基于GSM的Arduino—Uno自動(dòng)門遠(yuǎn)程報(bào)警和門鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙新華 李文萱

摘 要：本文研究并設(shè)計(jì)了一種用于家庭安防的遠(yuǎn)程門自動(dòng)報(bào)警和門鎖系統(tǒng)。這種家庭安防系統(tǒng)可以通過(guò)手機(jī)短消息進(jìn)行操作，遠(yuǎn)距離也可以確保家庭的安全。這項(xiàng)研究旨在實(shí)現(xiàn)智能家庭自動(dòng)化，通過(guò)使用Arduino-uno微控制器和GSM模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)控制相當(dāng)復(fù)雜，需要各種集成元件，能夠在讀取輸入和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的同時(shí)控制輸出和編程。

關(guān)鍵詞：Arduino；GSM；自動(dòng)門；短信

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）03-0026-02

Design of Arduino-Uno Automatic Door Remote Alarm and Door Lock System Based on GSM

ZHAO Xinhua，LI Wenxuan

（Chuzhou Vocational and Technical College，Chuzhou 239000，China）

Abstract：This paper studies and designs a remote door automatic alarm and door lock system for family security. This family security system can be operated through short messages，which can also ensure family safety at long distance. The purpose of this research is to achieve intelligent home automation，which is achieved by using Arduino-uno microcontroller and GSM module. Automatic control is quite complex，requiring all kinds of integrated elements，which can control output and programming while reading input and data processing.

Keywords：Arduino；GSM；automatic door；text message

0 引 言

當(dāng)今社會(huì)，高科技的迅猛發(fā)展，使犯罪分子可以利用更先進(jìn)的技術(shù)，從而導(dǎo)致一個(gè)地區(qū)犯罪率的提高。所謂魔高一尺，道高一丈。因此，需要我們用更專業(yè)的知識(shí)去探索更先進(jìn)的技術(shù)來(lái)避免此類犯罪，其中之一就是自動(dòng)門鎖系統(tǒng)。它通過(guò)手機(jī)發(fā)送的短消息來(lái)控制房門鎖，這種控制需要有短信功能的手機(jī)。Arduino微控制器是一款開(kāi)源電子板，Arduino由ATMega328p微控制器的主要組件組成，該板根據(jù)上傳到板上的程序流程工作。除了Arduino的智能家居系統(tǒng)基于短消息使用，其他設(shè)備是GSM屏蔽將被用作安裝在房子內(nèi)的設(shè)備，用于接收發(fā)送到控制自己業(yè)主的留言，建立一個(gè)智能家居系統(tǒng)，使其能夠執(zhí)行鎖定門并打開(kāi)報(bào)警器的功能。

1 控制方法

Arduino-Uno有14個(gè)數(shù)字輸入/輸出引腳、6個(gè)模擬輸入、1個(gè)16MHz陶瓷諧振器、1個(gè)USB連接，1個(gè)輸入連接器電源，1個(gè)ICSP插頭和1個(gè)按鈕。Arduino-Uno R3是一款基于ATmega28的微控制器，配備了支持其工作所需的所有功能，并通過(guò)USB電纜連接到Arduino-Uno計(jì)算機(jī)。Arduino-Uno不同于以前的所有微控制器板，因?yàn)樗皇褂肍TGI USB至串行驅(qū)動(dòng)器芯片。

Atmega16U2（Atmega8U2至R2版）作為USB轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器使用。Arduino-Uno的R2版將8U2HWB線路電阻連接到地面，使其更容易進(jìn)入DFU模式。通常使用的Arduino-Uno編程語(yǔ)言是簡(jiǎn)化的C語(yǔ)言，因此我們更容易學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī)。微控制器用編程語(yǔ)言編寫(xiě)電子器件的各種組件來(lái)控制其轉(zhuǎn)移到微控制器，然后微控制器將根據(jù)我們制作的程序工作。

移動(dòng)通信開(kāi)始受到重視是因?yàn)槿藗冊(cè)絹?lái)越移動(dòng)，所以需要一個(gè)隨時(shí)隨地都可以使用的電信工具。通信服務(wù)商一直在思考通信的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，其中之一就是GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）。我們現(xiàn)在使用的GSM技術(shù)僅使用900 MHz頻率，范圍僅為1.5 km至2 km。事實(shí)上，可通過(guò)使用天線傘（被擴(kuò)展的范圍傘）增加范圍。傘形天線可使GSM的范圍到35公里，GSM擊敗CDMA（碼分多址）。文中研究的安防系統(tǒng)要使用的SIM900 GSM模塊是一種取代手機(jī)功能的設(shè)備，該設(shè)備的特點(diǎn)是形狀體積小、重量輕、易于集成、功耗低。

電磁門鎖和自動(dòng)門鎖工作時(shí)應(yīng)通12伏的電壓，螺線管可以使用與基于RFID和電動(dòng)鎖定系統(tǒng)相結(jié)合的密碼，用來(lái)鎖定所述門或柜/壁櫥。Selenoid門鎖有兩個(gè)輸出，分別是正面和負(fù)面。此工具能夠在9-12伏的電壓下工作。其他一些支持設(shè)備用于設(shè)置所需的輸入和輸出條件。這些器件是LED燈、晶體管、二極管、變壓器電阻器、電容器、LM78xx IC以及其他一些支持設(shè)備。

在組裝智能家庭自動(dòng)化模塊之后，制作微型自動(dòng)門來(lái)進(jìn)一步測(cè)試模塊的成功率。利用移動(dòng)電話進(jìn)行測(cè)試（SMS），當(dāng)它接收到我們給予的一個(gè)命令信號(hào)后，開(kāi)關(guān)將工作，我們的研究?jī)H集中在一個(gè)微型自動(dòng)門，如圖1所示。在該階段中設(shè)計(jì)報(bào)警系統(tǒng)和采用Arduino-Uno GSM模塊的自動(dòng)門鎖，這個(gè)微控制器將用于接收來(lái)自手機(jī)的信號(hào)，然后向GSM模塊發(fā)送一個(gè)信號(hào)，發(fā)送的數(shù)據(jù)將由微控制器根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢查。

2 設(shè)計(jì)與討論

如果用Arduino提供的電信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)螺線管門鎖在9-12伏電壓的范圍內(nèi)工作。則該系統(tǒng)可以使用工作螺線管鎖門，它需要一個(gè)晶體管作為放大器。初始位置的螺線管是目前尚未給定的，而且電壓被鎖定，所以當(dāng)電流流動(dòng)時(shí)，它將使用Arduino Uno微控制器設(shè)置的延遲打開(kāi)程序。為了測(cè)試設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括測(cè)試GSM模塊組件，Selenoid和測(cè)試方法首先由GSM模塊完成定位，以便于向Arduino發(fā)送信號(hào)。該模塊能夠以非常低的電壓在很遠(yuǎn)的距離進(jìn)行工作，因?yàn)樗褂脕?lái)自供應(yīng)商的信號(hào)，這些供應(yīng)商的GSM模塊本身的功能是向Arduino發(fā)送信號(hào)。研究中使用的微控制器主要用來(lái)匹配信息數(shù)據(jù)，識(shí)別進(jìn)入單片機(jī)的程序。如果標(biāo)識(shí)符錯(cuò)誤，那么Arduino僅向紅色LED發(fā)送信號(hào)且蜂鳴器會(huì)發(fā)出非常大的聲音，如圖2所示。控制系統(tǒng)是使用軟件設(shè)計(jì)的，它可以幫助設(shè)計(jì)電子電路，設(shè)計(jì)等。

用于報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自動(dòng)門鎖的集成電路的使用是基于Arduino Uno-based GSM模塊的，可以在圖3中看到。

用于與arduino進(jìn)行LCD顯示通信的腳本如下：

//Pin Komunikasi Display LCD Dengan Arduino

if （！strcmp（smsbuffer， "telfonsaya"）） {

lcd.clear（）；

lcd.setCursor（2，0）；

lcd.print（"MEMANGGIL...."）；

lcd.setCursor（2，1）；

lcd.print（"NOMOR TUJUAN"）；

telponTujuan（）；

lcd.clear（）；

lcd.setCursor（4，0）；

lcd.print（"MENUNGGU"）；

lcd.setCursor（2，1）；

lcd.print（"KIRIMAN SMS"）；

撥打GSM號(hào)碼的腳本如下所示：

void telponTujuan（） {

arduino.Call（"+6282115295650"）；

delay（20000）；

arduino.HangUp（）；

delsms（）；

void delsms（） {

for （int i = 0； i < 10； i++） {

int pos = sms.IsSMSPresent（SMS_ALL）；

if （pos ！= 0）{

if （sms.DeleteSMS（pos） == 1） {} else {}

3 結(jié) 論

本文中設(shè)計(jì)的家庭安防遠(yuǎn)程門自動(dòng)報(bào)警和門鎖系統(tǒng)已經(jīng)成功地設(shè)計(jì)了一個(gè)Arduino-Uno模塊，通過(guò)利用來(lái)自GSM提供商的信號(hào)可以在很遠(yuǎn)的距離外驅(qū)動(dòng)一個(gè)可以鎖定和打開(kāi)的自動(dòng)門，從而實(shí)現(xiàn)以極低的電壓進(jìn)行遠(yuǎn)程工作的目標(biāo)。

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作者簡(jiǎn)介：趙新華（1978.05-），女，山西運(yùn)城人，講師，碩士。研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。