【正文】 小結(jié) .................................................................................................... 40 結(jié)論 ....................................................................................................................... 41 致謝 ....................................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 43 附錄 1 .................................................................................................................... 44 附錄 2 .................................................................................................................... 46 附錄 3 .................................................................................................................... 48 附錄 4 .................................................................................................................... 49 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 第 1章 緒論 課題 開發(fā) 背景 隨著人們生活質(zhì)量的 提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)， 如何更好的防盜這一問題也變得尤為重要，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見不鮮，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需要， 各種系列的密碼鎖廣泛進(jìn)入人們的生活和工作，因而密碼鎖系統(tǒng)的安全性就變得至關(guān)重要。電子式的密碼鎖，它具有成本相對(duì)不高，密碼量大，不易破譯的優(yōu)點(diǎn)，但是這些電子密碼鎖系統(tǒng)都采用的是固定 式的 鍵盤，也就是將鍵盤固定在保險(xiǎn)箱的面板上 或用戶的門上 ，這就使得用戶在運(yùn)作時(shí)沒有隱蔽性，極易被人看見和偷拍而使得密碼不安全，因而使用的安全性不高。電子式密碼鎖的市場(chǎng)占有量最大，因?yàn)樗某杀镜?，安全高?運(yùn)作簡(jiǎn)單，最能符合用戶的需要，但當(dāng)前市面上的電子式的密碼鎖也有它的不足，因 此 對(duì)它進(jìn)行必要的改造將勢(shì)在必行。為了克服當(dāng)前市面上的電子式密碼鎖的不足以滿足社會(huì)需求，提出將無線遙控方法與密碼技術(shù)相結(jié)合，在保證原有密碼鎖系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì) 新型的無線遙控密碼鎖系統(tǒng)來克服固定鍵盤式的密碼鎖的不足， 不僅能實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入解鎖，還能進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控解鎖，完成一鎖多解目的，在避免他人偷窺的情況下使用遙控器解鎖， 所以畢業(yè)論文范文采用了無線遙控密碼鎖設(shè)計(jì)。 立題 目的和意義 隨著科技的發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，特別是近幾年國(guó) 內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)防盜的要求也是越來越高，同時(shí)對(duì)使用的便捷性也有了更高的需求，傳統(tǒng)的鎖防盜效果已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代社會(huì)的防盜需求，還存在著需要隨身帶著鑰匙的不便，如果鑰匙不慎丟失被他人利用，就有可能造成使不良之人乘虛而入等諸多弊端。因此近幾年一種新型的電子密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。電子密碼鎖運(yùn)用電子電路控制機(jī)械部分，使兩者緊密結(jié)合，從而避免了因?yàn)闄C(jī)械部分被破壞而導(dǎo)致開鎖功能失常的問題，而且密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)還有報(bào)警聲，大大增加了 密碼鎖 防盜功能。同時(shí)因?yàn)殡娮用艽a鎖不需要攜帶鑰匙，彌補(bǔ)了鑰匙極易丟失和仿造 的缺陷，方便了鎖具的 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 使用。隨著人們生活水平的提高如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜的問題也尤其的突出，傳統(tǒng)的鎖由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單，所以被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于具有保密性高、使用靈活性好、安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大用戶的青睞。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 目前， 國(guó)內(nèi) 最常用的鎖是 20 世紀(jì) 50 年代意大利人設(shè)計(jì)的機(jī)械鎖，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格便宜。但在使用中暴露了很多缺點(diǎn)：一是機(jī)械鎖是靠金屬制成的鑰匙上的不同齒形與鎖芯的配合來工作的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每 4000把鎖中就有兩把鎖的鑰匙齒牙相同或類似，幫安全性低。二是鑰匙一旦丟失，無論誰撿 到都可以將鎖 打開。三是機(jī)械鎖的材料大多為黃銅 質(zhì)地較軟，容易損壞。四是機(jī)械鑰匙易于復(fù)制，不適于諸如賓館等公共場(chǎng)所使用。由于人們對(duì)鎖的安全性，方便性等性能有更高的要求，許多智能鎖（如指紋辨別、 IC 卡識(shí)別）也相繼問世，但這類產(chǎn)品的物點(diǎn)是針對(duì)特定的指紋或有效卡，但能適用于保密要求高且僅供個(gè)別人使用的箱、柜、房間，其成本一般較高，在一定程序上限制了這類產(chǎn)品的普及和和推廣。 隨著 人們生活水平的提高，電子密碼防盜鎖作為防盜衛(wèi)士的作用日趨重要。電子密碼防盜鎖用密碼代替鑰匙，不但省去了佩戴鑰匙的煩惱，也從根本上解決了普通門鎖保密性差的缺 點(diǎn)。根據(jù)國(guó)外的資料統(tǒng)計(jì)顯示，裝有電防盜裝置的商業(yè)區(qū)或居民區(qū)盜竊犯罪率平均下降 30%左右。目前西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)大量地應(yīng)用這種智能門禁系統(tǒng)，但在我國(guó)的應(yīng)用還不是很廣泛，但是隨著科技的發(fā)展和生活水平的不斷提高使用 密碼 鎖應(yīng)該是一個(gè)必然趨勢(shì)。 系統(tǒng) 完成的功能 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是為了解決當(dāng)前市面上傳統(tǒng)的鎖所存在的不足，近而設(shè)計(jì)出一款無線遙控密碼，本系統(tǒng)的具體功能實(shí)現(xiàn)如下。 1. 設(shè)計(jì)密碼 用 戶將想設(shè)的密碼通過密碼修改鍵進(jìn)行修改，首先按下密碼修改鍵，然后在逐漸輸入號(hào)碼，最后按下確認(rèn)鍵即可。 2. 密碼顯示 為了幫助用戶 確認(rèn)是否有鍵按下，特在電路中設(shè)置了液晶顯 示電路；而為了防止密碼外泄；顯示時(shí)，并不是顯示用戶按下的數(shù)字信息 ，而是以一個(gè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 3 特定的字母符號(hào)提醒用戶是否有鍵按下。有鍵按下，就會(huì)顯示出字符 “ *”，無鍵按下，則不會(huì)顯示字符。這樣既巧妙的提醒了用戶又保護(hù)了用戶密碼，此乃本設(shè)計(jì)可靠性優(yōu)點(diǎn)之一。 3. 本機(jī)鍵開鎖 當(dāng)用戶鍵入正確密碼后，再按確認(rèn)鍵，便會(huì)自動(dòng)開鎖，如果鍵入完密碼后不按確認(rèn)默認(rèn)放棄開鎖。 4. 密碼錯(cuò)誤報(bào)警 當(dāng)用戶鍵入錯(cuò)誤密碼時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警，由蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。當(dāng)連續(xù)三次出現(xiàn)密碼錯(cuò)誤時(shí)，則系統(tǒng)會(huì)長(zhǎng)期報(bào)警不止 。這時(shí)必須按復(fù)位方可停止。此乃本設(shè)計(jì)安全可靠性之二。 5. 遙控解鎖 當(dāng)有特殊情況發(fā)生時(shí)，或怕有人偷窺到密碼時(shí)，或不想用鍵盤開鎖時(shí)，可選用遙控器來解鎖。此乃本設(shè)計(jì)安全可靠性之三。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 第 2章 方案論證 由于電子密碼鎖是一種通過密碼輸入法來控制電路或是芯片 工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類繁 多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的的性價(jià)比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心。其性能和安全性以大大超過了機(jī)械鎖，特點(diǎn)如下。 1． 保密性好，編碼量多，隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零。 2．密碼可變 ， 用戶可以經(jīng)常更密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的保密性下降。 3． 密碼輸入保護(hù)。當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。 要想設(shè)計(jì)一個(gè)良好的系統(tǒng)，器件的選型也是很重要的，以下就是本系統(tǒng)各模塊的選擇。 主控芯片的選擇 在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所需要的 I/O 輸入輸出口為 32 個(gè)，綜合各方面的因素考慮，本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件選用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C52 作為主控中心。 AT89C52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable) 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器 和256bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù) 生產(chǎn) ，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C52 產(chǎn)品 引腳結(jié)構(gòu) 。 AT89C52 芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 AT89C52 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 8k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 1 個(gè) 6 向 量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu) ， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,1 個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi) 振蕩器及 時(shí)鐘 電路 。 無線模塊的選擇 在本系統(tǒng)中采用遙控方式來進(jìn)行開鎖的主要目的就是 保證鎖的安全性更 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 5 高，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的準(zhǔn)確無誤，更加方便人們使用。 方案一 在最初設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)首先想到的遙控開鎖器件是紅外開鎖 ， 紅外線 。 可以進(jìn)行無線數(shù)據(jù)的傳輸自 1974 年發(fā)明以來得到很普遍的應(yīng)用，如紅外線鼠標(biāo)、紅外線打印機(jī)、紅外線鍵盤等等 。 紅外傳輸是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式不能離的太遠(yuǎn)， 最多 12 米 。 通訊過程中不能移動(dòng) 要對(duì)準(zhǔn)方向且中間不能有障礙物，遇障礙物通訊中斷也就是不能穿墻而過 。 紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連接進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差 ， 紅外線是波長(zhǎng)在 750nm 至 1mm 之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。由于紅外線的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以更適合應(yīng)用在需要短距離無線通訊的場(chǎng)合，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線數(shù)據(jù)，所以本方安不可行。 方案二 采用 NRF905 做為遙控開鎖的器件， NRF905 單片無線收發(fā)器工作由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器，一個(gè)帶解調(diào)器的接收器，一個(gè)功率放大器， 一個(gè)晶體震蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成。 ShockBurst 工作模式的特點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和 CRC，可以很容易通過 SPI 接口進(jìn)行編程配置。 NRF905 工作頻段 有很多 ， 但 433MHZ 開放 ISM 頻段可免許使用 ，它的最高發(fā)射速率 50KBPS， 10dbm 發(fā)射功率條件下，配置外置鞭狀天線有效通信距離在 300 米左右。室內(nèi)通信良好通信效果， 4 層之間可實(shí)現(xiàn)有效通信，抗干擾性能強(qiáng)，很強(qiáng)的擾障礙穿透性能。單次最多可發(fā)送接收 32 字節(jié)，并可軟件設(shè)置發(fā)送 /接收緩沖區(qū)大小 2/4/8/16/32 字節(jié) 170 個(gè)頻道，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通訊內(nèi)置硬件 8/16 位 CRC 校驗(yàn)，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，降低系統(tǒng)開發(fā)難度 ，內(nèi)置 SPI 接口，最高 SPI 時(shí)鐘可大 10M，也可通過 I/O 口模擬 SPI 實(shí)現(xiàn)。 鍵盤的選擇 由于本系統(tǒng)要使用 14 個(gè)按鍵，其中數(shù) 字 鍵 10 個(gè)（ 0－ 9），特殊功能鍵4 個(gè)，要使用獨(dú)立式按鍵需要 14 個(gè) I/O 口，這樣以來 I/O 口的占用量太大，浪費(fèi) I/O 資源，所以選用 4*4 的矩陣鍵盤，這樣可以省下 6 個(gè) I/O 資源。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 液晶模塊的選擇 在設(shè) 計(jì)本 系統(tǒng) 使 用首 先想 到的 用 來顯 示的 器件 是 LCD1286 或LCD1602， LCD12864 是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器 ,它主要由行驅(qū)動(dòng)器 /列驅(qū)動(dòng)器及 128 64 全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示 84 個(gè) (16 16 點(diǎn)陣 )漢字，但價(jià)格比較高， LCD1602 只能用于字符顯示，不能顯示漢字，但價(jià)格比較便宜，由于本系統(tǒng)只是用液晶來進(jìn)行簡(jiǎn)單的信息提示，并不涉及到太復(fù)雜顯示，所以本設(shè)計(jì)采用性價(jià)比較低的 LCD1602 液晶做為顯示器件。 本章小結(jié) 本章主要是對(duì)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中使用的主要器件的選擇做了一個(gè)詳細(xì)的說明，將本系統(tǒng)中所選的器件和其它器件做比較，從而體現(xiàn)出所選器件的優(yōu)勢(shì)所在，提高本系統(tǒng)的整體性能。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 7 第 3章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要是使用 無線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)無線開鎖的設(shè)計(jì)，但是仍然保持了原有密碼鎖的基本功能，系統(tǒng)主要有兩大部分分別為：無線密碼開鎖部分和基本密碼鎖開鎖部分。其中基本密碼開鎖包括：鍵盤輸入模塊、 LCD 液晶顯示模塊、報(bào)警模塊、存儲(chǔ)?？?、電源轉(zhuǎn)換電路模塊、無線接收模塊、開鎖模塊。無線密碼開鎖部分包：電源轉(zhuǎn)電路模塊、無線發(fā)送模快。 無線遙控密碼鎖的系統(tǒng)硬件框圖如圖 31，圖 32 所示。 圖 31 無線密碼鎖的接收和鍵盤鎖硬件框圖 各功能模塊的具體