电子遥控防盗密码锁的设计方案

电子遥控防盗密码锁帕设计方案

汕头市无线电一厂

郑小东

［摘要］随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，各种各样的密码锁广泛进入了人们的生活和工作。当前市场上的密码锁有以下几种形式：机械式、电子式、磁卡式、智能Ｉｃ卡式、指纹式等，电子式的密码锁市场占有量最大，因为它的成本相对较低，安全性高，操

作简单。但是目前市场上的电子密码锁系统大多采用的是固定键盘式的，也就是将操作键盘固定在保险箱的面板上，这就使得用户

在操作时没有隐蔽性，极易被人看见和偷拍而使得密码不安全，而且键盘一旦遭到强行破坏，再也无法输入密码。因而操作的安全性不高。为了解决目前电子密码锁的诸多不安全问题，本文引入遥控技术，红外线遥控技术出现较早，成本低，响应速度快，价格也具有优势。但它在使用中需要保证遥控发射器和遥控接收设备处于一定的角度范围，中间不能有任何物品，否则就会阻挡红外线的传输，因为红外线不能穿越砖瓦水泥砌筑的墙体，这在日常使用中经常会造成不便。居于此本文提出设计无线遥控电子密码锁系统。无线电作为新一代的无线外设解决方案，具有绕射和穿透特性，在有效工作范围内，无线设备可以不受角度、方向和障碍物的限制而自由

使用。此外，采用特定的编码解码技术还可以防止无线电波的相互干扰，抗干扰能力比较强。将无线电遥控技术与密码技术相结合，在原有密码锁系统性能的基础上设计无线遥控密码锁系统，使用户在一定范围内的任何位置都能对保险箱进行开启，可以提高密码的安全性，克服了固定键盘式密码锁的不足。系统以ＡＴ８９ｓ５２单片机为核心，利用无线遥控技术和电子密码锁技术结合，能进一步提

高电子密码锁的安全性、可靠性与实用性，降低了硬件成本。［关键词］无线遥控１．绪论

１．１国内外发展状况

目前市场上的密码锁主要有以下几类：

（１）机械式密码锁。它具有成本低，抗干扰能力强的优点，同时也具

密码锁

ＡＴ８９ｓ５２

单片机

２．１系统需求分析

（１）系统性能必须安全、稳定，经济实用。（２）用户可设置一组门锁密码，长度为６位。（３）必须在开启密码锁后才能修改系统密码。

有密码量少，操作频繁，输入密码不易，安全性差，钥匙易于复制的缺

点，而且没有自动报警功能，无法拒绝非法用户尝试密码。

（２）固定键盘式电子式的密码锁。使用固定键盘输入门锁密码。用户密码位数可以设定，它具有成本较低，密码量大，不易破译的优点和自动报警，错码自锁的功能，但是这些电子密码锁系统都采用的是固定

动。

（４）在断电情况下，原设定所有密码及相关信息不丢失。

（５）可用遥控器（或固定键盘）输入开锁密码，门锁锁门利用电机拖（６）应适当配备显示器件，具有声音提示与报警功能。

２＿２总体方案设计

２．２．１系统总体框图

遥控密码锁系统由四部分组成：遥控发射，键盘显示，遥控接受和密

键盘式的，也就是将操作键盘固定在保险箱或门的面板上，这就使得用

户在操作时没有隐蔽性，极易被人看见和偷拍而使得密码不安全，因而操作的安全性不高。

（３）红外遥控式电子密码锁。由于红外遥控技术已经纷纷用于我们的日常生活中，出现了红外遥控技术和密码技术相结合的电子密码锁。

码处理部分。使用者在１０米的范围将密码从遥控发射器上的键盘输

入，然后由发射器发射出去。遥控接受系统接受到用户输入的密码后由

微处理器进行破译并与原来设定密码进行比对，如果比对通过则驱动

电磁铁带动门开锁，如果比对失败则不产生任何操作。同时遥控密码锁系统具有一般电子密码锁系统的普遍特点，该系统能由用户自己设定密码，安全性高，并能对试图非法开锁操作进行自锁，同时发出蜂鸣警告。同时遥控器具有通用性，便于生产，即使遥控器被盗或丢失，由于密码的保密性。别人也无法打开密码锁。

电路结构框图如图１。

由于红外线和激光都不具备“绕射”能力，用户无法在隐蔽的地方操作，

因此也会使用户感到使用不便。

（４）其它密码锁。市面上还有如手机遥控锁，磁卡式的保险柜锁、智能卡Ｉｃ卡式的保险柜锁，指纹保险柜锁等。磁卡式保险柜锁和智能Ｉｃ

卡式的保险柜锁，虽然都具有更换方便，易于操作的优点，但是由于磁

卡本身结构简单、磁条馓层）暴露在外、存储容量小、无内部安全保密措

施，容易被破译，安全性差。同时由于磁卡和Ｉｃ卡本身对使用环境要求高，它的稳定性和可靠性也就相应降低了。虽然指纹式的保险柜锁具有操作简单，密码具有唯一性，安全性高，不易破译，携带方便的优点，但

是它的成本偏高，而且如果指纹识别口被划伤，也不能有效的识别合法

用户，也会给使用带来极大不便，因此也不能被人们广泛地接受。经调查，在安全性要求较高的场合，电子密码锁的市场前景较好。它的成本相对较低，密码量极大，安全性高，操作简单，最符合用户的需要。但是目前电子密码锁存在很多的不安全因素，这也是电子密码锁没有得到广泛应用的一个要原因。

１．２设计背景随着社会物质财富的日益增长和人们安全意识的不断提高，人们对锁要求也越来越高，既要安全可靠，又要使用方便。针对传统机械式密码锁的不足，固定键盘式电子密码锁的不隐蔽性和红外遥控电子密码锁的方向限定性，为了解决密码锁存在的诸多安全问题，进一步提高电子密码锁系统的安性、可靠性和实用性，因此本人以遥控防盗密码锁

ｌ键盘与ｃｃＤ显示电路睁一

提示音与报警电路ｋ：＝＝一

遥控捌女模块

矗

Ｊｌ

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ｌ解码电路｜

冀

，

ｌ开门驱动输出｝≤＝＝＝一

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，｛Ｅ口Ｒ。Ｍ存滞

２．２．２各模块实现方案

目前的电子密码锁普遍使用专用芯片，由于专用芯片的功能固定，价格昂贵，且不具备升级能力。为了能使系统具备升级能力，本设计选

的设计为设计课题，编码技术与无线遥控技术相结合，设计无线遥控防

盗电子密码锁系统。彻底解决机械式密码锁和固定键盘式密码锁的不足，使用户能在一定范围内的任何位置都能安全的操作电子密码锁。这种无线遥控防盗密码锁可以填补目前市场的空白，具有较好的应用前景。

１．３设计的主要内容和论文结构安排

用单片机作为中央处理器。配置适当的外围电路，实现系统的控制功

能。

（１）ｃＰｕ的选择

在本系统中。８位ｃＰｕ已经能满足系统的设计需要。因此主控ｃＰｕ选择ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴ８９ｓ５２单片机，它是一款高性能低功耗８位ｃＭ０ｓ单片机。具有丰富的Ｉ／０口线，内部集成８ＫＢ的ＦＬＡｓＨＲＯＭ，可以反复擦写１千次之多。给程序调试和以后的系统升级带来了极大方便，完全能满足系统的设计需要。

（２）编码方案

本设计主要介绍了无线遥控防盗密码锁，设计主要分为系统硬件设计与系统软件设计两大块。在设计的前部分对密码锁发展现状进行了了解，并对设计的需求进行了一次系统的分析，对一些方案进行对

比，从而确定设计的整体方案，并将方案模块化，细节化。最后对此设计的优缺点进行总结，并对其前景进行展望。

２．需求分析与总体方案设计

系统采用ｗ２２６２编码芯片完成编码任务。胛２２６２最大可以具有

１２个地址位，它的数据位最大可以有６个。每一个地址位可以有接地，接电源，悬空三种状态。每个数据位可以有接地，接高两种状态。ＰＴ２２６２

一２４０—

万方数据　

（２）几大特色硬件设计。独特的编码解码控制电路，基于１２ｃ的串

行ＥＥＰＲＯＭ的弓ｌ入。

（３）软硬件抗干扰设计。

（４）功能较完备，结构简单，经济实用。３．总结与展望

就是将地址位和数据位的状态进行编码然后输出相应的编码信号。

ｍ２６２能够满足两种工作方式：射频工作方式（ＲＦ）和红外线工作方式

（ＩＲ）。本系统的遥控方式上选用的是射频的工作方式。编码芯片门２２６２

发出的编码信号由：地址码，数据码，同步码组成一个完整的码字。

（３）遥控发射器电路

电路选用３１５ＭＨｚ射频方式完成数据传输。３１５ＭＨｚ的发射频率

是国家规定的防盗报警及无线控制设备专用频率，符合国家规定。本发

３．１设计总结

本方案着重于密码锁的电子控制部分，侧重于单片机控制系统的

射电路发射距离大于１０米。完全能够满足设计要求。

（４）接收电路

接收电路采用超再生接收电路。因为超再生电路的成本比较低，易

于实现。

（５）解码方案

分析和设计。设计完成后的系统能够实现设计要求，具有体积小，成本低，稳定性好的特点。装上该控制系统在安防方面自动化程度得到很大的提高。当然，本设计方案也存在一些不足，在设计方案中对无线遥控的发射与接收等高频电路研究不是太透彻；在设计时对能耗的考虑也

有疏漏。

系统采用解码芯片ＰＴ２２７２完成解码任务。门２２７２是与门２２６２配

对使用的一块遥控解码专用集成电路，采用ｃＯＭｓ工艺制造，它最大拥有１２位的三状态地址管脚，可支持多达５３１４４１（即３１２）个地址的编码。因此极大地减少了码的冲突和非法对编码进行扫描以使匹配的可能

本课题的社会实践性很强，文中所提出的设计思路和所采取的控

制措施完全适用于很多类似的控制系统，对类似系统的设计具有一定的参考价值。

３．２进一步研究的工作任何一个项目都不是十全十美的，本系统项目也可以进一步完善。由于在系统开始设计时就考虑了系统以后的扩展问题，因而可以从以下几个方面进行改进：

（１）进一步降低接收器的静态功耗。由于接收器的静态功耗依然比

性。当Ｐ．Ｉ’２２７２接收到编码信号时，它会检查该信号是否有效。①它必须是一个完整的字码；②码地址必须与接收电路的码地址端子的设置一致。

当进行两个连续有效的接收后，ＰＩ＇２２７２会将接受到的数据在相应的数据输出端输出，并将ＶＴ置为高电平。

（６）外接存储器

较大，所以项目一步的发展方向就是在保证接收灵敏度的基础上，进一

步降低接收器的静态功耗。

（２）增加遥控距离。由于稳定的遥控距离只有１０米，依然比较短，所以在保证接收灵敏度和满足用户实际操作的基础上，进一步增加遥控距离。

参考文献

由于用户密码和系统运行过程中的一些重要数据需要保存，并且

要求在断电时不能丢失，系统需要外接ＥＥＰＲＯＭ存储器。而具有标准１２ｃ总线结构的ＥＥＰＲＯＭ存储器与主控ｃＰｕ之间的连线最少，操作也

相对简单，而系统需要保存的数据量不大，因此使用ＡＴ２４ｃ０２来保存

用户的密码和系统运行的重要数据。

遥控密码锁系统的基本组成如下：

（１）１２键遥控发射器

包括：１２个按键，编码芯片ＰＴ２２６２，发射电路。

［１］刘焕平，童一帆．单片机原理与接口技术［Ｍ］．北京：北京航空航

天大学出版社，２００４［２］

［２］王为青，邱文勋．５１单片机应用开发案例精选［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００７［０８］

［３］陈涛．单片机应用及ｃ５１程序设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００８［０１］

工作原理：用１２伏电源供电，当按键按下时，胛２２６２上电，发射电路上电，ｗ２２６２将按键的状态编码产生方波，采用３１５Ｍ报警专用高频频率作为载波，在经过００Ｋ调制，由发射电路发射出去。当没有任意按

键按下时，电源截断，遥控发射器的静态功耗为Ｏ。

．

（２）遥控接收电路

包括：遥控接收模块，解码芯片ｗ２２７２一Ｍ４，单片微处理器

（Ａｔｍｅｌ８９ｓ５２），固定键盘，ＥＥＰＲＯＭＡＴ２４ｃ０２和ＬｃＤｌ６０２Ａ显示屏等。固定键盘用于设定密码，或者是用户不用遥控发射器的时候用来开启密码锁。遥控部分的工作原理如下：默认状态下ｃＰｕ处于掉电状

［４］窦振中单片机外围器件实用手册存储器分册［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，１９９８

［５］谭浩强．ｃ程序设计（第二版）［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００４［６］申永明．单片机测控系统的抗干扰技术［Ｉ］．山西电子技术，２００６，（３）：５９—６０

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［８］童诗白．模拟电子技术基础［Ｍ］．北京：高等教育出版社１９９８［４］［９］赵春红．基于单片机和无线电遥控技术的密码锁设计［Ｊ］棚４控技术，２００５，２４（９）：９—１１

态，遥控接收模块和盯２２７２一Ｍ４一直处于工作状态，当遥控器的数据

位上的键按下时，遥控接收模块接收到已调波信号，经过解调还原成原来的方波信号，这些方波信号经过电压匹配处理，输人给解码芯片ＰＴ２２７２一Ｍ４产生输出，ｃＰｕ接受数据，然后ｃＰｕ对接收到的数据输人进行处理，产生相应的操作结果。在不使用遥控发射器的时候，固定键盘上的任意一个按键按下时，单片机进行按键处理，完成密码的比对，产生驱动输出。

由于本系统的软件主要是实现一些控制操作和过程提示，没有大的数字计算运算职能，所以本系统采用汇编语言编程，单片机ＡＴ８９ｓ５２具有８Ｋ的程序存储区间，能够满足软件存储空间需要。

总结起来，上述设计方案是切合实际的，是能够实现的。本文所提出无线遥控电子锁除了能满足系统设计的基本要求之外，还具有以下一些特色：

［１０］晦邦媛．射频通信电路学习指导（第二版）［Ｍ］．北京：科学出版

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［ｉ１］陌尘．编码解码芯片ＰＴ２２６２一ＰＴ２２７２工作原理［Ｔ］．电子制作，

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［１２］唐清善．ｐｒｏｔｅｌＤｘＰ高级实例教程［Ｍ］北京：中国水利水电出版社，２００４［０４］

［１３］杨宁，胡学军．单片机与控制技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学

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［１４］于永，戴佳，常江．５１单片机ｃ语言常用模块与综合系统设计实例精讲［Ｍ］．北京：电子工业出社，２００７［．０４］

通过使用本平台可以轻松的组织试题试卷、方便的管理考试过程。它是

（１）软件和硬件相互结合设计。在硬件设计时就充分考虑软件的实

现方法，尽量做到软硬件都简单。

（上接第２３９页）

特性９：考场单一分配与混合分配相结合防止相邻考生相互抄袭作弊。

特性ｌＯ：试卷试题乱序管理。特性１１：支持手动改卷及自动改卷。特性１２：有效评测考生、试卷及课程。４．３防止考试作弊特性

特性１：独立于网考平台，适用于各种网上考试平台。

特性２：轻松管理作弊信息。完全自动识别、分析作弊并处理作弊情况，让作弊管理轻松容易。

５．结束语

该网考平台采用数据加密技术、数据包捕获过滤技术等先进网络安全技术，有效防止考试作弊问题，有效提高考试质量与考试公平性。

一个采用先进的网络技术的网考平台，属于目前网络考试系统平台的

前列。

参考文献

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［４］邹志斌，程晓．基于校园网的网上考试系统的设计与实现［Ｉ］．科技资讯，２００６，（１２）

万方数据　

电子遥控防盗密码锁的设计方案

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

郑小东

汕头市无线电一厂

科技信息

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参考文献(14条)

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14. 于永. 戴佳. 常江 51单片机C语言常用模块与综合系统设计实例精讲 2007

相似文献(4条)

1.学位论文 陈进超 新型无线遥控电子密码锁系统的研究 2006

目前，保险柜大都还是使用传统的机械转盘式密码锁，这种密码锁的密码量非常有限，很容易通过尝试输入密码的手段开锁。也有部分保险柜使用电子密码锁，电子密码锁具有密码量极大，使用方便等优点。但需要利用固定键盘输入开锁密码，密码的输入过程容易被偷拍或记忆，而且键盘一旦遭到强行破坏，再也无法输入密码。遥控电子密码锁不需要固定键盘，而利用遥控器输入开锁密码。但由于遥控系统的编码格式固定，发射出的信号容易被截获，重传相同的代码很容破译密码系统，因此，遥控电子密码系统面临着新的安全隐患。其它的电子密码锁，如指纹锁，IC卡锁等，也都存在相应的缺陷或不安全因素而无法得到广泛应用。

为了解决目前电子密码锁的诸多不安全问题，本文提出研制新型无线遥控电子密码锁系统。系统以AT89S52单片机为核心，利用滚动加密技术、短距离射频遥控技术和电子密码锁技术结合，能进一步提高电子密码锁的安全性、可靠性与实用性，降低了硬件成本，使电子密码锁能得到广泛应用。本文主要包括以下内容：

1．根据系统的设计目标，给出了具体的硬件电路、软件结构以及详细的程序清单，并详细论述了各部分的设计要点。

2．提出了一种利用4位数据的编码芯片实现12个数值的编码方法。为了提高数据无线传输的安全性，利用KEELOQ滚动加密技术对数据实现滚动加密，使密文电波的传输具备抗截获重传的能力，还可以有效防止代码被跟踪。 3．利用PICl6F630单片机实现软件滚动解码，有效降低系统的硬件成本。

4．为了降低系统的功耗，给出了一种可控的硬件复位电路，使主控CPU能在正常工作模式和掉电模式之间实现自由切换。 5．提出了硬件和软件抗干扰措施，提高了系统的抗干扰能力和可靠性。 6．在设计与实验的基础上，研制和调试了新型无线遥控电子密码锁系统。

经过实际测试，系统各项性能指标均已达到设计要求。由于在数据加密的过程采用了复杂的非线性同步技术，数据具有抗截获重传的能力，系统的兼容性和实用性都很好。文中设计的电路和控制方法适用于～般的单片机系统设计，硬件和软件也有一定的实用性和通用性。 本密码锁系统主要是为保险柜而设计开发的，对于其它安全性要求较高的场合也都可以推广使用。

2.期刊论文 瞿贵荣 可编程无线遥控密码锁电路 -家庭电子2004(9)

本文介绍一种由无线收/发模块和数字编/译码器组成的电子密码锁电路,4位密码可编程设置、更改方便.电路结构简单、工作稳定可靠、功耗低、造价便宜、保密性好.

3.期刊论文 郑欣. 郑宇恒 远程计算机测控网络有关问题的研究 -机械与电子2005(1)

分析了当前远程计算机测控网络,即以现场总线为核心的测控系统(FCS)和以嵌入式Web为核心的测控系统等2种主流组网形式,并对发展趋势进行了展望.对测控网络的网络安全进行了探讨,提供了一种无线遥控密码锁的新型安全装置,以及对网络现场级信号提出了一种行之有效的编码传输方式.

4.学位论文 杨勇 新型无线遥控密码锁系统的研究 2003

该文主要是围绕某新型无线遥控密码保险箱锁控制系统的相关的理论和实践应用进行了研究.该文主要包括以下的内容:根据项目要求提出了以单片机为中央处理器,短距离无线遥控技术和电子密码锁技术相结合的系统解决方案,给出了硬件设计电路和软件结构,详细叙述了系统的硬件线路的设计要点

和结构以及软件的设计要点,同时给出了各个重要子程序的流程图.文中提出了一种用4个数据位的编码解码芯片来完成12个数据的传送的设计方法,给出了该设计方法详细的原理说明和具体的设计电路.同时文中提出了一种独特的硬件复位电路,给出了详细的系统抗干扰措施和系统节能措施.文中设计的电路和控制方法适用于一般的单片机系统设计,硬件和软件也有一定的实用性和通用性.

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