鎖是與人們?nèi)粘Ｉ盥?lián)系最為緊密的物品之一。隨著社會(huì)、科技、文化的進(jìn)步，人們對(duì)門鎖的安全性、可靠性、便捷性等要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)機(jī)械門鎖的安全性已經(jīng)越來(lái)越不能滿足人們的需求，傳統(tǒng)機(jī)械門鎖正在面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，技術(shù)及科技含量較高的智能鎖具，如密碼鎖、IC卡鎖、指紋鎖、無(wú)線遙控鎖等以其智能化和成熟的技術(shù)正逐步取代傳統(tǒng)鎖具

　　隨著科技的發(fā)展，盜竊者的技術(shù)手段越來(lái)越高，特別是開(kāi)鎖技術(shù)，無(wú)孔不入，這對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅． 目前市場(chǎng)上的防盜鎖大部分還是純機(jī)械較多． 由于有鎖芯，這種防盜鎖容易利用鐵絲開(kāi)啟，居民的財(cái)產(chǎn)安全容易受到侵害，所以需要一款既能克服鎖芯存在缺陷又能方便開(kāi)門的防盜門裝置． 而市場(chǎng)上的指紋識(shí)別鎖的價(jià)格還比較高．

　　為了實(shí)現(xiàn)門鎖的安全性、可靠性和智能化，采用STC12C5A60S2單片機(jī)、藍(lán)牙串口模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、限位開(kāi)關(guān)、電流監(jiān)測(cè)模塊等設(shè)計(jì)了一種無(wú)線智能門鎖控制系統(tǒng)，

　　藍(lán)牙是一種短距離低功耗的無(wú)線技術(shù)，在電子設(shè)備之間可以通過(guò)藍(lán)牙連接實(shí)現(xiàn)控制． 在防盜門中，傳統(tǒng)純機(jī)械防盜鎖已經(jīng)不能滿足智能家居的需求，也不易保證居民的財(cái)產(chǎn)安全． 基于此提出一種藍(lán)牙技術(shù)，將 SPP － CA 藍(lán)牙模塊與 STC12C5A60S2 單片機(jī)相結(jié)合，通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙通信實(shí)現(xiàn)手機(jī)對(duì)藍(lán)牙模塊 SPP － CA 的遙控，從而控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)． 由于該藍(lán)牙遙控鎖無(wú)鎖芯，安全性較高，更能保證人們的財(cái)產(chǎn)安全

　　總體方案設(shè)計(jì)

　　藍(lán)牙智能遙控鎖的的總體方案如圖 1 所示． 以單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的中心處理部分，藍(lán)牙模塊接收來(lái)自手機(jī)藍(lán)牙信號(hào)后，經(jīng)單片機(jī)處理，控制步進(jìn)電機(jī)的狀態(tài)并由液晶屏顯示出來(lái); 當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到其中一路電壓較低時(shí)就發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)． 整個(gè)方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明，且易于實(shí)現(xiàn)

　　遙控鎖硬件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)總體硬件原理圖描述

　　藍(lán)牙智能遙控鎖總體電路通過(guò)分模塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙遙控器的功能． 主要包括單片機(jī)與藍(lán)牙模塊的連接電路、電源切換電路、液晶顯示電路、串行存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

　　單片機(jī)與藍(lán)牙模塊的連接

　　本設(shè)計(jì)采用了 STC12C5A60S2 單片機(jī)為控制核心［2］，它響應(yīng)速度快，價(jià)格適中，易于擴(kuò)展． 智能藍(lán)牙鎖與手機(jī)藍(lán)牙通訊模塊系統(tǒng)圖如圖 2 所示，當(dāng)手機(jī)藍(lán)牙和智能鎖藍(lán)牙模塊配對(duì)成功以后，利用 APP 寫入控制程序，傳輸給智能鎖藍(lán)牙模塊，智能鎖藍(lán)牙模塊將手機(jī)藍(lán)牙模塊的信息傳送給單片機(jī)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的模塊

　　從經(jīng)濟(jì)性考慮，藍(lán)牙模塊選擇了 SPP － CA，它響應(yīng)速度快，體積小，支持 UAＲT 接口，并支持 SPP 藍(lán)牙串口協(xié)議，可以很方便地與單片機(jī)相連接［4］，連接圖如圖 3 所示，單片機(jī)的 ＲXD 和藍(lán)牙模塊的 UAＲT －TXD 端直接在一起就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)互通． 避免繁瑣的線纜連接，能直接替代串口線

　　電源切換電路

　　為了使藍(lán)牙智能鎖更加穩(wěn)定地工作，設(shè)計(jì)了兩路電源如圖 4 所示，一路是 12 V（ 正常工作時(shí)所用電源） 的充電電池接在下圖的電源插頭PWＲ2． 5 上，另一路 9 V（ 12 V 電源電壓低時(shí)工作電源） 電池接在 JP7 上．當(dāng)剛接上電源時(shí)，繼電器的常閉端吸合，9 V 的電池工作，此時(shí)，單片機(jī)的P2． 5 接口輸出一個(gè)高電平，三極管 Q1 飽和導(dǎo)通，繼電器得電常開(kāi)閉合，常閉斷開(kāi)，12 V 的電池接通正常供電． 圖中的電容 C4 起到存儲(chǔ)作用，為保證繼電器和單片機(jī)在電源切換瞬間能正常工作． 當(dāng) 12 V 電池電壓逐漸降低時(shí)，集成芯片 LM358 的 3 腳（ 同相輸入端） 電壓逐漸降低，當(dāng) 3 腳的電壓小于 2 腳（ 反相輸入端） 的基準(zhǔn)電壓時(shí)，1 腳輸出為低電平． 當(dāng)單片機(jī)的 P2． 6 引腳檢測(cè)到低電平，讓P2. 5 輸出低電平，此時(shí) Q1 截止，繼電器失電，常開(kāi)斷開(kāi)，常閉吸合，9 V 電池供電

　　其他部分的硬件設(shè)計(jì)

　　在智能藍(lán)牙鎖中，液晶屏的主要作用是顯示遙控鎖的開(kāi)鎖狀態(tài)，密碼修改、初始化等． 1602 液晶的控制管腳與單片機(jī)相連接，設(shè)置液晶為 8 位數(shù)據(jù)連接方式接口，圖 5 采用的是 8 位的數(shù)據(jù)接口． 液晶電源采用 5 V 供電，負(fù)端接地

　　利用 24LC02 芯片來(lái)進(jìn)行串行存儲(chǔ)器擴(kuò)展，采用串行 EEPＲOM 來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)可以增加存儲(chǔ)壽命，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，芯片的價(jià)格也相對(duì)便宜． 如圖 6 所示．

　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)選擇芯片 ULN2003，ULN2003 是個(gè)集電極開(kāi)路（ OC） 輸出的反向器． 它的驅(qū)動(dòng)電流很大，可以很好地驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)． 連接時(shí)，步進(jìn)電機(jī)電源接 12 V 電壓，另外一端接輸出引腳，如 16 腳［8］． 具體硬件電路如圖 7 所示

　　軟件設(shè)計(jì)

　　軟件系統(tǒng)基本流程圖如圖 8 所示，軟件主要設(shè)定為以下幾項(xiàng)．

　　用戶初始化： 用手機(jī)藍(lán)牙鍵盤 0 ～ 9 的數(shù)字輸入密碼，允許的最大密碼個(gè)數(shù)由程序中宏定義變量決定． 用戶設(shè)定的密碼由 EEPＲOM（ 24C02） 保存，并用“累加和”校驗(yàn)來(lái)保證數(shù)據(jù)的有效性． 程序首次運(yùn)行時(shí) EEPＲOM 中的數(shù)據(jù)無(wú)效，此時(shí)會(huì)提示“Pless SetPassword”． 設(shè)置密碼時(shí)需要用戶輸入兩次相同的密碼，以保證設(shè)置成功，設(shè)置后密碼自動(dòng)保存． 兩次密碼設(shè)置不同將導(dǎo)致密碼設(shè)置失敗，需按”D”鍵重新設(shè)置． 密碼設(shè)定成功后，開(kāi)機(jī)初始化單片機(jī)．

　　密碼接收與發(fā)送模塊： 手機(jī)發(fā)送輸入密碼開(kāi)門請(qǐng)求，控制中心發(fā)送確認(rèn)指示，提示輸入密碼，#號(hào)鍵結(jié)束，系統(tǒng)將鍵入的密碼與 EEPＲOM 中保存的密碼做對(duì)比，相同則系統(tǒng)解鎖，液晶顯“Password Correct”“system unlock！ ”并且步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，執(zhí)行開(kāi)鎖動(dòng)作．

　　密碼校驗(yàn)?zāi)K： 輸入密碼，三次密碼錯(cuò)，產(chǎn)生報(bào)警并將短時(shí)間屏蔽該藍(lán)牙，系統(tǒng)也將鎖定，加強(qiáng)了安全性．

　　關(guān)門提醒及密碼重設(shè)模塊： 關(guān)門鍵“A”沒(méi)按下時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，提示用戶鎖門． 密碼輸入錯(cuò)誤系統(tǒng)鎖定時(shí)，按“D”鍵可以重新開(kāi)始輸入密碼．密碼輸入正確系統(tǒng)解鎖時(shí)，按“E”鍵可以重新修改密碼操作． 當(dāng)忘記密碼時(shí)，可以通過(guò)修改源程序中的宏定義值來(lái)重置密碼． 可見(jiàn)，此系統(tǒng)符合人性化，讓用戶感覺(jué)方便舒適

　　系統(tǒng)調(diào)試

　　本藍(lán)牙智能遙控鎖系統(tǒng)采用智能手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送，安裝在鎖里面的藍(lán)牙模塊 SPP － CA 為接收． 首先，打開(kāi)手機(jī)藍(lán)牙菜單，搜索附近的藍(lán)牙設(shè)備，如圖 9 所示． 當(dāng)手機(jī)搜索到遙控鎖里面的藍(lán)牙設(shè)備時(shí)，輸入藍(lán)牙匹配密碼，如圖 10 所示; 然后打開(kāi)手機(jī)上的藍(lán)牙終端軟件，點(diǎn)擊無(wú)線鍵盤菜單，（ * 鍵是取消鍵，#鍵是確認(rèn)鍵，字母 D 是更改密碼鍵） 利用無(wú)線鍵盤輸入密碼，然后按#鍵確認(rèn)，當(dāng)藍(lán)牙匹配密碼和無(wú)線鍵盤輸入的密碼正確時(shí)，遙控鎖打開(kāi)． 用戶想更改密碼，先輸入兩次舊密碼，如果輸入正確液晶屏?xí)@示“SetNewWordEnable”，此時(shí)，用戶可以輸入六位新密碼并按下 D 鍵（ 更改密碼鍵） ，此時(shí)液晶屏顯示“input again”，再次輸入新密碼和 D 鍵，這時(shí)，顯示屏顯示“ＲesetPasswordOK”表示密碼修改成功

　　本藍(lán)牙智能遙控鎖系統(tǒng)采用智能手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送，安裝在鎖里面的藍(lán)牙模塊 SPP － CA 為接收． 實(shí)現(xiàn)了手機(jī)藍(lán)牙遙控、雙密碼開(kāi)鎖、兩組電源供電、關(guān)門提醒、設(shè)置暗鎖等創(chuàng)新性功能，在為人們生活提供便利的同時(shí)，也大大提高了鎖的安全性，在智能家居行業(yè)具有實(shí)用價(jià)值和參考意義