[发明专利]基于单片机的红外线遥控电子密码锁装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子密码锁装置及其控制方法，更具体的说是一种以单片机为主要元件、以红外线为数据传输介质的遥控电子密码锁及其控制方法。

背景技术

在现有无线遥控电子锁装置中，电子钥匙直接将开锁密码通过无线电或则红外线传输给电子锁的密码验证装置，电子锁的密码验证装置对开锁密码进行验证，如果验证结果一致，则进行开锁，否则拒绝开锁。

无线遥控电子密码锁无需寻找锁眼即可开锁，使用方便，但由于无线遥控电子锁的钥匙和锁是独立的，它们之间进行的通信采用无线传输模式，无线传输是一种开放传输模式，如果开锁密码未进行加密，很容易在电子钥匙和电子锁之间通过无线接收设备截获开锁密码，并复制开锁密码，达到非法开锁的目的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了基于单片机的红外线遥控电子密码锁装置及其控制方法，它结构简单，成本低廉，数据加密方式多样，安全性高，可广泛应用于工厂、宾馆、家庭等门禁系统。

本发明包括钥匙单元、锁单元之间的通信电路及其控制方法两方面内容：

1、钥匙单元和锁单元红外线数据通信电路

钥匙单元与锁单元的红外线数据通信线路完全一致，包括红外线数据发送和接收。

(1)红外线数据发送电路

单片机的1个带有内部上拉电阻的双向I/O引脚串联1个分压电阻后与三极管9013的基极连接，三极管9013的集电极与单片机工作电源连接，发射极与红外线发射管正极连接，红外线发射管的负极串上限流电阻后与单片机的串行数据通信输出引脚TXD连接。三极管9013在电路中作为开关管，产生38KHz的频率。

(2)红外线数据接收电路

红外线一体化接收头的电源与单片机电源Vcc连接、负极与单片机的地端连接，输出脚串联限流电阻后与单片机的串行数据通信输入引脚RXD连接。

2、控制方法

(1)开锁方法

①钥匙单元通过红外线向锁单元串行发送一组预先设置的固定数据。

在8位单片机串行通信中1帧数据的有效数位为8位二进制数，即可换算为2位十六进制数，所以固定数据、随机数据在预先设置时，只能设置为偶数位的十六进制数。钥匙单元的开锁按键是一个串入单片机工作系统和电源之间的开关按键，开关按键为常开型，当开关按键按下时，钥匙单元的单片机系统进行上电复位，单片机执行程序，通过红外线向锁单元串行方式发送1组预设固定数据，所谓固定数据，是因为钥匙单元每次开锁都要发送这组数据，且具体数值可以进行预设。

②锁单元将钥匙单元的固定数据与锁单元的预先设置固定数据进行比较，结果一致则通过红外线向钥匙单元串行发送一组随机数据，随后锁单元对随机数据进行加密。

锁单元在接收到钥匙单元发送的固定数据后，与自身预设的固定数据进行比较，结果一致后，通过红外线向钥匙单元串行方式发送1组随机数据，随后对随机数据进行加密，加密结果作为校对密码存储；如果结果不一致，锁单元将返回到初始状态。

③钥匙单元对锁单元发送的随机数据进行加密，并将加密结果返回到锁单元。

钥匙单元在接收到锁单元发送的随机数据后，对随机数据进行数据加密，将加密结果通过红外线串行通信方式返回锁单元。

④锁单元对钥匙单元加密的结果与锁单元自身的加密结果进行比较，结果一致则开锁，否则拒绝开锁及判断是否需要给出报警信号。

锁单元将钥匙单元返回的加密结果与自身的随机数据加密结果进行比较，结果一致，则进行开锁，否则，如果结果不一致次数达到一定数值后，将给报警装置一个报警信号，并返回到初始状态。

其中，钥匙单元和锁单元的加密方式方法必须完全一致。

(2)数据加密方法

数据加密方法包括数据置换处理、数据相加处理和数据环移处理。

数据置换，将需要置换的数据作为置换表中的序号，用对应该序号的置换数据替换原来需要置换的数。

数据相加，将数据与预先设置的固定数进行相加，其中低位相加产生的进位保留，高位相加产生的进位舍去。

数据环移，数据环移包括左环移和右环移，在8位单片机中可以通过程序对8位二进制格式存储的数进行左环移或则右环移操作，以此达到数据变化的目的。

在本发明中，数据加密方法至少使用1次数据置换处理、1次数据相加处理和1次数据环移处理，其使用的先后顺序可以设置。