基于藍(lán)牙的智能車位鎖設(shè)計(jì)

熊英鵬 毛佳昌

【摘 要】文章介紹了一種基于藍(lán)牙的智能車位鎖設(shè)計(jì)，其包括藍(lán)牙車位鎖裝置以及車載藍(lán)牙裝置。當(dāng)車輛靠近車位鎖時(shí)，車載藍(lán)牙裝置發(fā)送配對信號給藍(lán)牙車位鎖裝置，當(dāng)匹配成功后，車位鎖能夠自動開啟;當(dāng)車輛離開車位鎖時(shí)，藍(lán)牙斷開連接，車位鎖自動上鎖，整個(gè)過程無需人為操作。

【關(guān)鍵詞】藍(lán)牙;智能;車位鎖

中圖分類號： TN925;U491.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）25-0033-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.015

Design of Intelligent Parking Lock Based on Bluetooth

XIONG Ying-peng1 MAO jia-chang2

（1.School of electronic and information engineering，Hankou university，Wuhan Hubei 430212，China;

2.Changjiang Wuhan Waterway Bureau，Jingzhou Hubei 434000，China）

【Abstract】This paper introduces a design of intelligent parking lock based on bluetooth，which includes bluetooth parking lock device and car bluetooth device.When the vehicle approaches the parking lock，the car bluetooth device sends matching signals to the bluetooth parking lock device.When the match is successful，the parking lock will automatically open.When the car leaves the parking lock，the bluetooth disconnects and the parking lock automatically locks，the whole process does not need manual operation.

【Key words】Bluetooth;Intelligent;Parking lock

0 引言

目前，市面上的車位鎖大多為機(jī)械式，車主都要下車把從機(jī)的起降桿撐起或放下然后上鎖，使用非常麻煩。除傳統(tǒng)機(jī)械式車位鎖外，當(dāng)前市面上還有遙控型車位鎖和遮擋型車位鎖。遙控型車位鎖需要手動操控遙控器來控制車位鎖的升降，不能實(shí)現(xiàn)自動升降;而遮擋型車位鎖雖然可實(shí)現(xiàn)車位鎖的自動升降，但是其不能適用于地下車庫等光強(qiáng)變化不明顯的地方。因此，設(shè)計(jì)一種能在任意環(huán)境下均能自動開關(guān)的車位鎖具有一定的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

該系統(tǒng)包括藍(lán)牙車位鎖裝置以及車載藍(lán)牙裝置，其中車載藍(lán)牙裝置作為主機(jī)，藍(lán)牙車位鎖裝置作為從機(jī)。主機(jī)的硬件包括MSP430F149單片機(jī)最小系統(tǒng)、藍(lán)牙芯片HC-05模塊、LCD1602液晶顯示模塊、矩陣鍵盤模塊、EEPROM模塊。從機(jī)的硬件包括MSP430F149單片機(jī)最小系統(tǒng)、藍(lán)牙芯片HC-05模塊、EEPROM模塊、H橋驅(qū)動電路模塊、以及減速電機(jī)。主機(jī)部分的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，從機(jī)部分的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 MSP430F149單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

為了降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗，選用MSP430F149芯片作為控制芯片，其具有超低功耗、強(qiáng)大的處理能力，以及從低功耗模式到喚醒模式的轉(zhuǎn)換時(shí)間少等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 HC-05藍(lán)牙模塊硬件設(shè)計(jì)

HC-05是CSR主流藍(lán)牙芯片，V2.0標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，串口模塊工作電壓3.3V[2][3]。系統(tǒng)用藍(lán)牙模塊與單片機(jī)的串口TX、RX端連接，通過相關(guān)指令來控制相應(yīng)設(shè)備動作。其電路原理圖如圖3所示。

2.3 EEPROM模塊硬件設(shè)計(jì)

EEPROM模塊主要用來對用戶設(shè)定的密碼進(jìn)行掉電保存，用以保證車位鎖掉電后，用戶密碼不丟失。本設(shè)計(jì)采用AT24C02芯片，其采用的為I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，能夠穩(wěn)定高效的傳輸數(shù)據(jù)，電路原理圖如圖4所示。

2.4 LCD顯示模塊硬件設(shè)計(jì)

LCD1602顯示模塊主要用來方便用戶修改密碼、顯示當(dāng)前密碼及當(dāng)前藍(lán)牙的連接狀態(tài)以及對從機(jī)的操作是否成功，使操作更加方便。LCD1602顯示模塊電路原理圖如圖5所示，其中LCD1602的數(shù)據(jù)傳輸線D0-D7分別連接單片機(jī)的P4.0-P4.7管腳，用于顯示車位鎖當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)。

2.5 矩陣鍵盤模塊硬件設(shè)計(jì)

矩陣鍵盤模塊主要用來設(shè)定從機(jī)的密碼以及查看當(dāng)前密碼，方便用戶操作。矩陣鍵盤模塊的電路原理圖如圖6所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 藍(lán)牙主機(jī)軟件設(shè)計(jì)

藍(lán)牙主機(jī)流程圖如圖7所示。

藍(lán)牙主機(jī)模塊一般放在車位主人的汽車上，主要是實(shí)現(xiàn)自動配對、自動連接、自動控制功能。軟件流程設(shè)計(jì)首先是系統(tǒng)初始化，然后主機(jī)就會開始掃描從機(jī)設(shè)備，當(dāng)掃描到從機(jī)設(shè)備時(shí)主機(jī)就會和從機(jī)設(shè)備進(jìn)行嘗試配對，只有和配對碼一致的從機(jī)才能實(shí)現(xiàn)連接，當(dāng)成功進(jìn)行配對后，在LCD上會顯示配對成功的信息。完成配對連接后檢測是否有需要修改密碼，若需要，由用戶設(shè)定車位鎖密碼，設(shè)定完成后，主機(jī)發(fā)送修改密碼的信號以及所要修改的密碼給從機(jī);若不需要，則直接發(fā)送默認(rèn)的車位鎖密碼給從機(jī)。從機(jī)收到后，判斷是否需要修改密碼，若需要，則發(fā)送請求確認(rèn)密碼的信號給主機(jī)并暫存該密碼;若不需要，則和默認(rèn)的車位鎖密碼進(jìn)行對比，若無誤，則打開車位鎖;若有誤，則不進(jìn)行動作。主機(jī)收到信號后，判斷是否執(zhí)行過修改密碼的請求，若有，則發(fā)送確認(rèn)密碼的信號以及之前所設(shè)定的密碼給從機(jī);若沒有，則不進(jìn)行操作。若從機(jī)收到確認(rèn)密碼的信號，則與之前暫存的密碼進(jìn)行對比，若無誤，則密碼修改完成并將該密碼存入EEPROM，同時(shí)打開車位鎖并回傳解鎖成功的信號，若有誤，則請求再次發(fā)送確認(rèn)信號;若從機(jī)沒有收到信號，則等待主機(jī)的下一次信號。當(dāng)主機(jī)收到車位鎖成功解鎖的信號后，會將車位鎖解鎖成功的信息顯示在LCD上。

3.2 藍(lán)牙從機(jī)軟件設(shè)計(jì)

藍(lán)牙從機(jī)流程圖如圖8所示。

藍(lán)牙從機(jī)主要功能是實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的識別并在被主機(jī)識別的情況下接收主機(jī)的控制信號實(shí)現(xiàn)全自動的從機(jī)控制。下面是如何通過軟件實(shí)現(xiàn)這些功能：首先系統(tǒng)初始化從機(jī)等待主動申請配對的主機(jī)配對申請，當(dāng)申請到來時(shí)從機(jī)會和主機(jī)進(jìn)行配對操作，如果配對密碼不一致，則繼續(xù)等待主機(jī)的信號;當(dāng)完成配對后從機(jī)會判斷是否需要修改密碼。若需要修改密碼，則發(fā)送請求確認(rèn)密碼的信號給主機(jī)，主機(jī)收到確認(rèn)請求后，會發(fā)送確認(rèn)密碼的信號給從機(jī)，從機(jī)收到信號后，與之前暫存的密碼進(jìn)行對比，若無誤，則將該密碼存入EEPROM中，同時(shí)打開車位鎖并回傳車位鎖解鎖成功的信號;若有誤，則車位鎖保持關(guān)閉狀態(tài)并回傳再次發(fā)送確認(rèn)信號的請求;若不需要，則與默認(rèn)的車位鎖密碼進(jìn)行對比，若密碼正確，則打開車位鎖并回傳車位鎖解鎖成功的信號;若密碼錯誤，則保持車位鎖關(guān)閉狀態(tài)并回傳再次發(fā)送車位鎖密碼的請求。

4 結(jié)束語

文章介紹了一種基于藍(lán)牙的智能車位鎖設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。經(jīng)過測試，該車位鎖能夠在任意環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自動開啟和關(guān)閉，更加方便人們的使用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李淵博，張紅雨，牛嘉祥.基于藍(lán)牙的智能車位鎖設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2017，25（13）：126-129+134.

[2]賈琪，嚴(yán)李強(qiáng)，李金合.基于藍(lán)牙技術(shù)的智能車位鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子制作，2017（19）：31-33+98.

[3]姚兵兵.基于BLE智能車位鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].東南大學(xué)，2017.