智能蓝牙锁

王鲜芳　杜志勇

蓝牙技术是一种短距离、低成本的无线连接技术，是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性接口系统。蓝牙设备工作在2.4GHz的工业、科学和医学频段上，而这一频段不需要申请就可以使用。通过蓝牙技术不仅能有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话、手机等移动通信终端设备之间的通信，也能成功地简化以上电子设备与因特网之间的链接，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效。蓝牙锁主要用于实时监测装有要害数据电子设备（如数据库装置）和各种信息安全控制设备的工作状态是否正常，是否被人移动、攻击等。本系统具有以下主要功能：1、能嵌入被监控的系统中；2、当系统遭受攻击或被人移动时，能通知监控中心，并发出销毁要害信息模块的命令；3、及时向监控中心通报有效信息和控制状态；4、对监控对象有身份识别的能力；5、对监控目标工作状态进行密文查询等；6、采用全双工的通信方式。

设计方案

智能蓝牙锁是采用蓝牙技术实现对机要物品的实时监控，系统的总体设计思想是将蓝牙锁分为锁A与锁B两部分，锁A由机要物品携带，锁B负责A端与监控中心的联系，监控中心对由锁B传输的数据加以分析，当检测到A端有意外时，产生报警信号。考虑到被监控点A到监控中心的距离问题，被监控点与中间节点之间采用蓝牙通信，中间节点与监控中心之间通过Modem连接，从而实现被监控点与监控中心的信息传输。智能蓝牙锁由蓝牙模块、微处理器以及监控中心组成。其总体设计框图如图1所示。

A端A端由蓝牙芯片与微控制器组成，在实际应用中需与被控对象合为一体。蓝牙芯片采用ERICSSONROK 101b，微控制器采用Intel 公司的AT89C4051。A端内部采用电池供电，并提供稳压电源插口，可采用电池与电源两种供电模式。A端还提供RS232口与键盘接口，RS232口用于与蓝牙芯片的外部连接，键盘接口提供外部键盘的接入，输入物品的鉴权密码。在A端的面板上安装有4个指示灯，分别用于指示输入密码准备好、密码已接收、工作正常、异常告警四种情况。

A端实现的功能是：与监控中心双向交换资料，指示正常工作状态；提供8位密码输入，传输至监控中心，并从监控中心接收鉴权结果；接收监控中心指示，提供本地报警信号输出与解除。

微控制器AT89C4051芯片端口定义如附表所示。

监控中心 监控中心由PC机和蓝牙模块B组成，PC机完成数据的处理与分析，蓝牙模块B完成数据的无线传输。蓝牙锁B与远端监控中心的接口需要两个RS-232串行接口，可选用带两个串口的DS80C321芯片（也属于51系列，可与A端的AT89C4051芯片共用开发工具），从而可以很方便地实现蓝牙模块B与监控中心之间的全双工数据控制。蓝牙锁B的结构框图如图2所示。

软件设计

MCS-51系列单片机AT89C4051采用C语言高级程序设计语言编写的程序很简易、高效。

A端工作过程：

1.上电，循环检测键盘是否按下F1，如按下F1，ALARM灯亮，进行自身初始化，等待连接，监控中心发送create connect命令后，A端接收到connect complete event，连接过程结束。当连接正常建立进入工作状态，ALARM灯灭，NORMAL指示灯亮。

2.循环监测监控中心是否发送报警指示、解除报警指示或被动断开连接。接收到报警指示，NORMAL与ALARM指示灯亮，接收到解除报警指示，ALARM灯灭。接收到被动断开连接，所有指示灯灭，回到步骤1。

3.上述三项都未检测到，循环检测键盘是否有输入，如按下F2，进入步骤4，如按下F3，进入步骤5。

4.密码接收与发送模块，键盘口接收到F2按下，发送密码输入请求，直到接收到监控中心发送的确认指示，password灯亮，提示输入密码(0~8位)，检测到# 按下，发送密码，password 灯灭，等待监控中心返回鉴权结果，错误则password亮，提示再次输入密码，三次密码错，产生报警。鉴权结果正确，监控中心断开连接，a端等待被动断开连接。回到步骤1。

5.密码修改，键盘口接收到F3按下，发送密码修改请求，直到接收到监控中心发送的确认指示，password灯亮，提示输入密码(0~8位)，检测到# 按下，发送密码，password 灯灭，等待监控中心返回鉴权结果，错误则password亮，提示再次输入密码，三次密码错，产生报警。鉴权结果正确，password亮，提示输入新密码两遍，在检测到两遍新密码相同后发送，等待监控中心返回密码修改确认信息。回到步骤2。

监控中心工作过程监控中心功能完全在PC机上实现，主要包括建立两个蓝牙模块间连接；进行密码鉴权和修改密码的相关处理；实时监控蓝牙模块的接收功率以及实时地在用户接口显示三部分的内容。这三部分分别是由三个线程实现的，并且都涉及到另外一个接收本端蓝牙模块传到PC的数据，并对数据进行相关分析处理的接收线程。

监控中心存储原始密码，如接收到A端的密码请求，则发送输入密码的请求，并准备接收密码，接收到密码，对密码进行核对，并返回A端核对结果。如果鉴权正确，解除监控，并发送解除监控指示，如果三次鉴权错误，则报警。

接收到密码修改请求，则发送输入原密码及新密码的请求，准备接收密码，接收到正确的原密码，则接受新密码，并对原有密码进行修改。

系统报警时，发送给A端报警指示，如解除报警，发送给A端解除报警指示。

结束语

目前，该产品已研制成功并在有关单位投入使用，特别是一些机要部门、军事部门、金融部门、文物部门的计算机管理系统应用了该产品后，其性能稳定，应用效果良好。智能蓝牙锁的研制与开发，为蓝牙技术在电子信息化产品中的应用进行了有益的探索和尝试，将更进一步推动蓝牙技术的广泛应用。