简易电子锁的设计

北京联合大学生物化学工程学院 闫贵琴 杨志成

1.引言

在防盗技术领域，传统的机械式密码锁将被具有防盗报警功能的电子密码锁代替，它克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，它具有密码的设置、存贮、识别和显示、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接收传感器送来的报警信号、发送数据等功能。但是，因为市场上的电子锁制作厂家较少，品种单一、价格贵、还有万能钥匙的存在，密码容易被破译，本文设计了一种简易电子锁的方法。

2.设计思路

当按下接收键代码时，接收键代码与存贮密码进行比较，如果密码正确，则驱动电磁执行器开锁；如果密码不正确，则允许操作人员重新输入密码，最多可输入三次；如果正确，控制器输出置高电平，驱动器驱动电磁执行器，锁紧装置打开；如果三次都不正确，则电子锁通过控制器电路向报警器提供信号，同时密码失效；锁紧装置锁死，报警器发出报警，达到驱逐嫌疑人的目的。还要考虑到电子锁的解码问题，也就是报警后的电路处理，包括复位。总体结构如图1所示。

3.控制原理

3.1 电路原理

门锁作为安全防范产品必须具有安全性、稳定性。安全性可从两方面来衡量：一是抵抗故意破坏、恶作剧和蓄意的撬、钻等暴力破坏。在此方面，目前机械锁和电子门锁的机械强度一般都能够达到要求。“钥匙”要有一定的私密性，密码不会被别人偷走或者复制，但密码不能直接使用，要经过编码、译码、加密、控制等功能组成，这样才能更安全。如图2所示，采用74ls192为核心的电子锁控制器。

3.2 同步可逆递增/递减74LS192 BCD计数器特点：

同步可逆递增/递减74LS192 BCD计数器特点：电路可进行反馈，而很容易的被级联。即把借位输出端和进位输出端分别反馈到后级计数器的减计数输入端和加计数输入端上即可。芯片内部有级联电路，每触发器有单独的预置端，完全独立的清零输入端。

图1 总体结构图

图2 电子锁控制器电路图

3.3 计数器的级联应用

根据74LS192 BCD计数器特点，将多个技术级联可以得到有多位按键密码的电子锁控制器，级联考虑到密码的先后顺序，先后和密码的重复次数，最初位有优先决定权，如果第一位有问题，后面的如何正确也将无效，这样提高电子锁的安全系数，第一位的正确数码使得计数器有正确的输出，将正确的输出用74ls00与非门进行验证，正确值正确使得下一级的预制端低电平有效，当第二级密码输入时可以在此基础上继续累加，即使别人破解一层密码，第二层的预制数加上累加值变成动态值，密码破解难度大大增加；同理将这种方法用于第三级、第四级、第n级。

3.4 统计开锁次数及功能

图3 开锁流程图

统计开锁次数问题，设置电子锁不做密码位数提示功能，所以就要增加确认键，因此统计确认键的按下次数就可以统计密码输入次数了，一般以下降沿为统计标准。

必须具备的功能有：开锁时间必须有时间限制的功能、在非常事件情况下可以控制门的开启等。

4.开锁流程

开锁既要简便快捷，又要符合安全性需要。开锁流程如图3所示。

还要注意使用中的事项，由于其高可靠性、高安全性、无接触、操作快捷方便、使用寿命。电子锁成为接触式锁的换代型产品。它的驱动电流要低于900mA。电插锁弹起的力度要充分，压下去后锁头能自动弹起而有力。

5.结束语

通过实验，简易电子锁系统，达到了预期要求。本文对电子锁系统分进行了描述，若是再加上液晶显示部分就可以实时显示输入密码的“*”代号，可以提高输入速度，本系统针对数字电路初学者尤为重要，可以很好的理解计数器、译码器、驱动电路的概念并能较好的应用。