一種基于交互式投影輸入的電子密碼鎖

胡澤宇　高詩竹　劉吉寬　王昕

【摘 要】本文介紹了一種全新的交互式投影輸入智能門禁，以滑動圖案解鎖代替傳統按鍵鍵盤，以解決普通電子密碼鎖物理鍵盤易損壞，數字密碼記憶不便等缺點，重點闡述門禁系統的結構組成與工作原理。應用結果表明，交互式投影輸入的電子密碼鎖具有高安全性，高便捷性，低成本，易推廣等特點，是未來智能門禁系統發展的新方向。

【關鍵詞】單片機 電子密碼鎖 交互式投影

1引言

隨著電子工藝技術的日漸成熟，電子密碼鎖因安全性高、不用攜帶物理鑰匙等優勢正在逐步代替原有的機械彈簧鎖。可是隨著普通電子密碼鎖在人們日常生活中的運用，物理鍵盤易損壞，數字密碼記憶不便等缺點也慢慢暴露出來。本設計采用全新的交互式投影作為輸入端，以滑動圖案解鎖代替傳統按鍵鍵盤，以解決上述存在問題。

本設計采用AT89S52單片機作為控制核心，控制輸入模塊、監控模塊、顯示模塊、存儲模塊等，實現密碼開門、錯誤報警、實時監控等功能。

2模塊介紹

2.1主控芯片

AT89S52是一種高性能、低功耗的CMOS 8位微控制器。它具有8K系統、可編程Flash 存儲器。由于芯片采用Atmel 公司的高密度、非易失性存儲器技術制造，故而在系統穩定性與靈活性方面都有較強優勢，且與工業80C51 產品指令和引腳完全兼容，片上Flash可通過程序存儲器在系統中編程，因而廣泛的被應用于嵌入式控制系統中。

2.2激光鍵盤介紹

激光鍵盤是一款采用交互式投影技術的輸入終端設備。在鍵盤使用時激活底部一字扇形激光燈和上端投影設備，人手指在觸碰相應投影區域，激光燈便會在人手指上反射出相應光斑，攝像頭采集手指反射光斑，此時，內部單片機將攝像頭采集到的圖像信息在內部通過與之前錄入的位置信息相匹配，便可確定人手指所在位置從而確定輸入鍵，再轉化成相應字符串通過藍牙輸入至使用者藍牙匹配設備。

2.3 LCD1602顯示器介紹

LCD1602是16字符*2行的字符型LCD顯示器，由32個字符點陣塊組成，其中每個字符點陣塊也都由5×7或5×10個點陣組成，它可以顯示國際ASCII碼表中所有可視的字符。LCD1602中內置了字符產生器ROM 、字符產生器RAM和顯示數據RAM。其中共內置了192個常用字符的字模，還包含有8個字節的RAM，可存放用戶自定義的字符。1602液晶顯示器以其體積小、微功耗、顯示內容豐富等諸多優點，在低功耗應用系統中得到越來越廣泛的應用。

3電子鎖系統

電子鎖系統由交互式投影輸入模塊、手機APP模塊、顯示模塊、單片機模塊、藍牙模塊和電源模塊構成。

鐳射激光鍵盤作為整個系統的信號輸入部分，一字線型激光燈在藍牙檢測到匹配裝置后發送相應指令給單片機，單片機通過I/O口電平變化控制繼電器激活鐳射鍵盤，開啟一字線性激光燈和攝像頭。此時激光扇面如果被手指遮擋便會在手指上顯示一個由攝像頭捕捉手指反射的激光光斑，光斑與數據卡之前存入的位置信息進行匹配，由勾股三角形可以計算出手指位置，從而得到輸入的位置信息。

手機APP模塊作為鎖與主人的聯絡器，將密碼通過手機內部字符串處理經藍牙模塊發送輸入電子鎖系統，電子鎖內部單片機將接收到字符串與內部存儲芯片存儲的密碼相匹配，匹配成功后單片機控制繼電器模塊開啟，斷開外設電磁鎖輸入電流，門鎖被開啟。在密碼匹配成功后，單片機內部管腳電平自動改變，此時也可以在內存卡中重新寫入密碼。

單片機模塊作為全部系統的總控中心，只接收從手機發來的信號，協調控制全部全部工作，藍牙模塊通過51單片機P3.0和P3.1與手機進行通訊。單片機在存儲器中存儲密碼，也可通過手機發來的字符串進行密碼重置，每次輸入密碼調動計數器，計數器記滿3次錯誤后單片機啟動自鎖功能，不再接收外部藍牙發送的訊息，并變換I/O口高低電平控制開啟監控報警設備。LCD1602作為顯示設備，通過I/O口直接連接在單片機上，通過相應指令調動內部字符作為顯示。

4結語

基于交互式投影輸入的電子密碼鎖較普通數字密碼鎖而言，在安全性與便捷性方面都有較大提高，并較指紋鎖虹膜鎖相比具有極高的性價比，是未來智能門禁系統發展的新方向。

參考文獻：

[1]石文軒，宋薇.《基于單片機MCS一51的智能密碼鎖設計》.武漢工程職業技術學院學報，2004，（01）.

[2] 閻石主 著.《數字電子技術基礎》.北京：高等教育出版社，2003.

[3] 童詩白 著，華成英.《模擬電子技術基礎》.北京：高等教育出版社，2000.

[4] 董繼成.《一種新型安全的單片機密碼鎖》.電子技術，2004，（03）.

[5] 郭海英.《基于單片機的電子安全密碼鎖的設計》.現代電子技術，2005，（13）.

[6] 李瀚蓀 著.《電路分析基礎》.北京：高等教育出版社，2001.

[7] 李華 著.《MCS-51系列單片機使用接口技術》.北京航空航天大學出版社，2003.

[8] 王千 著.《實用電子電路大全》.電子工業出版社，2001.