李雪山，何鵬舉

（西北工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，西安 710072）

李雪山（本科生），主要研究方向?yàn)閮x器儀表；何鵬舉（副教授），主要研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)化控制。

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(huì)自動(dòng)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(chǔ)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(hào)。

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(jí)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 Insertion Force）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(cè)鎖的壓力信號(hào)，并傳給單片機(jī)SPCE061A。單片機(jī)會(huì)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。

圖1 設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)

3 硬件設(shè)計(jì)

3.1 電源模塊

設(shè)計(jì)的電源輸入是12V，7806將其轉(zhuǎn)換為6V，為TC35i的power腳供電。7805將其轉(zhuǎn)換為5V，為TC35i的VBATT＋腳和SPCE061A的VDDH腳供電。LM1117將5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V，為SPCE061A的VDD腳供電。電源電路示意圖如圖2所示。

圖2 電源電路示意圖

3.2 信號(hào)檢測(cè)與輸入電路

信號(hào)的檢測(cè)采用82系列的壓力傳感器，檢測(cè)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。

圖3 信號(hào)檢測(cè)與輸入電路

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(cè)試TC35i。

圖4 串口通信電路

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。

圖5 RS232轉(zhuǎn)換插座

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。

圖6 單片機(jī)外圍電路

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(dòng)SIM卡、讀取SIM卡上電話號(hào)碼、發(fā)送SMS消息、接收SMS消息等。其主程序流程如圖7所示。

圖7 主程序流程

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。

編者注：本文為期刊縮略版，全文見本刊網(wǎng)站www.mesnet.com.cn。

［1］凌陽科技.凌陽16位單片機(jī)開發(fā)實(shí)例［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

［2］李曉白，等.凌陽16位單片機(jī)C語言開發(fā)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

［3］凌陽科技.跟我學(xué)SPCE061A單片機(jī)［OL］.［2011－05］.www.unsp.com.cn.

［4］Siemens.SIEMENS TC3x接口描述，2002.

［5］Siemens.GSM 模塊TC35i，2003.