紅外電子密碼鎖

1、浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院 陶勇 王銘 汪建峰紅外電子密碼鎖 信息工程學(xué)院： 陶勇 王銘 汪建峰 1 摘要 本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用紅外線遙控原理和單片機(jī)串行發(fā)射、接處等功能而設(shè)計(jì)的一款有本機(jī)開鎖和遙控開鎖的電子密碼鎖。本文介紹密碼鎖的總體功能，基本功能設(shè)計(jì)，基于紅外遙控原理的遙控發(fā)射電路設(shè)計(jì)，本機(jī)鍵開鎖原理，紅外遙控開鎖原理1.1 背景和應(yīng)用 電子密碼鎖是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。紅外線遙控光遙控利用窄角度的光傳輸密碼，優(yōu)點(diǎn)是傳輸信息量可以很大、速度極快、人眼識(shí)別不出來(lái)，又無(wú)法在光路徑上（操作者與電子防盜鎖主

2、體之間）以儀器捕獲信號(hào)試圖復(fù)制，因此保密性極高。目前的技術(shù)水平和市場(chǎng)認(rèn)可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖。傳統(tǒng)的鍵盤式密碼鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，但是有簡(jiǎn)單，易操作的的特點(diǎn)。本項(xiàng)目把光遙控的優(yōu)點(diǎn)和鍵盤式密碼結(jié)合在一起，擴(kuò)大了功能，可以遙控開鎖，提高了保密性和通用性，不易被獲知密碼。應(yīng)用以芯片為核心，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的密碼鎖性價(jià)比較高。 其性能和安全性已大大超過(guò)了機(jī)械鎖，特點(diǎn)如下： 1、保密性好,編碼量多,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零。  2、密碼可變。使用者可以經(jīng)常更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的密級(jí)下降。3、誤碼輸入保護(hù)。當(dāng)輸入密碼多

3、次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。 本項(xiàng)目若研制成功，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高?？梢杂迷诩矣梅辣I門上，亦可用于辦公場(chǎng)所，用于出租屋和公寓房、寢室等防護(hù)方面，還可廣泛運(yùn)用于賓館、酒店的客房，也可用于公寓樓大門進(jìn)出。1.2作品基本思路，技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)思想：本項(xiàng)目采用單片機(jī)8051作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用紅外線遙控原理和單片機(jī)串行發(fā)射、接處等功能而設(shè)計(jì)的一款有本機(jī)開鎖和遙控開鎖的電子密碼鎖。項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵：（1）紅外發(fā)射電路的時(shí)序與編碼的轉(zhuǎn)換（2）遙控信號(hào)的單片機(jī)軟件解碼。（3）密碼修改時(shí)數(shù)字輸入的成功與丟棄。（4）紅外發(fā)送接收的硬件搭建。主要技術(shù)指標(biāo)：（1）能實(shí)現(xiàn)遙控

4、開鎖，遙控距離810m。（2）具有修改密碼、加密和較強(qiáng)的抗干擾能力。（3）密碼輸入出錯(cuò)能立即報(bào)警。（4）能實(shí)現(xiàn)開鎖模式的修改：本機(jī)鍵盤開鎖與紅外解鎖的選擇。2 系統(tǒng)各部分的原理與設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總框圖2.2 密碼鎖的基本功能描述和設(shè)計(jì)原理-硬件部分2.2.1 密碼選擇：將編好的密碼程序存儲(chǔ)在EPROM中，使用者通過(guò)密碼選擇鍵-8051中的P1.5口上的按鍵進(jìn)行選擇，具體操作過(guò)程如下：首先按一下P1.5口上按鍵,然后再逐步輸入號(hào)碼,最后按”#”號(hào)確信即可.比如現(xiàn)在使用者要是選擇了57618這組數(shù)字作為密碼,則使用者只有首先按一下P1.5上的按鍵,接著在本機(jī)鍵盤上一一輸入5、7、6、1、8、之后再

5、按“#”號(hào)鍵即表示密碼被設(shè)置好了，那么下次使用者只要鍵入這組數(shù)據(jù)即可開鎖。本設(shè)計(jì)中編入了兩密碼即：57618和81675。當(dāng)然還可根據(jù)需要在EPROM中存入更多的密碼供選擇。2.2.2 密碼輸入有效顯示：為了幫助使用者確信是否有鍵按下，特在電路中設(shè)置了模擬顯示電路；而為了防止密碼外泄；顯示時(shí)，并不是顯示使用者按下的數(shù)字符號(hào)-而是以發(fā)光二極管的亮滅來(lái)提醒使用者是否有鍵按下。有鍵按下，發(fā)光二極管亮0.5秒，沒(méi)有鍵按下，發(fā)光二極管滅。這樣既巧妙地提醒了使用者又保護(hù)了使用者密碼，此本設(shè)計(jì)可靠性優(yōu)點(diǎn)之一。2.2.3 當(dāng)使用者鍵入正確密碼后，再按確認(rèn)鍵-“#”號(hào)，便會(huì)自動(dòng)開鎖。但使用者鍵入密碼時(shí)應(yīng)注意：數(shù)

6、字與數(shù)字之間的間隔時(shí)間為3秒，例如密碼為57618，當(dāng)鍵入第一個(gè)數(shù)字5后應(yīng)在3秒內(nèi)鍵入第二個(gè)數(shù)字7，否則，就會(huì)視為無(wú)效。如果鍵入完密碼后不按“#”號(hào)，系統(tǒng)會(huì)當(dāng)做放棄開鎖處理。2.2.4 密碼錯(cuò)誤報(bào)警： 當(dāng)使用者鍵入錯(cuò)誤密碼時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警，由揚(yáng)聲器發(fā)出5秒報(bào)警聲。當(dāng)連續(xù)三次出現(xiàn)密碼錯(cuò)誤時(shí)，則系統(tǒng)會(huì)長(zhǎng)期報(bào)警不止。這時(shí)必須按復(fù)位方可停止。乃安全可靠性能之一2.2.5 遙控開鎖： 當(dāng)此鎖用于私家車庫(kù)或倉(cāng)庫(kù)時(shí)，使用者可以不上車，只要手執(zhí)遙控器，鍵入正確密碼，便會(huì)自動(dòng)開鎖；如果密碼錯(cuò)誤，同樣也會(huì)報(bào)警。這是本設(shè)計(jì)優(yōu)越性能之三。2.3紅外線遙控2.3.1 紅外遙控原理紅處線發(fā)射/接收控制電路均采用8051單

7、片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路簡(jiǎn)單，輸出控制方式可選擇，實(shí)用性強(qiáng)。體工作過(guò)程如下： 發(fā)射時(shí)：如圖（A）， 首先，將從串行發(fā)射口P3.1送出的數(shù)據(jù)反饋到P1.1口時(shí)行內(nèi)部調(diào)制,再?gòu)腜1.2口送出,再經(jīng)過(guò)紅外發(fā)射二極管發(fā)射出去,發(fā)射距離為10m 接收時(shí):如圖（B），采用與發(fā)射擊隊(duì)配套的紅外接收頭,將發(fā)射出的數(shù)據(jù)接收后送到串行口 P3.0中,再由系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)接收數(shù)據(jù)是否與發(fā)送數(shù)據(jù)是否相符,相符則開鎖,以發(fā)光二極管D2亮來(lái)表示，不相符則放棄，以發(fā)光二極管滅來(lái)表示2.3.2 遙控發(fā)射電路設(shè)計(jì)遙控發(fā)射電路利用了通用的紅外發(fā)射管,如圖（A）所示 圖 （A）2.4本機(jī)鍵開鎖的工作原理 本機(jī)鍵開鎖電路如圖（B）所示,8051

8、作為本電路的核心,P0口與P1.0 P1.1 P1.2外接本機(jī)鍵盤,P3.0口外接愛控接收頭,P1.3口外接報(bào)警信號(hào)放大器,用來(lái)放大報(bào)警信號(hào),驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器,P1.7口外接開鎖電磁驅(qū)動(dòng)電路,P1.5外接密碼選擇鍵,EPROM內(nèi)存有兩密碼,P2.0口用發(fā)光二極管顯示按鍵是否按下,本電路由遙控發(fā)射擊隊(duì)器、接收器、鍵盤、顯示器組成，本機(jī)采用了10個(gè)按鍵，作為密碼輸入鍵，同時(shí)也采用了遙控器開鎖。有以下功能：2.4.1當(dāng)沒(méi)有接收到遙控信號(hào)時(shí)，這時(shí)由鍵盤輸入密碼，當(dāng)5位有效密碼輸入正確時(shí)按“#”號(hào)確認(rèn)，P1.7口輸出高電平使電磁鎖動(dòng)作,完成開鎖,同時(shí),電路進(jìn)入延時(shí)狀態(tài),延時(shí)5秒鐘后,電路將自動(dòng)恢復(fù)到初始閉鎖狀

9、態(tài).2.4.2當(dāng)5位有效密碼輸入正確,但沒(méi)有按”#”號(hào)鍵確認(rèn)時(shí),這時(shí)電路將自動(dòng)放棄,恢復(fù)到初始和閉鎖狀態(tài).2.4.3在輸入5位有效密碼時(shí),必須按照先后序輸入,如順序錯(cuò)誤或密碼不對(duì)時(shí),這時(shí)若不按”#” 號(hào)確認(rèn),將無(wú)法開鎖,并同時(shí)發(fā)出5秒鐘的報(bào)警信號(hào),用以提醒使用者. 圖（B） 2.4.4若連續(xù)3次輸入錯(cuò)誤,系統(tǒng)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間報(bào)警,這時(shí)必須按復(fù)位鍵恢復(fù)到初始化狀態(tài). 2.4.5輸入密碼時(shí),首位密碼正確輸入后,電路將開始自動(dòng)計(jì)時(shí),每位密碼數(shù)之間的輸入間隔應(yīng)在3秒內(nèi).否則將輸入超時(shí)處理,系統(tǒng)自動(dòng)放棄,恢復(fù)到初始狀態(tài).2.5遙控開鎖的工作原理當(dāng)選擇遙控開鎖時(shí),本機(jī)鍵便會(huì)被封鎖.這時(shí),使用者手執(zhí)遙控器按下圖（A）805上的P1.0口上的按鍵時(shí),便有數(shù)字從8051 的P1.2口發(fā)出,發(fā)送的過(guò)程如下:先將從P3.0送出5FH,然后將5FH反饋到P1.1口進(jìn)行內(nèi)部調(diào)制,調(diào)制的規(guī)則是”0”電平調(diào)制,”1”電平不調(diào)制,最后將調(diào)好的數(shù)