簡易電子鎖的設計

北京聯合大學生物化學工程學院 閆貴琴 楊志成

1.引言

在防盜技術領域，傳統的機械式密碼鎖將被具有防盜報警功能的電子密碼鎖代替，它克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，它具有密碼的設置、存貯、識別和顯示、驅動電磁執行器并檢測其驅動電流值、接收傳感器送來的報警信號、發送數據等功能。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，本文設計了一種簡易電子鎖的方法。

2.設計思路

當按下接收鍵代碼時，接收鍵代碼與存貯密碼進行比較，如果密碼正確，則驅動電磁執行器開鎖；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，驅動器驅動電磁執行器，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，報警器發出報警，達到驅逐嫌疑人的目的。還要考慮到電子鎖的解碼問題，也就是報警后的電路處理，包括復位。總體結構如圖1所示。

3.控制原理

3.1 電路原理

門鎖作為安全防范產品必須具有安全性、穩定性。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，目前機械鎖和電子門鎖的機械強度一般都能夠達到要求。“鑰匙”要有一定的私密性，密碼不會被別人偷走或者復制，但密碼不能直接使用，要經過編碼、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計數器特點：

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

圖1 總體結構圖

圖2 電子鎖控制器電路圖

3.3 計數器的級聯應用

根據74LS192 BCD計數器特點，將多個技術級聯可以得到有多位按鍵密碼的電子鎖控制器，級聯考慮到密碼的先后順序，先后和密碼的重復次數，最初位有優先決定權，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，第一位的正確數碼使得計數器有正確的輸出，將正確的輸出用74ls00與非門進行驗證，正確值正確使得下一級的預制端低電平有效，當第二級密碼輸入時可以在此基礎上繼續累加，即使別人破解一層密碼，第二層的預制數加上累加值變成動態值，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 統計開鎖次數及功能

圖3 開鎖流程圖

統計開鎖次數問題，設置電子鎖不做密碼位數提示功能，所以就要增加確認鍵，因此統計確認鍵的按下次數就可以統計密碼輸入次數了，一般以下降沿為統計標準。

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品。它的驅動電流要低于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.結束語

通過實驗，簡易電子鎖系統，達到了預期要求。本文對電子鎖系統分進行了描述，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，本系統針對數字電路初學者尤為重要，可以很好的理解計數器、譯碼器、驅動電路的概念并能較好的應用。