基于單片機(jī)的現(xiàn)場無電源電子密碼鎖設(shè)計(jì)

2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件由控制部分主程序、數(shù)據(jù)接收程序、電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序、手持部分主程序、數(shù)據(jù)發(fā)送程序組成?？刂撇糠峙c手持部分傳送開門、關(guān)門信號(hào)和鑰匙密碼信號(hào)，其中鑰匙密碼信號(hào)用1l位二進(jìn)制數(shù)，具有較好的安全性。

2.1 數(shù)據(jù)“0”，“1”傳送方法

采用異步FSK通訊方式，使用信號(hào)的不同頻率來區(qū)分“0”和“1”，如圖6所示。

當(dāng)信號(hào)頻率為20 kHz時(shí)，代表傳輸為“O”;當(dāng)信號(hào)頻率為10 kHz時(shí)，代表傳輸為“1”。當(dāng)晶振為12 MHz時(shí)，機(jī)器周期大約為1μs。在接收部分，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1用來記錄機(jī)器周期的個(gè)數(shù)。當(dāng)記錄的機(jī)器周期個(gè)數(shù)在30～70之間時(shí)，可以確定接收到的是“O”(O的標(biāo)準(zhǔn)個(gè)數(shù)為50個(gè));當(dāng)記錄的機(jī)器周期個(gè)數(shù)在80～120之間時(shí)，確定接收到的是“1”(1的標(biāo)準(zhǔn)個(gè)數(shù)為100個(gè))，其他情況按錯(cuò)誤處理。

2.2 通信協(xié)議設(shè)計(jì)

在傳送的信息中，一部分是*、閉鎖控制命令信號(hào)，另一部分是鑰匙密碼信息?？刂撇糠纸邮盏借€匙密碼信息，經(jīng)驗(yàn)證與本機(jī)的密碼一致后可以執(zhí)行*、閉鎖操作。采用異步通信方式，定義協(xié)議格式為起始位、鑰匙密碼信息位、開/關(guān)位、校驗(yàn)位。其中，起始位為1位;鑰匙密碼信息為11位;開/關(guān)位為1位;校驗(yàn)位為4位。當(dāng)起始位為“0時(shí)，表示一幀數(shù)據(jù)的開始，加上此后連續(xù)的16位為一幀數(shù)據(jù)。

鑰匙信息共有2048種組合，開/關(guān)位為“1”，代表*操作;開/關(guān)位為“0”，代表閉鎖操作;校驗(yàn)位由11鑰匙信息位和1為開/關(guān)位共12位(由高到低4位為1組)經(jīng)2次異或操作得到。

2.3 程序設(shè)計(jì)

手持部分主程序完成系統(tǒng)初始化、讀取按鍵，形成數(shù)幀，啟動(dòng)發(fā)送等任務(wù)。使用定時(shí)中斷T1，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送過程。當(dāng)為數(shù)據(jù)“0”時(shí)，定時(shí)器初值為65 535-50=65 485=FFCO(H);當(dāng)為數(shù)據(jù)“1”時(shí)，定時(shí)器初值為65535-100=FF9B(H)，逐次發(fā)送各位，直到將一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束。手持部分主程序和T1中斷程序流程如圖7和圖8所示。

控制部分采用定時(shí)器T0和外部中斷O實(shí)現(xiàn)，初始化設(shè)置定時(shí)器為內(nèi)部計(jì)數(shù)方式，計(jì)數(shù)初值為0。當(dāng)手持部分信號(hào)到達(dá)控制部分時(shí)，單片機(jī)的外部中斷O產(chǎn)生中斷，在中斷程序中讀取計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值t。當(dāng)30≤t≤70時(shí)，接收到的位為“0”;當(dāng)80≤t≤120時(shí)，接收到的位為“1”。將接收的各位組合起來恢復(fù)發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)，經(jīng)檢驗(yàn)處理正確無誤后進(jìn)行*或閉鎖操作。

3 結(jié)語

電子鎖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線和電源線采用一線制連接，使用方便;鑰匙密碼以加密的方式寫入存儲(chǔ)器中，具有很高的安全性;不需要現(xiàn)場提供電源，解決了傳統(tǒng)電子鎖需要現(xiàn)場提供電源的問題。電子鎖系統(tǒng)已在勝利油田孤島采油廠、東辛采油廠注水井的安全保護(hù)和東營移動(dòng)通信公司通信線路地井的防盜裝置上得到了應(yīng)用，具有較好的實(shí)用推廣價(jià)值。