基于FPGA的電子密碼鎖設(shè)計開題報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上商丘師范學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計開題報告學(xué)生姓名所在學(xué)院物理與電氣信息學(xué)院專業(yè)電子信息工程專升本設(shè)計題目：基于FPGA的電子密碼鎖的設(shè)計一、選題的科學(xué)依據(jù)在人們的日常生活中，鎖被廣泛使用，人們常用鎖來鎖一些貴重物品乃至自己的家門，目的就是為了提高安全性。常見的鎖有普通機(jī)械鎖、機(jī)械密碼鎖、電磁卡鎖、指紋鎖等。而普通的機(jī)械鎖容易被強(qiáng)行破壞，安全系數(shù)不高；機(jī)械密碼鎖雖然安全系數(shù)高但造價相對較高，目前在保險柜上應(yīng)用較多；電磁卡鎖由于磁卡信息極易受外界干擾而失磁導(dǎo)致無法開鎖，而指紋鎖雖然安全性很好，但會因手指劃傷虹膜充血等受到限制。通過分析我們不難發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)密碼鎖或多或少存在一些不足

2、從而降低了其保密的安全性，因此研究一種新型的密碼鎖是具有很高的現(xiàn)實(shí)需求性。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，具有防盜報警等功能的電子密碼鎖代替密碼量少、安全性差的機(jī)械式密碼鎖已是必然趨勢。電子密碼鎖與普通機(jī)械鎖相比，具有許多獨(dú)特的特點(diǎn)：保密性好，防盜性強(qiáng)，可以不用鑰匙，記住密碼即可開鎖等。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。在實(shí)際應(yīng)用中，由于程序容易跑飛，系統(tǒng)的可靠性能較差。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年代

3、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以引進(jìn)國際先進(jìn)水平，現(xiàn)國內(nèi)已有幾個廠生產(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。本設(shè)計的FPGA電子密碼鎖的特點(diǎn)是：體積小、功耗低、價格便宜、安全可靠,維護(hù)和升級都十分方便,具有較好的應(yīng)用前景。它與傳統(tǒng)鎖具的不同之處在于：它與可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)用簡潔清晰的VHDL語言實(shí)現(xiàn)設(shè)計編程思想，能夠?qū)崿F(xiàn)適時、智能控制管理功能，特別是在系統(tǒng)的擴(kuò)展上有很好的優(yōu)勢。二、文獻(xiàn)

4、綜述（國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨）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)計的密碼鎖出現(xiàn)了4 。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1-2 。目前，最常用的鎖是20世紀(jì)50年代意大利人設(shè)計的機(jī)械鎖，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價格便宜。但在使用中暴露了許多缺點(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，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

5、，質(zhì)地較軟，容易損壞。四是機(jī)械鎖鑰匙易于復(fù)制，不適于諸如賓館等公共場所使用3-5 。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6-9。在實(shí)際應(yīng)用中，由于程序容易跑飛，系統(tǒng)的可靠性能較差?；诂F(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件的電子密碼鎖，用FPGA 器件構(gòu)造系統(tǒng)，所有算法完全由硬件電路來實(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)的工作可靠性大為提高9-11 。利用 FPGA 設(shè)計電子密碼鎖，其成本低，設(shè)計方便 ， 現(xiàn)有資源充足， 實(shí)現(xiàn)比較容易， 更利于系統(tǒng)的維護(hù)改進(jìn)和升級， 可靠性更高， 更安全 12 。參考文獻(xiàn)：1 郭海英.基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計J.現(xiàn)代電子技術(shù)

6、，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),2010,33(7):189-190.4 孫育才.MC351系列單片微機(jī)計算機(jī)及其應(yīng)用M.南京:東南大學(xué)出版社,1990:80-95.5 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編M.航空航天大學(xué)出版社,2000，8:66-80.6 李捷，陳典濤等.一種基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計J.農(nóng)機(jī)化研究,2004(5):146.7 徐琦.基于FPGA的電子密碼鎖設(shè)計J.科技信息,2006,(10):240-2418 王衛(wèi)兵，劉克剛等.用FPGA的電

7、子密碼鎖J.電子技術(shù)應(yīng)用， 2005(01) :26-289 A.T. Alouani,etal. On sensor Track FusionM. Proceedings of America control Conference,Maryland, June 1994:14214410 Altera, Novas Team for FPGA Visibility EnhancementM.Electronic News (North America).2006,(11) :12.11王道憲.CPLD/FPGA可編程邏輯器件應(yīng)用與開發(fā)M.國防工業(yè)出版社,2004,1 :20-2312 陸重陽

8、,盧東華.FPGA 技術(shù)及其發(fā)展趨勢J.微電子技術(shù),2003,(01) :15-18三、主要內(nèi)容和研究方法基于FPGA設(shè)計的電子密碼鎖是一個小型的數(shù)字系統(tǒng)，與普通機(jī)械鎖相比，具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：保密性好，防盜性強(qiáng)，可以不用鑰匙，記住密碼即可開鎖。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。在實(shí)際應(yīng)用中，由于程序容易跑飛，系統(tǒng)的可靠性能較差。本文介紹一種基于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA器件的電子密碼鎖的設(shè)計方法采用VHDL語言對系統(tǒng)進(jìn)行描述，并在FLEX10K10LC84-4上實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能：用戶給電子密碼鎖設(shè)定一個密碼，當(dāng)使用本機(jī)鍵盤開

9、鎖時，該密碼與用戶設(shè)定的密碼比較，如果密碼正確，則開鎖；如果密碼不正確，則允許用戶重新開鎖，最多可輸入三次，若三次都不正確，則揚(yáng)聲器報警，直到按復(fù)位鍵才允許再次輸入代碼。通過仿真調(diào)試，利用可編程器件FPGA的電子密碼鎖的設(shè)計基本達(dá)到了預(yù)期目的。當(dāng)然，該系統(tǒng)在一些細(xì)節(jié)的設(shè)計上還需要不斷的完善和改進(jìn)，特別是對系統(tǒng)的擴(kuò)展有很好的實(shí)用和設(shè)計的價值。四、進(jìn)度計劃開題報告撰寫并上繳：第7學(xué)期第48周（2015.9.212015.10.31）；畢業(yè)設(shè)計額第一稿撰寫并上繳：第7學(xué)期第919周（2015.11.22016.1.15）；畢業(yè)設(shè)計第二稿撰寫并上繳：第7學(xué)期末第8學(xué)期第4周（2016.1.162016.3.25）；畢業(yè)設(shè)計第三稿撰寫并上繳：第8學(xué)期第59周（2016.3.262016.4.29）；畢業(yè)設(shè)計申請答辯：第8