杨秀花 秦付军 邓成中

(西华大学机械工程学院，四川 成都 610039)

1 系统总体方案

智能锁系统以CC2540为主控模块，配以锁驱动电路、GSM等模块构成。CC2540是一个超低消耗功率的系统单晶片，其上集成了性能优越的RF收发器，整合了包含微控制器、主机端及应用程序在一个元件上，时钟电路构成单片机的最小系统来作为系统的联动控制中心。CC2540主控芯片作为系统的信号输入端，由L298N芯片布进电机组成的锁驱动电路作为本系统的输出端。当手机的蓝牙连接成功后，APP经蓝牙发出信号，CC2540主控芯片接收到蓝牙信号并传送至系统控制中心进行处理，最后通过作用锁驱动器实现门禁功能。与此同时，主控芯片反向发出已接收的确认信号，通过蓝牙传送至APP确认接收，利用GSM信息通过SMSC传输到信息中心并发到指定的手机。系统的重要设计模块如图1所示。

图1 系统设计模块结构图

2 系统的工作设计说明

主控芯片收到信号和指令之后开始工作，如果移动设备的蓝牙正确连接信号，控制门锁的继电器在接收到信号之后自动将门锁打开，同时指示灯被接通点亮，一段时间之后后电子锁的电路又开始重新工作，门自动吸合。如果蓝牙信号得不到正确认证连接，则不能控制蓝牙模块，门锁无反应，从而实现了门禁。蓝牙模块会接收上位机发出的信号，同时传送给单片机系统指定的引脚，使得继电器与电子锁认证连接，从而使电子锁打开。如果P1.1是高电平以及NPN三极管导通，同时与继电器的常开触点相连接，则继电器的电路吸合使电子锁电机开始转动，从而使门锁打开。

门锁的复位电路设计。复位是系统单片机的初始化功能，目的是使单片机从0000H单元就开始进行程序执行。除了刚进入系统时的初始化功能外，也为了避免程序运行过程中出现的错误或者操作的失误导致系统的整体锁死，因此需要系统的复位，即重新启动系统。本设计采用AT89S52芯片，因其中带有复位电路，系统复位方式分自动和手动，本设计采用手动复位。

门锁时钟电路的设计。在时序指令使得各个信号按照时序关系进行工作，因此时序是程序正常执行信号的关键。系统中的时钟电路产生时钟信号从而使单片机有序地工作，为了确保单片机进行同步工作，单片机的电路必须依照一定的时钟电路进行控制。

3 软件程序设计

本设计的关键程序主要是门锁控制系统软件和移动蓝牙客户端软件，门锁控制系统软件固定镶嵌在门锁芯片中，其利用C语言进行源代码的编写，移动蓝牙客户端软件做成软件安装包工移动设备安装，其利用用Java语言进行源代码的编写。

当门锁控制系统的电源被接通之后，单片机开始进行正常的初始化工作，初始化工作完成后会发出地址匹配、安正密码等相应的认证信息到蓝牙模块，当蓝牙的串口模块设置为从模式时，门锁控制系统将能够与主设备进行互相信息扫描和地址匹配。门锁的开关状态由隈位开关进行检测，然后主控芯片对按键的情况继续进行检测验证，再根据检测的情况进行相应的开锁、闭锁动作。

移动蓝牙设备与门锁控制系统通过密码验证后，两者通过加密的方式进行信息传送。有了信息传输的密码认证，则通过主设备端移动蓝牙客户端软件即可对门锁控制系统进行相应的指令操作，从而实现开锁和闭锁等远程操作功能。

4 数据采集、运输与处理

本系统的数据采集是利用芯片发送采样信息频率到数据采集的模块，当书模块接收到信息之后再将信息传输给CC2540单晶片，同时进行各类处理分析。蓝牙无线数据采集模块主要由数据采集、无线传输、终端接收等单元构成。数据采集模块与门锁控制系统安装在现场，并由电池电源进行供电，数据采集模块可通过设定指令自动完成数据的采集。输入信号经过信号调理电路后送入数据采集芯片，再通过数据采集模块继续传输至单片机中，单片机通过蓝牙芯片连接的串口，从而使数据通过蓝牙进行无线传输。数据的远程传输主要采用GSM通信技术实现，将数据通过GSM短消息格式将传输到远程监控中心，从而达到对门锁状态的实时监控功能。数据处理利用特定应用数据(内建应用)和设置(内建应用和第三方应用)，例如蓝牙识别的距离等，同时可利用通用系统设置，例如密码设置等。

5 结语

本文介绍了基于远程控制的蓝牙智能门锁系统的设计原理和工作模式，并给出了程序软件设计的方式和数据采集运输的方法。本文充分利用了手机等智能设备的蓝牙功能，实现了对门锁的智能远程控制，避免了无线射频门锁伺服状态下的电力消耗。通过智能蓝牙设备能够实现对门锁的开、关等远程操作功能，实现了系统的安全便捷、成本低廉的系统特征，具有较大的实际应用价值。