摘 要： 隨著快遞運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，快遞安全問題日益受到人們的重視。在一般單片機(jī)密碼電子鎖的基礎(chǔ)上，改進(jìn)密碼驗證程序，實(shí)現(xiàn)了密碼動態(tài)更新的電子鎖，以滿足快遞業(yè)的需要。
關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；動態(tài)密碼；電子密碼鎖
隨著電子商務(wù)的發(fā)展，特別是奢侈品網(wǎng)上交易的發(fā)展，快遞運(yùn)輸?shù)陌踩找嬉鹑藗兊年P(guān)注。常見的電子密碼鎖，一般只有固定的密碼，容易遭到暴力破解，不能滿足快遞運(yùn)輸?shù)男枰?。本文擬設(shè)計一種每次開鎖需輸入不同密碼的電子密碼鎖，以防止密碼被暴力破解，并可以根據(jù)開鎖代碼判斷快遞運(yùn)輸狀態(tài)。
1 設(shè)計要求
?。?）共5位密碼，每位密碼的取值范圍為0～9。
?。?）系統(tǒng)根據(jù)開鎖次數(shù)、電子鎖序號、開機(jī)隨機(jī)數(shù)動態(tài)生成密碼。
?。?）5位密碼輸入不完全正確時，報警30 s，重新生成開機(jī)隨機(jī)數(shù)并顯示，生成新的密碼，用戶需要新的密碼才能打開密碼鎖。
?。?）鍵入的5位密碼完全正確時，LED閃爍10 s，電子鎖開鎖。
?。?）電子鎖上鎖后，顯示上鎖隨機(jī)數(shù)，用戶正確輸入密碼前，用戶不能重新生成隨機(jī)數(shù)。
?。?）由于電子鎖運(yùn)行過程中，需要輪換顯示上鎖隨機(jī)數(shù)、開鎖隨機(jī)數(shù)以及用戶輸入的密碼，因此，電子鎖需要有一位數(shù)碼管顯示相應(yīng)的功能符。
?。?）成本要比較低，硬件和軟件要盡可能簡潔可靠，便于批量生產(chǎn)[1]。
2 設(shè)計思路及軟硬件實(shí)現(xiàn)
根據(jù)總體設(shè)計要求分析，該電子鎖電路需要的I/O口線少于15個。若設(shè)計得當(dāng)，程序不超過8 KB，所需的RAM少于256×8 bit。所以可選擇質(zhì)優(yōu)價廉的AT89C52，而且不需要外接程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及其他擴(kuò)展部件。外圍電路主要由LED、鍵盤輸入顯示電路、繼電器驅(qū)動電路、揚(yáng)聲器等組成。其硬件框圖如圖1所示。
電子鎖上鎖后，數(shù)碼管顯示5位上鎖代碼，此代碼由2位開鎖次數(shù)和3位隨機(jī)數(shù)隨機(jī)組成。每次上鎖，由于開鎖次數(shù)和生成的隨機(jī)數(shù)不同，所以每次上鎖的上鎖代碼也不同。上鎖后，上鎖代碼存入E2PROM，正確開鎖前，不允許重復(fù)獲取上鎖代碼。第一次按開鎖鍵，數(shù)碼管顯示5位開鎖代碼，此代碼由前兩位的開鎖次數(shù)代碼和后三位的隨機(jī)數(shù)組成。如果開鎖代碼顯示的次數(shù)代碼與上鎖代碼顯示的上鎖次數(shù)代碼不同，客戶可以拒收或聯(lián)系賣家。第二次按開鎖鍵，進(jìn)入密碼輸入程序，客戶可以按移位鍵和數(shù)字增加鍵輸入計算所得的密碼。全部密碼輸入完畢后，用戶第三次按下開鎖鍵，系統(tǒng)驗證輸入密碼是否正確，如正確，開鎖，綠色LED閃爍10 s；若密碼錯誤，蜂鳴器報警30 s后，重新顯示新的開鎖代碼，需要輸入最新生成的密碼。用戶需要密碼超時，重新顯示開鎖代碼，用戶需要輸入新的密碼。整個系統(tǒng)程序框圖如圖2所示。
4 密碼驗證程序
電子鎖系統(tǒng)運(yùn)行過程中，每次用戶輸入密碼后，系統(tǒng)首先根據(jù)上鎖隨機(jī)數(shù)、開鎖隨機(jī)數(shù)、開鎖次數(shù)、電子鎖序列號生成密碼，然后與用戶輸入的密碼匹配。密碼輸入正確，開鎖，發(fā)光管閃爍，并初始化參數(shù)，運(yùn)行電子鎖再次上鎖。若密碼輸入錯誤，報警30 s，在報警的過程中，不接收任何按鍵輸入，而是產(chǎn)生新的開鎖隨機(jī)數(shù)并顯示，用戶需要輸入最新產(chǎn)生的密碼才能開鎖。其程序流程圖如圖4所示。
5 管理系統(tǒng)程序
管理系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫、商家發(fā)貨管理程序、買家收貨系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)庫主要用來存儲上鎖代碼、序列號、商家信息、電子鎖編碼信息和買家信息，商家發(fā)貨后，登錄管理系統(tǒng)，輸入發(fā)貨商品所用電子鎖編碼信息和上鎖代碼以及買家ID。對應(yīng)買家登錄后，系統(tǒng)提示買家收貨以及商品所用電子鎖的開鎖代碼首兩位數(shù)字。收到貨物后，買家檢查開鎖代碼是否符合系統(tǒng)提示，若正確，登錄管理系統(tǒng)，輸入開鎖代碼，獲取密碼開鎖；若錯誤，直接拒收，或聯(lián)系賣家處理。
動態(tài)密碼電子鎖可以根據(jù)開鎖次數(shù)、電子鎖序列號動態(tài)生成密碼，每次開鎖需要輸入不同的密碼才能開鎖，不能暴力破解開鎖密碼，滿足了快遞運(yùn)輸安全性的要求。同時硬件簡潔可靠，符合系統(tǒng)設(shè)計要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 董繼成.一種新型安全的單片機(jī)密碼鎖[J].電子技術(shù)，2004（3）：58-60.