基于红外模块的单片机电子密码锁安全性论证

扰，内附磁屏蔽，功耗低、灵敏度高。在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达35m。HS0038为直立侧面收光型，3个管脚分别是地、+5 V电源、解调信号输出端。
4．3 遥控模块电路设计
当键盘有键按下时，编码芯片激活，发送相应红外编码信号。由遥控器发送的红外信号，经过红外一体化接收头接收、放大、解调之后，将信号送到单片机P3.2引脚。

5 遥控模块软件的安全性设计方案
(1)HS0038的解调。一体化红外接收头HS0038将接收到的红外信号放大、解调才送给单片机的。接收头接收到的是38 kHz的串行脉冲信号，经过解调之后转换成TTL电平。接收头的解调可简单理解为：在输入脉冲串时输出低电平，否则输出高电平。一体化红外接收头解调前后的信号对比如图10所示，可见解调后信号与编码信号反相。

当按键按下后，经过HS0038解调输出的一帧信号则如图11所示。

(2)解码。
7461产生的遥控编码是连续的42位二进制码组，其中前26位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后16位为8位的操作码和8位的操作反码用于核对数据是否接收准确。
单片机解码是根据一体化红外接收头的解调信号进行的，从上面的分析可知：任意按键按下后，都有9 ms的低电平起始码和4．5 ms的高电平结果码作为引导信号，因此应该在引导码之后才能进行解码。
如何识别“0”和“1”是解码的关键。根据位定义：“0”、“1”均以0．56 ms的低电平作为起始，两者区别在于高电平的宽度不同，即“0”高电平为0．56 ms，“1”高电平为1．68 ms，因此解码时须根据高电平的宽度来区别“0”和“1”。若从0．56 ms低电平过后，开始延时，0．56 ms之后，检测到的为低电平，则该位为“0”，反之则为“1”。为了保证解码的可靠性，高电平检测延时应该在0．56～1．12ms，否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取(1．12+0．56)／2=0．84ms较可靠，一般取0．84ms即可。

6 密码锁安全系统硬件设计方案
(1)密码掉电存储模块，如图12所示。

AT24C02是美国Atmel公司的低功耗CMOS型EEPROM，内含256×8位存储空间。芯片采用I2C总线式进行数据读写的串行器件，占用很少的资源和1／O线，并且支持在线编程，进行数据实时存取十分方便。串行时钟由单片机P3.6引脚提供，通过P3.7引脚对AT24C02进行在线读写。由于该芯片数据掉电不丢失，故用于存放开锁密码。当需要开锁和设置新密码时，均需读取AT24C02中的密码；设置新密码后，在线写AT24C02，覆盖原密码。

(2)开锁电路，如图13所示。开锁电路由三极管、继电器、绿色发光二极管组成，由P2.7引脚控制，低电平有效。按下键盘开锁键进入开锁模式，正确输入6位密码，按下“OK”键之后，单片机对输入密码与设定密码进行对比，对比正确，则P27发出低电平，使三极管Q3导通，从而使得继电器RL吸合，并由继电器控制使得门禁得电打开。此设计中，若是有开锁动作，则绿色LED灯亮。

7 密码锁安全系统软件设计方案
(1)主程序流程图，如图14所示。

(2)密码接收子程序流程图，如图15所示。
若正确接收6位密码，则输入密码存于数组中，返回值为1。若取消操作，返回值为0。
(3)安全开锁判断子程序流程图如图16所示。

该程序将输入密码进行对比。若密码正确，则返回值为1，表明应该进行开锁动作。密码错误，返回值为0，不进行开锁。有取消动作，则返回3，不进行密码对比。
(4)更改密码判定子程序流程图如图17所示。
改程序要求先输入当前密码，当前密码正确后，连续两次输入新密码，两次输入相同时，返回1，表明应该写AT24C02。否则返回0，表明修改密码失败。

8 系统安全性分析论证
设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，结合相应的外围电路，构成电子密码锁系统。该电子密码锁，开发简单、安全性高、成本低，适合办公室、实验室、档案室等场所，其遥控功能更适合应用在车库仓库的安全防盗。在设计完成过程中，先进行Proteus软件仿真，最后进行实物调试，最终达到了预期的设计目标。另外UPS供电还有待解决。电子密码锁安全性能较高，具有较好的市场前景。