电子加密和智能报警系统的设计与研究

王英辉

摘 要：随着国民安全意识的提高，电子加密和智能报警系统越来越受到人们的重视，文章以STC89C52单片机作为控制部件，设计一个智能电子锁，包括硬件电路和软件程序，具备了加密和智能报警功能，不仅可以防盗，还加强了系统的稳定性和可靠性。

关键词：电子加密；智能报警；设计研究

1 概述

随着信息技术的发展，人们的安全意识越来越高，更加需要电子加密和智能报警系统，并应用到我们生活中的各个方面。文章以生活中常见的锁为依托，对这类系统展开研究。锁有很多种，传统的机械锁安全不方便，机械锁钥匙很容易复制，不适合用于宾馆等公共场所。许多的智能锁，如指纹辨别、IC 卡，这些卡是专门为特定的指纹或有着特别用途的卡片而设置的，并且适于安全系数较高的一些场合，或者极少数人使用[1]。而具备了加密和智能报警功能的电子锁可以方便的应用在各个方面，且成本不高。

2 系统概述

文章以STC89C52单片机为核心，设计各种硬件电路，包括电源模块、智能报警模块、加密模块、显示模块、按键模块。各种模块发挥特有的功能又相互配合。

3 硬件电路设计

本系统的硬件电路分为电源电路、晶振电路、复位电路、按键电路、显示电路、存储电路、报警电路、开锁电路。这里不再一一说明，只介绍其中的几个电路模块。

3.1 显示电路

液晶显示器（liquid crystal display，简称LCD）具有工作电压低，功耗小，寿命长，重量轻等优点[2]。本次设计采用的16×2的点阵字符式LCD，不仅可以显示数字、字符和汉字，还能画出简单的图形。其中RS与P2.5相连，RW与P2.6相连，E与P2.7相连。在显示屏上可以清楚的看到设定的数字。其电路连接原理图如图1所示。

3.2 储存电路

文章系统储存电路使用的是AT24C02储存芯片，AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节，该芯片引脚通过数据线（SDA）与时钟线（SCL）分别于单片机的IO口P2.0和P2.1引脚相连，实现数据同步传输及保存，并对写好的数据执行写保护功能[3]。AT24C02有一个16字节页写缓冲器，进行数据的缓冲和暂存。同时，不需要的数据，也可以进行清除，释放内存，避免空间浪费。其储存电路如图2所示。

3.3 報警电路

报警电路是由PNP型三级管及蜂鸣器等其他元件构成，由单片机控制报警系统。当密码连续输入错误，就会启用报警系统，发出报警声音，既可以提醒用户密码错误，又可以有效的防盗。当密码连续三次输入错误，系统就会自动锁死，不再接受任何输入。报警电路如图3所示。

4 软件设计

4.1 程序整体流程图

文章程序是由密码程序、开锁程序、显示程序、报警程序等构成。每一个程序都具备独自的功能，部分程序还可以相互调用，单片机作为控制部件，通过调用不同的程序来实现不同的功能。首先是密码程序，只有先输入正确的密码，才可以进行开锁流程，用户才能正常打开电子锁。一旦进入开锁系统之后，用户可以根据需求修改密码。当输入密码错误时，系统会发出错误警告，启动报警程序。程序的主要框架流程图如图4所示。

4.2 按键程序设计流程

采用CPU对键盘的扫描方式，对按键逐行扫描，当检测到功能部件的详细信息后，还会找到具体的按键位置，以确定正确的键值，CPU会根据找到的键值运行相对应的程序，然后根据程序运行得到正确的结果，从而实现功能，达到想要的效果。调用相关的程序。每一个按键对应一个功能。在执行完程序之后返回系统主界面，如图5所示。

4.3 开锁程序设计流程

当用户输入正确密码之后，按确认键即可开锁。同时还可以修改密码。当第一次输错密码还有两次机会改正，如果密码连续输错三次，程序自动跳入报警程序并发出报警声音，电子锁将会锁死，不能打开。其设计流程如图6所示。

5 仿真与实物

文章系统已经在proteus仿真软件画出了对应的电路图，并且已在该软件进行了电路仿真，同时也在keil软件进行程序的编写和运行，各个电路模块都实现了各自对应的功能，所有程序都能正常执行，各项功能都可以实现。两个软件之间也进行了联机调用，电子加密和智能报警等多项功能特性都能很好地体现，最后我们进行了实物的焊接，通过多方面的调试和改进，目前电子加密锁已经可以正常工作，并达到了预期的效果。

6 结束语

文章设计的电子加密锁，已经可以正常使用，具有加密和智能报警功能，无需人工调控，使用方法十分便捷，实现了电子密码锁的开锁、报警、改密等功能。并且设计成本低，安全可靠，体积小，方便携带。并且该系统还可以应用在其他方面，例如：汽车防盗装置、校园卡设备等。

参考文献

[1]李娜，刘雅举.Proteus在单片机仿真中的应用[J].现代电子技术，2008，4.

[2]丁冬艳.基于单片机防盗电子密码锁设计[J].硅谷，2010，1.

[3]张恒坤.基于单片机的电子密码锁系统设计[J].黑龙江科技信息，2015，29.