基于单片机的电子密码-文献综述

本科毕业设计（文献综述）题目基于单片机的电子密码锁的设计与制作姓名专业电子科学与技术学号指导教师郑州科技学院电气工程学院二〇一四年五月基于单片机的电子密码锁的设计与制作文献综述1引言近年来，随着改革开放的深入发展，国家对科教科研事业的大力投入使得电子电器得到了飞速发展，人民的物质生活和精神生活有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有，然而对这些价值不菲的东西，给了一些不法分子偷盗的可乘之机[1]。这点就是看到了大部分人们防盗意识还不够强以及一些防盗技术被破解，防范措施不能满足人们的需求，造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的人们对住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料、财产安全等问题十分担忧。用密码代替钥匙的密码锁应运而生解决了人们不少的问题。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点[2]。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都得到了很大程度上的提高[3]。电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作的，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的是以芯片为核心的电子密码锁[4]。由于市场上的密码锁大部分都是用于一些大公司财政机构，价格高昂,一般家庭难以接受。如果再设计和生产一种价格低廉、性能灵敏可靠的密码锁，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用，使电子密码锁走向千家万户。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，结合C语言进行软件编程[5]，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛[6]。2目前发展现状电子密码锁的发展早期开发的电子密码锁由于电子器件技术所限，种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的[7]，制作简单但不安全。随着大规模集成电路技术的发展，电子密码锁在国内外发展非常快，70年代，以美国耶鲁制锁厂、欧洲西沙集团、联邦德国多姆公司为代表的国际制锁行业已开发出包括电子卡片门锁在内的十多种电子锁。80年代初期，美国LSI公司研制成LS7220专用保密锁集成电路，使用四位密码。90年代初，国外又推出采用12位密码的TWH9013专用保密锁集成电路[8]。在我国，《无线电》杂志1978，No5，p23-25上曾登载唐玮的电子锁一文。此后，该刊与《电子世界》、《电器时代》、《电世界》、《五金科技》等杂志又相继发表了许多电子锁的文章。1985年我国开始实施专利法时，天津大学申请了第一个公开的电子锁实用新型专利。现在，许多更加高级的电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认、感应式）已在国内外相继面世[9]。例如:Keylock(第吉尔公司)开发的锁具核心芯片全部采用美国最先进的原装芯片，指纹识别技术，使得保密性大大增强。KingArthur（香港亚瑟王集团）开发的亚瑟王智能防暴锁采用双芯冷备份，美国军工滑动指纹技术，16位密码保护，没有传统电子锁和指纹锁附带的机械锁孔，从整个设计上杜绝了小偷的开锁途径，但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密有较高要求的箱、柜、门等。而且指纹识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等缺点，再加上其成本较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接受程度，采用单片机为主控芯片灵活设计方案的电子密码锁仍然是这类电子防盗产品的主流[10]。单片机的应用及发展1976年Intel公司推出了MCS-48单片机以来，各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机[11]，它们大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统，有的还集成A/D转换器、看门狗电路，液晶驱动等模块，RAM和ROM的容量也越来越大，寻址空间可达64KB，可以说，单片机发展到了一个全新阶段，功能越来越强大，应用越来越广泛[12]。Atmel公司生产的单片机STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8KB可编程Flash存储器[13]。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与MCS-51单片机产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单片机上，拥有灵巧的8位CPU和系统可编程Flash，小巧灵活、成本低、易于产品化[14]。它能方便地组装成各种智能式控制设备以及各种智能仪表。面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，从而获得最佳性价比。抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣条件下都能可靠地工作，这是其它机型所无法比拟的。可以很方便地实现多机和分布式控制，使整个系统的效率和可靠性大为提高。正是单片机的这些优点，使得其能够为密码锁控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案，所以成为制作电子密码锁的首选。电子密码锁的发展趋势为了安全的进行日常防范，先后出现了机械类、电子类、刷卡式、指纹类、遥控密码箱等等，而采用较多的还是前面的几种类型[15]。对于电子密码锁的来说，其种类繁多，例如数码锁、指纹锁、磁卡锁、IC卡锁、生物锁等，但较实用的还是按键式电子密码锁。20世纪80年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场合，而且需要有电源提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显的进展。目前，电子密码锁的应用十分广泛，在西方发达国家，密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理[16]。电子防盗锁应用于金融业，其根本的作用是“授权”，即被“授权”的人才可以存取钱、物。广义上讲，金融业的“授权”主要包括以下三种层次的内容：（1）授予保管权，如使用保管箱、保险箱和保险柜；（2）授予出入权，如出入金库、运钞车和保管室；（3）授予流通权，如自动存取款。SA海关密码锁主要用于国外出行轻松通过海关检查。其中海关锁还包括行李织带锁、挂锁等；自行车密码锁，这种锁的主要优点在于可以有效的防止盗窃；登山密码锁，登山密码锁具有多种用途，可以牢牢锁住旅行箱包等。而在我国密码锁整体水平尚处在国际70年代左右，电子密码锁的制作成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主。目前国内的按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子密码锁，技术还不成熟，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，如新型无线遥控电子密码锁等等，发展前景非常可观。希望通过我以及他人的不断努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。3我的设计方案图总体设计方案框图输入密码用矩形键盘，包括数字键和功能键。LCD1602显示屏显示输入密码，用发光二极管代替开锁的电路，发光表示开锁。输入密码错误次数超过3次，系统报警。系统总体功能如下，打开电源后：（1）初始化，LCD1602会提醒显示“Welcometouse!”，此时按下输入键，LCD1602会提醒“ControlPassword”，要求你输入设定密码；（2）密码通过键盘输入，若密码输入正确，则将锁打开，LCD1602会提醒显示“DataEntryOK”，通过REDLED灯亮以及继电器的动断辨别，此时按下停驻/关闭，按一下会停止，按两下立即停止；（3）报警、锁定键盘功能，密码输入错误或单次输入密码时间超过30S后，LCD1602会提醒错误显示“DataEntryError”，蜂鸣器报警三声，若连续三次键入密码错误或输入密码时间超时，蜂鸣器报警并且锁定键盘；开锁控制电路STC89C52单片机芯片AT24C02掉电存储串口显示电路矩阵键盘控制指示电路输入错误锁定键盘延时报警控制电路（4）红外遥控部分，0-9数字键：用于数字输入，CH-用来输入：输入密码，CH键用来确认：用于确认输入完成，》||键用来表示停驻/关闭：用于在开锁后长时间停止开锁和快速关锁，》》键用来表示改密：用于修改密码，《《键用来表示删除：用于在输入数字的时候删除前一位数据，CH+键用来表示退出：退出当前状态回到初始界；参考文献[1]童诗白.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，.[2]沈德金.单片机接口电路与应用程序设计[M].北京：航空航天大学出版社，.[3]张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，.[4]沙占友,王彦朋,孟志永.单片机外围电路设计[M].北京：电子工业出版社,.[5]何立民.单片机应用技术选编[M].北京：航空航天大学出版社，.[6]Mahir.Improvingthesettingtimeofadigitalphase-lockfrequencysynthesizer.17-24.[7]吴国经等.单片机应用技术[M].北京：中国电力出版社，[8]陈进超.新型无线遥控电子密码锁系统的研究，华中师范大学,2006年.77-84.[9]马全利.单片机原理及接口技术[M].北京：高等教育出版社，.22-34.[10]石建华.单片机原理与应用技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2008.31-35.[11]Chenchangzhou.VoiceofElectronicPassword-lockDesign,Beijingaviationuniversitypress,2003.69-84.[12]钟富昭.《8051单片机典型模块设计与应用》.北京：人民邮电出版社，.26-92.[13]董继成.一种新型安全的单片机密码锁[J].电子技术,2004,[phone].[14]阎石.数字电子技术基础[M].北京高等教育出版社.71-80.[15]彭虎.微机原理与接口技术.北京：电子工业出版社，2008.57-64.[16]李广弟.单片机基础[M].北京航空航天大学出版社,.66-72.