基于单片机串行通信的电子密码锁设计开题报告

 2022-09-22 14:31:50

1. 研究目的与意义

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。锁自古以来就是把守护门的铁将军,人们对它要求甚高,既要安全可靠的防盗,又要使用方便,这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术的发展,各类电子产品应运而生,电子密码锁就是其中之一。据有关资料介绍,电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了,在一些特殊场所早就有所应用。这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。研究这种锁的初衷,就是为提高锁的安全性。由于电子锁的密钥量(密码量)极大,所以可以与机械锁配合使用,并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。电子锁只需记住一组密码,无需携带金属钥匙,免除了人们携带金属钥匙的烦恼,而被越来越多的人所欣赏。

2. 课题关键问题和重难点

在选取单片机时从下面几个方面考虑:性能、存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、串行接口、模拟电路功能,除了以上的一些的还有一些最基本的比如:中断源的数量和优先级、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等。当用户需要开锁时,先按键盘开锁键之后按键盘的数字键0-9输入密码。密码输完后按下确认键,如果密码输入正确则开锁,不正确显示密码错误并发出报警;当用户需要修改密码时,先按下键盘设置键后输入原来的密码,只有当输入的原密码正确后才能设置新密码。新密码输入无误后按确认键使新密码将得到存储,密码修改成功。最重要的还是程序,程序分几个模块,每个模块都要自己设计所包含的东西,合起来实现电子密码锁屏设计。我所做的工作就是如何把程序做的能实现自己的功能。

3. 国内外研究现状(文献综述)

随着人们生活水平的提高,如何实现防盗这一问题也变的尤其的突出,早在80年代,日本产生了最早的电子密码锁。随着日本经济复苏,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。这类电路安全性差,容易破解。到了90年代,美国、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。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,电子技术发展至今已达到相当高的水平,电子密码锁技术已十分成熟。

早期开发的电子密码锁由于电子器件所限,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,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。在我国,《无线电》杂志1978,No5,p23-25上曾登载唐玮的电子锁一文。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。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。

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4. 研究方案

1、检索、查找有关文献资料、对资料进行分析整理。

2、确定设计总体思路并进行方案论证

3、设计硬件电路

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5. 工作计划

1-2周:通过翻阅书籍和期刊查找单片机方面的知识。开始撰写初稿,熟悉软硬件设计模块,准备工作。

3-5周:查找相关资料,通过对选题的研究和电子密码锁的具体要求,确定系统总体设计方案。熟悉51系列单片机及开发环境,学习单片机的电路和应用知识,确定硬件结构,最小系统模块及键盘模块,LCD显现模块的设计,完成设计的硬件模块。

6-7周:通过学习单片机C语言的编程知识,编辑键盘扫描及识别子程序机密码设置子程序,完成设计的软件模块。

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