密碼鎖是鎖的一種，開啟時用的是一系列的數(shù)字或符號。密碼鎖的密碼通常都只是排列而非真正的組合。部分密碼鎖只使用一個轉(zhuǎn)盤，把鎖內(nèi)的數(shù)個碟片或凸輪轉(zhuǎn)動；亦有些密碼鎖是轉(zhuǎn)動一組數(shù)個刻有數(shù)字的撥輪圈，直接帶動鎖內(nèi)部的機(jī)械。
密碼鎖的設(shè)計 多撥式
最簡單的密碼鎖，常見於低安全設(shè)定的單車鎖，使用多個撥圈。每個圈的中間有凹位。鎖的中心的一條軸，上有數(shù)個凸出的齒，用來卡住撥圈。當(dāng)撥圈轉(zhuǎn)到正確的密碼組合，鎖便可以打開。這種鎖是最容易打開的。很多這類鎖根本無需知道密碼都能開啟。除非它的內(nèi)部組件造得完美無瑕，否則只要把軸向外拉，其中一個齒便會比其他更為拉緊撥圈。這時輪動被拉緊的撥圈，直至聽到小小的「卡」聲，表示這個齒已進(jìn)入了正確的凹位。重覆這步驟，很快便可以把鎖打開。
單一轉(zhuǎn)盤式
用在掛鎖或匣萬上的密碼鎖可以是只有一個轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤推動背後數(shù)個平衡碟片或凸輪。習(xí)慣上，開啟這種鎖時先把轉(zhuǎn)盤順時針轉(zhuǎn)到第一個數(shù)字，然後反時針轉(zhuǎn)到第二個數(shù)字，如此直至最後一個數(shù)字。凸輪上通常有凹位，當(dāng)轉(zhuǎn)入正確的密碼後，各位成一直線，鎖便可以打開。
這種密碼鎖較為安全，但亦非全無缺點。例如，部分密碼掛鎖可以拉緊鎖頭，然後轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤直至不能再動，這樣便能把密碼找出。亦有些轉(zhuǎn)盤密碼鎖的數(shù)字之間有特定關(guān)系，使到密碼的組合可能性大為降低。廉價的密碼掛鎖可以用特別的襯片打開，而無需使用密碼。
使用在匣萬上的密碼鎖結(jié)構(gòu)較為嚴(yán)密。有經(jīng)驗的鎖匠可以一面旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，一面使用聽筒小心聆聽鎖內(nèi)凸輪的聲音，判斷可能的密碼。
其他設(shè)計
有些門鎖上有一個數(shù)字鍵盤，開啟時按序鍵入一個數(shù)字系列。這種鎖是使用電子控制，常見於辦工室內(nèi)。優(yōu)點是只要告訴員工密碼便可，無須復(fù)制鑰匙。不過，如果有人把密碼告訴外人，這鎖便形同虛設(shè)。因此這類密碼鎖的密碼需要經(jīng)常更換才可以。
[編輯本段]密碼鎖原理
撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖原理
這是一種沒有電子器件的大密鑰量高可靠的全機(jī)械密碼鎖。它的操作方式獨特，類似老電話機(jī)的撥號――從撥盤的起點開始，順時針轉(zhuǎn)動撥盤到某一位數(shù)碼，然后退回到起點，就輸入了一位密碼。如此重復(fù)直到輸入了最后一位密碼，再從起點逆時針轉(zhuǎn)動撥盤就可以開鎖。在開鎖的同時，內(nèi)部已經(jīng)復(fù)位，所以撥盤退回到起點關(guān)鎖后，必須重新輸入密碼才能開鎖，不需要考慮內(nèi)部復(fù)位問題。如果輸錯了密碼，逆時針轉(zhuǎn)動撥盤（虛開鎖）也可以內(nèi)部復(fù)位，然后重新輸入密碼。
這種密碼鎖中，六位密碼的可以有298萬多組密碼供主人隨意變換，保密性極高?？蛇x密碼組是連續(xù)排列的，為選擇容易記憶的密碼提供了方便。目前已開發(fā)的基本型產(chǎn)品，密碼位數(shù)及密碼量還可以根據(jù)用戶的需求來重新設(shè)計。也可以為用戶增加報警器接口。
這種密碼鎖的優(yōu)點：1、不用鑰匙，不用電源，不用電池，沒有廢棄污染物。2、全機(jī)械結(jié)構(gòu)，能承受相當(dāng)惡劣的外部環(huán)境，使用范圍廣。3、操作簡單，開鎖時間比較短，平均開鎖時間約15秒。4、實際密碼量大保密性能高，試探開鎖的概率幾乎為零。5、結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)實可靠。
從歷史上技術(shù)發(fā)展的規(guī)律看，在功能相似的情況下，簡單可靠的東西總是替代繁雜的東西，而它正是以簡代繁的東西。所以，它是大眾化的實用性新產(chǎn)品，替代傳統(tǒng)圓盤式機(jī)械密碼鎖和部分電子密碼鎖是應(yīng)該的。
撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖適用于在保險柜、保險箱、文件柜、防磁防火柜、防盜門、銀庫門、倉庫門、車門、民用門及機(jī)械卡阻機(jī)構(gòu)上廣泛使用。它可以替代現(xiàn)有的傳統(tǒng)圓盤式機(jī)械密碼鎖和部分電子密碼鎖。為某些產(chǎn)品的更新提供了契機(jī)。
由于電子技術(shù)的風(fēng)靡，很多產(chǎn)品以采用了電子結(jié)構(gòu)為榮。但在某些場所，電子產(chǎn)品并沒有絕對的優(yōu)勢，反而是機(jī)械產(chǎn)品或機(jī)電混合產(chǎn)品更實用。舉兩個例子：一是燃?xì)庠畹拇蚧鹧b置，早期是晶體管的點火器風(fēng)靡一時，但它不耐潮濕，容易損壞，離不了電池。時間一長，反而是靠手扭動旋鈕儲能的機(jī)械（壓電）打火裝置顯露出它的優(yōu)越性－-簡單實用，成為燃?xì)庠铧c火器的主流。二是汽車的后視鏡及公共汽車（單廂）的后門窺視器，都曾有被電子監(jiān)視器替代的危險，但人們發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)的后視鏡及公共汽車駕駛員上方的普通后視鏡，觀察效果并不比電子監(jiān)視器差，更簡單實用。
事實上，在傳統(tǒng)的工業(yè)中，也能夠找到比所謂的“新經(jīng)濟(jì)”更保險但是利潤卻毫不遜色的投資方向。密碼鎖并不是一種頻繁操作使用的產(chǎn)品，可以說是一種半靜態(tài)的產(chǎn)品，采用機(jī)械方式更實用一些。但電子方式的密碼量大，人們主觀感覺會安全一些。本專利產(chǎn)品的密碼量接近電子密碼鎖，操作又比傳統(tǒng)機(jī)械密碼鎖快得多，簡單實用，可以象前述兩例一樣，有望成為高檔次密碼鎖主流。
撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖與美國“沙金”類盒式機(jī)械密碼鎖的區(qū)別
撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖也是一種盒式機(jī)械密碼鎖，與美國生產(chǎn)的“沙金”、“洛加達(dá)”類盒式機(jī)械密碼鎖有相似之處：它們都是圓盤式機(jī)械密碼鎖、都有控制鎖舌、都是同軸操作輸入密碼和開啟鎖舌。但操作方式有很大的區(qū)別：“沙金”類盒式機(jī)械密碼鎖靠操作軸連接主動盤，再由主動盤依次傳遞帶動其它密碼圓盤，因此輸入密碼時旋鈕要正轉(zhuǎn)若干圈再反轉(zhuǎn)若干圈，反反復(fù)復(fù)才能輸入密碼。而撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖是靠內(nèi)部的一個簡單的順序撥碼器，依次撥動各個密碼圓盤。從外部的操作來看，類似老式撥盤式電話機(jī)的操作：從撥盤的起點開始，順時針轉(zhuǎn)動撥盤到某一位數(shù)碼，然后退回到起點就輸入了一位密碼。如此重復(fù)直到輸入了最后一位密碼，再從起點逆時針轉(zhuǎn)動撥盤就可以開啟鎖舌。
另外，它們之間還有其它區(qū)別：
1、“沙金”類盒式機(jī)械密碼鎖的鎖舌開鎖支架是一直壓在密碼圓盤上的，輸入密碼時圓盤缺口轉(zhuǎn)動到支架處會有微小的反映，經(jīng)驗十分豐富悟性又很高的人，可以根據(jù)這個特點探出密碼。而撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖的鎖舌開鎖支架在輸入密碼時是離開密碼圓盤的，只有在開鎖時的一個小角度是壓在密碼圓盤上的，而此時密碼圓盤是靜止的。因此靠手感試探密碼的概率接近零。
2、“沙金”類盒式機(jī)械密碼鎖在關(guān)閉鎖舌后，要人為再轉(zhuǎn)動幾圈旋鈕以撥亂密碼圓盤的位置，而撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖在開啟鎖舌的同時，內(nèi)部已經(jīng)自動撥動了密碼圓盤的位置（復(fù)位），所以在關(guān)閉鎖舌后必須重新輸入密碼才能重新開鎖，不會人為保留密碼。
3、“沙金”類盒式機(jī)械密碼鎖的旋鈕在360度要刻100刻度，每個刻度之間只有3.6度的角度，旋轉(zhuǎn)輸入時要十分小心。而撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖只在不到半圈的范圍刻有12個整數(shù)刻度，每個刻度之間有12.5度的間隔，輸入密碼時允許在該刻度的正負(fù)0.4個刻度范圍停留，既承認(rèn)輸入該刻度的整數(shù)值。因此是準(zhǔn)數(shù)字式輸入。它的可用密碼是從最小值到最大值依次全排列，可以由主人隨意選擇變換，沒有盲區(qū)。
4、撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖在輸入密碼時，從起點順時針轉(zhuǎn)動到最后一位刻度，只需要165度，不到半個圓，然后退回起點再輸入下一位密碼。操作時手可以用一種握姿握住旋鈕輸入全部密碼。不象“沙金”類盒式機(jī)械密碼鎖要正反轉(zhuǎn)若干圈，頻繁倒手。
5、“沙金”類盒式機(jī)械密碼鎖的密碼位數(shù)是固定的，而撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖的密碼位數(shù)是可變的。最大6位密碼的密碼鎖，密碼位數(shù)可在0—6位之間選擇。如果選擇了3位密碼，只能限于3位，輸入4位就不能開鎖。這對于不同場所的使用者提供了更寬的選擇余地。
目前生產(chǎn)的12個刻度6位密碼的撥碼盤式全機(jī)械密碼鎖有325萬組密碼。如果改成7位則有3908萬組密碼，8位的有4.3億密碼。而且全部是可選擇使用的密碼。如果保密性有特殊需要，還可以根據(jù)要求生產(chǎn)更多刻度的密碼鎖。
智能密碼鎖工作原理
基本原理及硬件組成
智能密碼鎖的系統(tǒng)由智能監(jiān)控器和電子鎖具組成。二者異地放置，智能監(jiān)控器供給電子鎖具所需的電源并接收其發(fā)送的報警信息和狀態(tài)信息。這里采用了線路復(fù)用技術(shù)，使電能供給和信息傳輸共用一根二芯電纜，提高了系統(tǒng)的可靠性、安全性。
智能監(jiān)控器的基本原理及組成框圖
智能監(jiān)控器的組成框圖，它由單片機(jī)、時鐘、鍵盤、LCD顯示器、存貯器、解調(diào)器、線路復(fù)用及監(jiān)測、A/D轉(zhuǎn)換、蜂鳴器等單元組成。主要完成與電子鎖具之間的通信、智能化分析及通信線路的安全監(jiān)測等功能。
在發(fā)送端，電子鎖具通過脈沖變壓器Ｔ將調(diào)制好的數(shù)據(jù)信號升壓后發(fā)送出去；在接收端，脈沖變壓器T將接收到的數(shù)據(jù)信號降壓后送解調(diào)器，以減少載波信號在傳輸過程中的損耗。為了減少通信和供電之間的相互干擾，對扼流圈L、耦合電容C的選擇要綜合考慮。
設(shè)載波頻率fo＝400kHz，為了保證絕大部分信號能量傳輸?shù)浇邮斩?，取L＝33.7μH?C1＝0.047μF。
電流監(jiān)視技術(shù)
為了防止通信線路的人為破壞和電磁執(zhí)行器因某種原因造成流過電磁線圈的電流過大而燒毀線圈，本文在智能密碼鎖設(shè)計中采用電流監(jiān)視技術(shù)。電流監(jiān)視器采用MAXIM公司生產(chǎn)的電流／電壓轉(zhuǎn)換芯片MAX471。該芯片能將被測電流I轉(zhuǎn)化成對地輸出電壓U，且有測量范圍大、精度高、輸出電壓U和被測電流I成正比等特點。電流監(jiān)視器輸出電壓送A/D轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)通過讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，獲知線路中電流的變化情況，通過分析及時發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出報警信號。
數(shù)據(jù)通訊與預(yù)處理技術(shù)
智能監(jiān)控器接收鎖具發(fā)來的狀態(tài)信息(其中包括鎖具的開啟、關(guān)閉、第一次密碼錯、第二次密碼錯、第三次密碼錯等)、流過電磁執(zhí)行器線圈的電流值，并讀取該時刻通訊線路的供電電流值，三者結(jié)合起來構(gòu)成一個數(shù)據(jù)塊，其中操作狀態(tài)占1個字節(jié)，供電電流占2個字節(jié)，線圈電流占2個字節(jié)。智能監(jiān)控器在與電子鎖具通信過程中，始終處于接收狀態(tài)。為了提高通信可靠性，本文在通信協(xié)議中采用重復(fù)發(fā)送的方式，電子鎖具對每一組數(shù)據(jù)重復(fù)發(fā)送5次，智能監(jiān)控器接收到這組數(shù)據(jù)后，采用大數(shù)譯碼定律糾錯，保證了數(shù)據(jù)接收的準(zhǔn)確性。另外為了節(jié)約內(nèi)存需對接收到的數(shù)據(jù)采用預(yù)處理技術(shù)，即每接收到一個數(shù)據(jù)后，首先將該數(shù)據(jù)與設(shè)定的門限值比較，如果大于門限值，則發(fā)出超限報警；如果小于門限值，則將該數(shù)據(jù)與當(dāng)日接收到的同類數(shù)據(jù)比較，保留較大者。這樣每天存儲的數(shù)據(jù)為同類數(shù)據(jù)中的最大值，
智能化分析
智能化分析與預(yù)測技術(shù)就是以每次接收到的數(shù)據(jù)塊為依據(jù)，與此前同類數(shù)據(jù)的記錄值作比較，分析該操作引起電流變化的大小及趨勢，及時發(fā)現(xiàn)存在問題，并報告管理人員，從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
系統(tǒng)軟件設(shè)計
智能密碼鎖軟件采用51系列單片機(jī)匯編語言對智能監(jiān)控器和電子鎖具分別編程。智能監(jiān)控器軟件包括鍵盤掃描和LCD顯示程序、蜂鳴器驅(qū)動程序、時鐘修改和讀取程序、數(shù)據(jù)通信與預(yù)處理程序、智能化分析程序及線路監(jiān)測程序等模塊。電子鎖具軟件包括鍵盤掃描與譯碼程序、LCD顯示程序、通信程序、電磁執(zhí)行器驅(qū)動及檢測程序、傳感器接口程序等模塊。軟件設(shè)計過程中采用模塊化設(shè)計方法，便于程序的閱讀、調(diào)試和改進(jìn)。
智能密碼鎖充分利用了51系統(tǒng)單片機(jī)軟、硬件資源，引入了智能化分析功能，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。通過在某型號保險柜安裝使用，受到用戶的歡迎。另外，智能密碼鎖在軟、硬件方面稍加改動，便可構(gòu)成智能化的分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)某一范圍內(nèi)的集中式監(jiān)控管理，在金融、保險、軍事重地及其它安全防范領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
智能監(jiān)控器始終處于接收狀態(tài)，以固定的格式接收電子鎖具發(fā)來的報警信息和狀態(tài)信息。對于報警信息，則馬上通過LCD顯示器及蜂鳴器發(fā)出聲、光報警；對于狀態(tài)信息，則存入內(nèi)存，并與電子鎖具在此時刻以前的歷史狀態(tài)進(jìn)行比較，得出變化趨勢，預(yù)測未來的狀態(tài)變化，通過LCD顯示器向值班人員提供相應(yīng)信息，以供決策使用。智能監(jiān)控器與電子鎖具建立通信聯(lián)系的同時，通過A/D轉(zhuǎn)換器實時地監(jiān)視流過通信線路的供電電流的變化，有效地防止人為因素造成的破壞，保證了通信線路的暢通。
電子鎖具基本原理及組成框圖
電子鎖具的組成框圖，它也是以51系列單片機(jī)(AT89051)為核心，配以相應(yīng)硬件電路，完成密碼的設(shè)置、存貯、識別和顯示、驅(qū)動電磁執(zhí)行器并檢測其驅(qū)動電流值、接收傳感器送來的報警信號、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。
單片機(jī)接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，則驅(qū)動電磁執(zhí)行器開鎖；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次；如果三次都不正確，則單片機(jī)通過通信線路向智能監(jiān)控器報警。單片機(jī)將每次開鎖操作和此時電磁執(zhí)行器的驅(qū)動電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給智能監(jiān)控器，同時將接收來自傳感器接口的報警信息也發(fā)送給智能監(jiān)控器，作為智能化分析的依據(jù)。
關(guān)鍵技術(shù)
為了提高智能密碼鎖的安全性、可靠性，本文除在器件選擇上采取措施(如采用低功耗、寬溫度范圍的器件)外，在設(shè)計中還采用了一些關(guān)鍵技術(shù)。
線路復(fù)用技術(shù)
智能監(jiān)控器和電子鎖具異地放置，智能監(jiān)控器供給電子鎖具所需的電源并接收其發(fā)送的報警信息和狀態(tài)信息。如果采用通信線路和供電線路分開的方式，勢必要增加電纜芯數(shù)，安全隱患增加。本文采用了線路復(fù)用技術(shù)，僅用一根二芯電纜，實現(xiàn)了供電和信息的傳輸。
