基于压力传感器的复合式密码锁技术领域
本发明属于密码锁控制技术领域,涉及一种新型密码锁,具体是一种基于压力传
感器的复合式密码锁。
背景技术
现有的数字密码锁,设置好数字密码后,直到下次修改密码,密码都是固定的,即
开启密码锁的数字密码能够重复开启密码锁,修改后的密码也可以反复开启密码锁,这样
当使用者使用密码开启密码锁时,由于输入密码是通过按键实现的,使用者按下密码的过
程,很容易被别有用心的人看到密码并记录下来,造成密码锁密码泄露,损害使用者的财产
安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于压力传感器的复合式密码锁,通过控制输入密码时
的按键压力大小,形成对密码锁的双重密码保护,克服现有密码锁容易泄漏密码的缺点,给
使用者带来绝对安全可靠的保护。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是:
一种基于压力传感器的复合式密码锁,包括电脑时控数字电子密码锁本身,即操作按
键,显示器、单片机、电源电路、驱动电机和电机驱动电路以及报警器,所述操作按键的按键
信息采集部分包括一组采集按键对应数字的数字传感器和一组采集按键压力的压力传感
器,所述单片机的型号为STM32F103ZET6,所述数字传感器中编号为PA0-PA6的导线连接到
单片机编号为PA0-PA6的I/O引脚上,压力传感器通过编号为Y0-Y#的导线连接单片机上编
号为PA0-PA7和PC0-PC3的I/O引脚,所述显示器的并行数据接口连接单片机上编号为PE7-
PE15的I/O引脚用于显示相关信息,所述电源电路中编号为3.3V的导线连接单片机上编号
为VDD的引脚用于给单片机提供电源,所述电机驱动电路中编号为PD7和PD6连接单片机上
编号为PD7和PD6的I/O引脚用于控制驱动电机,所述报警器上编号为PB5的导线连接主控芯
片上编号为PB5的I/O引脚用于异常开锁时的报警;
所述数字传感器是通过键盘轮询的方式完成信息读取,所述压力传感器的压力值读取
是由单片机内部的AD采样电路通过编程实现,数据信息存储于单片机的内存中;
所述显示器采用1602液晶显示器;
所述电源电路包括第一级降压和第二级降压,第一级降压使用开关稳压芯片LM2596,
这个芯片可以将30V-7V的直流电压转换成直流5V的电压;第二级降压使用低压差的线性稳
压电路AMS1117-3.3V,用来给单片机提供稳定纯净的直流电;
所述电机驱动电路是一个双路的电磁继电器,配以三极管和MOS管组成的可以实现正
反向和停止动作的电路。
本发明的有益效果:基于压力传感器的复合式密码锁采用数字和压力两种方式进
行密码设置,既可单独使用,也可以混合使用,分开使用就是简单的采用数字密码的密码
锁,混合使用即同时使用数字和压力的密码控制;通过输入的密码和控制输入密码时的按
键压力大小,形成对密码锁的双重密码保护,克服现有密码锁容易泄漏密码的缺点,给使用
者带来绝对安全可靠的保护。每次开锁输入的密码可以自由组合,比如设定的密码为1、2、
3、4、5、6,并在数码键2、4、6下面的压力传感器上设置了启动值且都设定为50N,当使用者在
输入密码时就可以以这几个数的任意组合数组进行输入,只要保证2、4、6在按的时候控制
好力的大小;这样不仅提高了密码锁的安全性能也迷惑了别有用心的人,对使用者的隐私
保护起到了很好的作用效果。
附图说明
图1是本发明的结构框图;
图2是本发明中操作按键的数字信息采集部分的电路示意图;
图3是本发明的单片机的电路示意图;
图4是本发明的显示器电路示意图;
图5是本发明中压力传感器采集部分的电路示意图;
图6是本发明中电源电路的示意图;
图7是本发明中电机驱动电路的示意图;
图8是本发明中报警器的电路示意图;
图9是本发明中单片机滤波电路示意图;
图1中1、操作按键;2、显示器;3、单片机;4、电源电路;5、电机驱动电路;6、报警器;7、数
字传感器;8、压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明:
一种基于压力传感器的复合式密码锁,如图1所示,包括电脑时控数字电子密码锁本
身,即操作按键1,显示器2、单片机3、电源电路4、驱动电机和电机驱动电路5以及报警器6,
复合式密码锁的特殊之处在于,操作按键的按键信息采集部分包括一组采集按键对应数字
的数字传感器7和一组采集按键压力的压力传感器8,数字传感器7和压力传感器8设置于操
作按键0-9的每个按键的下方,数字传感器7是通过键盘轮询的方式完成信息读取,压力传
感器8的压力值读取是由单片机内部的AD采样电路通过编程实现,单片机的型号为
STM32F103ZET6;如图2和图3所示,数字传感器7中编号为PA0-PA6的导线连接单片机3上编
号为PA0-PA6的I/O引脚上;如图3和图5所示,压力传感器8通过编号为Y0-Y#的导线连接单
片机上编号为PA0-PA7和PC0-PC3的I/O引脚;显示器2采用1602液晶显示器,如图3和图4所
示,通过显示器的并行数据接口连接单片机上编号为PE7-PE15的I/O引脚,用于显示相关信
息;电源电路4如图6所示,通过编号为3.3V的导线连接单片机上所有编号为VDD的引脚用于
给单片机3提供电源,电源电路4包括第一级降压和第二级降压,第一级降压使用开关稳压
芯片LM2596,这个芯片可以将30V-7V的直流电压转换成直流5V的电压;第二级降压使用低
压差的线性稳压电路AMS1117-3.3V,用来给单片机3提供稳定纯净的直流电;电机驱动电路
5如图7所示,通过编号为PD7和PD6的导线连接单片机3上编号为PD7和PD6的I/O引脚用于控
制驱动电机,电机驱动电路5是一个双路的电磁继电器,配以三极管和MOS管组成的可以实
现正反向和停止动作的电路;报警器6如图8所示,通过编号为PB6的导线连接单片机3上编
号为PB6的I/O引脚用于异常开锁时的报警;如图9所示,通过在单片机的每一个VDD的引脚
上并联一个0.1UFde电容来滤除整个系统所产生的噪声对单片机的影响。
基于压力传感器的复合式密码锁在原有数字密码锁基础上加入了采集按键压力
的压力传感器;单片机中的数据存储器包括第一存储器和第二存储器,数据信息存储于单
片机的内存中,第一存储器能长时间断电状态下保证其内存不消失,第二存储器为一随机
存储器RAM,该数据存储器带有6个数字计数器和3个递增计数器,同时还带有10个时间计数
器,其中每一个计数器都有3个存储单,数据存储器中的第一个递增计数器用于记录设置了
压力传感器启动值的个数,每设置一个传感器的启动值,递增计数器就会加1,这样单片机
上便记录下开启压力密码需要输入按键的个数;第二个递增计数器用于记录数字密码锁设
置数字密码的个数,每设置一个数字密码,递增计数器就会加1,这样单片机上便记录下开
启数字密码锁需要输入按键的个数;第三个递增计数器用于记录开启者使用按键的次数,
单片机最终将第一、第二两个递增计数器记录输入次数的总和存储在数字计数器中,同时
如果设定的密码当中一个按键既是压力密码也是数字密码,单片机通过预先编程会默认输
入的次数减一。数据存储器中的数字计数器存储了开启压力传感器对应的数码以及启动
值,时间计数器用于记录密码锁的使用情况。
当把需要设定启动值的压力传感器设定好后,单片机上便记录下开启压力密码需
要输入按键的个数,每个压力传感器设置有默认值,默认值存储在数据存储器中,当某位数
码被设置为数字密码组中的元素时,默认值将会消失失效;每位按键下方的压力传感器对
应的默认值一般都相对于启动值要小,但要比正常使用者在输入数字密码时施加的力要
大,用于单片机识别输入的数码是否为数字密码数组中的一个元素;无论压力是否达到了
启动值或默认值,第三个递增计数器都会加1,当按键者超出单片机上预先设定的密码输入
的个数而继续按其它按键时,单片机控制启动报警器报警自锁;重新输入时,保持在按键次
数不超过预先设定的密码个数情况下可以多次重试,但如果超出预先设定的密码个数仍然
会开启报警器。在使用压力密码时,只有当同时施加在正确按键位上的力大于等于压力启
动值,压力传感器才会将检测到的这种特殊压力信号输入到单片机内部的AD采样电路,AD
采样电路会将输入的压力信息转化为压力值,再将压力值提供给单片机,单片机会将接收
到的压力值相加,遍历电脑中原先编程设定的第一压力值(第一压力值为一个压力范围,而
非一个定值),查找与接受到的多次压力值之和所在范围的第一压力值,然后再调取与该第
一压力值关联的第二压力值(第二压力值为一定数),最后调取与该第二压力值相关联的控
制程序。这里我们并没有在找到与第一压力值相匹配的第一压力值就打开压力密码,是因
为打开密码锁每次施加的压力总和一般都不相同,所以第一压力值只能是一个压力范围,
最后调取与第二压力值相关联的控制程序,是为了在外界非正常开启的情况下,可将密码
锁锁死,保护使用者的贵重物品。