基于物联网智能门锁系统的设计与开发

赵志忠

摘 要 我国物联网技术发展速度很快，为满足人们对防盗安全的需要，门锁系统设计与开发行业开始尝试利用物联网技术实现门锁系统的智能化。传统的门锁仅有锁孔与钥匙组成，很容易就会被破坏，人民的生命财产安全无法得到保障，安全性较低。为解决这一难题，门锁设计与开发行业开始借助尖端技术努力从结构、硬件、软件方面提升门锁性能，真正实现门锁的智能化。以物联网为基础设计的门锁系统具有根据指令完成开关门工作、锁定错误密码等功能，这些功能大大提升了门锁的安全系数。

关键词 物联网;门锁;智能;系统;设计

因传统门锁易被破坏而造成的安全事故屡屡发生，为保证自身安全，很多人开始尝试使用以物联网为基础设计和开发的门锁系统。物联网更像是互联网的延伸与拓展，因其结合了传感技术，所以在智能家居等行业中应用十分广泛。以该技术为基础进行设计的系统与软件使得用户不用在家就能夠对家中设备进行操作。基于物联网设计和开发的智能门锁系统充分利用了多种先进技术，一旦密码输入出现问题便可及时锁定、能够根据用户指令执行开关门操作等功能大大方便了人们的生活。

1基于物联网智能门锁系统设计开发的思路与目标

利用物联网开展门锁设计与开发工作是为了提高门锁的安全系数，并令用户感到舒适。人们经济能力不断提升，生活要求也越来越高，越来越多的人开始重视居住的安全性，显然传统的仅靠钥匙与锁孔组成的门锁系统很难满足当下人们对居住安全的重视程度。传统门锁装置构成简单，很容易被破坏。而以物联网智能技术为基础设计的家居系统构造复杂，安全系数大大增加，可以给予人们充分的安全感，尤其是智能门锁等系统使用频率逐渐提高[1]。基于物联网智能技术设计的各项系统大大方便了人们的生活。基于物联网智能门锁系统设计和开发思路主要包括四个环节：用户开锁时需要用密码或指纹;如果是外来者试图闯入门锁系统将会自动锁定并在第一时间向用户发送报警信号;即便不在家中用户也可控制开关门;一旦发生火灾温度升高系统不仅会发送强力报警信号还会自动打开门锁。

2物联网下的智能门锁系统设计与开发内容

2.1 开锁结构设计

智能门锁的结构设计主要部分就是开锁结构的设计，根据市面锁体、锁芯结构的不同智能门锁采用的开锁结构主要分两种：一种是全自动开锁，电机直接驱动锁芯开锁，这种方式不需要更换锁体，只需要更换专用锁芯就可以;另一种是半自动开锁，也就是开门把手的离合机构，电机驱动离合器闭合，按压把手来完成开锁。

半自动开锁的离合机构分为前置离合和中置离合，前置离合就是锁外面板把手的离合，通过电机闭合信号推动把手转盘上的离合锁销，实现把手的按压开锁：中置离合则是门内电子锁体的离合，需要门锁与锁体电机线相连，通过门锁给锁体电机开锁信号，电机驱动离合器闭合，实现把手按压开锁。所以前置离合结构不需要换锁体，中置离合则需要换电子锁体。

2.2 系统硬件

第一蓝牙解锁模块，该模块主要作用在于可以第一时间向用户传递门锁开关状态的信息，该模块以单片机电路组成的HC-06电路为工作核心，除此以外，好包括电磁继电器电路以及HC-06外围电路。

第二密码解锁模块，该模块主要在用户设置或更改密码时会发挥作用，在密码频繁输错时还会自动锁定并且第一时间向用户传达报警信号，密码解锁模块在整个智能门锁控制系统中占据着重要地位。单片机会在用户输入密码时时将正在输入的密码与过去的密码进行比对，在比对结果一致后单片机电路便会放松引脚从而传送低电平，继电器吸合后门锁就会摊开。反之若是密码屡次输错，就会触发报警电路，在输入密码的次数达到一定次数后，系统会主动锁定。

第三是SIM900A模块，这一模块在保证门锁系统安全性方面发挥积极作用。一旦门锁打开便会第一时间向用户设备发送信息，大大降低因密码泄露造成的经济损失等风险。通知用户的方式包括语音与短信提醒这两种形式。这一设计不会耗费太大电能，符合可持续发展观念。一旦门锁系统出现问题，该模块上的两个显示灯会发生变化。

除以上几种系统，还包括向客户显示密码的液晶显示器以及控制输出电平高低的单片机控制电路。

2.3 设备软件设计与组成

门锁的网络终端是借助用户手机上的蓝牙系统完成信息展示。用户将手机与门锁绑在一起，手机软件是帮助用户完成设备系统的登记与个人信息的登录，所以智能门锁系统的开发指的就是手机APP的开发[2]。

首先APP应具有连接门锁设备及完善的门锁功能使用模块、扫描、监听、连接等功能。通过手机APP，完成连接后，用户需要扫描设备，做好设备信息的配对。监听功能是为了设备在未连接的状态下，用户所有的连接请求都能被及时接受。连接成功后，监听功能自动取消。连接功能与监听功能相对应，完成连接工作后，蓝牙可见状态会隐藏起来。反之显示屏会显示连接失败，蓝牙自动关闭，监听功能发挥工作。

其次是软件的使用方法，软件主要包括用户登录、设备管理两项操作。手机APP会自动审核密码与设置密码是否相同，如果不同，用户便不能进入管理系统。设备管理环节中一旦用户完成登录并能顺利使用管理系统后，蓝牙会发送提示，若是用户拒绝，系统便会自动关闭。连接蓝牙，浏览主界面，包含连接、打开还有关闭三个按键。在连接成功后，用户可随意对门锁系统进行开关等操作。

最后则是软件的安全性。只有门锁使用者才可使用该软件，并且在同一时间该门锁只能和一部手机的蓝牙完成对接。只有在系统与设备顺利对接后用户才可控制门锁。应在门锁键盘上设置干扰建，若出现蛮力破锁的情况系统会传递剧烈警报并第一时间向用户传递信息。

3结束语

物联网下的智能门锁系统运用了多种新型技术，不仅操作更加方便，安全性也大大提升。智能门锁具备的安全性、时尚性等特点将使其逐渐代替传统门锁成为人们家居设备的重要组成。

参考文献

[1] 赵一. 面向智能门锁的物联网中间件的设计与实现[D]杭州：杭州电子科技大学，2019.

[2] 朱翔宇.基于IEEE802.11标准的智能门锁系统研究[D].西安：西安电子科技大学，2018.