产品……
三家运营商为何不约而同地开始高调部署电子渠道呢?一方面固然是由于运营商之间的竞争层面不断升级, 已从自身网络、产品、资费等因素的正面火拼, 逐步延伸到客户服务、渠道覆盖等软实力领域的对抗;另一方面, 也是因为运营商的电子渠道布局, 对于其销售能力和服务效率的提升具有关键作用和重大意义。
对目标用户群的更广覆盖
在电信运营商传统的发展模式下, 通常是通过实体渠道来与客户接触并销售产品, 或者通过自建营业厅, 或者通过社会代理渠道等, 移动通信卖SIM卡是如此, 固定通信更是如此。但随着互联网的普及和电子商务的兴起, 人们的购物方式和习惯也在逐渐改变, 目前已经有相当一部分人群更热衷于通过网络完成商品的查询及交易, 传统的营业厅和代理点已很难再接触到这类人群。
此时运营商为了保持和这类目标人群的接触和沟通, 向他们传递最新的产品信息、促销政策等, 就不得不借助于电子渠道了。一方面通过强化自有电子渠道的功能建设如在线充值缴费、账单或详单查询等, 吸引用户主动接触, 另一方面在用户经常访问驻留的站点如淘宝、京东等设立旗舰店等, 对用户进行在线拦截。
因此, 通过电子渠道的建设与部署, 运营商可以成功地对实体渠道难以接触的目标用户群进行覆盖, “线上+线下”, 以实体和电子相结合的方式实现对目标用户群的全面覆盖。
争夺异网用户的便利途径
与此同时, 随着运营商竞争的日趋激烈, 主要电信业务的渗透率也逐渐饱和, 粗放式地依靠人口红利获得发展的时代已经一去不复返, 摆在运营商面前最重要的问题就是如何精准抢夺对手网内的用户以及如何能够有效提升本网内用户的价值, 精细化营销的需要迫在眉睫。
目前, 运营商对异网用户的精准挖转, 往往是通过合作的电子渠道来实现, 因为异网用户一般不会到它的自有电子渠道上来。最近广东联通就通过新浪团购和新浪微博实施了一次针对性营销。它与新浪达成合作, 借助新浪团购和新浪微博的超高流量与人气, 开展针对中国移动网内iPhone用户的免费体验营销活动, 取得了非常好的营销效果。由于中国移动的iPhone用户中有大批的新浪微博用户, 同时新浪团购也有着成熟的交易管理系统与较高的流量, 广东联通与目标用户群聚集的互联网渠道合作, 先是实现了对目标用户群的有效覆盖, 同时策划了有吸引力的促销方案, 从而很好地实现了精准挖转用户的营销目标。
运营商对网内用户的基础信息、通信消费行为和习惯等有着完备的数据储备, 通过用户数据挖掘和分析, 能够有效定位用户潜在的向上消费需求或交叉消费需求, 因此, 对于本网内的用户, 运营商通常是通过自有电子渠道实现。在用户与运营商自有电子渠道接触过程中, 这一针对性的数据分析工作已在后台自动完成, 电子渠道能够适时地将该用户可能产生需求的增值产品或者捆绑融合类产品推荐给用户, 并引导用户完成相关交易。
减轻渠道成本压力
运营商在进行渠道建设时, 成本和效率问题一直是其困扰的核心问题。对于自有营业厅而言, 房租、水电、人工等成本居高不下, 同时由于员工工作时间的关系, 能给用户提供销售和服务的时间往往非常有限, 因此导致每笔交易或每次服务的平均成本都非常高。有咨询公司的调查统计显示, 2010年国内运营商自有实体渠道每笔交易的平均成本大约在20元左右, 而且这一数字随着国内物价持续上涨还有进一步上升的可能。而对于社会代理店来说, 运营商则往往需要基于代理商的销售量支付不菲的佣金, 并且随着三家运营商对社会渠道的争夺日益激烈, 佣金的额度呈现持续上升的态势, 以国内某省级运营商为例, 其支付给代理商的佣金甚至达到一次性销售额的60%, 这给运营商带来巨大的营销成本压力。
因此, 在实体渠道建设的成本和效率问题持续未能有合理的解决方案时, 运营商不得不加大对电子渠道的建设和布局。而通过互联网渠道、呼叫中心等在线的方式, 可以大大降低每笔交易的成本, 据上文中提到的咨询公司的调查统计, 通过电子渠道的平均每笔交易成本大约只有实体渠道的10%左右, 并且随着交易规模和数量的持续扩大, 规模经济效果显现后, 电子渠道的平均每笔交易成本还有进一步下降的空间。
此外, 电子渠道尤其是互联网渠道在效率方面更是有着实体渠道不可比拟的优势, 由于无需人工干预, 电子渠道可以提供“7*24小时”的优质标准化服务, 不仅不会因为人为因素影响销售和服务的质量, 还因为能够持续提供销售服务而使得销售机会进一步扩大。
双重电子锁 篇3
电子束 (EB) 辐射固化具有能耗低、固化速度快、节约成本、无污染等优点, 被广泛用于涂料、油墨和胶粘剂等行业[1~3]。但是, 单一的电子束固化无法使漆膜获得足够的辐照强度, 不能有效固化, 这已经成为制约电子束固化技术推广应用的关键障碍[4~7]。当前, 解决这一问题的主要方法是采用双重固化, 如电子束/热固化、电子束/潮气固化、电子束/化学固化等;其原理是先利用电子束使漆膜快速定型或表干, 再利用其他方式使漆膜的阴影或底层部分固化完全, 以确保漆膜的各部位完全固化, 从而提高漆膜的附着力、耐沸水性、柔韧性、硬度、热稳定性等[8~12]。目前, 双重固化的研究重点是开发双重固化涂料体系。有关电子束/潮气固化体系已有研究报道, 但主要集中于体系树脂的合成与性能表征, 而就该体系潮气固化机理及潮气固化工艺对体系性能的影响等仍缺乏系统性研究[13]。本工作将硅氧烷基团引入酚醛环氧丙烯酸酯中, 制备了一种可电子束/潮气双重固化的树脂, 利用摆杆硬度法研究了树脂配方、电子束辐照剂量及潮气固化温度对固化效果的影响, 并研究了漆膜固化前后的分子结构及热稳定性。
1 试验
1.1 双重固化树脂的制备
丙烯酸酚醛环氧树脂:在带有冷凝装置的圆底烧瓶中加入酚醛环氧树脂 (F-51) 的甲苯溶液 (F-51质量分数69%) , 然后将含催化剂 (三乙胺质量分数0.5%, 二甲苯胺质量分数0.5%) 、阻聚剂 (对羟基苯甲醚质量分数3%) 的丙烯酸甲苯溶液 (丙烯酸质量分数40%) 滴入烧瓶中, 控制滴加速度, 滴加完毕后在85℃下反应, 并每隔2 h取样分析丙烯酸含量并计算其转化率。
异氰酸酯基硅烷偶联剂:在四口烧瓶中加入异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI) , 然后在冰浴的条件下, 缓慢滴入γ-氨丙基三乙氧基硅烷 (KH-550) 的四氢呋喃溶液 (KH-550质量分数20%) , 并用丙酮-二正丁胺法滴定体系的异氰酸酯基团含量, 当其含量低于理论值时停止反应。
电子束/潮气双重固化树脂:用四氢呋喃将丙烯酸酚醛环氧树脂溶解于四口烧瓶中 (丙烯酸酚醛树脂质量分数65%) , 并向其中添加质量分数1%的二丁基二月桂酸锡和质量分数3%的对羟基苯甲醚, 然后在40℃下将异氰酸酯基硅烷偶联剂缓慢滴加到四口烧瓶中, 滴加完毕后在45℃下反应4~5 h, 通过丙酮-二正丁胺法滴定体系的异氰酸酯基团含量, 当其低于理论值时停止反应, 最终产物记为F51-x AASi (x是与丙烯酸发生反应的环氧基团占初始环氧基团的摩尔分数, 分别取100%, 75%, 50%, 25%) 。
1.2 漆膜的制备
将制备的F51-x AASi树脂用线棒涂布器涂敷在按GB/T 9271处理过的玻璃片上, 厚度控制在 (30±5) μm, 室温流平30 min后用EB120/20-200LD型低能电子束扫描仪30~90 k Gy辐照剂量下电子束固化;然后将试样置于湿热老化箱中潮气固化, 控制湿度60%, 温度30~70℃, 每隔一段时间后将试样取出进行性能测试, 直至性能稳定为止, 观察漆膜潮气固化过程。
1.3 检测分析
漆膜摆杆硬度、附着力、铅笔硬度及柔韧性分别参照GB/T 1730, GB/T 9286, GB/T 6739, GB/T 6742进行。
采用溴化钾压片法制样, 用V70型傅立叶变换红外光谱仪分析漆膜的分子结构。
漆膜热稳定性能采用TGAQ500热重分析仪表征, 室温~800℃, 升温速率为10℃/min, N2流量为20 m L/min。
2 结果与讨论
2.1 工艺条件对固化效果的影响
2.1.1 树脂配方
表1是不同配方漆膜经90 k Gy电子束辐照固化后及其再30℃潮气固化后的试样的物理性能。
从表1可以看出:潮气固化后, 所有配方的试样摆杆硬度及铅笔硬度都明显增大, 这主要是由于引入的硅氧烷与空气的水分发生作用, 水解缩合而使体系交联密度增大的结果, 但由于Si-O-Si较柔顺, 因而交联密度增大并未对漆膜的柔韧性造成不良影响;F51-100%AASi的性能要优于其他配方的性能。
图1是不同配方漆膜经90 k Gy电子束辐照固化后再在30℃潮气固化过程中的摆杆硬度变化。从图1可以看到:4种漆膜的初始摆杆硬度随丙烯酸含量的升高而逐渐变大, 且固化时间也会延长。漆膜摆杆硬度的增大除了与双键含量的升高有关外, 还与硅氧烷端基含量有密切关系。树脂中的硅氧烷水解后浓度降低, 而硅羟基浓度则逐渐升高, 体系中主要发生了硅羟基的缩聚反应, 硅羟基间缩合形成Si-O-Si增加了体系的交联密度, 使漆膜固化程度逐渐提高直至完全固化, 使得漆膜摆杆硬度增大。
2.1.2 EB辐照剂量
表2为F51-100%AASi漆膜在不同剂量电子束辐照后 (未经潮气固化) 的物理性能。
由表2可以看出:各漆膜都具有良好的附着力;随着辐照剂量的增加, 漆膜摆杆硬度和铅笔硬度显著增加, 柔韧性略有下降, 这是由于辐照剂量增加时漆膜体系交联密度增大所致;当辐照剂量大于90 k Gy时, 漆膜的摆杆硬度、铅笔硬度和柔韧性都明显下降, 这可能是由于辐照剂量过大导致树脂体系发生降解所致。
图2是F51-100%AASi漆膜分别以30, 60, 90k Gy剂量电子束辐照, 再在30℃潮气固化, 每12 h的膜层一次摆杆硬度。从图2可以看出:漆膜经过不同剂量辐照后, 摆杆硬度随着潮气固化时间的增加都有显著的提高并逐渐趋于稳定, 即发生了明显的潮气固化;随着辐照剂量的增大, 漆膜达到最大摆杆硬度所需时间逐渐延长, 这是因为辐照剂量越大, 漆膜电子束固化越彻底, 交联密度越大, 对水分子的扩散与小分子的逃逸造成了很大的障碍, 从而延长了潮气固化时间。
2.1.3 潮气固化温度
图3是F51-100%AASi漆膜90 k Gy电子束辐照后再在30, 50, 70℃潮气固化过程中的摆杆硬度。从图3可以看出:随着潮气固化温度的升高, 固化所需时间逐渐缩短。这是由于温度的升高会使分子热运动加剧, 因而分子间及分子内部各基团之间的碰撞几率增加, 固化反应速率也就相应增大;同时也降低了体系的黏度, 提高了水的扩散速度以及小分子的逃逸速度。
2.2 漆膜固化前后的分子结构
图4是未固化的F51-100%AASi漆膜及其EB固化 (90 k Gy) 、EB/潮气固化 (90 k Gy, 30℃) 后的红外光谱。从图4可以看到:EB/潮气固化后漆膜在775, 1 076 cm-1处Si-OC2H5的吸收峰几乎消失, 1 103cm-1处Si-O-Si键的吸收峰则明显增强。这是由于潮气固化过程中Si-OC2H5在材料内部发生水解缩合反应, 形成Si-O-Si交联网状结构, Si-OC2H5在漆膜内部的含量就会减少甚至消失。
2.3 漆膜固化前后的热稳定性
图5为未固化的F51-100%AASi漆膜及其EB固化 (90 k Gy) 、EB/潮气固化 (90 k Gy, 30℃) 后的TG曲线, 热稳定性分析见表3。从图5和表3可以看出:各曲线存在较明显的热行为差异, 经过EB/潮气固化后的漆膜热稳定性有明显提升, 这是因为硅氧烷基团会水解缩合形成Si-O-Si键, 提高了体系的交联密度, 进而提高了漆膜热稳定性能。
3 结论
(1) 有机硅改性酚醛环氧丙烯酸酯电子束/潮气双重固化时, 潮气固化时间随树脂双键含量及EB辐射剂量的增加而延长, 而潮气固化温度升高则会大幅度缩短潮气固化时间。
(2) 漆膜经电子束/潮气双重固化后, 物理性能及热稳定性能得到了显著提升。