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
隨著科技發展與生活水平的提高，人們的安全意識越來越強。傳統的機械鎖仍在大量使用，但是在安全性能要求較高的場合，傳統的機械鎖由于其成本高、制造難度大、安全系數低等缺點，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，并對主控芯片編程實現以下功能：
(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。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。
(5)遙控功能。實現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 密碼鎖安全系統總體方案設計
根據系統設計目標要求，其系統框圖如圖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的遙控代碼。
(2)系統碼，也稱用戶碼、識別碼、設備碼、安全碼，用來指示遙控系統的種類，以區別其它遙控系統，防止各遙控系統的誤動作。這種碼是由生產廠商自行規定，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，也稱鍵位數據碼。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，所發送的一幀數據中含42位碼，包含一引導碼、13位用戶碼和8位數據碼以及它們的反碼。發射碼的格式如圖2所示。

“1”和“0”的區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。