基于單片機的現場(chǎng)無(wú)電源電子密碼鎖設計

2 軟件系統設計

系統軟件由控制部分主程序、數據接收程序、電機驅動(dòng)程序、手持部分主程序、數據發(fā)送程序組成?？刂撇糠峙c手持部分傳送開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)信號和鑰匙密碼信號，其中鑰匙密碼信號用1l位二進(jìn)制數，具有較好的安全性。

2.1 數據“0”，“1”傳送方法

采用異步FSK通訊方式，使用信號的不同頻率來(lái)區分“0”和“1”，如圖6所示。

當信號頻率為20 kHz時(shí)，代表傳輸為“O”;當信號頻率為10 kHz時(shí)，代表傳輸為“1”。當晶振為12 MHz時(shí)，機器周期大約為1μs。在接收部分，定時(shí)器/計數器1用來(lái)記錄機器周期的個(gè)數。當記錄的機器周期個(gè)數在30～70之間時(shí)，可以確定接收到的是“O”(O的標準個(gè)數為50個(gè));當記錄的機器周期個(gè)數在80～120之間時(shí)，確定接收到的是“1”(1的標準個(gè)數為100個(gè))，其他情況按錯誤處理。

2.2 通信協(xié)議設計

在傳送的信息中，一部分是*、閉鎖控制命令信號，另一部分是鑰匙密碼信息?？刂撇糠纸邮盏借€匙密碼信息，經(jīng)驗證與本機的密碼一致后可以執行*、閉鎖操作。采用異步通信方式，定義協(xié)議格式為起始位、鑰匙密碼信息位、開(kāi)/關(guān)位、校驗位。其中，起始位為1位;鑰匙密碼信息為11位;開(kāi)/關(guān)位為1位;校驗位為4位。當起始位為“0時(shí)，表示一幀數據的開(kāi)始，加上此后連續的16位為一幀數據。

鑰匙信息共有2048種組合，開(kāi)/關(guān)位為“1”，代表*操作;開(kāi)/關(guān)位為“0”，代表閉鎖操作;校驗位由11鑰匙信息位和1為開(kāi)/關(guān)位共12位(由高到低4位為1組)經(jīng)2次異或操作得到。

2.3 程序設計

手持部分主程序完成系統初始化、讀取按鍵，形成數幀，啟動(dòng)發(fā)送等任務(wù)。使用定時(shí)中斷T1，完成數據的發(fā)送過(guò)程。當為數據“0”時(shí)，定時(shí)器初值為65 535-50=65 485=FFCO(H);當為數據“1”時(shí)，定時(shí)器初值為65535-100=FF9B(H)，逐次發(fā)送各位，直到將一幀數據發(fā)送結束。手持部分主程序和T1中斷程序流程如圖7和圖8所示。

控制部分采用定時(shí)器T0和外部中斷O實(shí)現，初始化設置定時(shí)器為內部計數方式，計數初值為0。當手持部分信號到達控制部分時(shí)，單片機的外部中斷O產(chǎn)生中斷，在中斷程序中讀取計數器的計數值t。當30≤t≤70時(shí)，接收到的位為“0”;當80≤t≤120時(shí)，接收到的位為“1”。將接收的各位組合起來(lái)恢復發(fā)送的一幀數據，經(jīng)檢驗處理正確無(wú)誤后進(jìn)行*或閉鎖操作。

3 結語(yǔ)

電子鎖系統的數據線(xiàn)和電源線(xiàn)采用一線(xiàn)制連接，使用方便;鑰匙密碼以加密的方式寫(xiě)入存儲器中，具有很高的安全性;不需要現場(chǎng)提供電源，解決了傳統電子鎖需要現場(chǎng)提供電源的問(wèn)題。電子鎖系統已在勝利油田孤島采油廠(chǎng)、東辛采油廠(chǎng)注水井的安全保護和東營(yíng)移動(dòng)通信公司通信線(xiàn)路地井的防盜裝置上得到了應用，具有較好的實(shí)用推廣價(jià)值。