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一種基于交互式投影輸入的電子密碼鎖

2016-11-19 18:52胡澤宇高詩竹劉吉寬王昕
中國科技縱橫 2016年4期
關(guān)鍵詞:單片機(jī)

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?zhèn)鹘y(tǒng)按鍵鍵盤,以解決普通電子密碼鎖物理鍵盤易損壞,數(shù)字密碼記憶不便等缺點(diǎn),重點(diǎn)闡述門禁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與工作原理。應(yīng)用結(jié)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(diǎn),是未來智能門禁系統(tǒng)發(fā)展的新方向。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 電子密碼鎖 交互式投影

1引言

隨著電子工藝技術(shù)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(yōu)勢正在逐步代替原有的機(jī)械彈簧鎖??墒请S著普通電子密碼鎖在人們?nèi)粘I钪械倪\(yùn)用,物理鍵盤易損壞,數(shù)字密碼記憶不便等缺點(diǎn)也慢慢暴露出來。本設(shè)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?zhèn)鹘y(tǒng)按鍵鍵盤,以解決上述存在問題。

本設(shè)計采用AT89S52單片機(jī)作為控制核心,控制輸入模塊、監(jiān)控模塊、顯示模塊、存儲模塊等,實(shí)現(xiàn)密碼開門、錯誤報警、實(shí)時監(jiān)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(tǒng)、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(shù)制造,故而在系統(tǒng)穩(wěn)定性與靈活性方面都有較強(qiáng)優(yōu)勢,且與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容,片上Flash可通過程序存儲器在系統(tǒng)中編程,因而廣泛的被應(yīng)用于嵌入式控制系統(tǒng)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(shù)的輸入終端設(shè)備。在鍵盤使用時激活底部一字扇形激光燈和上端投影設(shè)備,人手指在觸碰相應(yīng)投影區(qū)域,激光燈便會在人手指上反射出相應(yīng)光斑,攝像頭采集手指反射光斑,此時,內(nèi)部單片機(jī)將攝像頭采集到的圖像信息在內(nèi)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(zhuǎn)化成相應(yīng)字符串通過藍(lán)牙輸入至使用者藍(lán)牙匹配設(shè)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(diǎn)陣塊組成,其中每個字符點(diǎn)陣塊也都由5×7或5×10個點(diǎn)陣組成,它可以顯示國際ASCII碼表中所有可視的字符。LCD1602中內(nèi)置了字符產(chǎn)生器ROM 、字符產(chǎn)生器RAM和顯示數(shù)據(jù)RAM。其中共內(nèi)置了192個常用字符的字模,還包含有8個字節(jié)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(nèi)容豐富等諸多優(yōu)點(diǎn),在低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

3電子鎖系統(tǒng)

電子鎖系統(tǒng)由交互式投影輸入模塊、手機(jī)APP模塊、顯示模塊、單片機(jī)模塊、藍(lán)牙模塊和電源模塊構(gòu)成。

鐳射激光鍵盤作為整個系統(tǒng)的信號輸入部分,一字線型激光燈在藍(lán)牙檢測到匹配裝置后發(fā)送相應(yīng)指令給單片機(jī),單片機(jī)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(shù)據(jù)卡之前存入的位置信息進(jìn)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(jī)APP模塊作為鎖與主人的聯(lián)絡(luò)器,將密碼通過手機(jī)內(nèi)部字符串處理經(jīng)藍(lán)牙模塊發(fā)送輸入電子鎖系統(tǒng),電子鎖內(nèi)部單片機(jī)將接收到字符串與內(nèi)部存儲芯片存儲的密碼相匹配,匹配成功后單片機(jī)控制繼電器模塊開啟,斷開外設(shè)電磁鎖輸入電流,門鎖被開啟。在密碼匹配成功后,單片機(jī)內(nèi)部管腳電平自動改變,此時也可以在內(nèi)存卡中重新寫入密碼。

單片機(jī)模塊作為全部系統(tǒng)的總控中心,只接收從手機(jī)發(fā)來的信號,協(xié)調(diào)控制全部全部工作,藍(lán)牙模塊通過51單片機(jī)P3.0和P3.1與手機(jī)進(jìn)行通訊。單片機(jī)在存儲器中存儲密碼,也可通過手機(jī)發(fā)來的字符串進(jìn)行密碼重置,每次輸入密碼調(diào)動計數(shù)器,計數(shù)器記滿3次錯誤后單片機(jī)啟動自鎖功能,不再接收外部藍(lán)牙發(fā)送的訊息,并變換I/O口高低電平控制開啟監(jiān)控報警設(shè)備。LCD1602作為顯示設(shè)備,通過I/O口直接連接在單片機(jī)上,通過相應(yīng)指令調(diào)動內(nèi)部字符作為顯示。

4結(jié)語

基于交互式投影輸入的電子密碼鎖較普通數(shù)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(tǒng)發(fā)展的新方向。

參考文獻(xiàn):

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