具有短信收發(fā)功能的智能電子鎖設(shè)計(jì)

摘要：介紹了臺灣凌陽科技公司的16位單片機(jī)SPCE061A和Siemens公司TC35系列的TC35i。詳細(xì)介紹了TC35i的原理、特性和系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款有短信收發(fā)功能的智能電子鎖。
關(guān)鍵詞：TC35i；SPCE061A；SMSI電子鎖

引言
    防盜鎖已進(jìn)入電子時(shí)代，原有的彈子鎖、將軍鎖將被淘汰，指紋鎖、錄像鎖、密碼鎖相繼進(jìn)入了普通家庭。電子鎖一般是采用電子線路控制，以電磁鐵和鎖體為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)電一體化的保險(xiǎn)裝置。根據(jù)開鎖方式可分為兩大類：帶鑰匙的電子鎖和密碼鎖。本設(shè)計(jì)采用的是帶鑰匙的電子鎖。當(dāng)有人開鎖時(shí)，鎖會自動將開鎖信息發(fā)送至主人的手機(jī)。
    控制器采用的是凌陽公司16位單片機(jī)SPCE061A。它是繼μ’nSP系列產(chǎn)品SPCE500A等之后，凌陽科技推出的又一個(gè)16位結(jié)構(gòu)的微控制器。與SPCE500A不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶較少的資源需求以及便于程序調(diào)試等情況，SPCE061A只內(nèi)嵌32K字的閃存(Flash)。較高的處理速度使μ’nSP能夠非常容易、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。

1 TC35模塊
    TC35模塊是Siemens公司推出的新一代GSM模塊，雙頻(GSM900／GSM1800)，RS232數(shù)據(jù)口，符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊；該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸。
    本設(shè)計(jì)選用的是TC35系列中的TC35i。這是無線模塊，功能上與TC35兼容。
    TC35i有40個(gè)引腳，通過一個(gè)ZIF(Zero InsertionForce)連接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類——電源、數(shù)據(jù)輸入／輸出、SIM卡、音頻接口和控制。

2 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
    設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，有壓力傳感器檢測鎖的壓力信號，并傳給單片機(jī)SPCE061A。單片機(jī)會根據(jù)A／D轉(zhuǎn)換的值的大小來判斷鎖子是否已經(jīng)鎖上或打開，隨后與TC35i通信。若狀態(tài)改變，就及時(shí)通過短信的方式發(fā)給主人。

3 硬件設(shè)計(jì)
3．1 電源模塊
    設(shè)計(jì)的電源輸入是12 V，7806將其轉(zhuǎn)換為6 V，為TC35i的power腳供電。7805將其轉(zhuǎn)換為5 V，為TC35i的VBATT+腳和SPCE061A的VDDH腳供電。LM1117將5 V電壓轉(zhuǎn)換為3．3 V，為SPCE061A的VDD腳供電。電源電路示意圖如圖2所示。

3．2 信號檢測與輸入電路
    信號的檢測采用82系列的壓力傳感器，檢測后通過LM224放大后輸入給單片機(jī)的IOA1口進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，從而判斷鎖的狀態(tài)。其實(shí)際的電路連接如圖3所示。

3．3 串口通信電路
    串口通信電路如圖4所示。MAX232的作用是向單片機(jī)燒程序和測試TC35i。

3．4 RS232的轉(zhuǎn)換插座
    單片機(jī)、TC35i、PC機(jī)兩兩都要通信，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)換插座，實(shí)際連接如圖5所示。當(dāng)引腳1連接引腳6并且引腳2連接引腳5時(shí)，單片機(jī)與PC通信。當(dāng)引腳3連接引腳5，引腳4連接引腳6時(shí)，TC35i與PC機(jī)通信。當(dāng)引腳1連接引腳3并且引腳2連接引腳4時(shí)，單片機(jī)和TC35i通信。

3．5 SPCE061A外圍電路
    SPCE061A外圍電路主要由濾波電路、鎖相環(huán)電路、晶振電路和復(fù)位電路組成，如圖6所示。

4 軟件設(shè)計(jì)
    系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于單片機(jī)的編程。通過向TC35i寫入不同的AT指令，能完成多種功能，如啟動SIM卡、讀取SIM卡上電話號碼、發(fā)送SMS消息、接收SMS消息等。其主程序流程如圖7所示。

結(jié)語
    本文討論了基于GSM網(wǎng)絡(luò)的智能電子鎖的一種設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。通過相關(guān)的仿真和搭建電路板驗(yàn)證，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求。不足之處在于設(shè)計(jì)的體積還較大。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，這方面的不足能得以改善。