基于eda技術(shù)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)-文庫吧
2024-10-27 20:37 本頁面
【正文】 誤碼輸入的保護(hù) ， 密碼鎖在無保護(hù)的情況下使操作人員任意作隨機(jī)開鎖試驗(yàn)的時間為 TEN， 則： NTL=(2nT EN t)x， 其中 x 為最低安全系數(shù)。即 ： TEN=(N TLt2n)x 顯然若使 NT=NTL， 則 TrTEN， 則使分段隨機(jī)試驗(yàn)不易成功。 由此可得出數(shù)字密碼鎖的編碼總量設(shè)定是系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全性、保密性的首要技術(shù)指標(biāo)。一般來說 ， 當(dāng) NT 選定之后 ， NT 的上限 NTH 原則上是越大越安全 ， 但一般設(shè)計(jì) 時取 NTH=(10～ 1000)NTL 較為合理。 編碼制式的選擇 編碼制式應(yīng)根據(jù) NT 的大小選取 ， 可分為如下三種 ： （ 1）密碼的各位都可以重碼 ： NT1=ai； （ 2）密碼的非相鄰位可以重碼 ： NT2=a(a1)i； （ 3）密碼的任何一位都不能重碼 ： NT3=a(a1)……(a i+1)。 其中 a 為基數(shù) ， i 為位數(shù) ， a 和 i 的選取應(yīng)該滿足 NT≥ NTL ， a=2， 3， 4，10， 12， 14， 16。 現(xiàn)在以最常用的 a=10， i=6 為例 ， 可以計(jì)算出 NT2=0159NT 1， NT 3= T1， 所以編碼制式考慮 是否重碼對 NT 有很大影響。 另外 ， 相同制式下不同的基底對編碼總量 NT 會有影響 ， 而且基底的選擇也會影響到硬件電路的設(shè)計(jì)。 本文設(shè)計(jì)的密碼鎖采用十進(jìn)制編碼，密碼各位允許重碼，為簡化電路設(shè)計(jì)，密碼鎖口令采用對串行脈沖計(jì)數(shù)的方式輸入。 誤碼輸入的保護(hù)措施 如前所述 ， 電子密碼鎖的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮自身的安全保密性 ， 由于編碼和捕捉密碼的實(shí)驗(yàn)都是隨機(jī)的 ， 若要使 P=1 /NT 趨近于 0， 必須采取誤碼輸入的保護(hù)措施。假定設(shè)定的誤碼輸入次數(shù)不超過三次 ， 誤碼達(dá)到三次時系統(tǒng)應(yīng)關(guān)閉主控電路 ， 拒絕大于三次的密碼輸入 ， 并且系統(tǒng)進(jìn)入死鎖狀態(tài)。 系統(tǒng)正常狀態(tài)的恢復(fù)也可采用以下三種方式 ： （ 1）延時后輸入二級密碼管理方式 ， 即由管理員級密碼作為正常輸入的開鎖密碼 ， 之后重新定義新的開鎖密碼 ； （ 2）使用一個按鍵使系統(tǒng)重新恢復(fù)到正常狀態(tài) ； （ 3）系統(tǒng)掉電恢復(fù) 或萬能密碼 。 系統(tǒng)流程 系統(tǒng)流程圖如圖 ： 開 始系 統(tǒng) 復(fù) 位 ，初 始 化鍵 盤 輸 入判 斷 為 密 碼 輸 入還 是 功 能 輸 入密 碼 輸 入 功 能 輸 入 輸 入判 斷 密 碼 是 否正 確解 鎖顯 示 輸 入判 斷 是 什 么 功能執(zhí) 行 功 能是 功 能 輸 入是 密 碼 輸 入是 與 相 應(yīng) 的 功 能 鍵 值 相 等報(bào) 警否不 與 相 應(yīng) 的 功 能 鍵 值 相 等什 么 都 不 是 圖 系統(tǒng)流程圖 密碼鎖系統(tǒng)總體框圖 通過電子密碼鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析，我們知道 通用的電子密碼鎖主要由三個部分組成：數(shù)字密碼輸入電路、密碼鎖控制電路和密碼鎖顯示電路。也就是說，設(shè)計(jì)分 為三個大的功能模塊。 圖 為數(shù)字電子密碼鎖系統(tǒng)總體框圖。 鍵 盤 掃 描 電 路電 子 密 碼 鎖 輸 入 模 塊鍵 盤 按 鍵 消 抖 電 路時 序 產(chǎn) 生 電 路鍵 盤 譯 碼 電 路掃 描 信 號按 鍵 輸 入密 碼 鎖 控 制 電 路開 / 關(guān) 門 鎖 電 路寄 存 器 清 楚 信 號 發(fā) 生 電 路數(shù) 值 比 較 電 路按 鍵 數(shù) 據(jù) 緩存 器報(bào) 警 器 電 路B C D 七 段 譯 碼 電 路顯 示 電 路七 段 數(shù) 碼 管 圖 數(shù)字電子密碼鎖系統(tǒng)總體框圖 硬件設(shè)備 作為電子密碼鎖的輸入電路，數(shù)字密碼輸入電路可采用一個 4 4 的通用數(shù)字機(jī)械鍵盤作為本設(shè)計(jì)的輸入設(shè)備。機(jī)械式鍵盤具有低成本、可靠性高、構(gòu)成電路簡單、技術(shù)成熟和應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，因此將其應(yīng)用到通用電子密碼鎖中還是比較適宜的。 數(shù)字電子密碼鎖的顯示信息電路可采用 LED 數(shù)碼管顯示和液晶屏幕顯示兩種。液晶顯示具有高速顯示、高可靠性、易于擴(kuò)展和升級等優(yōu) 點(diǎn)，但是普通液晶顯示屏存在亮度低、對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力差等缺點(diǎn)，在低亮度的環(huán)境下還需要加入其它輔助的照明設(shè)備，驅(qū)動電路設(shè)計(jì)相對復(fù)雜，因此本設(shè)計(jì)的顯示電路使用通用的 LED 數(shù)碼管。 設(shè)計(jì)一個具有較高安全性和較低成本的通用電子密碼鎖，具體功能要求如下： （ 1）數(shù)碼輸入：每按下一個數(shù)字鍵，就輸入一個數(shù)值，并在顯示器上的顯示出該數(shù)值，同時將先前輸入的數(shù)據(jù)依序左移一個數(shù)字位置。 （ 2）數(shù)碼清除：按下此鍵可清除前面所有的輸入值，清除為 “ 0000” 。 （ 3）密碼更改：按下此鍵時會將目前的數(shù)字設(shè)定成新的密碼 。 （ 4）激活電鎖：按下此鍵可將密碼鎖上鎖。 （ 5）解除電鎖 ： 按下此鍵會檢查輸入的密碼是否正確，密碼正確即開鎖。 幾個主要功能模塊的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)為一個簡潔型的電子密碼鎖，該系統(tǒng)以開發(fā)板為主要核心，采用 44 的鍵盤，前 10 個鍵為數(shù)字鍵， 8 個數(shù)碼管顯示密碼輸入，后面的按鍵實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖的各個功能，總體外觀如圖 所示 。 F P G A 控制 模 塊12 3 45 6 7890 * 確 定密 碼清 除上 鎖解 鎖揚(yáng) 聲 器 圖 電子密碼外觀圖 上圖為在實(shí)驗(yàn)開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)，使用開發(fā)板有十六個按鍵，分別對應(yīng)數(shù)字 0到 9 和各 個功能鍵， LED 顯示為開發(fā)板上數(shù)碼管顯示。 密碼鎖輸入電路 1．時序產(chǎn)生電路 本時序產(chǎn)生電路中使用了三種不同頻率的工作脈沖波形：系
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