具有短信收發(fā)功能的智能電子鎖設(shè)計※

李雪山，何鵬舉

（西北工業(yè)大學 自動化學院，西安 710072）

李雪山（本科生），主要研究方向為儀器儀表；何鵬舉（副教授），主要研究方向為網(wǎng)絡(luò)化控制。

引 言

防盜鎖已進入電子時代，原有的彈子鎖、將軍鎖將被淘汰，指紋鎖、錄像鎖、密碼鎖相繼進入了普通家庭。電子鎖一般是采用電子線路控制，以電磁鐵和鎖體為執(zhí)行機構(gòu)的機電一體化的保險裝置。根據(jù)開鎖方式可分為兩大類：帶鑰匙的電子鎖和密碼鎖。本設(shè)計采用的是帶鑰匙的電子鎖。當有人開鎖時，鎖會自動將開鎖信息發(fā)送至主人的手機。

控制器采用的是凌陽公司16位單片機SPCE061A。它是繼μ’nSP系列產(chǎn)品SPCE500A等之后，凌陽科技推出的又一個16位結(jié)構(gòu)的微控制器。與SPCE500A不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶較少的資源需求以及便于程序調(diào)試等情況，SPCE061A只內(nèi)嵌32K字的閃存（Flash）。較高的處理速度使μ’nSP能夠非常容易、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。

1 TC35模塊

TC35模塊是Siemens公司推出的新一代GSM模塊，雙頻（GSM900／GSM1800），RS232數(shù)據(jù)口，符合ETSI標準GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊；該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸。

本設(shè)計選用的是TC35系列中的TC35i。這是無線模塊，功能上與TC35兼容。

TC35i有40個引腳，通過一個ZIF（Zero Insertion Force）連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類——電源、數(shù)據(jù)輸入／輸出、SIM卡、音頻接口和控制。

2 系統(tǒng)的整體設(shè)計

設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，有壓力傳感器檢測鎖的壓力信號，并傳給單片機SPCE061A。單片機會根據(jù)A／D轉(zhuǎn)換的值的大小來判斷鎖子是否已經(jīng)鎖上或打開，隨后與TC35i通信。若狀態(tài)改變，就及時通過短信的方式發(fā)給主人。

圖1 設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)

3 硬件設(shè)計

3.1 電源模塊

設(shè)計的電源輸入是12V，7806將其轉(zhuǎn)換為6V，為TC35i的power腳供電。7805將其轉(zhuǎn)換為5V，為TC35i的VBATT＋腳和SPCE061A的VDDH腳供電。LM1117將5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V，為SPCE061A的VDD腳供電。電源電路示意圖如圖2所示。

圖2 電源電路示意圖

3.2 信號檢測與輸入電路

信號的檢測采用82系列的壓力傳感器，檢測后通過LM224放大后輸入給單片機的IOA1口進行A／D轉(zhuǎn)換，從而判斷鎖的狀態(tài)。其實際的電路連接如圖3所示。

圖3 信號檢測與輸入電路

3.3 串口通信電路

串口通信電路如圖4所示。MAX232的作用是向單片機燒程序和測試TC35i。

圖4 串口通信電路

3.4 RS232的轉(zhuǎn)換插座

單片機、TC35i、PC機兩兩都要通信，因此需要設(shè)計一個轉(zhuǎn)換插座，實際連接如圖5所示。當引腳1連接引腳6并且引腳2連接引腳5時，單片機與PC通信。當引腳3連接引腳5，引腳4連接引腳6時，TC35i與PC機通信。當引腳1連接引腳3并且引腳2連接引腳4時，單片機和TC35i通信。

圖5 RS232轉(zhuǎn)換插座

3.5 SPCE061A外圍電路

SPCE061A外圍電路主要由濾波電路、鎖相環(huán)電路、晶振電路和復(fù)位電路組成，如圖6所示。

圖6 單片機外圍電路

4 軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計的重點在于單片機的編程。通過向TC35i寫入不同的AT指令，能完成多種功能，如啟動SIM卡、讀取SIM卡上電話號碼、發(fā)送SMS消息、接收SMS消息等。其主程序流程如圖7所示。

圖7 主程序流程

結(jié) 語

本文討論了基于GSM網(wǎng)絡(luò)的智能電子鎖的一種設(shè)計和實現(xiàn)方法。通過相關(guān)的仿真和搭建電路板驗證，已經(jīng)實現(xiàn)了設(shè)計的要求。不足之處在于設(shè)計的體積還較大。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，這方面的不足能得以改善。

編者注：本文為期刊縮略版，全文見本刊網(wǎng)站www.mesnet.com.cn。

［1］凌陽科技.凌陽16位單片機開發(fā)實例［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2006.

［2］李曉白，等.凌陽16位單片機C語言開發(fā)［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2006.

［3］凌陽科技.跟我學SPCE061A單片機［OL］.［2011－05］.www.unsp.com.cn.

［4］Siemens.SIEMENS TC3x接口描述，2002.

［5］Siemens.GSM 模塊TC35i，2003.