基于AT89C51的红外遥控电子密码锁的设计

基于ＡＴ８９Ｃ５１的红外遥控电子密码锁的设计

兰州交通大学测控技术研究所

咸俊伟

陈

波

梁书旺

本文详细介绍了一种由AT89C51编程实现的红外遥控电子密码锁的功能、特性和优点，介绍了其功能和［摘要］

原理，给出了红外发送和接收的设计电路。

［关键词］AT89C51红外遥控电子密码锁

１引言

出于安全、方便等方面的需要，许多电子密码锁已相继问世，例如磁卡锁、声控锁、指纹识别、ＩＣ卡识别等等。但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效，且不能实现远

柜、房程控制，只能适合于保密要求高且仅供个人使用的箱、

间等。而且卡片式ＩＣ卡还有易丢失等特点，加上其成本一般较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。

本文介绍一种由ＡＴ８９Ｃ５１编程实现的控制电路，采用红外接收和发送，具有按键指示，输入错误提示，密码有效指示，控制开锁、控制报警、遥控开锁等功能，可以在外泄密码的情

宾况下及时修改密码，具有保密性，灵活度高，特别适合家庭、

私家车库等场合。馆、

２系统基本功能

红外接收器显示复位晶振

ＡＴ８９Ｃ５１ＣＰＵ

红外发射器

键盘报警器电磁锁

图一遥控密码锁基本结构图

遥控密码锁的基本功能设计主要分为如下五个部分：（１）选择密码

我们将编好的密码程序存储在ＥＰＲＯＭ中，用户通过密码选择键———ＡＴ８９Ｃ５１中Ｐ１．５口上的按键进行选择，然后输入号

“＃”确认密码设置。比如：用户如果想选６７８９０这组码，最后按

数字作为密码，则用户只有首先按一下Ｐ１．５上的按键，接着在

７、８、９、０之后再按“＃”号键即表示密本机键盘上一一输入６、

码被设置好了，那么下次用户只需键入这组数据即可开锁。

（２）密码显示

为了帮助用户确认是否有键按下，在电路中设置了模拟显示电路。有键按下时，就会显示出字符“Ｈ”，没有键按下则

而并不是显示用户按下的数字符号。这样既巧不会显示字符。

妙的提醒了用户又保护了用户密码，是本设计的优点之一。

（３）本机键开锁

当用户键入正确密码后，再按确认键———“＃”号，便会自动开锁。但用户键入密码时应注意：数字与数字之间的输入间

“＃”号，系统会当做放隔时间为３秒。如果键入完密码后不按

弃开锁处理。

（４）密码错误报警

当用户解锁输入错误密码时，系统就会报警，由扬声器发出５秒报警声。此乃安全可靠性能之一。

（５）红外遥控开锁

用户只需手执遥控器，键入正确密码，便会自动开锁。遥控最长距离约为８￣１０米。方便用于私家车库和家庭使用。

３硬件设计及其原理（１）遥控发射电路及红外遥控原理

遥控发射电路利用了通用的红外发射管，现只列出电路图。有兴趣的读者可参考相关文献。

图二遥控发射电路

红外线发射（接收）控制电路均采用ＡＴ８９Ｃ５１单片机来实

具体工作过程现，电路简单，输出控制方式可选择，实用性强。

中，发射时：如图二，首先，将从串行发射口Ｐ３．１送出的数据反馈到Ｐ１．１口进行内部调制，再从Ｐ１．２口送出，再经过红外

采用与发射发射二极管发射出去，发射距离为１０米。接收时：

配套的红外接收头，将发射出的数据接收后送到串行口Ｐ３．０中，再由系统进行确认接收数据是否与发送数据相符，相符则开锁，不相符则放弃。

（２）本机控制电路及原理

本机键开锁电路如图三所示，本电路由遥控发射器，接收键盘、显示器组成，采用了１０个按键，作为密码输入键，同器、

时也采用了遥控器开锁。

图三开锁电路图

Ｐ１．１、Ｐ１．２外ＡＴ８９Ｃ５１作为本电路的核心，Ｐ０口和Ｐ１．０、

接本机键盘，Ｐ３．０口外接遥控接收头，Ｐ１．３口外接报警信号放大器，用来放大报警信号，驱动扬声器，Ｐ１．７口外接开锁电磁驱动电路，Ｐ１．５外接密码选择键，ＥＰＲＯＭ内存由２套密码，Ｐ２口接数码管，用来显示按键是否按下，Ｐ１．４口外接驱动控制电

）路用来控制ＬＭ３８６的电源，也就是说只有（下转第５６９页

—５６７—

科技信息计算机与网络

ｅｌｓｅｉｆ（ｃ＞＝＇ａ＇＆＆ｃ＜＝＇ｚ＇）｛ｎｅｗａｓｃ＝ｃ＋５；

ｉｆ（ｎｅｗａｓｃ＞＇ｚ＇）ｎｅｗａｓｃ＝ｎｅｗａｓｃ－２６；ｍｉｗｅｎ［ｉ］＝ｎｅｗａｓｃ；｝ｅｌｓｅ

ｍｉｗｅｎ［ｉ］＝ｃ；｝ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ｝

数据加密后传输，一定程度上保证了信息的安全性，密钥的保密是很关键的。否则，网络攻击者掌握加密、解密算法，又得到密钥，对合法商户会造成致命的损失。因此加强对密钥的管理，要贯穿于密钥的整个生存期：密钥的生成、验证、传递、保管、使用和销毁。

电子商务作为网络时代的一种全新的交易模式，相对于传统商务是一场革命。电子商务的优势之一就是能大大简化业务流程，降低企业运作成本。而电子商务企业成本优势的建立和保持必须以可靠和高效的物流运作作为保证。所以，加大力度防护物流信息的安全，大力发展现代化物流，电子商务才能得到更好的发展。参考文献

[1]陈延忠.电子商务环境下常设机构原则问题探讨[A].国际经济法论丛第5卷[C].北京：法律出版社，2004.

[2]廖益新.论适用于电子商务环境的常设机构概念[J].厦门大（哲学社会科学版），2006学学报

[3]朱炎生.跨国电子商务活动对常设机构概念的挑战[A].国际经济法论丛第3卷[C].北京：法律出版社，2005

４单片机软件流程设计

开始串行口初始化发射键按

Ｙ

Ｎ

获得用户证书后，还要检索该证书是否在废止证书列表之中。对于个人用户，可以采用对口令加密的方式进行身份验证，不需要申请证书，比较方便。

２、数据加密

物流信息在网络中传输时，通常不是以明文方式而是以密文的方式进行通信传输。因为以明文传输的信息数据，一旦被他人截

窃取盗用及篡改，很难保证物流配送活动获会轻而易举地被读懂、

的机密性、可靠性和安全性。下面利用Ｃ语言编程实现替换加密方法。

Ｃａｅｓａｒ（恺撒）密码是一种最古老的技术，将明文中每个字母替换为字母表中其后面固定数目位置的字母。如要传输的明文是“Ｉａｍａｔｅａｃｈｅｒ！”，经过加密，密钥为５，对方接收到的密文是“Ｎｆｒｆ

，对第三方来说，这是毫无意义的一串字符，避免了泄密。ｙｊｆｈｍｊｗ！”

合法接收方进行解密，又会得到“Ｉａｍａｔｅａｃｈｅｒ！”字符串。加密算法代码如下：＃ｉｎｃｌｕｄｅ＂ｓｔｒｉｎｇ．ｈ＂

ｍａｉｎ（）

｛ｉｎｔｉ，ｌｄ，ｎｅｗａｓｃ；

ｃｈａｒｍｉｎｇｗｅｎ［２０］，ｍｉｗｅｎ［２０］，ｃ；

ｓｔｒｃｐｙ（ｍｉｎｇｗｅｎ，＂Ｉａｍａｔｅａｃｈｅｒ！＂）；／＊明文＊／ｌｄ＝ｓｔｒｌｅｎ（ｍｉｎｇｗｅｎ）；ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ｛ｃ＝ｍｉｎｇｗｅｎ［ｉ］；ｉｆ（ｃ＞＝＇Ａ＇＆＆ｃ＜＝＇Ｚ＇）

｛ｎｅｗａｓｃ＝ｃ＋５；／＊密钥为５＊／

ｉｆ（ｎｅｗａｓｃ＞＇Ｚ＇）ｎｅｗａｓｃ＝ｎｅｗａｓｃ－２６；ｍｉｗｅｎ［ｉ］＝ｎｅｗａｓｃ；｝（上接第５６７页）报警时，ＬＭ３８６才供电源，平常断电，这样大大减小了耗电流。

本机键开锁工作特点：

（ａ）当没有收到遥控信号时，这时由键盘输入密码，当５

“＃”号确认，Ｐ１．７口输出高电平使电位有效密码输入正确时按

磁锁动作，完成开锁，同时电路进入延时状态，延时５秒后，电路将自动恢复到初始的闭锁状态。

（ｂ）当５位有效密码输入正确，但没有按“＃”号确认时，这时电路将自动放弃，恢复到初始和闭锁状态。

（ｃ）输入密码错误时，将发出５秒的报警信号，用以提醒用户。

（ｄ）输入密码时，首位密码正确输入后，电路将开始计时，每位密码数之间的输入间隔应在３秒内。否则将作为输入超时处理，系统自动放弃，恢复到初始状态。

（３）遥控开锁的工作原理当选择遥控开锁时，本机键便会被封锁。这时，用户手执遥控器按下ＡＴ８９Ｃ５１上的Ｐ１．０口上的按键时，便有数字从ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ１．２口发出，发送的过程如下：

首先将从Ｐ３．０送出５ＦＨ，然后将５ＦＨ反馈到Ｐ１．１口进行

“０”电平调制，“１”电平不调制，最后内部调制，调制的规则是

将调好的数据从Ｐ１．２口通过红外发光二极管以波长为９４０毫米的红外光发出红外遥控信号。然后，在本机控制电路中的ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ３．０口接有与红外发光二极管配套的接收头，将

通过系统与内部原先接收的光信号转换成电信号数据。最后，

设置的数据进行比较确认，如果一致便可开锁，如果不一致便放弃开锁。

（４）按键与显示设计

显示器方面选用７段ＬＥＤ。本设计采用共阳极。只要将８位并行输出与显示块的发光二极管引脚相连即可。

本设计的按键方式采用独立式按键结构，共设置了１０个按键。每个独立按键单独占有一根Ｉ／Ｏ口线，每根Ｉ／Ｏ口线上

它的电路的按键工作状态不会影响其他Ｉ／Ｏ口线的工作状态。

配置灵活，软件结构简单。

送数据到ＣＰＵ串行口

数据送完Ｙ

返回遥控发射程序框图开始串行口初始化接收数据数据接收完了

Ｙ

接收数据正确

Ｙ

进入开锁程序

ＮＮ

不处理返回主程序

Ｎ

遥控接收程序框图

参考文献

[1]彭为,黄科,雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲.电子

工业出版社

[2]丁化成,耿德根.AVR单片机应用设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002

[3]耿德根,宋建国.AVR高速嵌入式单片机原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001

—５６９—