毕业论文_fpga电子密码锁

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1、四川师范大学成都学院本科毕业设计基于FPGA的数字密码锁的设计与实现前言数字密码锁已经深入到我们的平常生活，它的主要功能是用来对某些操作进行加密保护，例如银行自动柜员机、自动售货机、门卡系统或者保险柜中都含有这种密码锁，目的是避免无权人员使用某些设施或者进行越权操作。随着电子技术的发展，具备防盗报警等功能的数字密码锁代替弹子锁和密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势，因为数字密码锁具有机械锁无可比拟的优越性，比如不用钥匙、无锁孔、机械传动、不易损坏、不磨损、不能被破译、可多次更换密码、换号不换锁、一把锁多个密码，具有防拨、防砸、防撬、防堵、安

2、装门锁时不破坏门窗等。它不但可以完成锁本身的功能，还可以兼有多种功能，如记忆、识别、报警等，数字密码锁以其安全性高、低成本、功耗低、易操作等优点受到越来越多人的欢迎。因此，设计数字密码锁的市场发展前景极为广阔。当前使用的数字密码锁大部分是基于单片机进行设计的，其成本较高且可靠性得不到保证，电路比较复杂，性能不够灵活。本文采用EDA技术设计了一种数字密码锁，该密码锁具有密码预置和误码警报等功能。设计用FPGA芯片实现，充分利用了FPGA芯片密度大、功耗低、可重复编写的优势。核心是利用VHDL语言，为设计的分解和设计的再利用提供了有力的支持。1密码锁的

3、发展现状本章主要介绍密码锁的历史以及普通密码锁、机械式密码锁、指纹密码锁、数字密码锁的构成、特点及作用。1.1普通密码锁在日常生活中，锁具被普遍使用，锁具的发展大致可分为五个阶段：a.古代的木质锁；b.古时的机械锁；c.近代的机械锁：d.近代的电子密码锁、磁片锁、口卡锁；e.未来的家用电子锁、遥控电子锁、以及用于特定场合的安全密码锁。目前最广泛的锁是五十年代意大利人设计的机械锁，这种锁结构简单、使用方便、价格便宜，但在使用中暴露了很多缺点：a.机械锁是用金属制成的，通过钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的，据统计每四千把锁中就有两把锁的钥匙齿牙相同

4、或类似，安全性很低；b.钥匙一旦丢失，无论谁捡到钥匙都可将门打开；c.机械锁的材料多为黄铜，质地较软，极易损坏。密码锁采用密码代替钥匙，省去了佩带钥匙的烦恼，40四川师范大学成都学院本科毕业设计也从根本上解决了普通门锁保密性差的劣势，比如采用六位密码，则密码组合可高达105。密码锁根据设计、制作原理的不同，可分为机械密码锁、电磁／卡板式密码锁、指纹密码锁、电子密码锁等类型。1.2机械密码锁该型锁将解锁密码以机械装定的形式存储在装置的鉴别机构上，在装置的外围装设密码操作键。密码的输入，产生相应的鉴别动作，即正确的密码输入，鉴别机构产生开锁动作；错误的

5、密码输入，鉴别机构的卡槽将发生错位或不做出响应。机械密码锁采用机械加工(如精密机械加工／微细加工)制作，皮实耐用，电磁的干扰、外界的异常信号很难启动鉴别机构。但机械密码锁通常包含多个较复杂的机电功能组件，装置微小型化需要借助先进的制造技术与装配工艺，制造周期长、成本高，机电接口及测试也有一定难度。1.3电磁/卡板式密码锁该型锁类似于机械锁，利用光电耦合或电磁感应的原理，将密钥信息预先置于卡片内，加工好的卡片充当钥匙，开锁时将卡片插入锁内或近距离感应就能把锁打开。该锁的优点是：成本较低；授权用户一人一卡，可联微机，有开门记录。缺点是：卡片设备有磨损，

6、寿命较短；卡片容易复制，不能双向控制；磁卡内存储的信息容易因外界磁场干扰而错乱，以致卡片(钥匙)无效。1.4指纹密码锁该类锁通过检验人员生物特征(如指纹)等方式来识别开锁。管理员利用采样控制软件，通过指纹采集仪收集、保存指纹；识别软件依赖指纹库识别开锁者的身份，通过外围设备显示、打印和存储。指纹具有唯一性和终身不变性的特点，一直被当作身份鉴定的可靠手段，从是否允许非法开启立场来说，安全性极好；但从使用是否方便的角度看，对安装环境和使用者的要求很高(比如虹膜识别型和面部识别型)，安装位置与使用者身高之间必须满足一定的联系；同一个人，在指纹划伤，眼睛红

7、肿充血，或任何被用于开锁的识别部位有损伤的情况下，可能产生错误识别而不能开锁。1.5数字密码锁到了80年代，在日本产生了最早的数字密码锁。随着日本经济复苏，电子行业的快速发展，一些使用简单的门电路设计的密码锁出现了。这类电路安全性差，容易破解。到了90年代，美国、意大利、德国、日本、加拿大、韩国以及我国的台湾、香港等地的微电子技术的发展和通信技术的进步为密码锁提供了技术上的基础，从而推动密码锁走向实际应用的阶段。我国于90年代初开始对密码锁进行初步的探索。到目前为止，在此领域虽已有很大的发展，采用各种电路进行设计的比较多，技术也相当先进，但是，40

8、四川师范大学成都学院本科毕业设计我们必须正视的一个事实是，出口产品中高档商品只占15％～20％，而我国高档产品在发达国家也