具有短信收发功能的智能电子锁设计※

李雪山，何鹏举

（西北工业大学 自动化学院，西安 710072）

李雪山（本科生），主要研究方向为仪器仪表；何鹏举（副教授），主要研究方向为网络化控制。

引 言

防盗锁已进入电子时代，原有的弹子锁、将军锁将被淘汰，指纹锁、录像锁、密码锁相继进入了普通家庭。电子锁一般是采用电子线路控制，以电磁铁和锁体为执行机构的机电一体化的保险装置。根据开锁方式可分为两大类：带钥匙的电子锁和密码锁。本设计采用的是带钥匙的电子锁。当有人开锁时，锁会自动将开锁信息发送至主人的手机。

控制器采用的是凌阳公司16位单片机SPCE061A。它是继μ’nSP系列产品SPCE500A等之后，凌阳科技推出的又一个16位结构的微控制器。与SPCE500A不同的是，在存储器资源方面考虑到用户较少的资源需求以及便于程序调试等情况，SPCE061A只内嵌32K字的闪存（Flash）。较高的处理速度使μ’nSP能够非常容易、快速地处理复杂的数字信号。

1 TC35模块

TC35模块是Siemens公司推出的新一代GSM模块，双频（GSM900／GSM1800），RS232数据口，符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易于升级为GPRS模块；该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输。

本设计选用的是TC35系列中的TC35i。这是无线模块，功能上与TC35兼容。

TC35i有40个引脚，通过一个ZIF（Zero Insertion Force）连接器引出。这40个引脚可以划分为5类——电源、数据输入／输出、SIM卡、音频接口和控制。

2 系统的整体设计

设计的整体结构如图1所示，有压力传感器检测锁的压力信号，并传给单片机SPCE061A。单片机会根据A／D转换的值的大小来判断锁子是否已经锁上或打开，随后与TC35i通信。若状态改变，就及时通过短信的方式发给主人。

图1 设计的整体结构

3 硬件设计

3.1 电源模块

设计的电源输入是12V，7806将其转换为6V，为TC35i的power脚供电。7805将其转换为5V，为TC35i的VBATT＋脚和SPCE061A的VDDH脚供电。LM1117将5V电压转换为3.3V，为SPCE061A的VDD脚供电。电源电路示意图如图2所示。

图2 电源电路示意图

3.2 信号检测与输入电路

信号的检测采用82系列的压力传感器，检测后通过LM224放大后输入给单片机的IOA1口进行A／D转换，从而判断锁的状态。其实际的电路连接如图3所示。

图3 信号检测与输入电路

3.3 串口通信电路

串口通信电路如图4所示。MAX232的作用是向单片机烧程序和测试TC35i。

图4 串口通信电路

3.4 RS232的转换插座

单片机、TC35i、PC机两两都要通信，因此需要设计一个转换插座，实际连接如图5所示。当引脚1连接引脚6并且引脚2连接引脚5时，单片机与PC通信。当引脚3连接引脚5，引脚4连接引脚6时，TC35i与PC机通信。当引脚1连接引脚3并且引脚2连接引脚4时，单片机和TC35i通信。

图5 RS232转换插座

3.5 SPCE061A外围电路

SPCE061A外围电路主要由滤波电路、锁相环电路、晶振电路和复位电路组成，如图6所示。

图6 单片机外围电路

4 软件设计

系统软件设计的重点在于单片机的编程。通过向TC35i写入不同的AT指令，能完成多种功能，如启动SIM卡、读取SIM卡上电话号码、发送SMS消息、接收SMS消息等。其主程序流程如图7所示。

图7 主程序流程

结 语

本文讨论了基于GSM网络的智能电子锁的一种设计和实现方法。通过相关的仿真和搭建电路板验证，已经实现了设计的要求。不足之处在于设计的体积还较大。相信随着技术的发展，这方面的不足能得以改善。

编者注：本文为期刊缩略版，全文见本刊网站www.mesnet.com.cn。

［1］凌阳科技.凌阳16位单片机开发实例［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2006.

［2］李晓白，等.凌阳16位单片机C语言开发［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2006.

［3］凌阳科技.跟我学SPCE061A单片机［OL］.［2011－05］.www.unsp.com.cn.

［4］Siemens.SIEMENS TC3x接口描述，2002.

［5］Siemens.GSM 模块TC35i，2003.