基于单片机的电子密码锁设计开题报告

毕业设计 论文 开题报告毕业设计 论文 开题报告 题 目 基于单片机的电子密码锁设计基于单片机的电子密码锁设计 1 一 选题的依据及意义 1 选题依据 随着人们生活水平的提高和安全意识的加强 对安全的要求也就越来越高 锁自古以 来就是把手护门的铁将军 人们对它要求甚高 既要安全可靠的防盗 又要使用方便 这 是制锁者长期以来研制的主题 目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术 以单片 机为主要器件 其编码器与解码器的生成为软件方式 相比传统的机械式钥匙开锁携带不 方便 安全性能差等特点 电子密码锁易操作 功能低等优势 使其越来越成为市场上的 主流产品 如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出 传统的机械锁由于其构造的简 单 被撬的事件屡见不鲜 电子密码锁是由电子电路控制锁体的新型 锁具 它采用触摸键 盘方式输入开锁密码 操作方便 触摸式电子锁的输入部分采用触摸开关 键盘输入 其 优势在于其保密性高 使用灵活性好 安全系数高 无活动零件 不会磨损 寿命长等优 点 本设计采用单片机 MCS51 作为单片机的核心单元 设计了一款具有本机开锁 密码 更改和报警功能的电子密码锁 即简单又适用 根据单片机技术及相关原理 设计出一款以 单片机为控制核心并融合了红外线技术的新型密码锁 该锁结合电子密码和光控的技术优 势 摆脱了老式机械锁难更换 易损坏以及电子锁安全性不高的缺点 是一类极具发展前景新 型锁 2 选题意义 在科学技术不断发展的今天 电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用也日趋重要 针对 平常锁具给人们带来的不便 若使用机械式钥匙开锁 则结构简单 安全性不好 为满足 人们对锁的使用要求 增加其安全性 用密码代替钥匙的密码锁应运而生 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 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 现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心 通过编程来实现的 其性能和安全性已大大 超过了机械锁 它的出现为人们的生活带来了很大的方便 有很广阔的市场前景 相信随 着社会的进一步发展 它的方便 安全 实用 小巧 精致的特点会越来越得到人们的喜 爱 是人们居家旅行必备之品 促进加深单片机原理及应用知识的掌握 促进加深数电 模电知识的掌握 熟悉单片机程序设计语言 熟悉 PROTEL 环境下设计一个单片机设计系 统的方法 并熟练掌握 KEIL 和 PROTEL 联调技术 促进电子密码锁知识的普及和发展 二 国内外研究现状及发展趋势 含文献综述 1 国外研究 早在 80 年代 日本产生了最早的电子密码锁 随着日本的经济复苏 电子行业的快速 发展 一些利用简单的门电路设计的密码锁出现了 这类的电路安全性差 容易破解 到 了 90 年代 英国 意大利 德国 日本 加拿大 韩国以及我国的台湾 香港等地的微电 子技术的进步和通信技术的发展为密码锁提供了技术上的基础 从而推动密码锁走向实际 应用的阶段 采用 AT24C02 为掉电存储器的芯片 这种芯片稳定性高 成本低 还能扩展 2 很多功能 加红外探测技术 指纹识别技术 语音识别技术 图像识别技术等 这些扩展 的技术国外发展比较迅速 有些已经投入使用 目前 在西方发达国家 电子密码锁技术 相对先进 种类齐全 电子密码锁已经广泛应用于自能门禁系统中 通过多种更加安全 更加可靠的技术实现大门的管理 2 国内研究 我国于 90 年代初开始对密码锁进行初步的探索 到目前为止 在此领域虽已有较大的 发展 采用各种电路进行设计的比较多 技术也相当先进 电子技术发展至今以达到相当 高的水平 电子密码锁技术已十分成熟 在我国电子锁整体水平尚处于国际上 70 年代左右 电子密码锁的成本还很高 现在国内已经在这方面很成熟 用于金融 家庭 公司等多方 面 随着人们对安全的重视和科技的发展 许多电子智能锁已在国内外相继面世 但是这 些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡 只能适用于保密要求的箱 柜 门等 而且指 纹识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 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 电子密码锁是这类电子防盗产品的主流 3 发展趋势 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 目前 金融行业电子防盗锁的应用主要集中在前两个层面上 下面将介绍 几种在金融行业中使用较多的电子防盗锁以及它们的技术发展方向 当然 以上所说的授 权技术再高超 都必须由精良的 锁具 担当承载结构部件 实现开启 闭锁的功能 而且 承担实体防护作用 抵抗住或尽量延迟破坏行为 让电子防盗锁 软 硬不吃 一般情况 下 锁具防盗的关键是锁身外壳 闭锁的部件的强度 锁止型式 配合间隙和布局 提高 电子防盗锁之防护能力的必然途径是报警 在金融业的许多场所有人值守 有电视监控 具有报警功能 可以综合物理防范和人力防范两种作用 报警的前提是具备探测功能 根 据电子防盗锁的使用场所和防护要求 可选择多种多样的探测手段 在中国的城市金融业 中 实现联网报警已经成为对各金融网点的基本要求 根据国内外的实践经验 金融业实 行安全防范风险等级很有必要 即依据使用的防盗报警器材的性能 安装布局和人员值守 状况等 可以评估被防护物或区域的防护能力 得出风险等级 电子防盗锁的性能至关重 要 由于数字 字符 图形图像 人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息 组合使用这些信息能够使电子防盗锁获得高度的保密性 如防范森严的金库 需要使用复 合信息密码的电子防盗锁 这样对盗贼而言是 道高一尺 魔高一丈 组合使用信息也能 够使电子防盗锁获得无穷扩展的可能 使产品多样化 对用户而言是 千挑百选 自得其所 当今智能电子密码锁发展已经到了非常高的境界 由于电子元件特别是单片机应用在这 几年得到空前发展 无论功能性 稳定性都比较全面 在保密方面已做到人眼识别 指纹 3 识别 人声识别基本上电影上有的现实也有 在国外发展比较早 所以应用也比较广泛 主要在家庭装较贵重地方 银行 保险柜等应用较多 在国内这方面发展也较快 不管自 己开发或是引进都有 在重要地方应用也较多 由于价钱比普通弹子锁较贵 早几年应用 较少 现在越来越普及到平常化 未来的发展也会越来越被大众采用 由于它的功能 安 全是弹子锁无法相比的 发展前景是非常大的 三 本课题研究内容 随着人们生活水平的提高和安全意识的加强 对安全的要求也越来越高 随着电子技 术的发展 电子密码锁应运而生 电子密码锁的密钥量极大 与机械锁配合使用 可以避 免因钥匙被仿制而留下的安全隐患 同时免除携带钥匙的烦恼 要求 1 完成电子密码锁的硬件设计和仿真 2 完成电子密码锁的软件设计和仿真 3 完成实物制作 实物要求能够更改密码 密码正确开锁 密码错误报警 四 本课题研究方案 1 电子密码锁设计的具体要求 1 本设计为了防止密码被窃取 要求在输入密码时在 LCD 屏幕上显示 号 2 设计开锁密码位六位密码的电子密码锁 3 能够 LCD 显示在密码正确时显示 PASSWORD OK 密码错误时显示 PASSWORD ERROR 输入密码时显示 INPUT PASSWORD 4 实现输入密码错误超过限定的三次电子密码锁定 5 4 4 的矩阵键盘其中包括 0 9 的数字键和 A F 的功能键 6 本产品具备报警功能 当输入密码错误时蜂鸣器响并且 LED 灯亮 7 密码可以由用户自己修改决定 只支持 6 位密码 修改密码之前须再次输入密 码 在输入新密码时候需要二次确认 以防止误操作 2 总体设计方案选择 方案一 采用数字电路控制 用以 74LS112 双 JK 触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制 共设了 9 个 用户输入键 其中四个是有效的密码按键 其他的是干扰按键 若按下干扰键 键盘输入 电路自动清零 需要重新输入 如果用户输入密码的时间超过 10 秒 一般情况下 用户不 会超过 10 秒 若用户觉得不便 还可以修改 电路将报警 20 秒 若电路连续报警三次 电路将锁定键盘两份钟 防止他人的非法操作 采用数字电路设计的方案好处是设计简单 但控制的准确性和灵活性差 故不采用 方案二 采用一种是用以 AT89C51 为核心的单片机控制方案 选用单片机 AT89C51 作为设计的核心元件 利用单片机灵活的编程设计和丰富 IO 端 口 及其控制的准确性 实现基本的密码锁功能 在单片机的外围电路外接输入键盘用于 密码的输入和一些功能的控制 外接 LED1602 显示器用于显示作用 可以看出方案二的控 4 制灵活准确性好且保密性强还具有扩展功能 根据现实生活的需要此次设计采用此方案 3 设计以单片机 AT89C51 为核心的电子密码锁 包括该电子密码锁完整的设计过程 以及外围的开锁电路和报警电路的设计 电子密码锁有三部分组成 键盘接口电路 电子 密码锁的控制电路 输出八段显示电路 键盘接口电路包括时序产生电路 键盘扫描电路 弹跳清除电路 键盘译码电路 电子密码锁控制电路设计包括数字按键的数字输入 存储 和清除 功能按键的功能设计 移位寄存器的设计和控制 变更 存储 报警信号产生电 路密码核对 解除电锁电路 输出八段显示电路包括数据选择电路 八段显示器扫描电路 五 研究目标 主要特色及工作进度 一 研究目标 了解单片机的组成及功能 熟练应用 protues 和 keil 软件并掌握仿真方法 掌握 C 语 言编程语句 设计一个具有修改密码 报警 锁定 显示等功能的电子密码锁 二 主要特色 本设计采用单片机为主控芯片 结合外围电路 组成电子密码锁 用户想要打开锁 要先输入正确的密码才能将锁打开 密码输入错误会有提示 为了提高安全 当密码输入 错误三次将报警 密码可以由用户自己修改设定 锁打开后才能修改密码 修改密码之前 必须再次输入密码 在输入新密码时候需要二次确认 以防止失误操作 为了忘记密码同 时设置了初始密码 与别的锁相比较各方面稳定性更高 达到了很高的水平 三 工作进度 序号各阶段工作内容起讫日期 1阅读文献 完成开题报告2015 11 23 2015 12 6 2完成外文翻译2015 12 7 2015 12 13 3完成硬件设计和仿真2015 12 14 2015 12 20 4完成软件设计和仿真2015 12 21 2015 12 27 5完成实物制作和调试2015 12 28 2016 1 5 6完成论文初稿2016 1 6 2016 2 28 7继续完善设计及性能2016 2 29 2016 3 13 8修改论文 完成二稿2016 3 14 2016 4 3 9 修改论文 完成论文复制比检测 并完成终稿 2016 4 4 2016 4 24 10准备答辩2016 4 25 2016 5 28 5 六 参考文献 1 何选基 基于单片机的带电音乐电子密码锁设计 J 科技致富向导 2014 17 208 2 赵超 基于 Atmel 单片机的无线遥控密码锁设计 J 信息技术 2011 9 89 91 3 姜彬 居小琴 基于 AT89C51 单片机的电子密码锁系统设计 J 无线互联科技 2014 12 30 32 4 高杨 文贵印 赵小林 陈文元 张琛 微机电安全密码锁的设计技术 J 微纳电子技术 2003 Z1 5 宋锦 电子密码锁设计与调试 J 电脑知识与技术 2