CN105608778A - 一种数字密码锁及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数字密码锁及其应用，包括单片机、晶振、电源、解码插槽和电路板，单片机的若干输入、输出接口通过电路板与解码插槽的信号通道电连接，单片机上两个I/O端口分别与外部锁扣的两端相连接。解码钥匙上有多个相互联通的信号通道，当插入解码插槽后，解码钥匙上相互联通的信号通道可与解码插槽内的密码位信号通道联通，打开锁扣，以此实现密码锁的开启。该数字密码锁的密码由单片机生成，其密码可以达到千万个以上，同时该密码锁没有数字键盘，使破坏者无法通过试探的方法进行开锁，大大提高了密码锁的安全性，另外该密码锁体积小、结构简单，能够安装于多种锁头内，应用范围更广。

Description

一种数字密码锁及其应用

技术领域

本发明涉及一种数字密码锁及其应用，属于密码锁技术领域。

背景技术

密码锁是锁的一种，开启时用的是一系列的数字或符号，密码锁可分为:机械密码锁、数字密码锁等等。密码锁的密码通常都只是排列而非真正的组合。部分密码锁只使用一个转盘，把锁内的数个碟片或凸轮转动；亦有些密码锁是转动一组数个刻有数字的拨轮圈，直接带动锁内部的机械结构。

传统的机械密码锁和按键式电子密码锁的密码位数有限，采用多次尝试的方法就能破解，其安全性已经无法满足日益增长的使用要求，尤其是在一些安全要求度较高的使用场合。

目前，随着电路集成技术的发展，单片机性能强大且价格低廉，已被得到广泛应用。利用单片机技术来设计密码锁成为新型密码锁的一种设计思路。例如，中国专利文献CN204740647U公开了一种单片机密码锁，包括MCU微处理器、4*4键盘输入模块、显示模块、语音模块和WIFI收发模块，所述4*4键盘输入模块的输出信号传输到MCU微处理器，MCU微处理器分别与显示模块、语音模块和WIFI收发模块双向收发通信，当4*4键盘输入模块输入数字时，MCU微处理器对输入数字的正误计数，显示模块显示输入密码，当输入错误时语音模块提示重新输入密码，若输入密码错误达到三次，WIFI收发模块将信息发到户主终端。该发明虽然采用单片机技术进行设计密码锁，单片机从中起到判断数字的正误计数以及显示、语音播报的控制功能，但是该密码锁依然采用键盘输入密码，使用者需要记住密码，为记忆方便，一般位数有限，容易通过多次试探的方法破解，其安全性能大打折扣。

中国专利文献CN2931696Y提供了一种电子锁芯和专用开锁器，该电子锁芯是机电一体的结构，锁芯中有电机和CPU单片机锁芯电路，电机与锁芯内部件相连，电路通过导线与电机连接、通过通信触点或接口线与开锁器导通；专用开锁器壳体有开锁密码保护数字键，有唯一识别码芯片和单片机电路，CPU下载编写功能程序，并通过VCC和GND接口由3V电池供电，开锁器电路的通信触点直接与锁芯通信触点导通，实现与锁芯供电和通信。该专利的技术方案虽然基于单片机设计，但是单片机所起到的是锁芯的设计和记忆功能，安全性能有待提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种数字密码锁，该数字密码锁利用单片机进行解锁密码的生成，密码位可以达到数十位，几乎无法破解，从而大大提高数字密码锁的安全性。

本发明还提供上述一种数字密码锁的应用。

本发明的技术方案如下：

一种数字密码锁，包括单片机、晶振、电源、解码插槽和电路板，所述单片机、晶振、电源、解码插槽均设置在电路板上，其中，单片机的若干输入、输出接口通过电路板与解码插槽的信号通道电连接，单片机上两个I/O端口分别与外部锁扣的两端相连接。

优选的，所述电路板的两面印刷有多个信号通道，信号通道的一端位于解码插槽内。

优选的，所述数字密码锁还包括蜂鸣器，蜂鸣器设置在电路板上，一端与电源相连，另一端与单片机的一个I/O端口相连。

优选的，所述数字密码锁还包括解码钥匙，解码钥匙的形状与解码插槽相适应，当解码钥匙插入解码插槽内时用于打开数字密码锁。

优选的，所述解码钥匙为印刷有多个信号通道的电路板，每个信号通道分别与解码插槽内的信号通道一一对应，解码钥匙中的若干个信号通道相互连通并与地导通。此设计的优势在于，解码钥匙的形状与解码插槽相适应，大小正好可以插入解码插槽内，解码钥匙中若干个信号通道相互联通，其余信号通道悬空；哪些信号通道与地相连，即对应为解锁密码。解码钥匙插入解码插槽后，解码钥匙的每个信号通道与单片机的I/O端口连通，接地的端口电平为低，悬空的通道为高电平，把解锁密码输入单片机解锁。解码钥匙的密码信息就是哪些信号通道接地，这种解码钥匙是印刷有信号通道的电路板，因此不会受电磁干扰，性能非常稳定。各信号通道与地连接的部分用塑胶封装，外界无法读取密码信息。若密码钥匙封装部分被破坏或丢失，可以修改单片机的程序，重新设置密码位，原来的解码钥匙失效，需根据新设密码重新制作解码钥匙，即选择不同的信号通道接地。由于密码信息封存在钥匙中，不需使用者记忆密码；使用时，把解码钥匙插入解码插槽即可，操作简单。由于没有其它输入密码的位置，无法通过多次试验解码；另外，由于密码位在20位以上，通过多次试验的方法解码的几率为零，密码锁的安全性很高。

优选的，解码钥匙中的若干个信号通道相互连通并与地导通的一端进行封装设置。此设计的好处在于，由于解码钥匙的密码信息就是哪些信号通道接地，实际是一块印刷有多个信号通道的电路板，若干个信号通道与地联通，接地位置被封装后，解码钥匙不会像磁卡那样被盗刷，大大提高了安全性。

优选的，所述单片机采用AT89C2051型单片机芯片。此型号的单片机芯片性价比高、功耗低，利用5V电池即可驱动，同时该型号的单片机芯片具有15个输入输出端口，每个端口的电平高低由单片机芯片通过程序任意设定。

优选的，将所述的数字密码锁置于锁头内。

进一步优选的，所述锁头包括自行车锁头、电动车锁头、防盗门锁头及保险箱锁头。

一种数字密码锁的制作方法，包括如下步骤，

首先，编写单片机程序并写入单片机，再将单片机、蜂鸣器、晶振、电源、解码插槽依次按照预先设计的位置焊接到电路板上；然后，给单片机通电，单片机则自动初始化，并载入编写的程序，开始巡检工作；最后，将电路板置入锁具的锁头内，将锁具锁扣的两端通过导线与单片机的NO位和校验位相连，并把解码插槽露出锁头，以便后续插入解码钥匙开锁。

本发明数字密码锁的工作原理是：该密码锁的核心是单片机芯片，利用单片机的15个输入输出端口，再配合10个伪输入输出端口，可使接口产生的电平状态数超过1千万，即可以产生1千万种密码，从而无法使用试探的方法进行破解；当该密码锁锁闭后，锁扣为导体，此时单片机的NO位通过锁扣导通，与之联通的校验位电平位相同，此时单片机自动把控制蜂鸣器的位置设为禁止状态，蜂鸣器保持沉默；当解码钥匙插入密码锁，单片机各I/O端口的电平与预设的密码位相同，单片机同样会把蜂鸣器的控制位设为禁止状态，此时，解开锁扣，蜂鸣器也不会鸣叫；如果密码锁没有插入解码钥匙，此时强行断开锁扣，即被盗开锁，NO位与校验位的电平不同，则单片机把与蜂鸣器相连的I/O位设为低电位，蜂鸣器鸣叫报警，此时即使把锁扣重新闭合，密码锁也会继续鸣叫报警，直到插入正确的解码钥匙，蜂鸣器才会停止鸣叫。

本发明的有益效果在于：

本发明密码锁相比传统的机械式密码锁需要复杂的机械构件而言，其体积较小，结构简单，结构组件易得且组装方便，同时操作简单不易损坏；相比传统的按键式电子密码锁，本发明密码锁无需按键键盘，其结构更为简单，避免了通过多次试探的方法进行密码锁的破解，大大提高了密码锁的安全性。另外，本发明密码锁所用到的部件价格低廉，大大降低了数字密码锁的制造成本，并且本发明的密码锁体积小，可以置于多种锁头内，应用范围更广。

附图说明

图1为AT89C2051型单片机芯片的结构示意图；

图2为本发明数字密码锁的结构原理图；

图3为封装后解码钥匙的结构示意图；

图4为数字密码锁中各组件的连接关系示意图；

其中：1、解码钥匙；2、单片机芯片；3、蜂鸣器；4、锁扣；5、电路板；6、晶振；7、解码插槽；8、导线。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

本实施例提供一种数字密码锁，该数字密码锁通过单片机生成密码，其组成部件包括单片机、晶振6、电源、蜂鸣器3、解码插槽7和一块电路板5，单片机、晶振6、解码插槽7焊接在电路板5上，电源、蜂鸣器3也设置在电路板5上，其中，单片机的若干输入、输出接口通过电路板5与解码插槽7的信号通道电连接，单片机上的任意两个I/O端口分别与外部锁扣的两端相连，本实施例中，将导线8作为锁扣4，用以说明如何实现密码锁的打开或关闭。

其中，单片机采用AT89C2051型单片机芯片2。此型号的单片机芯片性价比高、功耗低，利用5V电池即可驱动，同时该型号的单片机芯片具有15个输入输出端口，每个端口的电平高低由单片机芯片通过程序任意设定。晶振6选用JDL6MHz晶振。电源为两片纽扣电池，纽扣电池安装在电池座上，电池座焊接到电路板5上。

其中，电路板5的两面印刷有26个信号通道，信号通道的一端位于解码插槽7内。

该数字密码锁还包括解码钥匙1，解码钥匙1与解码插槽7相适应。解码钥匙1为印刷有多个信号通道的电路板，其中几个信号通道相互联通并与地连接，联通信号通道的位置对应预设的密码位。通过将印刷信号通道的电路板插入解码插槽内，解码钥匙上相互联通的信号通道与解码插槽内单片机设定的密码位对应，通过此种解码钥匙与解码插槽相匹配的模式制造的密码锁，由于密码是由单片机随机生成的，省去了数字键盘，无法通过多次尝试按键的方式破解，大大提高了其锁的安全性。

解码钥匙的密码信息就是哪些信号通道接地，实际是一块印刷有多个信号通道的电路板，其中若干个信号通道与地联通，接地位置被封装后，解码钥匙不会像磁卡那样被盗刷。

该密码锁的核心是单片机芯片，利用单片机的15个输入输出端口，再配合10个伪输入输出端口，可使接口产生的电平状态数超过1千万，即可以产生1千万种密码，从而无法使用试探的方法进行破解；当该密码锁锁闭后，锁扣为导体，此时单片机的NO位通过锁扣导通，与之联通的校验位电平位相同，此时单片机自动把控制蜂鸣器的位置设为禁止状态，蜂鸣器保持沉默；当解码钥匙插入密码锁，单片机各I/O端口的电平与预设的密码位相同，单片机同样会把蜂鸣器的控制位设为禁止状态，此时，解开锁扣，蜂鸣器也不会鸣叫；如果密码锁没有插入解码钥匙，此时强行断开锁扣，即被盗开锁，NO位与校验位的电平不同，则单片机把与蜂鸣器相连的I/O位设为低电位，蜂鸣器鸣叫报警，此时即使把锁扣重新闭合，密码锁也会继续鸣叫报警，直到插入正确的解码钥匙，蜂鸣器才会停止鸣叫。

实施例2：

一种数字密码锁，结构如实施例1所述，其不同之处在于，将实施例1中所述的数字密码锁置于锁头内，可应用于多种场合，例如：自行车锁头、电动车锁头、防盗门锁头或保险箱锁头内。

实施例3：

一种数字密码锁的制作方法，包括如下步骤，

根据密码锁的工作原理设计并印制电路板，电路板排版应围绕单片机芯片，尽量合理布局，减小所占面积，以便后续能将该密码系统装入锁头。

首先，编写单片机程序并写入单片机芯片2，再将单片机芯片2、蜂鸣器3、晶振6、电源、解码插槽7依次按照预先设计的位置焊接到电路板5上；然后，给单片机通电，单片机则自动初始化，并载入编写的程序，开始巡检工作；最后，将电路板5置入锁具的锁头内，将锁具锁扣的两端通过导线与单片机的NO位和校验位相连，并把解码插槽7露出锁头，以便后续插入解码钥匙开锁。

Claims (10)

1.一种数字密码锁，其特征在于，包括单片机、晶振、电源、解码插槽和电路板，所述单片机、晶振、电源、解码插槽均设置在电路板上，其中，单片机的若干输入、输出接口通过电路板与解码插槽的信号通道电连接，单片机上两个I/O端口分别与外部锁扣的两端相连接。

2.如权利要求1所述的数字密码锁，其特征在于，所述电路板的两面印刷有多个信号通道，信号通道的一端位于解码插槽内。

3.如权利要求1所述的数字密码锁，其特征在于，所述数字密码锁还包括蜂鸣器，蜂鸣器设置在电路板上，一端与电源相连，另一端与单片机的一个I/O端口相连。

4.如权利要求1所述的数字密码锁，其特征在于，所述数字密码锁还包括解码钥匙，解码钥匙的形状与解码插槽相适应，当解码钥匙插入解码插槽内时用于打开数字密码锁。

5.如权利要求4所述的数字密码锁，其特征在于，所述解码钥匙为印刷有多个信号通道的电路板，每个信号通道分别与解码插槽内的信号通道一一对应，解码钥匙中的若干个信号通道相互连通并与地导通。

6.如权利要求5所述的数字密码锁，其特征在于，解码钥匙中的若干个信号通道相互连通并与地导通的一端进行封装设置。

7.如权利要求1所述的数字密码锁，其特征在于，所述单片机采用AT89C2051型单片机芯片。

8.如权利要求1所述的数字密码锁，其特征在于，将所述的数字密码锁置于锁头内。

9.如权利要求8所述的数字密码锁，其特征在于，所述锁头包括自行车锁头、电动车锁头、防盗门锁头及保险箱锁头。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的数字密码锁的制作方法，包括如下步骤，

首先，编写单片机程序并写入单片机，再将单片机、蜂鸣器、晶振、电源、解码插槽依次按照预先设计的位置焊接到电路板上；然后，给单片机通电，单片机则自动初始化，并载入编写的程序，开始巡检工作；最后，将电路板置入锁具的锁头内，将锁具锁扣的两端通过导线与单片机的NO位和校验位相连，并把解码插槽露出锁头，以便后续插入解码钥匙开锁。