基于单片机的多功能智能密码锁的设计研究

塔里木大学机械电气化工程学院 王甜甜 刘友权 刘 川 贾东方 车虎军 李晓勤



基于单片机的多功能智能密码锁的设计研究

塔里木大学机械电气化工程学院 王甜甜 刘友权 刘 川 贾东方 车虎军 李晓勤

【摘要】多功能智能密码锁采用STC90C51单片机作为控制芯片，并结合相关的矩阵键盘输入、LCD1602液晶显示、ISD1820单段语音录放、蜂鸣器报警、以及继电器驱动开锁等外围电路，设计了一款具有防试探按键输入、智能控制上锁和开锁、报警提示、更改开锁密码、电子门铃、语音留言等多种功能的家用智能密码锁控制系统，其控制系统的主程序使用C语言进行编写，系统功能稳定可靠，逻辑设计严谨且保密性强，可以代替传统老式机械锁，具有很强的推广价值。

【关键词】多功能；语音留言；单片机；电子门；铃密码锁

0　引言

随着科技的快速进步与社会的稳定发展，人们的生活水平的日益提高，家庭里的贵重物品也越来越多，各类锁的安全性与实用性也变得尤其重要，因传统的机械型锁的构造较为简单，安全性能和实用性比较低，则无法满足人们各方面的需要。该设计从安全实用且多功能的角度出发，电路设计具有防试探按键输入、智能控制上锁、开锁、报警、修改密码、电子门铃、语音留言等多种功能；其次，该装置使用多位密码设置，具有保密性强、灵活性高的优点。

1　材料与研究过程

1.1材料、功能与研究对象

主要材料：单片机AT89C51、矩阵键盘输入、LCD液晶显示屏显示。

主要功能：用C语言编写主控芯片的控制程序，对系统硬件设计和软件实现进行了详细的描述，具有防试探按键输入、留言、智能控制上锁、开锁、报警、修改密码等多种功能。

实验对象：以传统智能密码锁作为实验对象，并进行深入的研究与设计。

1.2实验研究流程（见图1）

图1

2　实验设计方案

2.1装置的组成与简要介绍

本系统设计主要由单片机、数据存储器、LCD显示屏、18个左右的独立按键（0-9：用于数字输入。输入：输入密码。确认：输入完成。停驻/关闭：用于在开锁后长时间停止上锁，和快速关锁。改密：用于修改密码。删除：用于在输入数字的时候删除前一位数据。退出：退出当前状态回到初始界面。门铃按键：做电子门铃用。开门按键：室内给到访者开门。）、蜂鸣器报警电路、继电器开锁电路等构成。

2.2实验实例列举

当系统通电后显示屏显示Intelligent lock 智能锁.按下‘输入’开始输入六位密码，初始密码“123123”输入完成后按‘确认’。如果密码错误，显示Entry Error数据输入错误，稍等片刻即可重新输入，累计按3次错码键，将产生2分钟报警。如果输入正确密码显示Entry OK数据输入正确，并开锁，回到初始界面，等待十秒左右自动关闭，在此期间可以按下‘停驻/关闭’即可停止关闭，再按下就会立即关闭。在开锁之后如果需要修改密码需使用‘停驻/关闭’即可停止关闭，然后需按下‘改密’，进入修改密码界面，同上如果累计按3次错码键，同样产生2分钟报警。输入正确密码即可改密码，再输入两次一样的密码之后就会保存到存储器里面，‘在按下停驻/关闭’即可立即关闭，并回到待机界面。当按下门铃按键时开启电子门铃功能；如果主人不在，门铃响3次后，会提示来访客，如果主人按下开门按键则智能锁被打开。

3　系统工作流程（见图2）

图2

4　研究结果分析

4.1多功能智能密码锁研究分析

随着电子产品智能化和微型化的快速发展，单片机慢慢成为了产品研制和开发中首选的控制器，但是在单片机产生以前，使用复杂的模拟电路智能密码锁也能做，然而这样的产品体积较大且成本高，由于长期使用元器件老化现象加剧，其控制的精度自然也会下降。在单片机产生后，只需要在单片机外围接简单的外围电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样电子产品的体积变小，成本也降低了，即使长期使用也不会担心精度达不到，且其程序容易升级改善。而且装置编码量多，保密性好，从而提高了密码锁的安全系数，所以多功能智能密码锁可以被广泛应用。

4.2多功能智能密码锁的优越之处

该系统设计具有以下特点：(1)系统使用单片机作为控制芯片，它所具有强大的功能能够实现智能控制完成密码的输入、判断和比较从而执行相应的开锁显示或报警等功能。(2)使用用户可以随时更改密码，密码可变，同时可避免因人员的更替而使锁的隐密级下降。(3)能防止试探性输入密码开锁，随机开锁成功率几乎为零。(4)无活动零件，不会磨损，寿命长。(5)使用灵活性好，避免必须佩带钥匙才能开锁的弊端。(6)操作简单易行，适合各个年龄段的用户。(7)增加门铃功能，如果到访者不知密码可以通过按钮使房内蜂鸣器发声，从而提醒主任有人到访。响3次后，会提示来访客，如果主人按下开门按键则智能锁被打开。

5　总结

经实验证明：该密码控制报警系统设计方法合理，成本低且安全性高，容易系统升级。装置符合多种场合以及多功能的用锁要求，此装置可以在日常生活和现代办公、住宅房以及办公室的安全防范、文件档案和财务报表以及个人资料的保存等多种场合使用，大大提高了物资的安全性，所以此智能密码锁可以被广泛应用，具有很强的推广价值。

参考文献

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[10]中国知网http://www.cnki.net.

李晓勤（通讯作者），塔里木大学机电学院教授，研究方向为汽车电子物理工程 车辆工程与地面系统。

作者简介：