簡易電子鎖的設(shè)計

北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 閆貴琴 楊志成

1.引言

在防盜技術(shù)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖將被具有防盜報警功能的電子密碼鎖代替，它克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，它具有密碼的設(shè)置、存貯、識別和顯示、驅(qū)動電磁執(zhí)行器并檢測其驅(qū)動電流值、接收傳感器送來的報警信號、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。但是，因為市場上的電子鎖制作廠家較少，品種單一、價格貴、還有萬能鑰匙的存在，密碼容易被破譯，本文設(shè)計了一種簡易電子鎖的方法。

2.設(shè)計思路

當(dāng)按下接收鍵代碼時，接收鍵代碼與存貯密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，則驅(qū)動電磁執(zhí)行器開鎖；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次；如果正確，控制器輸出置高電平，驅(qū)動器驅(qū)動電磁執(zhí)行器，鎖緊裝置打開；如果三次都不正確，則電子鎖通過控制器電路向報警器提供信號，同時密碼失效；鎖緊裝置鎖死，報警器發(fā)出報警，達(dá)到驅(qū)逐嫌疑人的目的。還要考慮到電子鎖的解碼問題，也就是報警后的電路處理，包括復(fù)位?？傮w結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.控制原理

3.1 電路原理

門鎖作為安全防范產(chǎn)品必須具有安全性、穩(wěn)定性。安全性可從兩方面來衡量：一是抵抗故意破壞、惡作劇和蓄意的撬、鉆等暴力破壞。在此方面，目前機(jī)械鎖和電子門鎖的機(jī)械強(qiáng)度一般都能夠達(dá)到要求。“鑰匙”要有一定的私密性，密碼不會被別人偷走或者復(fù)制，但密碼不能直接使用，要經(jīng)過編碼、譯碼、加密、控制等功能組成，這樣才能更安全。如圖2所示，采用74ls192為核心的電子鎖控制器。

3.2 同步可逆遞增/遞減74LS192 BCD計數(shù)器特點：

同步可逆遞增/遞減74LS192 BCD計數(shù)器特點：電路可進(jìn)行反饋，而很容易的被級聯(lián)。即把借位輸出端和進(jìn)位輸出端分別反饋到后級計數(shù)器的減計數(shù)輸入端和加計數(shù)輸入端上即可。芯片內(nèi)部有級聯(lián)電路，每觸發(fā)器有單獨的預(yù)置端，完全獨立的清零輸入端。

圖1 總體結(jié)構(gòu)圖

圖2 電子鎖控制器電路圖

3.3 計數(shù)器的級聯(lián)應(yīng)用

根據(jù)74LS192 BCD計數(shù)器特點，將多個技術(shù)級聯(lián)可以得到有多位按鍵密碼的電子鎖控制器，級聯(lián)考慮到密碼的先后順序，先后和密碼的重復(fù)次數(shù)，最初位有優(yōu)先決定權(quán)，如果第一位有問題，后面的如何正確也將無效，這樣提高電子鎖的安全系數(shù)，第一位的正確數(shù)碼使得計數(shù)器有正確的輸出，將正確的輸出用74ls00與非門進(jìn)行驗證，正確值正確使得下一級的預(yù)制端低電平有效，當(dāng)?shù)诙壝艽a輸入時可以在此基礎(chǔ)上繼續(xù)累加，即使別人破解一層密碼，第二層的預(yù)制數(shù)加上累加值變成動態(tài)值，密碼破解難度大大增加；同理將這種方法用于第三級、第四級、第n級。

3.4 統(tǒng)計開鎖次數(shù)及功能

圖3 開鎖流程圖

統(tǒng)計開鎖次數(shù)問題，設(shè)置電子鎖不做密碼位數(shù)提示功能，所以就要增加確認(rèn)鍵，因此統(tǒng)計確認(rèn)鍵的按下次數(shù)就可以統(tǒng)計密碼輸入次數(shù)了，一般以下降沿為統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)。

必須具備的功能有：開鎖時間必須有時間限制的功能、在非常事件情況下可以控制門的開啟等。

4.開鎖流程

開鎖既要簡便快捷，又要符合安全性需要。開鎖流程如圖3所示。

還要注意使用中的事項，由于其高可靠性、高安全性、無接觸、操作快捷方便、使用壽命。電子鎖成為接觸式鎖的換代型產(chǎn)品。它的驅(qū)動電流要低于900mA。電插鎖彈起的力度要充分，壓下去后鎖頭能自動彈起而有力。

5.結(jié)束語

通過實驗，簡易電子鎖系統(tǒng)，達(dá)到了預(yù)期要求。本文對電子鎖系統(tǒng)分進(jìn)行了描述，若是再加上液晶顯示部分就可以實時顯示輸入密碼的“*”代號，可以提高輸入速度，本系統(tǒng)針對數(shù)字電路初學(xué)者尤為重要，可以很好的理解計數(shù)器、譯碼器、驅(qū)動電路的概念并能較好的應(yīng)用。