基于紅外模塊的單片機(jī)電子密碼鎖安全性論證

摘要 以單片機(jī)為主控單元，結(jié)合鍵盤、LCD顯示、AT24C02存儲、遙控等外圍電路，使密碼鎖能夠在接受用戶設(shè)定的正確密碼時開鎖，反之報警提示。用戶可隨時更改開鎖密碼以提高安全性。設(shè)計中遙控功能更是應(yīng)用廣泛的人性化設(shè)計。
關(guān)鍵詞 單片機(jī)；密碼鎖；遙控檢查；安全性

1 密碼鎖的安全性論述
1．1 課題背景
隨著科技發(fā)展與生活水平的提高，人們的安全意識越來越強(qiáng)。傳統(tǒng)的機(jī)械鎖仍在大量使用，但是在安全性能要求較高的場合，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其成本高、制造難度大、安全系數(shù)低等缺點(diǎn)，已不能滿足需求。
電子密碼鎖是由輸入密碼來控制電路或芯片工作，繼而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。近年來，紅外遙控技術(shù)在各個領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，將其應(yīng)用到電子鎖領(lǐng)域，則形成了紅外控制開啟的電子鎖。
1．2 設(shè)計目標(biāo)與意義
以AT89S52單片機(jī)作為主控芯片，設(shè)計合理的外圍電路，從而構(gòu)成電子密碼鎖系統(tǒng)，并對主控芯片編程實(shí)現(xiàn)以下功能：
(1)輸入正確密碼后開鎖。用戶按開鎖鍵進(jìn)入開鎖模式，正確鍵入6位密碼，實(shí)現(xiàn)開鎖。
(2)用戶可隨時更改開鎖密碼。用戶按SET鍵，進(jìn)入密碼設(shè)置模式，可設(shè)置6位新密碼。但要求先正確輸入當(dāng)前密碼，然后輸入新密碼，以防用戶誤操作，需再次輸入新密碼進(jìn)行確定。
(3)提示輸入密碼位數(shù)。設(shè)計有LCD顯示電路，當(dāng)用戶通過鍵盤或是遙控器輸入密碼時，不顯示輸入具體數(shù)值，而是顯示“*”，如此即方便了用戶輸入，同時增加了保密性。
(4)防盜報警。當(dāng)用戶輸入錯誤密碼時，會提示輸入錯誤。當(dāng)用戶連續(xù)3次輸入密碼錯誤時，會自動聲光報警，以增加防盜安全系數(shù)。
(5)遙控功能。實(shí)現(xiàn)一定距離的遙控操作開鎖，在車庫倉庫等應(yīng)用廣泛，用戶不需要下車，只需遙控操作，鍵入正確密碼開鎖。

2 密碼鎖安全系統(tǒng)總體方案設(shè)計
根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)要求，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

3 紅外遙控作用
遙控編碼脈沖信號通常包括3大部分，即引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼和功能碼。
(1)引導(dǎo)碼，也稱引導(dǎo)脈沖，一般由高電平1和低電平0的脈沖組成，二者的寬度之比可為1：1，占9 ms，也可為2：1，占13．5 ms(寬度為9 ms的高電平和寬度為4．5 ms的低電平組成)，也可能有其他組成情況。引導(dǎo)碼的主要作用類似于穿行通信中的同步脈沖，用來標(biāo)志遙控編碼脈沖信號的開始，使遙控接收器能由此判斷出所接收的信號是干擾還是系統(tǒng)的遙控代碼。
(2)系統(tǒng)碼，也稱用戶碼、識別碼、設(shè)備碼、安全碼，用來指示遙控系統(tǒng)的種類，以區(qū)別其它遙控系統(tǒng)，防止各遙控系統(tǒng)的誤動作。這種碼是由生產(chǎn)廠商自行規(guī)定，出廠時已設(shè)置好。這是不同遙控器不能通用的主要原因。
(3)功能碼，也稱鍵位數(shù)據(jù)碼。它與鍵盤的鍵位相對應(yīng)，由它傳送所需要的遙控信息。功能碼通常也是由8位原碼和8位反碼組成。反碼的加入是為了能在接收端校對傳輸過程中是否產(chǎn)生差錯。
下面以LC7461編碼芯片為例。LC7461是采用PWM調(diào)制的串行二進(jìn)制碼，所發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)中含42位碼，包含一引導(dǎo)碼、13位用戶碼和8位數(shù)據(jù)碼以及它們的反碼。發(fā)射碼的格式如圖2所示。

“1”和“0”的區(qū)分取決與脈沖之間的時間：以脈寬為0．565 ms、間隔0．56 ms、周期為1．125 ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0．565ms、間隔1．685ms、周期為2．25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”。如圖4所示，圖中Tm=0．56ms。