基于紅外模塊的單片機電子密碼鎖安全性論證

摘要 以單片機為主控單元，結合鍵盤、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。設計中遙控功能更是應用廣泛的人性化設計。
關鍵詞 單片機；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。傳統(tǒng)的機械鎖仍在大量使用，但是在安全性能要求較高的場合，傳統(tǒng)的機械鎖由于其成本高、制造難度大、安全系數(shù)低等缺點，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，繼而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產(chǎn)品。近年來，紅外遙控技術在各個領域已得到廣泛應用，將其應用到電子鎖領域，則形成了紅外控制開啟的電子鎖。
1．2 設計目標與意義
以AT89S52單片機作為主控芯片，設計合理的外圍電路，從而構成電子密碼鎖系統(tǒng)，并對主控芯片編程實現(xiàn)以下功能：
(1)輸入正確密碼后開鎖。用戶按開鎖鍵進入開鎖模式，正確鍵入6位密碼，實現(xiàn)開鎖。
(2)用戶可隨時更改開鎖密碼。用戶按SET鍵，進入密碼設置模式，可設置6位新密碼。但要求先正確輸入當前密碼，然后輸入新密碼，以防用戶誤操作，需再次輸入新密碼進行確定。
(3)提示輸入密碼位數(shù)。設計有LCD顯示電路，當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。當用戶輸入錯誤密碼時，會提示輸入錯誤。當用戶連續(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。實現(xiàn)一定距離的遙控操作開鎖，在車庫倉庫等應用廣泛，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)總體方案設計
根據(jù)系統(tǒng)設計目標要求，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，即引導碼、系統(tǒng)碼和功能碼。
(1)引導碼，也稱引導脈沖，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。引導碼的主要作用類似于穿行通信中的同步脈沖，用來標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，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調制的串行二進制碼，所發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)中含42位碼，包含一引導碼、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的組合表示二進制的“1”。如圖4所示，圖中Tm=0．56ms。