无线遥控密码锁-开题报告

毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1.1课题的目的及意义随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其突出。传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜。基于这种现状，提出了设计一种性能相对较高的新型密码锁：即将遥控技术与密码技术相结合在一起，充分发挥遥控技术和密码技术的优势，互补不足，设计得到保密性高，使用灵活，安全系数高，受到了广大用户欢迎的遥控密码所产品。遥控密码锁的特点：将遥控发射和键盘密码输入两者结合起来，使其更加安全，可靠。此系统主要有遥控发射系统和遥控接收系统组成，主要设计思路为：用户在一定范围内首先通过遥控器上的键盘进行密码输入，输入的值经过系统的调制后，通过遥控发射系统将其发射出去；然后头遥控接收系统接收发送过来的信号后，由微处理器对密码信号进行对比，对比成功，实现开锁目的，对比失败，不做任何操作。这种设计大大提高了系统的安全性，用户可以自行设计密码，设定的密码位数为4位，可以是09中的任意作何，组合方式多，不易被破译。对于不正确的密码输入，会发出报警提示。更好的满足了现代生活中用户的需求。1.2遥控密码锁的发展现状目前，在西方发达国家，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子密码锁的成本还很高，应用还不广泛。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。目前市场上的密码锁主要有以下几类，都存在不同程度的缺陷。1.2.1机械式的密码锁 它是现在大量使用的传统圆盘式机械密码锁，具有成本低，抗干扰能力强的优点，已被广泛使用在保险柜、文件柜、保险门、银库门、仓库门上。但它有一些无法克服的缺陷： （1）操作繁琐。以三片式的普通圆盘式机械密码锁为例，需要正反转好几圈才能对好密码。如果采用美国“洛加达”、“沙金”等几个品牌高档圆盘式机械密码锁，其“对码”和开锁均使用同一个旋钮，保密性虽然有所提高，但由于增加了一个辅助圆盘，操作就更繁琐。 （2）密码输入不易。由于要靠旋钮边缘的精密刻度来分辨密码，靠转动旋钮的刻度来对准密码，如稍有不慎就可能输入错误而前功尽弃。 （3）密码量少。以三片式的高档圆盘式机械密码锁为例，假定旋钮边缘刻有100个刻度，三片式结构在理论上应该有100万组密码，但实际上根本达不到。因为用旋钮旋转对密码时，单凭手的转动来准确分辨一个刻度（3.6度）是很困难的，加上机械加工误差，不可能按一个刻度值来准确对码。为了保证输入密码的成功率，必须在结构上留有充分的余量。所以传统圆盘式机械密码锁在对码时允许有不超过1.25个刻度的误差，也就是大约2.5个刻度为一个有效值。而旋钮边缘上的刻度绝大多数只有7080个刻度，有效刻度值就算能有50个，三片式密码锁最多也只有50312.5万组密码。远远小于标称密码量。 （4）声音报警功能。由于锁具完全使用机械装置，不可能实现自动报警功能，也无法拒绝非法用户尝试密码。因此可以允许非法用户尝试输入密码的次数为密码的最大数值，即直到尝试成功。 （5）在使用中发现，可以通过轻压开门把手，同时转动密码转盘，靠手感判断出转盘卡槽的位置，从而逐一试探出开门密码。专业的开锁人员都是利用这种方法帮助丢失钥匙的用户打开保险柜的。由于机械式密码锁存在很多缺点，只能用在保密性要求不高的场合。而用在保密性能要求相对较高的保险柜上却显得力不从心。1.2.2固定键盘式电子密码锁 这类密码锁使用固定键盘输入门锁密码1-2。用户密码可以在18位任意设定，密码量极大，尝试法输入密码时，系统会出现保护性自锁，同时具有自动报警功能。这种密码锁成本不高，操作非常简单，常与机械弹子锁配合使用。目前市场上出现的如宁波海曙精锐电子厂的JRIC01型电子密码锁，以及苏州澳凯科技有限公司的AOK317型密码锁等都是固定键盘式电子密码锁。这类密码锁有以下缺陷： （1）需要安装固定键盘，数字按键的位置固定不变，用户在操作时没有隐蔽性，其他人可以通过记住密码输入人员的手势推测出输入的密码，或被他人偷拍输入过程而得到密码。 （2）这类保险箱的键盘都在柜门外，虽然都配备了机械钥匙，若键盘被强行毁坏，虽然系统能够自动报警，但由于没有了密码输入装置，主人也会被拒之，会给用户带来极大的不便。 （3）保险柜上配有报警系统。有的报警装置与电话网连接，虽能实现自动拨号报警，但电话线要连接到柜体外部，容易受到盗贼的破坏，而使报警失效。有的报警机制不合理，会出现多次报警，且大音量报警装置耗电较多，保险柜又使用电池供电，电能有限，如果在短时问内多次大声报警，会将系统电能耗尽，造成系统永久死锁。 （4）错码自锁机制不完善。当用户连续输入三次错误密码后系统会自动锁定并大声报警，几分钟后，报警自动解除，可以再次尝试输入密码，若再出现三次错误，则再自锁报警，周而复始。因此盗贼仍然可以多次尝试输入密码。（5）密码体制不够完备。一般都有两组密码，其中一组备用，但两组密码却是并行工作的，任何一组密码均可开锁，即密码没有层次性。1.2.3随机键盘式密码锁 为了防止用户在利用固定键盘输入密码的过程被偷窥或偷拍，研制出了随机键盘系统。用这种键盘输入密码时，每输入一个数字，键盘上的数字键的摆放顺序会随机变化，用户利用变化后的键盘输入下一位数字，使得利用偷窥或偷拍的方式记住密码的企图无法奏效。但它也由于缺点显著而无法应用到保险柜上： （1）由于随机键盘对硬件要求较高，要采用触摸屏幕，键盘与显示器就必须合二为一，因此成本较高，难于应用到保险柜上。 （2）触摸屏键盘系统也属于固定键盘系统，一旦遭到破坏，也无法输入密码。1.2.4遥控式电子密码锁 由于各种遥控技术已经纷纷用于我们的日常生活中，遥控技术与密码系统的结合也是自然的。市场上也出现了少量的遥控式电子密码锁，但绝大多数都采用固定式编/解码芯片（如PT2262/PT2272,AX5326/AX5327等）实现编码与解码，编/解码器通过设定同样的硬件地址实现配对使用的。如果遥控器的型号相同，地址位设定不同，也不能控制解码器，这是它们的安全性所在3-8。国家知识产权局近几年公布的遥控密码锁的实用新型专利也人都属于此类固定式编码遥控密码锁9-14。这种遥控密码锁有以下几个致命的缺陷： （1）由于系统产生的编码位数较短，如PT2262只有12个地址/数据位（AD位），编码的组合形式极为有限，可以利用“追码器”，通过变换代码逐个发送（即用穷举方式）来破解密码系统。 （2）加密是靠设定硬件地址实现的。如遥控器一旦丢失或遥控器的地址位设定方式被他人知道，很容易复制一个完全相同的遥控器，使非法用户也成为“合法”用户。 （3）这类遥控系统的共同缺点在于产生的编码是固定的，一旦设定好地址位，无论任何时问按动遥控器上的同一按键，编码器的输出的编码都是相同的，这就是固定式编码。编码一旦在空中传输就很容易被截获，重发编码即可破解密码系统。 （4）这类编解码遥控器不是用于数据输入，而是实现多路遥控，例如用于控制多路开关等，每一个按键控制。一个通道，而不能用来依次输入多位密码。 市场上也出现了少量无线加密遥控装置：一类是“跳码”加密方式，另一类是“滚动”加密方式17-18。它们具有固定编码系统无与伦比的优势，解决了固定编码系统同一按键产生的编码相同的缺点，实现了即使连续按压同一按键也能够产生不同的编码。它们绝大多数用于各种车辆的防盗系统，使用非常方便。但也存在以下几个的缺点： （1）这种遥控器中使用的编码器对数据的加密是利用固化在芯片中的非线性加密算法19-20来实现的，而加密算法中使用的重要数据是在编码芯片生产时确定的，一旦遥控器生产出来，用户很难更改这些重要的数据。 （2）编码器中的核心数据是由芯片的制造商或遥控系统的制造商保管的，对制造商而言用户也没有什么保密性可言。 （3）目前出现的这类遥控器都只有四个按键，都被定义为功能键（如车辆防盗器的开锁、锁定、寻车、预热启动）21，因此可以实现“一键开锁”或“一键锁定”功能，只要按动一次按键，接收系统直接执行相应操作，虽然使用方便，但一旦丢失遥控器就无法开锁。 （4）这种遥控器也不能用来输入多位密码。并且如果他人得到遥控器也可以直接执行相应命令。 以上两种编码类型的遥控锁还有大部分采用红外遥控方式22-27和激光遥控方式，由于红外线和激光都不具备“绕射”能力，用户无法在隐蔽的地方操作，因此也会使用户感到使用不便。1.2.5其它密码锁市面上还有如手机遥控锁28-29，磁卡式的保险柜锁、智能卡IC卡式的保险柜锁，指纹保险柜锁等。磁卡式保险柜锁和智能IC卡式的保险柜锁，虽然都具有更换方便，易于操作的优点，但是由于磁卡本身结构简单、磁条（磁层）暴露在外、存储容量小、无内部安全保密措施，容易被破译，安全性差。同时由于磁卡和IC卡本身对使用环境要求高，它的稳定性和可靠性也就相应降低了。虽然指纹式的保险柜锁具有操作简单，密码具有难一性，安全性高，不易破译，掺带方便的优点，但是它的成本偏高，而且如果指纹识别口被划伤，也不能有效的识别合法用户，也会给使用带来极大不便，因此也不能被人们广泛地接受。 经调查，在安全性要求较高的场合，电子密码锁保险柜的市场前景较好。它的成本相对不高，密码量极大，安全性高，操作简单，最符合用户的需要。但是目前的电子密码锁存在很多的不安全因素，这也是电子密码锁没有得到广泛应用的一个重要原因。1.3技术背景1.3.1无线遥控技术介绍 无线遥控，顾名思义，就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。时至今日，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说常见的有2种，一种是家电常用的红外遥控模式（IR Remote Control），另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等常用的无线电遥控模式（RF Remote Control）。 无线遥控可以分为两种类型：红外遥控和无线电遥控。红外遥控器（IR Remote Control）是利用波长为0.761.5m之间的近红外线来传送控制信号的遥控设备。 另外一种无线遥控是无线电遥控（RF Remote Control），它是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。作为一种与红外遥控器相补充的遥控器种类，在车库门、电动门、道闸遥控控制，防盗报警器，工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛的应用。 1.3.2电子密码锁技术 电子锁的研究从上世纪30年代就开始了，在某些特殊场所早就有所应用。研究这种锁的初衷，是提高锁具的安全性，因为电子锁的密钥量(密码量)极大，可以和机械锁配合，避免因钥匙被仿制而出现的问题。在安全性极高的前题下，它的另一个特点无需钥匙却被越来越多的人所欣赏30。 现代生活对钥匙的要求使得钥匙正在从有形变成无形，安全要求也使得数据量小的机械钥匙逐渐被数据量多的数字密码锁甚至数字量更多的生物资料识别系统所取代。特别是进入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，廉价产品开始出现，给电子锁进入大众生活提供了可能。但目前电子锁的使用仍没有大众化，原因如下31： 1）.结构复杂化故障率相对较高。因为锁具本身是一种机械卡阻机构，最终还要靠机械动作来完成。而电子锁必须完成机械动作(操作)电子识别转换和电子控制机械执行这一系列过程，显然是复杂一些。电子元件还会随着使用而老化。这些都增加故障机率，而电子锁一旦损坏了就会拒人于门外。绝大部分电子锁都为此增加了备用开锁手段，无疑又降低了安全性。尽管随着元器件的质量提高了故障率大大降低，但备用开锁手段很少有取消的。 2）.严格的环境条件。电子器件怕潮湿，怕强磁电，怕强震动，使它对使用环境有一定要求。电子锁使用还需要充足的电力供应。早期的电子锁耗电较多，一般用市电。现在的集成电路电子锁耗电少，一节钮扣电池就可以维持控制部分的工作，但驱动电磁铁或马达却需要大一些的电池或者用市电。3）.相对复杂的使用。比如键盘式电子密码在键盘上输入，其突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符，既准确又可靠，不会丢失（除了忘记），难以被窃（除非自己泄露）。但是密码不能太简单，太简单了就容易被他人在键盘上试探出来，造成保密性不足。当然，密码又不能太复杂，太复杂了可能自己都糊涂了，或者输入密码操作成功率低，造成使用不便。随着科学技术的发展，推动电子锁技术发展并不断的提高电子锁的实用和安全性等。主要的发展有：（1）电子密码安全性的提高：“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密码；“自动更改密码”技术使得密码不断变化，且更改的规律不为他人所知；“多重密码设定”技术使得单一密码不一定有效，需要输入两组以上的密码才被认可。（2）输入手段的增加：传统单一键盘输入手段因为其输入不便捷和密码安全等问题以不适用与高端和适用频繁的场合，为了能跟进人们的需要。科研人员又发展了遥控开锁、卡片开锁和生物信息识别等手段。（3）密码量进一步提高：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锁获得高度的保密性，组合使用信息也能够使电子锁获得无穷扩展的密码资源。参考文献：1王宽仁.可靠安全的智能密码锁.电子技术应用J,2001,(2):14-16.2马庆华.采用PICL6C57单片机开发电子密码锁J.郑州轻工业学院学报.1999,14(1):7-9.3郑开陆.基于单片机和PT2272的编码解码方法J现代电子技术2006，(12)：60-634杨勇.新型无线遥控密码锁系统的研究D.硕士学位论文.西安:西北工业大学机械电子工程系,2003.5郭兆正.单片机遥控防盗报警系统J.锦州师范学院学报（自然科学版）2001,22(1):37-396赵春红,杨勇.基于单片机和无线电遥控技术的密码锁设计J.测控技术.2005,24(9):9-11.7崔建国.一种微型无线控制开关的研究J.医疗卫生装备.2004,(12):5-8.8邓军.用PT2262实现可遥控式电子密码锁J.电子设计应用2003,(12):79-80.9雷锦源.遥控电子密码锁P.中国专利.2,2002-07-10.10孙健.无线数码遥控锁P.中国专利.4,2001-03-14.11王俊明,魏兆荣.电子数码遥控锁P.中国专利2.2,2005-09-14.12谢惠华.一种具省电的遥控锁电路装置P.中国专利.6,2004-11-24.13张宗志.一种门锁的遥控锁口装置P.中国专利.7,1999-03-17.14张万成.随意编码遥控锁P.中国专利.8,2002-6-19.15秦东宏,吴思.遥控系统中控制码的跳码加密防盗技术J.山东轻工业学院学报.2001,15(2):32-34.16田伟,周新力等.基于单片机的滚动加密电台设计J.计算机工程与设计.2005,26(7):1944-194617葛茂增.射频遥控锁P.中国专利.5,2001-04-1118本田技研工业株式会社.轻型车辆的遥控锁操作装置P.中国专利.8.2002-10-02.19Microchip 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October15,1998,IBM corporation ,Hewlett-Packard Company, Sharp Inc.32 AT89C52 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.dec. 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1 本课题要研究的内容 1)系统性能必须安全、稳定，经济实用。 2)用户可设置一组门锁密码，长度为4位。 3)必须在打开柜门后才能修改系统密码，且必须在门内侧固定键盘上操作。 4)在断电情况下，原设定所有密码及相关信息不丢失。 5)遥控器必须登记注册才能使用，数据必须加密传输，可防止数据被重传或被跟踪；遥控器应具备防止复制能力，可以方便地注销掉丢失的“钥匙”。 6)可用遥控器（或固定键盘）输入开锁密码，门锁锁闩利用电机拖动。 7)遥控器控制距离大于20m。 8)系统使用可充电电池供电时