一种基于交互式投影输入的电子密码锁

胡泽宇　高诗竹　刘吉宽　王昕

【摘 要】本文介绍了一种全新的交互式投影输入智能门禁，以滑动图案解锁代替传统按键键盘，以解决普通电子密码锁物理键盘易损坏，数字密码记忆不便等缺点，重点阐述门禁系统的结构组成与工作原理。应用结果表明，交互式投影输入的电子密码锁具有高安全性，高便捷性，低成本，易推广等特点，是未来智能门禁系统发展的新方向。

【关键词】单片机 电子密码锁 交互式投影

1引言

随着电子工艺技术的日渐成熟，电子密码锁因安全性高、不用携带物理钥匙等优势正在逐步代替原有的机械弹簧锁。可是随着普通电子密码锁在人们日常生活中的运用，物理键盘易损坏，数字密码记忆不便等缺点也慢慢暴露出来。本设计采用全新的交互式投影作为输入端，以滑动图案解锁代替传统按键键盘，以解决上述存在问题。

本设计采用AT89S52单片机作为控制核心，控制输入模块、监控模块、显示模块、存储模块等，实现密码开门、错误报警、实时监控等功能。

2模块介绍

2.1主控芯片

AT89S52是一种高性能、低功耗的CMOS 8位微控制器。它具有8K系统、可编程Flash 存储器。由于芯片采用Atmel 公司的高密度、非易失性存储器技术制造，故而在系统稳定性与灵活性方面都有较强优势，且与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容，片上Flash可通过程序存储器在系统中编程，因而广泛的被应用于嵌入式控制系统中。

2.2激光键盘介绍

激光键盘是一款采用交互式投影技术的输入终端设备。在键盘使用时激活底部一字扇形激光灯和上端投影设备，人手指在触碰相应投影区域，激光灯便会在人手指上反射出相应光斑，摄像头采集手指反射光斑，此时，内部单片机将摄像头采集到的图像信息在内部通过与之前录入的位置信息相匹配，便可确定人手指所在位置从而确定输入键，再转化成相应字符串通过蓝牙输入至使用者蓝牙匹配设备。

2.3 LCD1602显示器介绍

LCD1602是16字符*2行的字符型LCD显示器，由32个字符点阵块组成，其中每个字符点阵块也都由5×7或5×10个点阵组成，它可以显示国际ASCII码表中所有可视的字符。LCD1602中内置了字符产生器ROM 、字符产生器RAM和显示数据RAM。其中共内置了192个常用字符的字模，还包含有8个字节的RAM，可存放用户自定义的字符。1602液晶显示器以其体积小、微功耗、显示内容丰富等诸多优点，在低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。

3电子锁系统

电子锁系统由交互式投影输入模块、手机APP模块、显示模块、单片机模块、蓝牙模块和电源模块构成。

镭射激光键盘作为整个系统的信号输入部分，一字线型激光灯在蓝牙检测到匹配装置后发送相应指令给单片机，单片机通过I/O口电平变化控制继电器激活镭射键盘，开启一字线性激光灯和摄像头。此时激光扇面如果被手指遮挡便会在手指上显示一个由摄像头捕捉手指反射的激光光斑，光斑与数据卡之前存入的位置信息进行匹配，由勾股三角形可以计算出手指位置，从而得到输入的位置信息。

手机APP模块作为锁与主人的联络器，将密码通过手机内部字符串处理经蓝牙模块发送输入电子锁系统，电子锁内部单片机将接收到字符串与内部存储芯片存储的密码相匹配，匹配成功后单片机控制继电器模块开启，断开外设电磁锁输入电流，门锁被开启。在密码匹配成功后，单片机内部管脚电平自动改变，此时也可以在内存卡中重新写入密码。

单片机模块作为全部系统的总控中心，只接收从手机发来的信号，协调控制全部全部工作，蓝牙模块通过51单片机P3.0和P3.1与手机进行通讯。单片机在存储器中存储密码，也可通过手机发来的字符串进行密码重置，每次输入密码调动计数器，计数器记满3次错误后单片机启动自锁功能，不再接收外部蓝牙发送的讯息，并变换I/O口高低电平控制开启监控报警设备。LCD1602作为显示设备，通过I/O口直接连接在单片机上，通过相应指令调动内部字符作为显示。

4结语

基于交互式投影输入的电子密码锁较普通数字密码锁而言，在安全性与便捷性方面都有较大提高，并较指纹锁虹膜锁相比具有极高的性价比，是未来智能门禁系统发展的新方向。

参考文献：

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