一种密码防盗随机变化数字键盘的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种密码防盗随机变化数字键盘，包括功能按键、数字按键及控制电路，所述按键包括键帽、数码管显示器、导电橡胶触发器、支撑套、支撑柱、薄膜触板及电路板，在电路板上固装薄膜触板，在薄膜触板上固装导电橡胶触发器，在导电橡胶触发器上通过支撑套、支撑柱导向滑动安装键帽，在键帽中间部位下方的薄膜触板上固装数码管。本实用新型针对传统密码键盘存在的缺陷，通过89C51单片机利用内部定时器与中断结合的方法产生随机数，在LED七段数码管显示的0-9数字每次的位置随机变化的动态随机数字防盗密码键盘，不仅可应用于ATM机的密码输入，还可广泛应用于其他各种利用键盘输入密码的设备，如POS机、保险柜、防盗门等，对国家经济的发展和公民信息的保护具有极大的意义。
【专利说明】一种密码防盗随机变化数字键盘
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及ATM取款机、POS机、自助终端等涉及密码输入的键盘，尤其是一种密码防盗随机变化数字键盘。
技术背景
[0002]随着经济和技术的发展，ATM取款机、POS机、自助终端等设备日益普及，在给人们带来便利的同时，也存在密码泄露等安全隐患。现阶段，大部分的金融系统中使用的是传统的输入键盘。这种键盘键的键盘值固定，保密性和安全性差，犯罪分子通过观察用户对各个键位的操作便可以分析出用户的各自数字信息。近年来各种密码被盗案件呈上升趋势，给国家和个人带来了很大的经济损失。同时，由于我国当前情况，在银行、商城或其他需要密码输入的公共场合不能保证有效的保密距离，人们的财产安全受到了极大威胁。
[0003]随着人们对信息传递的安全性、保密性、准确性有了更高的要求，特别是在使用无人看守的金融自助终端时，更需要一种安全可靠的输入方式。
[0004]通过检索，尚未发现与本实用新型申请相同的公开专利文献。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种具有键位数字随机动态变化功能的密码防盗随机变化数字键盘。
[0006]本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的:
[0007]一种密码防盗随机变化数字键盘，包括功能按键、数字按键及控制电路，两类按键的外形结构与标准密码输入键盘大小相同，其特征在于:所述按键包括键帽、数码管显示器、导电橡胶触发器、支撑套、支撑柱、薄膜触板及电路板，在电路板上固装薄膜触板，在薄膜触板上固装导电橡胶触发器，在导电橡胶触发器上通过支撑套、支撑柱导向滑动安装键帽，在键帽中间部位下方的薄膜触板上固装数码管。
[0008]而且，在数码管显示器周边的薄膜触板均布固装四个支撑套，每一支撑套内下部均同轴固装一导电橡胶触发器，每一支撑套内上部同轴对应嵌装键帽下底所固装的支撑柱，支撑柱与支撑套为滑动安装。
[0009]而且，所述按键的键帽中间部位透明、透明周围透光率降低、帽檐完全不透明的形式.[0010]而且，在支撑柱下端的一侧边制有一钩卡5，该钩卡在键帽的上限位点卡装在支撑套所制的钩槽上。
[0011]而且，所述电路板控制电路包括89C51单片机、数据锁存器、数码管显示器、数字按键及功能按键，通过89C51单片机产生的随机数，使得键盘上显示的O— 9数字每次的位置随机变化，等待密码输入，并且按下“确认”按键可以重新改变十个随机数的位置。
[0012]而且，每次89C51单片机产生的随机数通过数据锁存器并以静态扫描的形式显示在数码管上面；按键采用行线与列线分别与单片机对应端口相连，以行扫描法确定按键被按下的位置实现对相应数字的输入，并在液晶屏与相应密码接收装置同时显示号，实现密码保护；输入数字完毕后，通过“确认”功能按键确认后由89C51单片机送出密码，同时所有按键的随机数的位置分布将重新产生，为下次密码输入做准备，即本次操作结束。
[0013]而且，所述89C51单片机通过数据锁存器以一位一位地轮流点亮十个LED七段数码管的每位显示器，即每个LED七段数码管的位选被轮流选中，多个LED七段数码管共用一组段选，段选数据仅对位选被选中的LED七段数码管有效。
[0014]本实用新型的优点和积极效果是:
[0015]1、本实用新型针对传统密码键盘存在的缺陷，通过89C51单片机利用内部定时器与中断结合的方法产生随机数，在LED七段数码管显示的0-9数字每次的位置随机变化的动态随机数字防盗密码键盘，不仅可应用于ATM机的密码输入，还可广泛应用于其他各种利用键盘输入密码的设备，如POS机、保险柜、防盗门等。同时USB接口能实现即插即用，提高键盘的灵活性，高速度数据传输可节省时间，满足用户在不同场合使用键盘的需求，实现随机数字动态显示以确保输入界面的安全性，对国家经济的发展和公民信息的保护具有极大的意义。
[0016]2、本实用新型通过89C51单片机利用内部定时器与中断结合的方法产生随机数，使得键盘上显示O—9的数字每次的位置随机变化，并通过对应按键进行密码输入。每一按键的键帽上方采用中间透明而周围透光率降低，侧面实行完全不透明，同时降低LED七段数码管的亮度，这可以起到节能作用，其整体则可以再次提高密码输入的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型单一按键的的俯视图；
[0018]图2是图1的A-A向截面剖视图；
[0019]图3为本实用新型的控制电路方框图。
具体实施例
[0020]下面结合附图、通过具体实施例对本实用新型进行进一步详述。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
[0021]一种密码防盗随机变化数字键盘，包括功能按键、数字按键及控制电路，两类按键的外形结构与标准密码输入键盘大小相同，本实用新型的创新点在于按键及控制单路的改进，因此本实施例只叙述按键的结构及控制电路的构成。
[0022]本实用新型的创新点在于:
[0023]1、所述按键包括键帽2、数码管显示器3、导电橡胶触发器6、支撑套1、支撑柱4、薄膜触板7及电路板8，参见图1、2，在电路板上固装薄膜触板，在薄膜触板上固装导电橡胶触发器，在导电橡胶触发器上通过支撑套、支撑柱导向滑动安装键帽，在键帽中间部位下方的薄膜触板上固装数码管。按键的键帽中间部位透明、透明周围透光率降低、帽檐完全不透明的形式；数码管显示器采用LED七段数码管显示器，该数码管显示器与键帽间有一定的间隔距离，致使数码管显示器的密码显示只能是人体在接近垂直直视的情况下才能被看到，这样大大提高了密码的保护性能。
[0024]在数码管显示器周边的薄膜触板均布固装支撑套，本实施例附图中显示的支撑套为四个，这样可以使用户使用时不论手指碰到键帽的哪个地方，都能实现密码的输入功能，提高了单个按键的灵敏度；每一支撑套内下部均同轴固装一导电橡胶触发器，每一支撑套内上部同轴对应嵌装键帽下底所固装的支撑柱，支撑柱与支撑套为滑动安装。为了避免键帽脱落，在支撑柱下端的一侧边制有一钩卡5，该钩卡在键帽的上限位点卡装在支撑套所制的钩槽上。
[0025]2、所述电路板控制电路的结构参见图3，包括89C51单片机、数据锁存器、数码管显示器、数字按键及功能按键，89C51单片机利用其内部定时器与中断结合的方法产生随机数，并在技术范围内由中断函数读取定时器所产生数值，同时用多个组合，动态调整每个组合取值范围，通过数据锁存器实现一位一位地轮流点亮每位数码管显示器，即每个数码管显示器的位选被轮流选中，多个数码管显示器共用一组段选，段选数据仅对位选选中的数码管显示器有效。数字按键的行线和列线分别与89C51单片机的对应I/O端口相连，由89C51单片机采取行扫描法编程完成。当用户通过密码防盗键盘的显示装置，观看键位数字的信息，并找到每个键位所对应的密码数字，而89C51单片机对数字按键的每个键位进行实时扫描，在确认有数字按键被按下后，89C51单片机读取键值，并保存键值；之后按下功能按键的“确认”键完成本次密码的输入，数码管显示器上面的密码随机数的位置分布重新产生，如果密码输入出现错误，用户可以通过功能按键中的“取消”键实现密码的清除和重新输入。当键盘在5分钟内不被使用时，则系统将处于待机状态，数码管显示器的显示功能关闭，而在用户需要输入密码时，数码管显示器功能开启。该设备密码的输出端口采用现今通用的USB接口，只需与外部设备连接，设备通电后即可工作使用。
[0026]本键盘拥有十二个按键，一个液晶屏，其中十二个按键为O— 9的十个数字变化按键和二个功能按键，通过89C51单片机与数据锁存器结合实现对每一个数码管对应的键位进行扫描，确定输入的数字。通过89C51单片机产生的随机数，使得键盘上显示的O— 9数字每次的位置随机变化，等待密码输入，并且按下“确认”键可以重新改变十个随机数的位置。
[0027]每次89C51单片机产生的随机数通过数据锁存器并以静态扫描的形式显示在数码管上面；按键采用行线与列线分别与单片机对应端口相连，以行扫描法确定按键被按下的位置实现对相应数字的输入，并在液晶屏与相应密码接收装置上显示号，实现密码保护；输入数字完毕后，通过“确认”功能按键确认后由89C51单片机送出密码，同时所有按键的随机数的位置分布将重新产生，为下次密码输入做准备，即本次操作结束。液晶显示单元为1602IXD (蓝色)液晶屏。
[0028]89C51单片机通过数据锁存器以一位一位地轮流点亮十个LED七段数码管的每位显示器，即每个LED七段数码管的位选被轮流选中，多个LED七段数码管共用一组段选，段选数据仅对位选被选中的LED七段数码管有效。
[0029]单个LED七段数码管实行缩小化并扩大边缘并在外缘加上键帽使整体外观大小与标准输入按键大小一样；单个LED七段数码管扩大的边缘四周各有四个灵敏触点，四个功能完全相同的触点是为了键帽不论从哪个方向被按下都能实现信号的传输，从而提高了单个按键的灵敏度。
[0030]键盘在5分钟内如果不使用，则LED七段数码管和IXD (蓝色)液晶屏亮度完全熄灭，系统处于待机状态，数字显示关闭，而在用户需要输入密码时，数字显示、LED七段数码管和IXD (蓝色)液晶屏开启:整体采用节能形式设计。与外部设备相连的键盘本体采用现今通用的USB通信协议，实现信息的快速快输，提高该产品数据传输的通用性和市场竞争力。
[0031 ] USB接口能够实现即插即用，键盘的可移动性增强，方便用户使用。数据与电脑的传输速度提高，缩短了工作时间，提高了效率。
[0032]本实用新型的工作原理是:
[0033]本产品是基于89C51单片机实现键位与数字动态显示的一种新型密码防盗键盘，通过单片机产生随机数，使键盘上LED七段数码管显示的0-9数字每次的位置随机变化，单片机对每一数码管所对应的键位进行扫描，确定输入的数字，使用时，先通过USB连接数据线连接到电脑USB端口，实现智能键盘与电脑数据连接并显示相关信息，完成操作。键盘在5分钟内不使用，系统处于待机状态，数字显示关闭，达到节能的要求。
[0034]由键盘本体和设置在键盘本体侧边的USB接口组成，分为输入模块、控制模块、显示模块和输出模块。
[0035]输入模块包括数字按键“0-9”和功能按键“确认”、“取消”共12个按键。采用矩阵键盘，可实现数字信息的输入，信息输入完毕按“确认”键，数据便写入控制模块。如果输入错误按“取消”键便可取消本次输入信息，由控制模块产生另外一组随机数字，再次输入。
[0036]控制模块是本实用新型的核心部分，通过89C51单片机将几个模块有机结合在一起。控制模块通过程序指令产生随机数字，送至数据锁存器，然后分别送到各个键位，并通过显示译码器实现随机数字的动态显示；同时每个数字按键与数据锁存器相连接，输入信息通过数据锁存器送至控制模块，通过数据转换，利用数据线将输入值送至计算机显示窗口，便于用户观察输入信息。
[0037]显示模块能实现随机数字的动态显示，控制模块通过指令驱动LED数码管，完成显示。当键盘5分钟内没有接到输入指令会自动进入低功耗的休眠状态，显示模块关闭，下次需要输入时再启动显示模块，节能环保。
[0038]输出模块负责控制模块和计算机的通信。通过数据线和USB接口输入数据便能传送到计算机，方便用户核对信息。同时USB接口能够实现即插即用，大大提高了键盘的灵活性，满足了用户在不同场合使用键盘的需求，并且提高了数据传输的速度，节省了时间。
【权利要求】
1.一种密码防盗随机变化数字键盘，包括功能按键、数字按键及控制电路，两类按键的外形结构与标准密码输入键盘大小相同，其特征在于:所述按键包括键帽、数码管显示器、导电橡胶触发器、支撑套、支撑柱、薄膜触板及电路板，在电路板上固装薄膜触板，在薄膜触板上固装导电橡胶触发器，在导电橡胶触发器上通过支撑套、支撑柱导向滑动安装键帽，在键帽中间部位下方的薄膜触板上固装数码管。
2.根据权利要求1所述的密码防盗随机变化数字键盘，其特征在于:在数码管显示器周边的薄膜触板均布固装四个支撑套，每一支撑套内下部均同轴固装一导电橡胶触发器，每一支撑套内上部同轴对应嵌装键帽下底所固装的支撑柱，支撑柱与支撑套为滑动安装。
3.根据权利要求1所述的密码防盗随机变化数字键盘，其特征在于:所述按键的键帽中间部位透明、透明周围透光率降低、帽檐完全不透明的形式。
4.根据权利要求2所述的密码防盗随机变化数字键盘，其特征在于:在支撑柱下端的一侧边制有一钩卡(5)，该钩卡在键帽的上限位点卡装在支撑套所制的钩槽上。
5.根据权利要求1所述的密码防盗随机变化数字键盘，其特征在于:所述电路板控制电路包括89C51单片机、数据锁存器、数码管显示器、数字按键及功能按键，通过89C51单片机产生的随机数，使得键盘上显示的O— 9数字每次的位置随机变化，等待密码输入，并且按下“确认”按键可以重新改变十个随机数的位置。
【文档编号】G06F21/83GK203616759SQ201320549676
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】彭一准, 郭春荣, 张秋, 李欢欢, 李晓楠, 唐静 申请人:天津科技大学