基于單片機的金庫門電子密碼鎖系統(tǒng)設計

摘要：針對金庫門高保密性與安全性的要求，設計了一種新型金庫門電子密碼鎖，能預防密碼泄露，增加金庫安全性。系統(tǒng)由金庫門密碼鎖控制器和密碼生成器組成，密碼生成器提供開鎖密碼，密碼重復概率低于1／1 000 000。當輸入開鎖密碼錯誤超過三次則啟動報警系統(tǒng)。論文介紹金庫門電子密碼鎖系統(tǒng)硬件和軟件的實現(xiàn)思路，給出了硬件原理圖和程序流程圖。
關鍵詞：金庫門電子密碼鎖系統(tǒng)；可變密碼；密碼鎖控制器；密碼生成器

0 引言
隨著社會經(jīng)濟的快速增長，安全防盜已成為一個社會問題。特別是對于各金融機構以及許多企事業(yè)單位，為了資金周轉方便，一般設有金庫。然而近年來發(fā)生許多重大盜庫案，如河北邯鄲農(nóng)行金庫5 100萬元被盜案，金庫的安全管理已成為一個不可忽視的問題。本論文就加強金庫的安全管理，針對目前金庫的管理缺陷，設計了一種金庫門電子密碼鎖系統(tǒng)。這種密碼鎖不需要更改密碼卻每次開鎖密碼都不一樣。保密性很高，既需要輸入一組隨機序號，同時還需要輸入一個經(jīng)過密碼生成器計算得出的可變密碼。本設計在安全系數(shù)要求很高，且需要多人管理與參與才能開鎖的場合下非常適用。每次開鎖密碼不同，解決了傳統(tǒng)鍵盤式電子密碼鎖容易被他人在鍵盤上試探出來，或被旁觀者窺測出來，保密性不足的缺點。

1 設計思路
整個設計由金庫門密碼鎖控制器和密碼生成器兩大部分組成。兩部分均有液晶顯示模塊和鍵盤模塊，作為人機對話的界面和工具。不同的是密碼鎖控制器還包含密碼識別模塊和開鎖控制模塊，用戶從鍵盤上輸入密碼信息，通過內(nèi)置信息的計算、對比和判斷，產(chǎn)生對開鎖控制模塊與報警系統(tǒng)的控制。而密碼生成器主要包含密碼生成模塊，根據(jù)用戶輸入的信息，通過一定的算法計算出密碼，并將密碼通過液晶顯示反饋給用戶。
密碼生成器由一名機構負責人掌管。當用戶需要開啟金庫門時，金庫門密碼鎮(zhèn)控制器先為用戶產(chǎn)生六位隨機碼，用戶獲取了隨機碼之后需要向機構負責人索取密碼。機構負責人在密碼產(chǎn)生器上按照提示輸入2位隨機序號和用戶所告知的6位隨機碼，密碼產(chǎn)生器計算出6位密碼，負責人員告知用戶2位隨機序號和6位密碼，用戶輸入2位序號和6位密碼后，金庫門密碼鎖經(jīng)同樣算法計算，如果密碼匹對正確，則開鎖，否則不開。密碼輸入錯誤次數(shù)超3次則蜂鳴器鳴叫并啟動報警系統(tǒng)，只有輸入正確的系統(tǒng)內(nèi)置口令才能使蜂鳴器停止鳴叫以及關閉報警系統(tǒng)。
金庫門密碼鎖控制器和密碼生成器具有同樣的內(nèi)置口令，該內(nèi)置口令可重新設置，當重新設置時需要驗證原口令，如果相同則可進行更改，并將新口令保存在單片機的EEP-ROM中。關機后，保存的口令不丟失。重新設置內(nèi)置口令后，同樣的隨機碼、隨機序號，開鎖密碼是不一樣的。

2 STC12系列單片機以及OCM12864的簡介
STC12系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘／機器周期(1T)的單片機，與普通單片機相比，具有高速／低功耗／超強抗干擾／無法解密等優(yōu)點，是新一代8051單片機，且指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，速度卻快8～12倍。工作電壓為3．8 V～2．2 V(3 V單片機)／5．5 V～3．3 V(5 V單片機)，有6個16位定時器，兼容普通8051的定時器或4個外部中斷，具有看門狗和EEPROM功能，并且內(nèi)部集成MAX810專用復位電路。基于上述優(yōu)勢，本設計采用STC12系列單片機。
液晶顯示部分采用OCM12864圖形點陣液晶顯示模塊，該圖形點陣液晶顯示模塊有128×64點陣，可顯示各種字符及圖形，可與CPU直接接口，具有8位標準數(shù)據(jù)總線、6條控制線及電源線。OCM12864具有自己的指令集，結合OCM12864的接口時序，可以實現(xiàn)對液晶模塊的讀寫操作。圖1、圖2分別為OCM12864的讀操作和寫操作時序，比較讀寫操作時序，可以發(fā)現(xiàn)讀寫操作時序的不同之處在于片選信號R／W在E有效時的取值。當E為高電平，R／W為高電平時則是單片機執(zhí)行的是讀操作；當E為高電平，R／W為低電平時則是單片機執(zhí)行的是寫操作。本設計采用OCM12864中的OCM12864-5(3 V)和OCM12864-2(5 V)，根據(jù)金鵬電子有限公司提供的讀寫操作時序編程可以實現(xiàn)對液晶模塊的讀寫。