電子加密和智能報警系統(tǒng)的設計與研究

王英輝

摘 要：隨著國民安全意識的提高，電子加密和智能報警系統(tǒng)越來越受到人們的重視，文章以STC89C52單片機作為控制部件，設計一個智能電子鎖，包括硬件電路和軟件程序，具備了加密和智能報警功能，不僅可以防盜，還加強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

關鍵詞：電子加密；智能報警；設計研究

1 概述

隨著信息技術的發(fā)展，人們的安全意識越來越高，更加需要電子加密和智能報警系統(tǒng)，并應用到我們生活中的各個方面。文章以生活中常見的鎖為依托，對這類系統(tǒng)展開研究。鎖有很多種，傳統(tǒng)的機械鎖安全不方便，機械鎖鑰匙很容易復制，不適合用于賓館等公共場所。許多的智能鎖，如指紋辨別、IC 卡，這些卡是專門為特定的指紋或有著特別用途的卡片而設置的，并且適于安全系數(shù)較高的一些場合，或者極少數(shù)人使用[1]。而具備了加密和智能報警功能的電子鎖可以方便的應用在各個方面，且成本不高。

2 系統(tǒng)概述

文章以STC89C52單片機為核心，設計各種硬件電路，包括電源模塊、智能報警模塊、加密模塊、顯示模塊、按鍵模塊。各種模塊發(fā)揮特有的功能又相互配合。

3 硬件電路設計

本系統(tǒng)的硬件電路分為電源電路、晶振電路、復位電路、按鍵電路、顯示電路、存儲電路、報警電路、開鎖電路。這里不再一一說明，只介紹其中的幾個電路模塊。

3.1 顯示電路

液晶顯示器（liquid crystal display，簡稱LCD）具有工作電壓低，功耗小，壽命長，重量輕等優(yōu)點[2]。本次設計采用的16×2的點陣字符式LCD，不僅可以顯示數(shù)字、字符和漢字，還能畫出簡單的圖形。其中RS與P2.5相連，RW與P2.6相連，E與P2.7相連。在顯示屏上可以清楚的看到設定的數(shù)字。其電路連接原理圖如圖1所示。

3.2 儲存電路

文章系統(tǒng)儲存電路使用的是AT24C02儲存芯片，AT24C02是一個2K位串行CMOS E2PROM，內部含有256個8位字節(jié)，該芯片引腳通過數(shù)據(jù)線（SDA）與時鐘線（SCL）分別于單片機的IO口P2.0和P2.1引腳相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步傳輸及保存，并對寫好的數(shù)據(jù)執(zhí)行寫保護功能[3]。AT24C02有一個16字節(jié)頁寫緩沖器，進行數(shù)據(jù)的緩沖和暫存。同時，不需要的數(shù)據(jù)，也可以進行清除，釋放內存，避免空間浪費。其儲存電路如圖2所示。

3.3 報警電路

報警電路是由PNP型三級管及蜂鳴器等其他元件構成，由單片機控制報警系統(tǒng)。當密碼連續(xù)輸入錯誤，就會啟用報警系統(tǒng)，發(fā)出報警聲音，既可以提醒用戶密碼錯誤，又可以有效的防盜。當密碼連續(xù)三次輸入錯誤，系統(tǒng)就會自動鎖死，不再接受任何輸入。報警電路如圖3所示。

4 軟件設計

4.1 程序整體流程圖

文章程序是由密碼程序、開鎖程序、顯示程序、報警程序等構成。每一個程序都具備獨自的功能，部分程序還可以相互調用，單片機作為控制部件，通過調用不同的程序來實現(xiàn)不同的功能。首先是密碼程序，只有先輸入正確的密碼，才可以進行開鎖流程，用戶才能正常打開電子鎖。一旦進入開鎖系統(tǒng)之后，用戶可以根據(jù)需求修改密碼。當輸入密碼錯誤時，系統(tǒng)會發(fā)出錯誤警告，啟動報警程序。程序的主要框架流程圖如圖4所示。

4.2 按鍵程序設計流程

采用CPU對鍵盤的掃描方式，對按鍵逐行掃描，當檢測到功能部件的詳細信息后，還會找到具體的按鍵位置，以確定正確的鍵值，CPU會根據(jù)找到的鍵值運行相對應的程序，然后根據(jù)程序運行得到正確的結果，從而實現(xiàn)功能，達到想要的效果。調用相關的程序。每一個按鍵對應一個功能。在執(zhí)行完程序之后返回系統(tǒng)主界面，如圖5所示。

4.3 開鎖程序設計流程

當用戶輸入正確密碼之后，按確認鍵即可開鎖。同時還可以修改密碼。當?shù)谝淮屋斿e密碼還有兩次機會改正，如果密碼連續(xù)輸錯三次，程序自動跳入報警程序并發(fā)出報警聲音，電子鎖將會鎖死，不能打開。其設計流程如圖6所示。

5 仿真與實物

文章系統(tǒng)已經在proteus仿真軟件畫出了對應的電路圖，并且已在該軟件進行了電路仿真，同時也在keil軟件進行程序的編寫和運行，各個電路模塊都實現(xiàn)了各自對應的功能，所有程序都能正常執(zhí)行，各項功能都可以實現(xiàn)。兩個軟件之間也進行了聯(lián)機調用，電子加密和智能報警等多項功能特性都能很好地體現(xiàn)，最后我們進行了實物的焊接，通過多方面的調試和改進，目前電子加密鎖已經可以正常工作，并達到了預期的效果。

6 結束語

文章設計的電子加密鎖，已經可以正常使用，具有加密和智能報警功能，無需人工調控，使用方法十分便捷，實現(xiàn)了電子密碼鎖的開鎖、報警、改密等功能。并且設計成本低，安全可靠，體積小，方便攜帶。并且該系統(tǒng)還可以應用在其他方面，例如：汽車防盜裝置、校園卡設備等。

參考文獻

[1]李娜，劉雅舉.Proteus在單片機仿真中的應用[J].現(xiàn)代電子技術，2008，4.

[2]丁冬艷.基于單片機防盜電子密碼鎖設計[J].硅谷，2010，1.

[3]張恒坤.基于單片機的電子密碼鎖系統(tǒng)設計[J].黑龍江科技信息，2015，29.