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基于物联网技术的新型智能门锁设计与实现 　　摘 要：新型智能门锁集蓝牙、密码于一体，实现了通过智能手机控制智能门锁的同时还可以通过密码实现开锁的功能。此外，智能门锁还添加了短信通知模块和报警装置，用于提高智能门锁的设计。文中介绍了新型智能门锁的设计思路，部分硬件电路的设计，并对软件功能设计和流程设计进行介绍。经实践证明，该智能门锁安全可靠，成本较低。　　关键词：蓝牙HC-06模块；密码；SIM900A模块；智能手机　　中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：2095--00-04　　0 引 言　　随着社会、科学和技术的进步，人们的安全防盗意识在逐渐增强，对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高，传统的机械锁由于其构造简单，安全性能低，已经无法满足人们对智能家居的需求。通过调查发现，智能锁具在市场中销售较多，但销量不大，中国的智能锁具市场目前还处于初级阶段[1]。因此，文中设计了一款基于蓝牙技术[2]的新型智能门锁，并结合密码锁模块及GSM移动通信模块，大大提高了门锁的安全性、可靠性以及便捷性，同时在很大程度上降低了门锁的经济成本，满足了人们对于智能门锁的要求。　　1 设计原理　　基于物联网技术的新型智能门锁以STC89C52单片机为控制核心，软硬件相结合。该智能门锁主要由单片机控制电路、蓝牙HC-06模块电路、SIM900A模块电路以及密码输入电路以及电磁锁5部分组成，组成原理如图1所示。通过蓝牙HC-06模块或密码输入模块进行信息采集，将采集到的信息发送给单片机。单片机进行信息处理后，改变电磁锁接口电路电平，实现门锁开关。电磁锁打开的同时，SIM900A模块的接口电路变为低电平，SIM900A模块向用户手机发送短信，提醒用户门锁已打开。　　2 硬件组成及工作原理　　 蓝牙解锁模块　　本设计采用高性能无线收发系统HC-06蓝牙模块，实现对手机发送信息的采集。解锁电路如图2所示。蓝牙解锁模块电路主要由单片机控制电路、电磁继电器电路、蓝牙HC-06模块及其外围电路组成。HC-06作为主通信端，与用户手机蓝牙进行一对一连接。　　通过操作手机App实现对手机蓝牙的控制，将信息传送给HC-06模块。HC-06将采集的信息通过TXD引脚输出，传输到单片机的口[3]。单片机读取信息并进行数据处理。　　 密码解锁模块　　密码解锁电路用于实现设置、修改用户密码、超次报警、超次锁定、密码错误报警等功能。本设计由单片机、4×4矩阵键盘、LCD1602显示器和报警电路组成[4]，采用以74LS112双JK触发器构成的数字路基电路作为密码锁的控制核心。密码锁模块电路如图3所示。在使用过程中，用户通过矩阵键盘输入密码后，单片机会将用户输入的密码与其事先保存的密码进行比对，若一致，则密码正确，单片机的控制引脚输出低电平，继电器吸合，门锁打开；若不一致，则控制引脚输出高电平，报警电路工作，蜂鸣器发出报警声[5]。若用户在输入密码的过程中按下干扰键，则键盘电路会自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入密码。如果用户输入密码超过一定时间，电路将报警。若电路连续报警3次，键盘将会锁定2分钟，以防止其他人非法操作[6]。　　 SIM900A模块　　SIM900A模块电路用于实现门锁打开时向用户手机发送信息提示，即门锁已打开，用于提高智能门锁的安全性，其?路如图4所示。本设计采用具有语音通话和短信发送功能的全球鹰SIM900A模块，支持移动和联通SIM卡，其采用省电设计，睡眠模式下最低耗流只有1 mA。将SIM卡放入卡槽，接GSM天线。通过观察SIM900A模块上两个指示灯D5和D6的工作状态来大致判断模块的工作状态。当D5长亮，D6亮1 s灭3 s则表明SIM900A 模块进入正常模式。此时，若门锁上的单片机读取到蓝牙HC-06模块传输的信息或密码解锁部分输入的信息，则单片机进行信息处理，使电磁锁接口电路输出引脚变为低电平，继电器闭合，门锁打开，同时单片机开始发送指令到SIM900A模块，然后SIM900A模块会发送短信到事先设置的用户智能手机上。　　 系统电源设计　　由于STC89C51、蓝牙 继电器、短信发送模块、液晶显示屏的工作电压都为5 V，因此可借助USB数据线将电压转换为5 V的工作电压为智能锁系统供电。　　 液晶显示器　　本设计采用LCD1602A液晶显示器，用以显示用户输入的密码是否正确及显示行密码设置、修改等。该显示器能够同时显示16×02，即32个字符。　　 单片机控制电路　　单片机主控电路由STC89C51芯片、复位电路、时钟电路等组成，用于实现对信息的采集和处理，完成对电磁继电器的控制，实现门锁的开关，并控制GSM模块进行短信发送[7]。时钟电路采用 2 MHz的无源晶体振荡器，并在其两端