基于單片機的金庫門(mén)電子密碼鎖系統設計

摘要：針對金庫門(mén)高保密性與安全性的要求，設計了一種新型金庫門(mén)電子密碼鎖，能預防密碼泄露，增加金庫安全性。系統由金庫門(mén)密碼鎖控制器和密碼生成器組成，密碼生成器提供開(kāi)鎖密碼，密碼重復概率低于1／1 000 000。當輸入開(kāi)鎖密碼錯誤超過(guò)三次則啟動(dòng)報警系統。論文介紹金庫門(mén)電子密碼鎖系統硬件和軟件的實(shí)現思路，給出了硬件原理圖和程序流程圖。
關(guān)鍵詞：金庫門(mén)電子密碼鎖系統；可變密碼；密碼鎖控制器；密碼生成器

0 引言
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的快速增長(cháng)，安全防盜已成為一個(gè)社會(huì )問(wèn)題。特別是對于各金融機構以及許多企事業(yè)單位，為了資金周轉方便，一般設有金庫。然而近年來(lái)發(fā)生許多重大盜庫案，如河北邯鄲農行金庫5 100萬(wàn)元被盜案，金庫的安全管理已成為一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。本論文就加強金庫的安全管理，針對目前金庫的管理缺陷，設計了一種金庫門(mén)電子密碼鎖系統。這種密碼鎖不需要更改密碼卻每次開(kāi)鎖密碼都不一樣。保密性很高，既需要輸入一組隨機序號，同時(shí)還需要輸入一個(gè)經(jīng)過(guò)密碼生成器計算得出的可變密碼。本設計在安全系數要求很高，且需要多人管理與參與才能開(kāi)鎖的場(chǎng)合下非常適用。每次開(kāi)鎖密碼不同，解決了傳統鍵盤(pán)式電子密碼鎖容易被他人在鍵盤(pán)上試探出來(lái)，或被旁觀(guān)者窺測出來(lái)，保密性不足的缺點(diǎn)。

1 設計思路
整個(gè)設計由金庫門(mén)密碼鎖控制器和密碼生成器兩大部分組成。兩部分均有液晶顯示模塊和鍵盤(pán)模塊，作為人機對話(huà)的界面和工具。不同的是密碼鎖控制器還包含密碼識別模塊和開(kāi)鎖控制模塊，用戶(hù)從鍵盤(pán)上輸入密碼信息，通過(guò)內置信息的計算、對比和判斷，產(chǎn)生對開(kāi)鎖控制模塊與報警系統的控制。而密碼生成器主要包含密碼生成模塊，根據用戶(hù)輸入的信息，通過(guò)一定的算法計算出密碼，并將密碼通過(guò)液晶顯示反饋給用戶(hù)。
密碼生成器由一名機構負責人掌管。當用戶(hù)需要開(kāi)啟金庫門(mén)時(shí)，金庫門(mén)密碼鎮控制器先為用戶(hù)產(chǎn)生六位隨機碼，用戶(hù)獲取了隨機碼之后需要向機構負責人索取密碼。機構負責人在密碼產(chǎn)生器上按照提示輸入2位隨機序號和用戶(hù)所告知的6位隨機碼，密碼產(chǎn)生器計算出6位密碼，負責人員告知用戶(hù)2位隨機序號和6位密碼，用戶(hù)輸入2位序號和6位密碼后，金庫門(mén)密碼鎖經(jīng)同樣算法計算，如果密碼匹對正確，則開(kāi)鎖，否則不開(kāi)。密碼輸入錯誤次數超3次則蜂鳴器鳴叫并啟動(dòng)報警系統，只有輸入正確的系統內置口令才能使蜂鳴器停止鳴叫以及關(guān)閉報警系統。
金庫門(mén)密碼鎖控制器和密碼生成器具有同樣的內置口令，該內置口令可重新設置，當重新設置時(shí)需要驗證原口令，如果相同則可進(jìn)行更改，并將新口令保存在單片機的EEP-ROM中。關(guān)機后，保存的口令不丟失。重新設置內置口令后，同樣的隨機碼、隨機序號，開(kāi)鎖密碼是不一樣的。

2 STC12系列單片機以及OCM12864的簡(jiǎn)介
STC12系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘／機器周期(1T)的單片機，與普通單片機相比，具有高速／低功耗／超強抗干擾／無(wú)法解密等優(yōu)點(diǎn)，是新一代8051單片機，且指令代碼完全兼容傳統8051，速度卻快8～12倍。工作電壓為3．8 V～2．2 V(3 V單片機)／5．5 V～3．3 V(5 V單片機)，有6個(gè)16位定時(shí)器，兼容普通8051的定時(shí)器或4個(gè)外部中斷，具有看門(mén)狗和EEPROM功能，并且內部集成MAX810專(zhuān)用復位電路。基于上述優(yōu)勢，本設計采用STC12系列單片機。
液晶顯示部分采用OCM12864圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，該圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊有128×64點(diǎn)陣，可顯示各種字符及圖形，可與CPU直接接口，具有8位標準數據總線(xiàn)、6條控制線(xiàn)及電源線(xiàn)。OCM12864具有自己的指令集，結合OCM12864的接口時(shí)序，可以實(shí)現對液晶模塊的讀寫(xiě)操作。圖1、圖2分別為OCM12864的讀操作和寫(xiě)操作時(shí)序，比較讀寫(xiě)操作時(shí)序，可以發(fā)現讀寫(xiě)操作時(shí)序的不同之處在于片選信號R／W在E有效時(shí)的取值。當E為高電平，R／W為高電平時(shí)則是單片機執行的是讀操作；當E為高電平，R／W為低電平時(shí)則是單片機執行的是寫(xiě)操作。本設計采用OCM12864中的OCM12864-5(3 V)和OCM12864-2(5 V)，根據金鵬電子有限公司提供的讀寫(xiě)操作時(shí)序編程可以實(shí)現對液晶模塊的讀寫(xiě)。