毕业设计开题报告

电子信息工程

红外遥控电子密码锁设计—硬件设计

1选题的背景、意义

本课题的目的是开发一个具有使用价值的红外遥控电子密码锁。利用红外线的远距离传输特性以及89S51单片机作为接收终端，实现密码锁的开启，报警等常用功能。主要任务就是实现红外线电子密码锁的快速准确开启，同时保证锁的安全性及稳定性。

随着人们生活水平的提高，社会信息化日益深入。如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其的突出，这关系到家庭社会的经济安全乃至国家的信息安全。目前生活中的锁已经不能完全满足我们的需求，它们中的大部分采用的都是机械式开锁，其最大的缺点是利用简单工具就能很容易地把锁打开，被撬的事件屡见不鲜，给人民国家造成了很大的损害。伴随着科技进步，密码锁也经历了一代又一代的升级。科学家们发明了磁性锁，电子锁，声控锁等等，这些锁是在传统机械锁的基础上，加上了不同的密码，不同的磁场，不同的声音等来控制锁的开启。这些密码锁保密性大大提高，使用灵活性变强，安全系数增大，在很大程度上克服了传统机械锁的缺点，使得人们对自身的财产安全有了更多的保障。不过这些密码锁也都有着各自不同的缺点，比如声控锁在进行远距离遥控时稳定性不高，不能进行很正确的远距离控制，磁性锁有可能受周围环境的影响失磁，这多多少少的限制了这些密码锁的进一步推广。

针对这种情况，红外遥控密码锁应运而生，以往的一些红外密码锁都采用专用的遥控编码及解码集成电路，制作简单、容易，但由于特定功能的限制，只适用于专用的电器产品，其应用范围受到限制。现在设计的红外遥控密码锁系统能提高门禁系统的可靠性和安全性,适应市场需要。该系统具有普通电子密码锁功能的同时,还增加了遥控功能。该系统具有较强的实际应用价值,这种电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲昵，而红外线解锁由于其独特的解锁方式以及稳定的工作性能更是具有很高的研究价值。

2相关研究的最新成果及动态

由于控制距离远，稳定性强，使用方便等优势，红外线遥控装置现在已经

广泛应用于各类家用电器，数码设备以及智能机器人等装置中。于此同时，将红外遥控技术应用于自己的设计产品中也成为了广大电子爱好者和设计开发人员的一个非常理想的选择。在这样的大背景下，国内外关于红外线遥控电子密码锁的研究与开发也取得了很大的成果与进展。

眼下具有红外电子密码锁功能的设备很多，虽然原理设备相互间都存在着一定差异，但所涉及的原理和理论都是大致相同的，在核心理论中都包括红外线载波数据传输，单片机控制、红外遥控系统编程及译码、电路设计等技术。接下来对几个重要的技术及原理进行介绍。

1． 红外通讯原理

红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统先对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统利用光学装置和红外探测器进行接收，就构成乐一个简易的红外通信系统。

红外线是波长在 750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般都采用红外波段内的近红外线，波长介于0.75um至 25um之间。红外数据协会（IrDA）成立后，为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在 850 至 900nm之内。

红外通信的基本原理是发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号（载波信号），然后通过红外发射管发射红外信号。常用的调制方式有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。脉时调制（PPM）是红外数据协会(IrDA)和国际电子电工委员会(IEEE)都推荐的调制方式。

红外线接收的解调专用电路--一体化的红外线接收头

前面曾经谈到，红外遥控信号是一连串的二进制脉冲码。为了使其在无线传输过程中免受其他红外信号的干扰，通常都是将其调制在特定的载波频率上，然后再经红外发光二极管发射出去，而红外线接收装置则要滤除其他杂波，只接收

该特定频率的信号并将其还原成二进制脉冲码，也就是解调过程。

目前，对于这种进行了调制的红外线遥控信号，通常是采用一体化红外线接收头进行解调。一体化红外线接收头将红外光电二极管(即红外接收传感器)、低噪声前置放大器、限幅器、带通滤波器、解调器，以及整形驱动电路等集成在一起，其电路框图见图1。一体化红外线接收头体积小(类似塑封三极管)、灵敏度高、外接元件少(只需接电源退耦元件)、抗干扰能力强，使用十分方便。

图1

一体化红外线接收头的型号很多，如SFH506一XX、TFMS5xxO和TK16xx、TSOP12Xx／48xx／62x×(其中“××”代表其适用载频)、HS0038等。HS0038的响应波长为0．947m，可以接收载波频率为38kHz的红外线遥控信号，其输出可与微处理器直接接口，应用十分普遍。图2、图3、图4分别是HD0038的电路框图、应用电路及引脚图。

图2

图3