无线遥控密码锁控制系统设计【字数：8427】
摘 要在日常的工作生活中, 住房与工作地的安全措施多以上机械锁的办法来解决。但这样传统的钥匙解锁方式，极其不方便，大家时常需要随身携带多把钥匙, 而且如果钥匙保管不当，发生丢失意外后锁具的安全性必将会大大降低。为了满足大家在日常工作生活中对锁具的使用需要，为安全增加保险，通过密码作为解锁工具，上锁方式也不再是传统机械式的电子密码锁应运而生。电子密码锁首要长处有安全性高、低成本、低功耗、操纵便利、解锁便利等。因此具备发声警报、防盗等现代化功能的电子密码锁越来越多的替代了解锁方式封闭、安全性低、密码单一的传统机械锁。但电子密码锁还是存在很多的局限性和可发展性。科学技术是不断发展进步的，在这样的背景下，电子密码锁也需要进行功能的增加与更新。为了增加解锁的多样性、灵活性 ，在电子密码锁的基础上本设计通过串口蓝牙通信模块增加了无线控制功能，方便快捷。
目 录
1. 引言 1
1.1 课题背景与意义 1
1.2 无线遥控密码锁发展趋势 1
2. 无线遥控控制密码锁系统设计的方案设计 3
2.1 无线遥控控制密码锁系统的功能目标 3
2.2 设计方案 4
3. 硬件电路的设计 6
3.1 存储部分 6
3.2 键盘输入模块 6
3.3 串口蓝牙模块 7
3.4 显示部分 8
3.5 单片机最小系统设计 9
4. 系统软件设计 11
4.1 软件总体框架设计 11
4.2 蓝牙通信模块 11
4.3 键盘扫描模块 12
4.4 密码判决与修改部分 13
5. 系统测试与分析 14
5.1 系统软件仿真与分析 14
5.2 系统硬件调试与分析 16
结束语 21
参考文献 22
致谢 23
1. 引言
1.1 课题背景与意义
科技改变生活，电子领域计算机领域技术的飞速发展更新迭代。从1971年在Intel公司问世的4位微处理器到现在的300M高速单片机，单片机各方面不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
断升级，性能极大提升，性价比也显著提高，技术越来越成熟[1]。因为单片机具有很多优点与特点，如小体积、轻量化、低价、低功耗、小封装、外围接口与外围器件集成度高等特点[2]，所以单片机为学习、应用和开发提供了相当便利的条件，在军工业、家用电器等行业中及其产品上都进行了大量的应用。推动了社会的进步，推动了这个科学领域的进步，推动了社会的进步[3]。所以考虑到这些因素，本设计使用单片机和附加的电子元器件来进行数据的采集以及算法的控制，从而完成智能电子密码锁[4]。
生活需要安全的保障。随着生活水平的提高，人们思考最多的问题之一就是安全，安全意识的加强使得对安全的要求提高，而这样的高要求从而又推动着安全保障领域的进步。从石器时代的木条扣到最早出现在东汉的使用金属打造的锁具。锁从来都是人们但安全感的来源之一，锁可以锁住财产，可以保障生命受到侵害，它就是人们的神兵利器。人们对于安全性的依赖有多大，就会对锁产生多大的需求以及要求。而有了市场需要后，就会有人进行研发升级，比如电子密码锁这种锁的研制，对行业进行了划时代的推进。使锁具的安全性大幅提高。方便性方面，电子锁的解锁工具就是一组记在脑海的密码，不需要携带金属钥匙，没有了担心钥匙的丢失的烦恼，这些优点使得电子密码锁被越来越多的人接受[5]。
电子密码锁是通过对薄膜4×4矩阵键盘的按键进行按压操作来完成密码的输入，从而完成解锁，然而2010年后智能手机飞速发展，传统的电子密码锁在这样的时代背景下存在一定的局限性，如何围绕智能手机打造一个智能生活生态圈是大家争先恐后涉足的领域[6]。所以行业需要新产品，技术需要与时俱进。通过智能手机解锁是电子锁发展的新方向。
1.2 无线遥控密码锁发展趋势
锁最重要的肯定是安全性，在这样一个科技蓬勃发展的时代，无线控制密码锁必然会出现多种多样的解锁方式，除了在以往基础上进行一定改动的锁具外，更是出现了一些突破性的创新[7]。特别在生物识别领域，出现是很多划时代的智能锁，例如指纹锁、声纹锁、3D面部识别锁，其中指纹锁的发展最为迅猛，短短六年时间，指纹锁就出现了几代技术更新[8]。从一开始需要独立区域进行指纹识别的电容式指纹发展到现在能将指纹识别集成到屏幕下的屏下指纹，指纹锁领域的一次飞跃。现如今屏下指纹技术蓬勃发展，有光学屏下指纹识别和超声波指纹识别。这两种解锁方式指纹识别成功率高，解锁速度快，市场上逐步取代了电容式的指纹锁。光学是现在市场上的应用的主流，而超声波今年才进入市场，相信通过其独有的湿手可解锁等优势一定能再次推动指纹锁的进步[9]。与此同时，锁具的便捷化进程也在进行。无线控制在近几年多样化发展，如智能手机可以通过红外、蓝牙、NFC以及无线网络对锁具进行解锁[10]。相信随着科技进步，生活水平提高，无线遥控密码锁必将成为现代化智能化社会的重要一环。
无线遥控控制密码锁系统设计的方案设计
2.1 无线遥控控制密码锁系统的功能目标
设计初期需要对毕设进行分部讨论与设计，即分为硬件和软件两大部分，硬件部分对所需元器件进行选择，挑选了4×4薄膜矩阵键盘来进行密码的输入、1602液晶显示屏来显示密码锁的执行状态、24c02芯片来进行数据的存储、5v有源蜂鸣器来进行密码输入错误的报警、串口蓝牙模块来实现毕设系统与手机APP端的无线通信。软件部分则是根据流程使用汇编语言编写了合理的单片机程序。最后综合这两大部分需要实现组成无线控制密码锁。在无线遥控控制密码锁的功能实现上，需要达到一定的目标，即进行解锁时，可通过两种方式进行解锁，键盘输入端解锁和智能手机端解锁。输入6位正确密码，即可进行解锁，如输入密码错误次数达到3次，将发出警报。同时对于密码的修改也可以通过这两种方式完成，修改密码需要在开锁时，并且对于新密码要输入两次进行对比。具体主要有以下几个点：
输入密码时LED显示屏上需要显示*号，而不是数字密码，要完全杜绝显示屏泄露密码的可能。
每输入一位密码，密码锁都需要有一次提示音反馈，让用户知道这一次输入是否有效。
（2）密码量需要控制在六位，过长繁杂用户体验差，过短则会大幅降低锁具的安全性。
（3）在进行解锁操作的过程中液晶显示屏要有PASSWORD提示字符，密钥输入比对正确提示字符需要改变为OPEN，比对错误则改变为ERROR。
（4）密码输入只能进行两次错误再输入，如果第三次密码比对仍不成功，将会触发蜂鸣器发出报警提示音。
（5）薄膜4×4的矩阵键盘包括复位键*、确认键#、A～D四个功能键以及密码输入的09的数字键。
（6）开锁状态下，可对密码进行修改。密码的修改需要两次输入相同新密码进行比对确认，一致则修改成功。
目 录
1. 引言 1
1.1 课题背景与意义 1
1.2 无线遥控密码锁发展趋势 1
2. 无线遥控控制密码锁系统设计的方案设计 3
2.1 无线遥控控制密码锁系统的功能目标 3
2.2 设计方案 4
3. 硬件电路的设计 6
3.1 存储部分 6
3.2 键盘输入模块 6
3.3 串口蓝牙模块 7
3.4 显示部分 8
3.5 单片机最小系统设计 9
4. 系统软件设计 11
4.1 软件总体框架设计 11
4.2 蓝牙通信模块 11
4.3 键盘扫描模块 12
4.4 密码判决与修改部分 13
5. 系统测试与分析 14
5.1 系统软件仿真与分析 14
5.2 系统硬件调试与分析 16
结束语 21
参考文献 22
致谢 23
1. 引言
1.1 课题背景与意义
科技改变生活，电子领域计算机领域技术的飞速发展更新迭代。从1971年在Intel公司问世的4位微处理器到现在的300M高速单片机，单片机各方面不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
断升级，性能极大提升，性价比也显著提高，技术越来越成熟[1]。因为单片机具有很多优点与特点，如小体积、轻量化、低价、低功耗、小封装、外围接口与外围器件集成度高等特点[2]，所以单片机为学习、应用和开发提供了相当便利的条件，在军工业、家用电器等行业中及其产品上都进行了大量的应用。推动了社会的进步，推动了这个科学领域的进步，推动了社会的进步[3]。所以考虑到这些因素，本设计使用单片机和附加的电子元器件来进行数据的采集以及算法的控制，从而完成智能电子密码锁[4]。
生活需要安全的保障。随着生活水平的提高，人们思考最多的问题之一就是安全，安全意识的加强使得对安全的要求提高，而这样的高要求从而又推动着安全保障领域的进步。从石器时代的木条扣到最早出现在东汉的使用金属打造的锁具。锁从来都是人们但安全感的来源之一，锁可以锁住财产，可以保障生命受到侵害，它就是人们的神兵利器。人们对于安全性的依赖有多大，就会对锁产生多大的需求以及要求。而有了市场需要后，就会有人进行研发升级，比如电子密码锁这种锁的研制，对行业进行了划时代的推进。使锁具的安全性大幅提高。方便性方面，电子锁的解锁工具就是一组记在脑海的密码，不需要携带金属钥匙，没有了担心钥匙的丢失的烦恼，这些优点使得电子密码锁被越来越多的人接受[5]。
电子密码锁是通过对薄膜4×4矩阵键盘的按键进行按压操作来完成密码的输入，从而完成解锁，然而2010年后智能手机飞速发展，传统的电子密码锁在这样的时代背景下存在一定的局限性，如何围绕智能手机打造一个智能生活生态圈是大家争先恐后涉足的领域[6]。所以行业需要新产品，技术需要与时俱进。通过智能手机解锁是电子锁发展的新方向。
1.2 无线遥控密码锁发展趋势
锁最重要的肯定是安全性，在这样一个科技蓬勃发展的时代，无线控制密码锁必然会出现多种多样的解锁方式，除了在以往基础上进行一定改动的锁具外，更是出现了一些突破性的创新[7]。特别在生物识别领域，出现是很多划时代的智能锁，例如指纹锁、声纹锁、3D面部识别锁，其中指纹锁的发展最为迅猛，短短六年时间，指纹锁就出现了几代技术更新[8]。从一开始需要独立区域进行指纹识别的电容式指纹发展到现在能将指纹识别集成到屏幕下的屏下指纹，指纹锁领域的一次飞跃。现如今屏下指纹技术蓬勃发展，有光学屏下指纹识别和超声波指纹识别。这两种解锁方式指纹识别成功率高，解锁速度快，市场上逐步取代了电容式的指纹锁。光学是现在市场上的应用的主流，而超声波今年才进入市场，相信通过其独有的湿手可解锁等优势一定能再次推动指纹锁的进步[9]。与此同时，锁具的便捷化进程也在进行。无线控制在近几年多样化发展，如智能手机可以通过红外、蓝牙、NFC以及无线网络对锁具进行解锁[10]。相信随着科技进步，生活水平提高，无线遥控密码锁必将成为现代化智能化社会的重要一环。
无线遥控控制密码锁系统设计的方案设计
2.1 无线遥控控制密码锁系统的功能目标
设计初期需要对毕设进行分部讨论与设计，即分为硬件和软件两大部分，硬件部分对所需元器件进行选择，挑选了4×4薄膜矩阵键盘来进行密码的输入、1602液晶显示屏来显示密码锁的执行状态、24c02芯片来进行数据的存储、5v有源蜂鸣器来进行密码输入错误的报警、串口蓝牙模块来实现毕设系统与手机APP端的无线通信。软件部分则是根据流程使用汇编语言编写了合理的单片机程序。最后综合这两大部分需要实现组成无线控制密码锁。在无线遥控控制密码锁的功能实现上，需要达到一定的目标，即进行解锁时，可通过两种方式进行解锁，键盘输入端解锁和智能手机端解锁。输入6位正确密码，即可进行解锁，如输入密码错误次数达到3次，将发出警报。同时对于密码的修改也可以通过这两种方式完成，修改密码需要在开锁时，并且对于新密码要输入两次进行对比。具体主要有以下几个点：
输入密码时LED显示屏上需要显示*号，而不是数字密码，要完全杜绝显示屏泄露密码的可能。
每输入一位密码，密码锁都需要有一次提示音反馈，让用户知道这一次输入是否有效。
（2）密码量需要控制在六位，过长繁杂用户体验差，过短则会大幅降低锁具的安全性。
（3）在进行解锁操作的过程中液晶显示屏要有PASSWORD提示字符，密钥输入比对正确提示字符需要改变为OPEN，比对错误则改变为ERROR。
（4）密码输入只能进行两次错误再输入，如果第三次密码比对仍不成功，将会触发蜂鸣器发出报警提示音。
（5）薄膜4×4的矩阵键盘包括复位键*、确认键#、A～D四个功能键以及密码输入的09的数字键。
（6）开锁状态下，可对密码进行修改。密码的修改需要两次输入相同新密码进行比对确认，一致则修改成功。
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