基于單片機(jī)控制的電子密碼鎖的設(shè)計(jì) 開題報(bào)告

1、棗 莊 學(xué) 院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目： 基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì) 姓名： 許艷 學(xué)號 : 201105310135 年級： 2011 專業(yè)： 電子信息工程 指導(dǎo)教師：姓名 高珊 職稱 講師 學(xué)科 信息處理技術(shù) 棗莊學(xué)院教務(wù)處制2013年 2月25日說 明一、開題報(bào)告前的準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目確定后，學(xué)生應(yīng)盡快征求導(dǎo)師意見，討論題意與整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（或設(shè)計(jì)）的工作計(jì)劃，然后根據(jù)課題要求查閱、收集有關(guān)資料并編寫研究提綱，主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：1研究（或設(shè)計(jì)）的目的與意義。應(yīng)說明此項(xiàng)研究（或設(shè)計(jì)）在生產(chǎn)實(shí)踐上或?qū)δ承┘夹g(shù)進(jìn)行改革帶來的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。有的課題過去曾進(jìn)行過，但缺

2、乏研究，現(xiàn)在可以在理論上做些探討，說明其對科學(xué)發(fā)展的意義。2國內(nèi)外同類研究（或同類設(shè)計(jì)）的概況綜述。在廣泛查閱有關(guān)文獻(xiàn)后，對該類課題研究（或設(shè)計(jì)）已取得的成就與尚存在的問題進(jìn)行簡要綜述，只對本人所承擔(dān)的課題或設(shè)計(jì)部分的已有成果與存在問題有條理地進(jìn)行闡述，并提出自己對一些問題的看法。3課題研究（或設(shè)計(jì)）的內(nèi)容。要具體寫出將在哪些方面開展研究，要重點(diǎn)突出。研究的主要內(nèi)容應(yīng)是物所能及、力所能及、能按時(shí)完成的，并要考慮與其它同學(xué)的互助、合作。4研究（或設(shè)計(jì)）方法?？茖W(xué)的研究方法或切合實(shí)際的具有新意的設(shè)計(jì)方法，是獲得高質(zhì)量研究成果或高水平設(shè)計(jì)成就的關(guān)鍵。因此，在開始實(shí)踐前，學(xué)生必須熟悉研究（或設(shè)計(jì)）方法

3、，以避免蠻干造成返工，或得不到成果，甚至于寫不出畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）或完不成設(shè)計(jì)任務(wù)。5實(shí)施計(jì)劃。要在研究提綱中按研究（或設(shè)計(jì)）內(nèi)容落實(shí)具體時(shí)間與地點(diǎn)，有計(jì)劃地進(jìn)行工作。二、開題報(bào)告1開題報(bào)告可在導(dǎo)師所在教研室或系內(nèi)舉行，須適當(dāng)請有關(guān)專家參加，導(dǎo)師必須參加。報(bào)告最遲在畢業(yè)（生產(chǎn)）實(shí)習(xí)前完成。2本表（頁面：a4）在開題報(bào)告通過論證后填寫，一式三份，本人、導(dǎo)師、所在系（要原件）各一份。三、注意事項(xiàng)1開題報(bào)告的撰寫完成，意味著畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作已經(jīng)開始，學(xué)生已對整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作有了周密的思考，是完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在開題報(bào)告的編寫中指導(dǎo)教師只可提示，不可包辦代替。2無開題報(bào)告者不準(zhǔn)

4、申請答辯。3本表（原件）用鋼筆填寫，字跡務(wù)必清楚。一、選題依據(jù)（擬開展研究項(xiàng)目的研究目的、意義） 隨著人們生活水平的提高和安全意識的加強(qiáng)，對安全的要求也就越來越高。鎖自古以來就是把守護(hù)門的鐵將軍，人們對它要求甚高，既要安全可靠的防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長期以來研制的主題。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各類電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，電子密碼鎖就是其中之一。據(jù)有關(guān)資料介紹，電子密碼鎖的研究從20世紀(jì)30年代就開始了，在一些特殊場所早就有所應(yīng)用。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼完成開鎖過程。研究這種鎖的初衷，就是為提高鎖的安全性。由于電子鎖的密鑰量（密碼量）極大，所以可以與機(jī)械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制

5、而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們攜帶金屬鑰匙的煩惱，而被越來越多的人所欣賞。電子鎖的種類繁多，例如數(shù)碼鎖，指紋鎖，磁卡鎖，ic卡鎖，生物鎖等，但較實(shí)用的還是按鍵式電子密碼鎖。目前使用的電子密碼鎖大部分是基于單片機(jī)技術(shù)，以單片機(jī)為主要器件，其編碼器與解碼器的生成為軟件方式。相比傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開鎖攜帶不方便、安全性能差等特點(diǎn)，電子密碼鎖有易操作、功耗低等優(yōu)勢，使其越來越成為市場上的主流產(chǎn)品。目前，在西方發(fā)達(dá)國家，電子密碼鎖技術(shù)相對先進(jìn)，種類齊全，已被廣泛應(yīng)用于智能門禁系統(tǒng)中，通過多種更加安全，更加可靠的技術(shù)實(shí)現(xiàn)大門的管理。在我國電子鎖整體水平尚處于國際上70年

6、代左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場上仍以按鍵電子鎖為主，按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖已引進(jìn)國際先進(jìn)水平，現(xiàn)國內(nèi)已有幾個(gè)廠生產(chǎn)供應(yīng)市場。但國內(nèi)自行研制開發(fā)的電子鎖，其市場結(jié)構(gòu)尚未形成，應(yīng)用還不廣泛。國內(nèi)的不少企業(yè)也引進(jìn)了世界上先進(jìn)的技術(shù)，發(fā)展前景非?？捎^。希望通過不斷的努力，使電子密碼鎖在我國也能得到廣泛應(yīng)用。為滿足人們對門鎖的使用要求，增加其安全性，用電子密碼鎖代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械式鎖將成為一種趨勢。本課題研究的是以單片機(jī)為基礎(chǔ)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)方法，希望能以對此課題的研究來促進(jìn)電子密碼鎖的改善和發(fā)展。二、文獻(xiàn)綜述內(nèi)容（在充分收集研究主題相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出問題，找到研究主題的切入

7、點(diǎn)，附主要參考文獻(xiàn)）隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡單，被撬的事件屢見不鮮。在日常生活和現(xiàn)代辦公中，住宅和辦公室的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存等多以加鎖的辦法來解決。若使用機(jī)械式鑰匙開鎖，人們經(jīng)常需要攜帶多把鑰匙，使用極不方便，且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。機(jī)械鎖的這些弊端為一種新型的鎖-電子密碼鎖，提供了發(fā)展的空間。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)。隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖已在國內(nèi)外相繼面世。電子密碼鎖是由電子電路控制鎖體的

8、新型鎖具，它采用觸摸鍵盤方式輸入開鎖密碼，操作方便。觸摸式電子鎖的輸入部分采用觸摸開關(guān)（鍵盤輸入），相比傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)之出其優(yōu)勢在于保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，無活動(dòng)零件，不會(huì)磨損，壽命長等，因而受到了廣大用戶的親呢 。 早在80年代，日本產(chǎn)生了最早的電子密碼鎖。隨著日本經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，電子行業(yè)的快速發(fā)展，一些利用簡單的門電路設(shè)計(jì)的密碼鎖出現(xiàn)了。這類電路安全性差，容易破解。到了90年代，美國、意大利、德國、日本、加拿大、韓國以及我國的臺(tái)灣、香港等地的微電子技術(shù)的進(jìn)步和通信技術(shù)的發(fā)展為密碼鎖提供了技術(shù)上的基礎(chǔ)，從而推動(dòng)密碼鎖走向?qū)嶋H應(yīng)用的階段。我國于90年代初開始對密碼鎖進(jìn)行初步的探索。到目前

9、為止，在此領(lǐng)域雖已有較大的發(fā)展，采用各種電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的比較多，技術(shù)也相當(dāng)先進(jìn)，電子技術(shù)發(fā)展至今已達(dá)到相當(dāng)高的水平，電子密碼鎖技術(shù)已十分成熟。早期開發(fā)的電子密碼鎖由于電子器件所限，種類不多，保密性差，最基本的就是只依靠最簡單的模擬電子開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的，制作簡單但不安全。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，電子密碼鎖在國內(nèi)外發(fā)展非?？欤?0年代，以美國耶魯制鎖廠、歐洲西沙集團(tuán)、聯(lián)邦德國多姆公司為代表的國際制鎖行業(yè)已開發(fā)出包括電子卡片門鎖在內(nèi)的十多種電子鎖。80年代初期，美國lsi公司研制成ls7220專用保密鎖集成電路，使用四位密碼。90年代初，國外又推出采用12位密碼的twh9013專用保密鎖集成電路。在

10、我國，無線電雜志1978，no5，p23-25上曾登載唐瑋的電子鎖一文。此后，該刊與電子世界、電器時(shí)代、電世界、五金科技等雜志又相繼發(fā)表了許多電子鎖的文章。1985年我國開始實(shí)施專利法時(shí)，天津大學(xué)申請了第一個(gè)公開的電子鎖實(shí)用新型專利。目前，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，其機(jī)構(gòu)簡單、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，故安全性低。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)械鎖鑰匙易于復(fù)制，不適于

11、諸如賓館等公共場所使用。現(xiàn)在，許多更加高級的電子智能鎖（指紋識別、ic卡辨認(rèn)、感應(yīng)式）已在國內(nèi)外相繼面世。例如: key lock(第吉爾公司)開發(fā)的鎖具核心芯片全部采用美國最先進(jìn)的原裝芯片，指紋識別技術(shù)，使得保密性大大增強(qiáng)。king arthur（香港亞瑟王集團(tuán)）開發(fā)的亞瑟王智能防暴鎖采用雙芯冷備份，美國軍工滑動(dòng)指紋技術(shù)，16位密碼保護(hù)，沒有傳統(tǒng)電子鎖和指紋鎖附帶的機(jī)械鎖孔，從整個(gè)設(shè)計(jì)上杜絕了小偷的開鎖途徑，但是這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密有較高要求的箱、柜、門等。而且指紋識別器若在公共場所使用存在容易機(jī)械損壞，ic卡還存在容易丟失、損壞等缺點(diǎn)，再加上其成本較高，在

12、一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術(shù)水平與市場的接受程度，采用單片機(jī)靈活設(shè)計(jì)方案的電子密碼鎖仍然是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。1976年intel公司推出了mcs-48單片機(jī)以來，各大半導(dǎo)體公司相繼研制和發(fā)展了自己的單片機(jī)，它們大多集成了cpu、ram、rom、數(shù)目繁多的i/o接口、多種中斷系統(tǒng)，有的還集成a/d轉(zhuǎn)換器、看門狗電路，液晶驅(qū)動(dòng)等模塊，ram和rom的容量也越來越大，尋址空間可達(dá)64kb，可以說，單片機(jī)發(fā)展到了一個(gè)全新階段，功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用越來越廣泛。atmel 公司生產(chǎn)的單片機(jī)at89s51是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8kb可編程flash 存儲(chǔ)

13、器。使用atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與mcs-51單片機(jī)產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單片機(jī)上，擁有靈巧的8 位cpu 和系統(tǒng)可編程flash，正是at89s51單片機(jī)的這些優(yōu)點(diǎn)， 使得其能夠?yàn)槊艽a鎖控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案，所以成為制作電子密碼鎖的首選。電子防盜鎖應(yīng)用于金融業(yè)，其根本的作用是“授權(quán)”，即被“授權(quán)”的人才可以存取錢、物。廣義上講，金融業(yè)的“授權(quán)”主要包括以下三種層次的內(nèi)容：1、授予保管權(quán)，如使用保管箱、保險(xiǎn)箱和保險(xiǎn)柜；2、授予出入權(quán)，如出入金庫、運(yùn)鈔車和保管室；3、授予流通權(quán)，如自動(dòng)存取款

14、。目前，金融行業(yè)電子防盜鎖的應(yīng)用主要集中在前兩個(gè)層面上。下面將介紹幾種在金融行業(yè)中使用較多的電子防盜鎖以及它們的技術(shù)發(fā)展方向。 當(dāng)然，以上所說的授權(quán)技術(shù)再高超，都必須由精良的“鎖具”擔(dān)當(dāng)承載結(jié)構(gòu)部件，實(shí)現(xiàn)開啟、閉鎖的功能，而且承擔(dān)實(shí)體防護(hù)作用，抵抗住或盡量延遲破壞行為，讓電子防盜鎖“軟、硬不吃” 。一般情況下，鎖具防盜的關(guān)鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件的強(qiáng)度、鎖止型式、配合間隙和布局。 提高電子防盜鎖之防護(hù)能力的必然途徑是報(bào)警，在金融業(yè)的許多場所有人值守、有電視監(jiān)控，具有報(bào)警功能，可以綜合物理防范和人力防范兩種作用。報(bào)警的前提是具備探測功能，根據(jù)電子防盜鎖的使用場所和防護(hù)要求，可選擇多種多樣的探測手

15、段。在中國的城市金融業(yè)中，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)報(bào)警已經(jīng)成為對各金融網(wǎng)點(diǎn)的基本要求。 根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，金融業(yè)實(shí)行安全防范風(fēng)險(xiǎn)等級很有必要，即依據(jù)使用的防盜報(bào)警器材的性能、安裝布局和人員值守狀況等，可以評估被防護(hù)物或區(qū)域的防護(hù)能力，得出風(fēng)險(xiǎn)等級，其中，電子防盜鎖的性能至關(guān)重要 。由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時(shí)間等要素均可成為鑰匙的電子信息，組合使用這些信息能夠使電子防盜鎖獲得高度的保密性，如防范森嚴(yán)的金庫，需要使用復(fù)合信息密碼的電子防盜鎖，這樣對盜賊而言是“道高一尺、魔高一丈”。組合使用信息也能夠使電子防盜鎖獲得無窮擴(kuò)展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對用戶而言是“千挑百選、自得其所”。本設(shè)計(jì)采用單片

16、機(jī)為核心單元，利用單片機(jī)串行發(fā)射、接受等功能設(shè)計(jì)具有本機(jī)開鎖和報(bào)警功能的電子密碼鎖，要根據(jù)單片機(jī)設(shè)計(jì)相應(yīng)的外圍電路，復(fù)位電路，電源電路，指示電路，指示電路按鍵單元，顯示單元，掉電存儲(chǔ)單元等 。另外系統(tǒng)還有l(wèi)cd提示燈等。系統(tǒng)能完成本機(jī)、超次鎖定、修改用戶密碼基本的密碼鎖的功能 。除上述基本的密碼鎖功能外，還具有調(diào)電存儲(chǔ)、聲光提示等功能，依據(jù)實(shí)際的情況還可以添加遙控功能。參考文獻(xiàn)：郭海英.基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計(jì)j.現(xiàn)代電子技術(shù),2005,28(13): 95-96.2王寬仁.可靠安全的智能密碼鎖j.電子技術(shù)應(yīng)用,2001,27(2):14.3邱燕，鄧鵬戈.數(shù)字電子密碼鎖j.現(xiàn)代電子技術(shù)

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20、實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加調(diào)電存儲(chǔ)、聲光提示甚至可以添加遙控控制功能。用戶想要打開鎖，必須先通過鍵盤輸入正確的密碼才能將鎖打開。密碼輸入錯(cuò)誤有提示，為了提高安全性，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤三次將打不開，密碼還可以由用戶自己修改設(shè)定。系統(tǒng)以單片機(jī)作為密碼鎖設(shè)計(jì)的核心元件，結(jié)合外圍的鍵盤輸入、lcd顯示、開鎖等電路模塊,它能完成以下功能：基于節(jié)省材料的原則，暫時(shí)用發(fā)光二極管代替電磁鎖，發(fā)光管亮，表示密碼輸入正確開鎖；滅，表示密碼輸入錯(cuò)誤沒有開鎖。用c語言編寫的控制程序與eprom讀寫程序相結(jié)合，并用keil軟件進(jìn)行編譯，最后完成基于單片機(jī)的電子密碼鎖的仿真與調(diào)試。研究方法： 1、檢索、查找有關(guān)文獻(xiàn)資料、對資料進(jìn)行分析整理。 2、確定設(shè)計(jì)總體思路并進(jìn)行方案論證 3、設(shè)計(jì)硬件電路 首先設(shè)計(jì)單片機(jī)的基本