多功能密码锁设计开题报告

阳光学院本科生毕业设计（论文）开题报告

专业名称通信工程学生姓名林*森

指导教师*******学号2***99435

课题名称多功能密码锁设计开题日期2017.1.13一、研究背景、概况及意义

锁具在古今都是被广泛使用的，在日常的生活中，人们经常使用锁具以来保护家里的金钱和珠宝，保证自身家庭的人身安全，其最终的目的就是要提高事物的安全性。然而在生活中经常看到人们会装有普通的机械锁，密码箱上的滚轮密码锁，学校宿舍的电磁卡锁，还有一些指纹锁等等。对比一下来看，普通机械锁的极大缺点就是极其容易被盗贼强行破坏，其安全系数是最低的，而且经常得携带很多的钥匙，造成生活中很多不便，也容易丢失；密码锁安全性能比较好，但太单一了而且价格也比较贵；电磁卡锁因其磁卡的信息非常容易受到外界的干扰而导致其失去磁性，从而无法开锁，相对比较麻烦，而指纹等用生物特征技术的锁即使安全系数非常好，但也会有时因其手指划破受伤或者虹膜充血等影响导致无法开锁。所以研究出现代化新型的多功能密码锁是现代人的现实生活需求。

从是否方便轻巧的方面来看，指纹（虹膜）锁无需带任何工具，用其手指等即可开锁，没有了普通机械锁的钥匙，没有了电磁卡锁的卡，极其方便。从实用的角度来看，多功能密码锁具有多种开锁功能，不用担心因其手指划破或磁卡消磁或按键不灵等等造成无法开锁，从而很大程度提高了其安全性和适用性。因此多功能密码锁是既方便轻巧，又安全实用，更具有更多的选择性。本设计的多功能密码锁，同时具有按键输入密码、手机蓝牙APP、指纹识别三种开锁方式。

随着世界生活水平的提高，像单一的指纹开锁、单一的磁卡开锁、单一的输入密码开锁、单一的APP开锁已经走进人们的生活中去，但是这种开锁虽然安全性能上相比较传统的机械锁提高了不少，但是其可靠性和智能性还是比较差的，如果指纹意外破损、磁卡磁性受到外界影响、安装APP的通信设备没电或损坏等等原因会导致无法开锁，给生活带来诸多不便，因此，研究出高效可靠的多功能密码锁是发展的趋势。

二、研究主要内容

1．单片机及最小系统

本模块的单片机用的是STC89C52单片机，复位、电源、晶振

电路被称为单片机正常工作的三要素。复位电路的基本功能

是：单片机在上电启动时都需要进行复位，对CPU和各个模块

的硬件进行初始化，使其从初始状态进行运行。

电源电路是为整个电路提供动力。

晶振是整个单片机的心脏，晶振在单片机系统中为单片机运

行提供时钟源，任何指令的执行都必须依靠时钟源的存在，

所以为所有的操作提供了一个统一的节拍，这个节拍便是晶

振的频率，本次设计会使用两个小电容和一个晶振来完成晶

振电路的设计。

2．液晶显示模块

显示电路使用12864系列液晶，提醒用户输入密码，提示密码

输入是否正确等信息来提供一个良好的用户交互体验。液晶

是一种高分子材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，

20世纪中叶开始广泛应用在轻薄型显示器上。液晶显示器的

主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部

灯管构成画面。通常把各种液晶显示器都直接叫做液晶。

3．矩阵键盘模块

按键电路使用4*4的矩阵键盘，来完成密码的输入。密码的输

入通过按键的按下来完成，而单片机要采集键盘是否按下则

需要通过扫描的方式来完成。

4．报警电路模块设计

报警电路使用的LED灯，LED其实就是一个二极管，利用它单

向导电性设计的报警电路，同时还引入了蜂鸣器，配合LED达

到声光报警的效果。旨在提醒输入的用户密码错误，如果连

续输入错误次数大于3次，将触发报警电路。

5．指纹模块设计

指纹模块会在单片机开发板上留出接口，接口的设计必需严

格依照指纹模块的引脚及输出的信号来设计，不同指纹模块

的接口都有存在差异，指纹模块的型号为FM-60系列光学指

纹，可以存储多种指纹，且掉电也可保存。

6. 蓝牙模块设计

实现手机开锁软件与密码锁的互联，使用户可以通过手机开

锁软件开锁。

蓝牙发送模块：通过手机蓝牙向主控器发送数据和指令，本

调试过程中使用的安卓手机的蓝牙系统，通过安装APP来完成

蓝牙信号的发送。

蓝牙接收模块：利用微控制器驱动蓝牙模块来接收上位机发

送过来的指令。因此，系统蓝牙接收模块选用了HC-05嵌入式

蓝牙串口通讯模块，采用SPI通信，非常易于连接到单片机。

三、研究步骤、方法及措施

1．收集相关资料

从网上或图书馆收集有关毕业设计的相关材料以及书籍，在

阅读的过程中，提取出自己所需的资料，并做好笔记。

2．设计节点模块

本系统以片机为核心，扩展了电源电路，晶振电路，复位电

路作为最小系统板，保证单片机可以正常启动，同时又扩展

了显示电路，掉电存储电路，矩阵按键电路，指纹模块电

路，蓝牙模块电路等，构成整个系统的基本框架，主要系统

框图如图1所示：

图 1 系统框图

3．系统软件设计

软件部分必须也进行模块化设计，而不能将所有函数写在一

个文件里。建立一个工程，每个模块单独作为一个文件，这

样每个模块代码单独编译测试，及时调试bug，这样在对整个

工程进编译时容易定位到问题所在，更多的考虑模块的调

用，逻辑结构方面存在的缺陷，而不是去解决一大堆语法，

拼写等等方面的错误，提高开发的效率。

4. 总体硬件都完成后，结合软件编程进行调试，直至系统能够进行正常工作。

5. 确定作品可行后，撰写毕业设计论文。