一种低功耗安全密码箱的电路控制板的制作方法

1.本发明涉及密码箱技术领域，具体为一种低功耗安全密码箱的电路控制板。


背景技术：

2.密码保险箱在政府、部队、企业等保密性较高的场所应用比较广泛，但是大部分只是简单的静态固定的密码。
3.在现有技术中，密码保险箱存在一定的安全风险，固定密码容易被盗取。而电机开启方式，由于受到电池电量影响，当电量过低时，电机可能运行到一半，会停止，导致密码箱的锁具开到一半卡住，导致故障。而且由于电路设计的不合理，电路板的静态功耗较高，待机不长，电机的开启方式，也导致动态功耗也比较大；鉴于此，我们提出了一种低功耗安全密码箱的电路控制板。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种低功耗安全密码箱的电路控制板，能够解决由于电路设计的不合理，电路板的静态功耗较高，待机不长，电机的开启方式，也导致动态功耗也比较大的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种低功耗安全密码箱的电路控制板，包括防反接电路、降压电路与单片机控制系统，所述单片机控制系统包括控制蜂鸣器电路、控制电磁铁电路、键盘背光电路、欠压检测电路以及单片机芯片s。
6.可选的，所述单片机芯片s型号为stm32。
7.可选的，所述降压电路包括电源芯片u1，所述电源芯片u1的型号为xc6201，所述电源芯片u1的2端接地，且电源芯片u1的3端与vdin端相连接。
8.可选的，所述防反接电路包括电源芯片nce30芯片，所述电源芯片nce30芯片分别与稳压二极管zmm11v、电阻r17以及+vdin端电信连接。
9.可选的，所述欠压检测电路包括mos管q12，所述mos管q12的型号为sl2305，所述mos管q12分别与+vdin端、电阻r36端电信连接。
10.可选的，所述控制蜂鸣器电路包括蜂鸣器h1，所述蜂鸣器h1的2端接地，所述控制电磁铁电路包括电磁铁j9，所述电磁铁j9的1端接地，所述电磁铁j9的1端与2端串联有二极管d10。
11.可选的，所述键盘背光电路包括稳压二极管q4，所述稳压二极管q4的型号为sl2305。
12.有益效果
13.本发明提供了一种低功耗安全密码箱的电路控制板。具备以下有益效果：
14.(1)、该低功耗安全密码箱的电路控制板，电路不工作时，关断电源正极，降低电路的静态功耗。相比较，一般情况下用三极管控制，这种方式，所需要的驱动电流更小，动态功耗更低。
15.(2)、该低功耗安全密码箱的电路控制板，电磁铁的开锁方式，避免了使用电机开锁，使用一段时间后，电池电压下降，电机转动不到预定位置，没法开锁的困境。而且，电磁铁对于电池电压要求更低，使用时间更长，节省了机械结构的复杂性，免去了曲轴、连杆等机械机构，降低了密码箱的生成成本，降低了故障的可能性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1为本发明防反接电路和降压电路的示意图；
18.图2为本发明欠压检测电路的示意图；
19.图3为本发明控制蜂鸣器电路、控制电磁铁电路以及键盘背光电路的示意图；
20.图4为本发明单片机芯片s引脚示意图；
21.图5为本发明电路控制板用于低功耗安全密码箱的流程示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1-图5，本发明提出一种低功耗安全密码箱的电路控制板，包括防反接电路、降压电路与单片机控制系统，单片机控制系统、控制蜂鸣器电路、控制电磁铁电路、键盘背光电路、欠压检测电路以及单片机芯片s，单片机芯片s型号为stm32，如图4所示的单片机芯片s的引脚示意图。
24.如图1所示，降压电路包括电源芯片u1，电源芯片u1的型号为xc6201，电源芯片u1的2端接地，且电源芯片u1的3端与vdin端相连接。
25.防反接电路包括电源芯片nce30芯片，电源芯片nce30芯片分别与稳压二极管zmm11v、电阻r17以及+vdin端电信连接。
26.基于xc6201的ldo电源芯片、nce30芯片和稳压二极管等组成的防反接的低功耗电源降压电路，把4节干电池的6v转为3.3v，给传感器，控制器和单片机供电。由于寄生二极管的存在，当电源正接时，vdcin＝vdin-0.7v，nce30的g极电位是0v，从而nce30接通。当入口电源反接时，vdcin＝vdin，nce30的g极是高电平，故nce30不接通。
27.欠压检测电路包括mos管q12，mos管q12的型号为sl2305，mos管q12分别与+vdin端、电阻r36端电信连接，采用欠压检测电路，降低了密码箱电路板的静态功耗，实现了相同的功能。在电池电压低于3.8v的情况下，每次开门，单片机会使蜂鸣器发出报警声，提醒更换电池，电路板硬件采用多种节电方式，使得电池寿命更耐久，使用次数更多，待机更长，测试4节普通5号电池，可以连续开箱7000多次。
28.当需要测量电压vdin时，单片机pb5引脚输出高电平，mos管q13开启，则pos管q12
也导通，则此时单片机引脚pb1就可以进行电压测量。当电路休眠时，单片机pb5输出低电平，q6关闭，整个欠压检测电路不耗电。
29.如图3所示，控制蜂鸣器电路包括蜂鸣器h1，蜂鸣器h1的2端接地，控制电磁铁电路包括电磁铁j9，电磁铁j9的1端接地，电磁铁j9的1端与2端串联有二极管d10，电磁铁的开锁方式，避免了使用电机开锁，使用一段时间后，电池电压下降，电机转动不到预定位置，没法开锁的困境。而且，电磁铁对于电池电压要求更低，使用时间更长，节省了机械结构的复杂性，免去了曲轴、连杆等机械机构，降低了密码箱的生成成本，降低了故障的可能性。键盘背光电路包括稳压二极管q4，稳压二极管q4的型号为sl2305。
30.在单片机控制蜂鸣器、数字键盘背光和电磁铁的电路中，采用pnos管、电阻、二极管等元器件组成的电路，控制电流的开关。这样可以使电路不工作时，关断电源正极，降低电路的静态功耗。相比较，一般情况下用三极管控制，这种方式，所需要的驱动电流更小，动态功耗更低。
31.采用上述电路，使得电路板的静态功耗降到13ua，打开电磁锁和数字键盘时的动态功耗降到23ma，且密码箱电路板生成密码不需要联网，内置算法，依靠开箱次数和上位机同步，更往下计算出后面20次密码，以防遗漏。
32.在刚上电启动时，电路板初始化各种传感器和设备，若没有动作，则执行休眠指令，只保留设置按钮和数字键盘的外部中断，侦听唤醒信号。若有唤醒信号，则判断是设置还是数字键盘输入的指令。若是设置，则分别判断执行哪种设置参数。若是输入键盘指令，则短时间内计算出后面20个动态密码，再准备接收数字键盘的按键。若密码正确则再接收静态密码，错误则休眠。若静态密码也正确，则把电磁铁上电5秒，开锁。在输入数字键盘和设置的过程中，若超时，则蜂鸣器报警后休眠。
33.密码算法：根据箱号、静态密码和次序可以生成永不重复的动态密码，保证生成的唯一性，使用过一次后永久失效。
34.密码算法如下：
35.exp1((n+31)％13+26,4)*(id_low+11)％exp1(9,num)+exp1(n+2,3)*(id_high+1)％exp1(11,num-1)；其中，n代表开箱次数，id_low代表静态密码，id_high代表箱号，num代表密码位数。
36.如图5所示，该电路控制板用于低功耗安全密码箱上的使用流程如下：
37.1、分为首次使用时密码设置和使用密码箱时输入密码两个部分。
38.2、首次使用密码箱时，必须设置密码箱箱号和静态密码(密码位数和密码方式可不设置，密码位数默认6位，密码方式默认动态密码)，并且把设置的参数同步到上位机端，上位机端为windows终端或者安卓终端。
39.3、输入密码：先按“#”键，唤醒密码箱，再输入动态或者静态密码(根据设置的密码方式决定)，按“#”结束。
40.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种低功耗安全密码箱的电路控制板，其特征在于：包括防反接电路、降压电路与单片机控制系统，所述单片机控制系统包括控制蜂鸣器电路、控制电磁铁电路、键盘背光电路、欠压检测电路以及单片机芯片s。2.根据权利要求1所述的一种低功耗安全密码箱的电路控制板，其特征在于：所述单片机芯片s型号为stm32。3.根据权利要求1所述的一种低功耗安全密码箱的电路控制板，其特征在于：所述降压电路包括电源芯片u1，所述电源芯片u1的型号为xc6201，所述电源芯片u1的2端接地，且电源芯片u1的3端与vdin端相连接。4.根据权利要求1所述的一种低功耗安全密码箱的电路控制板，其特征在于：所述防反接电路包括电源芯片nce30芯片，所述电源芯片nce30芯片分别与稳压二极管zmm11v、电阻r17以及+vdin端电信连接。5.根据权利要求1所述的一种低功耗安全密码箱的电路控制板，其特征在于：所述欠压检测电路包括mos管q12，所述mos管q12的型号为sl2305，所述mos管q12分别与+vdin端、电阻r36端电信连接。6.根据权利要求1所述的一种低功耗安全密码箱的电路控制板，其特征在于：所述控制蜂鸣器电路包括蜂鸣器h1，所述蜂鸣器h1的2端接地，所述控制电磁铁电路包括电磁铁j9，所述电磁铁j9的1端接地，所述电磁铁j9的1端与2端串联有二极管d10。7.根据权利要求1所述的一种低功耗安全密码箱的电路控制板，其特征在于：所述键盘背光电路包括稳压二极管q4，所述稳压二极管q4的型号为sl2305。

技术总结
本发明公开了一种低功耗安全密码箱的电路控制板。该低功耗安全密码箱的电路控制板包括防反接电路、降压电路与单片机控制系统，所述单片机控制系统包括控制蜂鸣器电路、控制电磁铁电路、键盘背光电路、欠压检测电路以及单片机芯片S。该低功耗安全密码箱的电路控制板，电路不工作时，关断电源正极，降低电路的静态功耗。相比较，一般情况下用三极管控制，这种方式，所需要的驱动电流更小，动态功耗更低，电磁铁的开锁方式，避免了使用电机开锁，使用一段时间后，电池电压下降，电机转动不到预定位置，没法开锁的困境，电磁铁对于电池电压要求更低，使用时间更长，节省了机械结构的复杂性，免去了曲轴、连杆等机械机构。连杆等机械机构。连杆等机械机构。


技术研发人员：徐国 张新选 苏丹 虞小湖 李蕴蕴 朱瑶 李阳阳 宛佳飞 朱振宇 熊忠元
受保护的技术使用者：安徽领云物联科技有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/13