基于單片機的智能遠程控制電子鎖設計與實現

高勝楠 曹俊 王賓凱

摘? ?要：傳統公共教室門鎖需要配備專門人員進行開關門操作，不便于管理。智能遠程控制電子鎖以單片機為核心，可利用網絡控制，通過與手機監控配對，實現遠距離監控和控制，對教室門鎖進行遠距離監控，檢測門鎖的狀態，并可通過密碼利用網絡實現遠程控制開門操作，方便公共教室管理，減少不必要的人員工作量。文章對此展開了分析。

關鍵詞：單片機;電路;智能;互聯網控制

1? ? 設計背景

大學教室的公共使用給教室門的管理帶來了不便，傳統的教室門鎖需要人進行現場解鎖，對此，本團隊設計一款智能遠程控制電子鎖來解決這一問題，通過使用無線網絡對門鎖加以控制，可以方便教室門開、閉情況的管理，學校就不需要分配相應管理人員[1]。

2? ? 設計模塊

智能遠程控制電子鎖的硬件電路分為3個主要控制模塊：單片機、控制電路、互聯網監控。智能遠程電子鎖的功能實現過程如圖1所示。

2.1? 單片機模塊

單片機為電子鎖處理控制中心，根據相應的電路配以對應硬件，實現密碼的設置、存儲、識別功能，通過傳感器來實現收發數據的功能[2]。單片機設計模塊如圖2所示。

2.2? 控制電路模塊

單片機控制傳感器電路設計以及與互聯網相聯系的電路設計，進行實驗來驗證電路的可行性。

（1）單片機控制傳感器電路設計。通過單片機與傳感器、報警器相連，實現在信號輸入錯誤時發出報警聲，在輸入信號正確時打開門鎖，通過傳感器可以把接收到的修改密碼信號儲存到單片機，實現密碼的修改。

（2）互聯網相關電路的設計。利用WiFi實現單片機與互聯網相連，通過手機終端中的APP實現遠程控制電子鎖，發出信號通過傳感器接收，轉換信號到單片機，單片機執行開關命令。

（3）報警電路的電路與接收電路、單片機相關聯。電子鎖第一次通電之后就會使報警電路初始化，此后便進入登錄操作。

（4）開鎖電路與單片機相連接，通過對單片機中的芯片編程來實現開鎖工作[3]。

2.3? 互聯網監控模塊

根據局域網監控系統的功能，互聯網監控與單片機相連，對電子鎖的使用情況進行監控，能夠及時查詢到門鎖的信息并能與手機監控配對，實現遠距離監控和控制，主要分為：

（1）用戶使用模塊，用戶通過此模塊設置密碼和問題，以確保不被他人盜用，同時以防出現忘記密碼的情況。

（2）客戶端，當電子鎖對用戶操作所發出的信息作出反應時，負責對服務端發來的一些指令進行相應的操作，比如實行遠程控制，允許進程進行。

（3）后臺管理模塊，主要記錄用戶的密碼和設置的問題，可以進行用戶信息的修改和刪除。

（4）監控反饋模塊，主要顯示電子鎖的狀態，在此模塊可以看見電子鎖是否已經關上，當觸發警報時，此界面會第一時間通知用戶[4]。

2.4? WLAN模塊（輔助功能）

設計本身的監控和遠程控制的實現建立在局域網絡的基礎上，局域網針對的是電腦端用戶，而手機端用戶可以通過無線局域網（Wireless Local Area Networks ，WLAN）對機器進行操作。與此同時，一個賬號也可以進行電腦端和手機端的雙登錄，但WLAN以輔助為主。

2.5? 改進方向

軟件包括鍵盤掃描與譯碼程序、LCD顯示程序、通信程序、電磁執行器驅動及檢測程序、傳感器接口程序等模塊[5-7]，電子鎖具總流程如圖3所示。

3? ? 系統功能

通過手機網絡端口或者從電腦輸入密碼。密碼初始化成功后，同時也會自己設置一個問題，并且自己設置答案，避免忘記密碼而無法修改密碼。用戶開門時通過手機登錄的網站輸入正確的密碼，門就會接收到正確的指令，“滴”一聲后打開;如果密碼錯誤會觸發報警電路，錯誤次數超過3次，需要通過回答初始問題重置密碼。

初步設計只有單片機、傳感器接收器、鳴蜂器等，因為利用手機沒必要再重復使用顯示屏，可減少不必要的費用。另外，還有修改密碼與重置功能，前提是要輸入原密碼，然后輸入新密碼，再次確認，新密碼修改成功。當忘記密碼的時候，可通過回答自己設置的問題來重置密碼[8-9]。

4? ? 結語

本設計的智能遠程控制電子鎖在原有智能電子鎖的基礎上增加了遠程控制和監控這兩個特性，方便對其進行實時了解和操作。同時，手機中的WLAN功能可以對其進行開鎖、密碼登錄和修改密碼等操作。電腦端或手機端用戶可以掌握指定區域內電子鎖的工作情況從而進行門鎖管理。此外，本設計還有自由修改密碼、錯誤報警、電腦手機用戶雙登錄等功能，具有很強的實用性和可行性，符合國內外發展趨勢。

[參考文獻]

[1]魏雅，杜云.基于單片機的電子密碼鎖設計[J].電子設計工程，2016（15）：165-167.

[2]董慶賀.基于GSM的防盜密碼鎖系統設計與實現[J].電子技術應用，2011（9）：64-66.

[3]毋茂盛，董澤龍.SPI/UART與ZigBee協議轉換模塊設計[J].物聯網技術，2015（12）：32-34.

[4]楊德斌，伍俊，陽建宏.無線數字傳感器網絡節點[J].儀表技術與傳感器，2007（9）：51-53.

[5]孫琪皓.基于圖像識別的智能電子鎖系統設計[D].湘潭：湖南科技大學，2016.

[6]王建新，楊世鳳，史永江，等.遠程監控技術的發展現狀和趨勢[J].國外電子測量技術，2005（4）：11-14.

[7]岳龔成.計算機局域網的組建與管理[J].電腦編程技巧與維護，2017（3）：64-66.

[8]齊紅彥.遠程監控系統分析及應用[J].有色設備，2016（5）：15.

[9]尹念東.單片機基礎實用教程[M].北京：中國地質大學出版社，2005.