基于蓝牙的智能门锁控制系统设计

周少铧++吕群芳

摘要：目前是移动互联网的时代，智能手机家喻户晓人人拥有，智能手机除了通信功能外，相当于手表、MP3及电脑的功能已经被开发。而一项崭新的技术正在被研制开发，那就是结合移动互联技术与近距离无线通信技术，利用智能手机代替传统机械钥匙功能，研制新型智能门锁系统，提高了传统门锁安全性，实现了人机交换。操作方便，使我们的居住智能化进程向前迈进大步。

关键词：智能门锁 控制系统 设计

中图分类号：TP368.12 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0018-01

1 智能门锁现状

传统的门锁由锁具和钥匙配合担负家庭安全职责。智能门锁同样两部分构成即门锁控制系统和智能移动设备蓝牙客户端软件。其中智能移动设备蓝牙客户端软件负责发出开关锁指令、密码验证、数据加密、解密、设置系统参数等操作，门锁控制系统等待接收智能移动设备发出的指令后双方进行数据交换，通过正转、反转方式完成开关锁操作。它的准确性和安全性由监测限位开关和电流传感器来保证。智能门锁系统取代机械钥匙，实现了远距离，遥控开关的技术，给人民生活带来便利，三道安全技术保障了智能门锁的安全，如果在社会普及，必将创造极高的社会效益。

2 硬件结构设计

2.1 系统电源

由于系统电源的组成部件单片机、继电器、芯片等等都需要的功率较大，只有效率更高、功能更强的转换器LM2576-5.0符合要求，它是一款国外进口的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，是一款高效稳压电路。

2.2 系统主控电路接口设计

由于智能门锁集成电路要求不仅具备高速、高效，可靠性强的特点，还要具备功能消耗低，抗干扰能力强等优点，综合考虑，主控芯片选用单机器周期（1T）的单片机，即SOP28封装单片机，指令代码覆盖传统设备，可用于智能控制、高速通信、强干扰等场合。该单片机内部存储功能强大，对配对地址、设置参数、系统密码等都有记忆功能。

考虑到硬件系统采用的蓝牙串口模块需要具备成本低、体积小、收发灵敏度高等特点，选用FBT-06模块，它是最适合嵌入式智能无线数据传输，简单配备外围元件后，功能更超级强大。通过STC15单片机的串口把和单片机的P3.2相连接，P3.2端口为高电平时表示蓝牙设备连接成功。

电机和系统的安全是由电流阀值的设定来实现的。室内按键实现手动开锁、闭锁等功能，手机蓝牙客户端软件对这个功能屏蔽后，系统更加灵活、方便、安全。霍尔开关传感器，如果向单片机输出高电平信号，控制蜂鸣器发出报警提示音，则说明门没有关好。

2.3 锁闩控制系统电路设计

由于直流电机的工作电压较高，为了锁闩的直流电机能够带动齿轮，STC15单片机驱动继电器采用了光耦隔离。电机电流监测传感器采用ACS712ELCTR-05B，它具有高绝缘电压、单电源操作、极低内部传导电阻等优点，极大提高安全性能。电路也得到保护。

3 软件程序设计

门锁控制系统软件设计和智能移动设备蓝牙客户端软件设计是系统软件设计的两个重要组成部分。用C语言编写能够编写门锁控制系统软件，用Java语言编写能够编写智能移动设备蓝牙客户端软件。

门锁控制系统接通电源后，STC15单片机开始一系列的初始化工作，然后STC15单片机再把一些参数信息发给蓝牙串口模块，例如，配对地址、验证密码等。只有蓝牙串口模块设置为从模式，才可以与主设备扫描、地址配对。限位开关可以检测门锁状态。之后，STC15单片机继续检测按键的两种情况，根据情况执行对应的开锁、闭锁动作。同时还可以根据按键操作是否被屏蔽，来判断开锁、闭锁操作是否被屏蔽。这在一定程度上对室内按键开锁安全性提供保障。

通常把智能移动蓝牙设备当作主设备经过密码验证后，双方通过特殊加密方式开始数据通讯。数据包由命令字、数据长度，数据和一个字节的校验码组成。串口中断是数据接收的方式。只有串口中断服务子程序接收到符合要求的数据，才开始解密，产生命令码，然后开锁、闭锁、参数设置等操作依照命令码进行。

蓝牙设备之间的通信Android可以用系统提供的蓝牙API。两个蓝牙设备的通信需要三步完成。第一，设置蓝牙设备；第二，寻找局域网内可能或者匹配的设备；第三，连接设备和设备之间的数据传输。首先注册一个BroadcastReceiver来接受设备扫描到的信息，使用静态方式取得蓝牙适配器启动蓝牙功能，点击查询到的蓝牙设备时，就能获取到该蓝牙的MAC地址，从而实现蓝牙设备之间的连接。

蓝牙设备连接成功后就可以實现发送和接收数据，通过流的方式将数据发送到蓝牙串口模块、STC15单片机在中断服务子程序中读取到完整的数据包后，分离出命令码，根据命令码执行相应的操作，实现对门锁系统的控制或设置。

那么怎样才能利用Android系统客户端实现对门锁的操控呢？先在客户端输入账号和密码，登陆后进入主控界面，点击“手机连接蓝牙门锁”能发现附近的蓝牙设备，继续点击按提示输入蓝牙的配对密码，密码输入正确就可以实现蓝牙模块和手机客户端的连接及数据通讯了。

4 结语

总之，无线智能门锁控制系统替代了钥匙，用远程无线，不接触等方式实现了用智能手机等智能蓝牙设备对门锁的开锁、闭锁、报警提示、参数设置等人机交互操作，系统的安全性用密码验证、数据加密等方式得到进一步保证。随着移动电子科技的发展，这种低成本，高安全，简单使用的智能门锁将会走进千家万户。

参考文献

[1]符锐.基于PIC单片机原理的智能锁开发设计[J].电子技术与软件工程，2015，08：125-126.

[2]常国权，翟雁.基于蓝牙的智能门锁控制系统设计[J].电子产品世界，2015，05：41-44.

[3]苏阳，舒景辰，张志佳. 基于蓝牙的智能门禁控制系统的设计与实现[J].智能计算机与应用，2014，02：75-78+83.

[4]汪忠亮.公寓门锁管理系统的设计与实现[D].北京交通大学，2015.

收稿日期：2016-09-12

作者简介：周少铧（1983—），男，浙江余姚人，本科，工程师，研究方向：电子设计；吕群芳（1983—），女，河北沧州人，大学本科，工程师，研究方向：电

子设计。