具有短信收發功能的智能電子鎖設計※

李雪山，何鵬舉

（西北工業大學 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），主要研究方向為網絡化控制。

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行機構的機電一體化的保險裝置。根據開鎖方式可分為兩大類：帶鑰匙的電子鎖和密碼鎖。本設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系列產品SPCE500A等之后，凌陽科技推出的又一個16位結構的微控制器。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試等情況，SPCE061A只內嵌32K字的閃存（Flash）。較高的處理速度使μ’nSP能夠非常容易、快速地處理復雜的數字信號。

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數據口，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，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸。

本設計選用的是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、數據輸入／輸出、SIM卡、音頻接口和控制。

2 系統的整體設計

設計的整體結構如圖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A／D轉換的值的大小來判斷鎖子是否已經鎖上或打開，隨后與TC35i通信。若狀態改變，就及時通過短信的方式發給主人。

圖1 設計的整體結構

3 硬件設計

3.1 電源模塊

設計的電源輸入是12V，7806將其轉換為6V，為TC35i的power腳供電。7805將其轉換為5V，為TC35i的VBATT＋腳和SPCE061A的VDDH腳供電。LM1117將5V電壓轉換為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轉換，從而判斷鎖的狀態。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的轉換插座

單片機、TC35i、PC機兩兩都要通信，因此需要設計一個轉換插座，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、鎖相環電路、晶振電路和復位電路組成，如圖6所示。

圖6 單片機外圍電路

4 軟件設計

系統軟件設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 語

本文討論了基于GSM網絡的智能電子鎖的一種設計和實現方法。通過相關的仿真和搭建電路板驗證，已經實現了設計的要求。不足之處在于設計的體積還較大。相信隨著技術的發展，這方面的不足能得以改善。

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

［1］凌陽科技.凌陽16位單片機開發實例［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［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.