基于FPGA的電子密碼鎖設計開題報告

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上商丘師范學院學士學位畢業(yè)設計開題報告學生姓名所在學院物理與電氣信息學院專業(yè)電子信息工程專升本設計題目：基于FPGA的電子密碼鎖的設計一、選題的科學依據(jù)在人們的日常生活中，鎖被廣泛使用，人們常用鎖來鎖一些貴重物品乃至自己的家門，目的就是為了提高安全性。常見的鎖有普通機械鎖、機械密碼鎖、電磁卡鎖、指紋鎖等。而普通的機械鎖容易被強行破壞，安全系數(shù)不高；機械密碼鎖雖然安全系數(shù)高但造價相對較高，目前在保險柜上應用較多；電磁卡鎖由于磁卡信息極易受外界干擾而失磁導致無法開鎖，而指紋鎖雖然安全性很好，但會因手指劃傷虹膜充血等受到限制。通過分析我們不難發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)密碼鎖或多或少存在一些不足

2、從而降低了其保密的安全性，因此研究一種新型的密碼鎖是具有很高的現(xiàn)實需求性。隨著電子技術的發(fā)展，具有防盜報警等功能的電子密碼鎖代替密碼量少、安全性差的機械式密碼鎖已是必然趨勢。電子密碼鎖與普通機械鎖相比，具有許多獨特的特點：保密性好，防盜性強，可以不用鑰匙，記住密碼即可開鎖等。目前使用的電子密碼鎖大部分是基于單片機技術，以單片機為主要器件。其編碼器與解碼器的生成為軟件方式。在實際應用中，由于程序容易跑飛，系統(tǒng)的可靠性能較差。目前，在西方發(fā)達國家，電子密碼鎖技術相對先進，種類齊全，已被廣泛應用于智能門禁系統(tǒng)中，通過多種更加安全，更加可靠的技術實現(xiàn)大門的管理。在我國電子鎖整體水平尚處于國際上70年代

3、左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場上仍以按鍵電子鎖為主，按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖以引進國際先進水平，現(xiàn)國內已有幾個廠生產供應市場。但國內自行研制開發(fā)的電子鎖，其市場結構尚未形成，應用還不廣泛。國內的不少企業(yè)也引進了世界上先進的技術，發(fā)展前景非?？捎^。希望通過不斷的努力，使電子密碼鎖在我國也能得到廣泛應用。本設計的FPGA電子密碼鎖的特點是：體積小、功耗低、價格便宜、安全可靠,維護和升級都十分方便,具有較好的應用前景。它與傳統(tǒng)鎖具的不同之處在于：它與可編程邏輯器件實現(xiàn)系統(tǒng)的設計，應用簡潔清晰的VHDL語言實現(xiàn)設計編程思想，能夠實現(xiàn)適時、智能控制管理功能，特別是在系統(tǒng)的擴展上有很好的優(yōu)勢。二、文獻

4、綜述（國內外研究概況及發(fā)展趨）早在80年代，日本產生了最早的電子密碼鎖。隨著日本經濟復蘇，電子行業(yè)的快速發(fā)展，一些利用簡單的門電路設計的密碼鎖出現(xiàn)了4 。早期開發(fā)的電子密碼鎖由于電子器件所限，種類不多，保密性差，最基本的就是只依靠最簡單的模擬電子開關來實現(xiàn)的，制作簡單但不安全1-2 。目前，最常用的鎖是20世紀50年代意大利人設計的機械鎖，其結構簡單，使用方便，價格便宜。但在使用中暴露了許多缺點：一是機械鎖是靠金屬制成的鑰匙上的不同齒形與鎖芯的配合來工作的。據(jù)統(tǒng)計，每4000把鎖中就有兩把鎖的鑰匙齒牙相同或類似，故安全性低。二是鑰匙一旦丟失，無論誰撿到都可以將鎖打開。三是機械鎖的材料大多為黃銅

5、，質地較軟，容易損壞。四是機械鎖鑰匙易于復制，不適于諸如賓館等公共場所使用3-5 。目前使用的電子密碼鎖大部分是基于單片機技術，以單片機為主要器件，其編碼器與解碼器的生成為軟件方式6-9。在實際應用中，由于程序容易跑飛，系統(tǒng)的可靠性能較差?；诂F(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA器件的電子密碼鎖，用FPGA 器件構造系統(tǒng)，所有算法完全由硬件電路來實現(xiàn)，使得系統(tǒng)的工作可靠性大為提高9-11 。利用 FPGA 設計電子密碼鎖，其成本低，設計方便 ， 現(xiàn)有資源充足， 實現(xiàn)比較容易， 更利于系統(tǒng)的維護改進和升級， 可靠性更高， 更安全 12 。參考文獻：1 郭海英.基于單片機的電子密碼鎖的設計J.現(xiàn)代電子技術

6、，2005, 28(13): 95-96.2 王寬仁.可靠安全的智能密碼鎖 J.電子技術應用,2001,27(2):14.3 邱燕，鄧鵬戈.數(shù)字電子密碼鎖J.現(xiàn)代電子技術,2010,33(7):189-190.4 孫育才.MC351系列單片微機計算機及其應用M.南京:東南大學出版社,1990:80-95.5 何立民.單片機應用技術選編M.航空航天大學出版社,2000，8:66-80.6 李捷，陳典濤等.一種基于單片機的電子密碼鎖的設計J.農機化研究,2004(5):146.7 徐琦.基于FPGA的電子密碼鎖設計J.科技信息,2006,(10):240-2418 王衛(wèi)兵，劉克剛等.用FPGA的電

7、子密碼鎖J.電子技術應用， 2005(01) :26-289 A.T. Alouani,etal. On sensor Track FusionM. Proceedings of America control Conference,Maryland, June 1994:14214410 Altera, Novas Team for FPGA Visibility EnhancementM.Electronic News (North America).2006,(11) :12.11王道憲.CPLD/FPGA可編程邏輯器件應用與開發(fā)M.國防工業(yè)出版社,2004,1 :20-2312 陸重陽

8、,盧東華.FPGA 技術及其發(fā)展趨勢J.微電子技術,2003,(01) :15-18三、主要內容和研究方法基于FPGA設計的電子密碼鎖是一個小型的數(shù)字系統(tǒng)，與普通機械鎖相比，具有許多獨特的優(yōu)點：保密性好，防盜性強，可以不用鑰匙，記住密碼即可開鎖。目前使用的電子密碼鎖大部分是基于單片機技術，以單片機為主要器件，其編碼器與解碼器的生成為軟件方式。在實際應用中，由于程序容易跑飛，系統(tǒng)的可靠性能較差。本文介紹一種基于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA器件的電子密碼鎖的設計方法采用VHDL語言對系統(tǒng)進行描述，并在FLEX10K10LC84-4上實現(xiàn)。系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能：用戶給電子密碼鎖設定一個密碼，當使用本機鍵盤開

9、鎖時，該密碼與用戶設定的密碼比較，如果密碼正確，則開鎖；如果密碼不正確，則允許用戶重新開鎖，最多可輸入三次，若三次都不正確，則揚聲器報警，直到按復位鍵才允許再次輸入代碼。通過仿真調試，利用可編程器件FPGA的電子密碼鎖的設計基本達到了預期目的。當然，該系統(tǒng)在一些細節(jié)的設計上還需要不斷的完善和改進，特別是對系統(tǒng)的擴展有很好的實用和設計的價值。四、進度計劃開題報告撰寫并上繳：第7學期第48周（2015.9.212015.10.31）；畢業(yè)設計額第一稿撰寫并上繳：第7學期第919周（2015.11.22016.1.15）；畢業(yè)設計第二稿撰寫并上繳：第7學期末第8學期第4周（2016.1.162016.3.25）；畢業(yè)設計第三稿撰寫并上繳：第8學期第59周（2016.3.262016.4.29）；畢業(yè)設計申請答辯：第8