基于單片機(jī)的現(xiàn)場無電源電子密碼鎖設(shè)計

2 軟件系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)軟件由控制部分主程序、數(shù)據(jù)接收程序、電機(jī)驅(qū)動程序、手持部分主程序、數(shù)據(jù)發(fā)送程序組成?？刂撇糠峙c手持部分傳送開門、關(guān)門信號和鑰匙密碼信號，其中鑰匙密碼信號用1l位二進(jìn)制數(shù)，具有較好的安全性。

2.1 數(shù)據(jù)“0”，“1”傳送方法

采用異步FSK通訊方式，使用信號的不同頻率來區(qū)分“0”和“1”，如圖6所示。

當(dāng)信號頻率為20 kHz時，代表傳輸為“O”;當(dāng)信號頻率為10 kHz時，代表傳輸為“1”。當(dāng)晶振為12 MHz時，機(jī)器周期大約為1μs。在接收部分，定時器/計數(shù)器1用來記錄機(jī)器周期的個數(shù)。當(dāng)記錄的機(jī)器周期個數(shù)在30～70之間時，可以確定接收到的是“O”(O的標(biāo)準(zhǔn)個數(shù)為50個);當(dāng)記錄的機(jī)器周期個數(shù)在80～120之間時，確定接收到的是“1”(1的標(biāo)準(zhǔn)個數(shù)為100個)，其他情況按錯誤處理。

2.2 通信協(xié)議設(shè)計

在傳送的信息中，一部分是*、閉鎖控制命令信號，另一部分是鑰匙密碼信息?？刂撇糠纸邮盏借€匙密碼信息，經(jīng)驗證與本機(jī)的密碼一致后可以執(zhí)行*、閉鎖操作。采用異步通信方式，定義協(xié)議格式為起始位、鑰匙密碼信息位、開/關(guān)位、校驗位。其中，起始位為1位;鑰匙密碼信息為11位;開/關(guān)位為1位;校驗位為4位。當(dāng)起始位為“0時，表示一幀數(shù)據(jù)的開始，加上此后連續(xù)的16位為一幀數(shù)據(jù)。

鑰匙信息共有2048種組合，開/關(guān)位為“1”，代表*操作;開/關(guān)位為“0”，代表閉鎖操作;校驗位由11鑰匙信息位和1為開/關(guān)位共12位(由高到低4位為1組)經(jīng)2次異或操作得到。

2.3 程序設(shè)計

手持部分主程序完成系統(tǒng)初始化、讀取按鍵，形成數(shù)幀，啟動發(fā)送等任務(wù)。使用定時中斷T1，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送過程。當(dāng)為數(shù)據(jù)“0”時，定時器初值為65 535-50=65 485=FFCO(H);當(dāng)為數(shù)據(jù)“1”時，定時器初值為65535-100=FF9B(H)，逐次發(fā)送各位，直到將一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束。手持部分主程序和T1中斷程序流程如圖7和圖8所示。

控制部分采用定時器T0和外部中斷O實現(xiàn)，初始化設(shè)置定時器為內(nèi)部計數(shù)方式，計數(shù)初值為0。當(dāng)手持部分信號到達(dá)控制部分時，單片機(jī)的外部中斷O產(chǎn)生中斷，在中斷程序中讀取計數(shù)器的計數(shù)值t。當(dāng)30≤t≤70時，接收到的位為“0”;當(dāng)80≤t≤120時，接收到的位為“1”。將接收的各位組合起來恢復(fù)發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)，經(jīng)檢驗處理正確無誤后進(jìn)行*或閉鎖操作。

3 結(jié)語

電子鎖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線和電源線采用一線制連接，使用方便;鑰匙密碼以加密的方式寫入存儲器中，具有很高的安全性;不需要現(xiàn)場提供電源，解決了傳統(tǒng)電子鎖需要現(xiàn)場提供電源的問題。電子鎖系統(tǒng)已在勝利油田孤島采油廠、東辛采油廠注水井的安全保護(hù)和東營移動通信公司通信線路地井的防盜裝置上得到了應(yīng)用，具有較好的實用推廣價值。