基于单片机的防盗自动报警电子密码锁的设计

创新设计与实训题目:基于单片机的防盗自动报警电子密码锁的设计院系名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：评语：设计成绩：指导教师：创新设计与实训任务书学院（系）电气工程学院自动控制系选题教师姓名专业自动化专业技术职务实训题目基于单片机的防盗自动报警电子密码锁的设计课题简介自从人类脱离原始社会、开始有私有财产的概念以来，锁就是人们生活中的重要组成部分。它的存在，维护了人们的财产安全、人身安全，增加了人们的安全感，促进了社会和谐。因此，人们对锁的研究从未停止，但几千年来都未有较大的变化，直到20世纪30年代后，电子密码锁的概念出现，这一领域终于出现了日新月异的进步。得益于电子技术的飞速发展，电子密码锁的功能愈来愈完善，取密码量相对较少、安全性不好的常规锁具已然是大势所趋。电子密码锁拥有太多机械锁完全无法相比的优点。它不但能完成“锁”自身的功用，还可以具有记忆、辨识、警报等特别的作用。因为电子密码锁更安全性、更便宜、易操作，越来越多人开始关注这一领域。报告要求1.采用红外遥控器进行电子密码锁的开启，充当键盘的功能；2.密码为6为数字，密码错误时要有所提示，密码错误3次时要有所响应，报警响应或者提示语提示；3.显示界面才用C#编写的上位机在电脑上面进行显示；4.采用MSP430F5529单片机作为中介接收红外数据和发射串口数据到电脑课题预计工作量大小大适中小课题预计难易程度难一般易√√参考资料[1]张迎新．单片微型计算机原理、应用及接口技术（第2版）[M]．北京：国防工业出版社，2004[2]邓兴成．单片机原理与实践指导[M]．北京：机械工业出版社，2010[3]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].电子工业出版社，2008[4]datasheet_f55291目录目录.............................................................................................................................................11.概述..............................................................................................................................................11.1背景及功能介绍.................................................................................................................11.2选题的目的和意义.............................................................................................................21.3本设计的任务.....................................................................................................................22、电子密码锁的总体设计.............................................................................................................32.1、系统总体设计..................................................................................................................32.2、单片机的选择..................................................................................................................42.3、红外遥控器和红外接收模块介绍..................................................................................73、软件设计及开发.........................................................................................................................83.1上位机及开发环境介绍....................................................................................................83.2MSP430F5529的开发环境..............................................................................................114、总结...........................................................................................................................................13参考文献.........................................................................................................................................14附录1单片机程序代码................................................................................................................1511.概述1.1背景及功能介绍在电子锁出现以前人们广泛的使用机械锁，但是随着时间的推移机械锁已不能满足人们的要求，于是电子锁应用而生。以前由于电子器件所限，开发的电子密码锁种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制作虽简单但很不安全。现在电子锁的技术可以说是时时的在进步，出现了很多性能强，安全可靠的新型电子锁。如：遥控式电子密码锁，卡式电子锁，生物特征电子锁等。但是应用广泛的还是键盘式电子密码锁。遥控式电子密码锁：优点是传输信息量可以很大、速度极快、人眼识别不出来，又无法在光路径上用仪器捕获信号进行复制，因此保密性极高。缺点是需要随身保管遥控器即钥匙，对于某些方面来说不是很实用。卡式密码锁：能够在卡中存储大量的个人信息，即容量非常的大，并且可以实现一卡多用。但是卡式密码锁也有很大的缺陷，开锁用的卡很可能受到一些电子产品的磁干扰，出现“失效”；同时卡也很容易被丢失，丢失了卡就需要尽快的取消卡的授权，一面个人的重要信息丢失，这个过程也是相当麻烦的。生物特征电子锁：人的某些与生俱来的个性特征（如手、眼睛、声音的特征）几乎不可重复，作为“钥匙”就是唯一的。但是生物特征电子锁需要大量的个人身体上的信息，这就使其处理上会变得复杂，这也确定了生物特征电子锁目前仅适用于极个别的行业。键盘式电子锁：主要依靠的是键盘输入密码验证，不需要携带专一的“钥匙”，只需要记住密码即可。键盘式电子锁有采用数字电路控制的，但控制的准确性和灵活性比较的差；有以单片机为核心的键盘式电子锁，它的性能比较的稳定，而且性价比也比较的高，受到了广泛的关注。尽管新式电子防盗锁层出不穷，但键盘式电子密码锁仍然“老树发新芽”，在市场上居于主流地位。伴随着科学技术的发展，电子的应用技术的提高，又出现了一些带有微型处理器的智能电子锁，它除了具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理的功2能，从而使电子密码锁具有更高的安全性和可靠性。目前发达国家大规模使用的智能门禁系统，就是一种使用多种更加安全，可靠方法来实现大门管理的新型电子密码锁。发达国家的电子密码锁技术已经相当的成熟，智能化、集成化程度很高。而我国的应用还不是很广泛，一般应用在一些高级的场所之中，例如银行的保险柜、保险箱、高级酒店等，家居应用很少。我国的电子密码锁的技术也是比较落后的，不是很成熟。开发的密码锁大多采用的是普通的数字电路设计生产的，与机械锁相比较的确存在着很多的优点，但智能化的程度不高，编码的组合很少。1.2选题的目的和意义在我们的日常生活中，经常会遇到一些地方需要进行防护，而这些地方的防护多是以使用各种各样的锁来进行的。常见的大致有两个大的方面，一种是机械锁，一种是电子密码锁锁。传统简单的机械锁一般是结构比较的简单，很容易遭到外部的破坏，而机密复杂的大型机械锁又比较的笨重，不适合大众的需要。在科学技术不断发展的今天，电子密码锁已经受到了越来越多的关注。电子密码锁具有保密性高，无灵活零件，不会磨损，寿命长，灵活性好等特点。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。但是电子密码锁也存在着缺陷1.价格比较的昂贵；2推广性不强。现在采用单片机制作的电子锁就克服了这些缺陷。单片机具有体积小、功能强，性价比高等特点，广泛应用于电子产品。基于单片机的电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。本次选题的就是设计一种基于单片机控制的具有本机开锁和报警功能的电子密码锁，通过电脑界面进行显示，更具有人性化界面，采用红外遥控解锁，具有更好的保密性。用单片机制作的电子锁有以下的特点：1.保密性好，采用的是多位密码输入。2.破解困难，能够及时的报警。3.界面简洁，密码操作也非常简单。1.3本设计的任务本设计的电子密码锁的实现是基于上位机和单片机的，任务及工作如下：(1)、需要进行红外接收电路的设计。3(2)、在CCS软件环境中进行系统的软件编程，并进行程序源文件的编译和调试，最后下载到MSP430F5529单片机中。(3)、运用C#进行上位机的程序编写，设计解锁界面。、(4)、通过红外接收模块将红外遥控器发送的数据接收到单片机，然后再通过串口发送到电脑上位机中。2、电子密码锁的总体设计2.1、系统总体设计设计主要由单片机、红外遥控器、红外接收模块和密码存储以及上位机显示界面等部分组成。其中红外遥控器用于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的红外接收模块接收密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后发送到上位机进行显示，当然也可以用单片机去控制继电器的常开触点去控制电磁铁吸合线圈。红外遥控器红外接收模块MSP430F5529单片机电脑上位机串口外部中断图2.1系统总体框图单片机：本部分的功能包括写入和读取各种控制命令及数据处理，同时还要对各执行单元进行控制。单片机是整个系统的控制核心及数据处理核心。红外发射部分：本部分由用户通过遥控器输入各种信息送入到单片机进行处理。显示部分：本部分完成的是单片机处理后的数据和信息的显示以及系统提示信息的显示。密码存储部分：本部分完成存储原始密码和用户更改密码数据的功能。4其它部分：本部分的目的是为了提高系统的可用性和实用性。主要包括电源部分、复位部分、晶振部分、开锁部分和报警部分。电源部分主要的功能是为单片机提供适当的工作电源，同时也为其它的部分提供电源。复位部分功能是使单片机在出现故障时进行成功的复位。晶振部分功能是给单片机提供时钟。开锁部分主要是根据单片机数据处理的结果驱动继电器控制开锁的操作。报警部分主要的功