鎖是與人們日常生活聯(lián)系最為緊密的物品之一。隨著社會、科技、文化的進步,人們對門鎖的安全性、可靠性、便捷性等要求也越來越高,傳統(tǒng)機械門鎖的安全性已經越來越不能滿足人們的需求,傳統(tǒng)機械門鎖正在面臨著嚴峻的挑戰(zhàn),技術及科技含量較高的智能鎖具,如密碼鎖、IC卡鎖、指紋鎖、無線遙控鎖等以其智能化和成熟的技術正逐步取代傳統(tǒng)鎖具
隨著科技的發(fā)展,盜竊者的技術手段越來越高,特別是開鎖技術,無孔不入,這對人們的財產安全構成嚴重的威脅. 目前市場上的防盜鎖大部分還是純機械較多. 由于有鎖芯,這種防盜鎖容易利用鐵絲開啟,居民的財產安全容易受到侵害,所以需要一款既能克服鎖芯存在缺陷又能方便開門的防盜門裝置. 而市場上的指紋識別鎖的價格還比較高.
為了實現(xiàn)門鎖的安全性、可靠性和智能化,采用STC12C5A60S2單片機、藍牙串口模塊、驅動電機、限位開關、電流監(jiān)測模塊等設計了一種無線智能門鎖控制系統(tǒng),
藍牙是一種短距離低功耗的無線技術,在電子設備之間可以通過藍牙連接實現(xiàn)控制. 在防盜門中,傳統(tǒng)純機械防盜鎖已經不能滿足智能家居的需求,也不易保證居民的財產安全. 基于此提出一種藍牙技術,將 SPP - CA 藍牙模塊與 STC12C5A60S2 單片機相結合,通過無線藍牙通信實現(xiàn)手機對藍牙模塊 SPP - CA 的遙控,從而控制傳動機構. 由于該藍牙遙控鎖無鎖芯,安全性較高,更能保證人們的財產安全
總體方案設計
藍牙智能遙控鎖的的總體方案如圖 1 所示. 以單片機作為整個系統(tǒng)的中心處理部分,藍牙模塊接收來自手機藍牙信號后,經單片機處理,控制步進電機的狀態(tài)并由液晶屏顯示出來; 當單片機檢測到其中一路電壓較低時就發(fā)出聲光報警信號. 整個方案設計簡明,且易于實現(xiàn)
遙控鎖硬件設計
系統(tǒng)總體硬件原理圖描述
藍牙智能遙控鎖總體電路通過分模塊設計,實現(xiàn)藍牙遙控器的功能. 主要包括單片機與藍牙模塊的連接電路、電源切換電路、液晶顯示電路、串行存儲器擴展電路、步進電機驅動電路
單片機與藍牙模塊的連接
本設計采用了 STC12C5A60S2 單片機為控制核心[2],它響應速度快,價格適中,易于擴展. 智能藍牙鎖與手機藍牙通訊模塊系統(tǒng)圖如圖 2 所示,當手機藍牙和智能鎖藍牙模塊配對成功以后,利用 APP 寫入控制程序,傳輸給智能鎖藍牙模塊,智能鎖藍牙模塊將手機藍牙模塊的信息傳送給單片機,單片機驅動相應的模塊
從經濟性考慮,藍牙模塊選擇了 SPP - CA,它響應速度快,體積小,支持 UART 接口,并支持 SPP 藍牙串口協(xié)議,可以很方便地與單片機相連接[4],連接圖如圖 3 所示,單片機的 RXD 和藍牙模塊的 UART -TXD 端直接在一起就可以實現(xiàn)兩個模塊之間的數(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
為了使藍牙智能鎖更加穩(wěn)定地工作,設計了兩路電源如圖 4 所示,一路是 12 V( 正常工作時所用電源) 的充電電池接在下圖的電源插頭PWR2. 5 上,另一路 9 V( 12 V 電源電壓低時工作電源) 電池接在 JP7 上.當剛接上電源時,繼電器的常閉端吸合,9 V 的電池工作,此時,單片機的P2. 5 接口輸出一個高電平,三極管 Q1 飽和導通,繼電器得電常開閉合,常閉斷開,12 V 的電池接通正常供電. 圖中的電容 C4 起到存儲作用,為保證繼電器和單片機在電源切換瞬間能正常工作. 當 12 V 電池電壓逐漸降低時,集成芯片 LM358 的 3 腳( 同相輸入端) 電壓逐漸降低,當 3 腳的電壓小于 2 腳( 反相輸入端) 的基準電壓時,1 腳輸出為低電平. 當單片機的 P2. 6 引腳檢測到低電平,讓P2. 5 輸出低電平,此時 Q1 截止,繼電器失電,常開斷開,常閉吸合,9 V 電池供電
其他部分的硬件設計
在智能藍牙鎖中,液晶屏的主要作用是顯示遙控鎖的開鎖狀態(tài),密碼修改、初始化等. 1602 液晶的控制管腳與單片機相連接,設置液晶為 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,負端接地
利用 24LC02 芯片來進行串行存儲器擴展,采用串行 EEPROM 來進行數(shù)據(jù)保護可以增加存儲壽命,系統(tǒng)簡單,芯片的價格也相對便宜. 如圖 6 所示.
步進電機驅動選擇芯片 ULN2003,ULN2003 是個集電極開路( OC) 輸出的反向器. 它的驅動電流很大,可以很好地驅動步進電機. 連接時,步進電機電源接 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
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