摘  要： 隨著快遞運輸的發展，快遞安全問題日益受到人們的重視。在一般單片機密碼電子鎖的基礎上，改進密碼驗證程序，實現了密碼動態更新的電子鎖，以滿足快遞業的需要。
關鍵詞： 單片機；動態密碼；電子密碼鎖

　隨著電子商務的發展，特別是奢侈品網上交易的發展，快遞運輸的安全日益引起人們的關注。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，不能滿足快遞運輸的需要。本文擬設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，并可以根據開鎖代碼判斷快遞運輸狀態。
1 設計要求
　（1）共5位密碼，每位密碼的取值范圍為0～9。
　（2）系統根據開鎖次數、電子鎖序號、開機隨機數動態生成密碼。
　（3）5位密碼輸入不完全正確時，報警30 s，重新生成開機隨機數并顯示，生成新的密碼，用戶需要新的密碼才能打開密碼鎖。
　（4）鍵入的5位密碼完全正確時，LED閃爍10 s，電子鎖開鎖。
　（5）電子鎖上鎖后，顯示上鎖隨機數，用戶正確輸入密碼前，用戶不能重新生成隨機數。
　（6）由于電子鎖運行過程中，需要輪換顯示上鎖隨機數、開鎖隨機數以及用戶輸入的密碼，因此，電子鎖需要有一位數碼管顯示相應的功能符。
　（7）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[1]。
2 設計思路及軟硬件實現
　根據總體設計要求分析，該電子鎖電路需要的I/O口線少于15個。若設計得當，程序不超過8 KB，所需的RAM少于256×8 bit。所以可選擇質優價廉的AT89C52，而且不需要外接程序存儲器和數據存儲器及其他擴展部件。外圍電路主要由LED、鍵盤輸入顯示電路、繼電器驅動電路、揚聲器等組成。其硬件框圖如圖1所示。
電子鎖上鎖后，數碼管顯示5位上鎖代碼，此代碼由2位開鎖次數和3位隨機數隨機組成。每次上鎖，由于開鎖次數和生成的隨機數不同，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，不允許重復獲取上鎖代碼。第一次按開鎖鍵，數碼管顯示5位開鎖代碼，此代碼由前兩位的開鎖次數代碼和后三位的隨機數組成。如果開鎖代碼顯示的次數代碼與上鎖代碼顯示的上鎖次數代碼不同，客戶可以拒收或聯系賣家。第二次按開鎖鍵，進入密碼輸入程序，客戶可以按移位鍵和數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。整個系統程序框圖如圖2所示。

4 密碼驗證程序

　電子鎖系統運行過程中，每次用戶輸入密碼后，系統首先根據上鎖隨機數、開鎖隨機數、開鎖次數、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，發光管閃爍，并初始化參數，運行電子鎖再次上鎖。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，而是產生新的開鎖隨機數并顯示，用戶需要輸入最新產生的密碼才能開鎖。其程序流程圖如圖4所示。

5 管理系統程序
　管理系統主要由數據庫、商家發貨管理程序、買家收貨系統組成。數據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，商家發貨后，登錄管理系統，輸入發貨商品所用電子鎖編碼信息和上鎖代碼以及買家ID。對應買家登錄后，系統提示買家收貨以及商品所用電子鎖的開鎖代碼首兩位數字。收到貨物后，買家檢查開鎖代碼是否符合系統提示，若正確，登錄管理系統，輸入開鎖代碼，獲取密碼開鎖；若錯誤，直接拒收，或聯系賣家處理。
　動態密碼電子鎖可以根據開鎖次數、電子鎖序列號動態生成密碼，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，滿足了快遞運輸安全性的要求。同時硬件簡潔可靠，符合系統設計要求。
參考文獻
[1] 董繼成.一種新型安全的單片機密碼鎖[J].電子技術，2004（3）：58-60.