摘 要：系統(tǒng)主要由GSM模塊TC35i、AT89S52單片機、外部程序存儲器W29C011A、外部數(shù)據(jù)存儲器24C02、LCD、報警電路等構(gòu)成。當用戶通過獨立式鍵盤輸入密碼時，如果三次輸入密碼不正確，電路就會發(fā)出報警聲，并且每次輸入密碼都會通過短信的形式向用戶手機實施報警，從而達到遠程監(jiān)控的目的。

關(guān)鍵詞：GSM模塊；設(shè)計方案；系統(tǒng)硬件；核心器件

隨著社會物質(zhì)財富的日益增長，安全防盜已成為社會問題。目前，電子密碼防盜鎖用密碼代替鑰匙，從根本上解決了普通門鎖保密性差的缺點。新穎的多功能電子鎖，集電子鎖、防盜報警器等功能于一身，而且還具有定時器呼喚，斷電自動報知，顯示屋內(nèi)有無人和自動留言等諸多附加功能。多功能電子密碼鎖以其新穎的功能，低廉的價格，必將受到廣大使用者的歡迎。本設(shè)計的電子密碼防盜鎖利用串行E2PROM存儲器，將設(shè)置的密碼存入E2PROM中，從而克服了舊式電子密碼鎖電路斷電后所設(shè)置密碼丟失的缺點。另外，該鎖還具有報警等輔助功能，是典型的機電一體化產(chǎn)品。

一、本設(shè)計所要實現(xiàn)的目標

本設(shè)計采用單片機作為主控制器，當電路通電后，單片機首先檢測外部數(shù)據(jù)存儲器24C02芯片是否存有密碼，如果沒有的話，則把初始密碼“123”存入外部數(shù)據(jù)存儲器，再檢測外部數(shù)據(jù)存儲器是否鍵入手機號碼，如果沒有，則提示用戶輸入目標手機號碼。檢測完密碼和手機號碼后單片機就開始檢測模塊。首先檢測GSM模塊是否上電，待GSM模塊上電后檢測模塊是否插入SIM卡，并發(fā)送字符格式命令，設(shè)置TE字符格式為UCS2格式。檢測完畢后，模塊自動向目標手機發(fā)送“模塊已上線！”的短信內(nèi)容，告知用戶系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)。信息發(fā)送完后，系統(tǒng)進入授權(quán)碼輸入狀態(tài)，液晶顯示“請輸入授權(quán)碼！”提示我們輸入授權(quán)碼。為了提高安全性，系統(tǒng)授權(quán)碼的輸入并不是簡單的數(shù)字輸入，而是漢字、數(shù)字、字母、標點符號結(jié)合的輸入，打破了傳統(tǒng)的密碼設(shè)計輸入，提高了安全性。當系統(tǒng)工作時，用戶通過按鍵輸入授權(quán)碼，按下“確認”鍵后，單片機將輸入密碼與設(shè)定密碼進行比較，若密碼不正確，則向目標手機號發(fā)短信，提醒用戶。若用戶同意授權(quán)，則系統(tǒng)發(fā)出開鎖信號，將鎖打開；若密碼不正確，系統(tǒng)就提示用戶，要求重新輸入。重新輸入次數(shù)不能超過3次，若3次輸入都不正確，則發(fā)出報警信號，并且每次輸入都會通過短信的形式向用戶手機實施報警。鎖打開后可通過按下“修改/重置”功能鍵，重新設(shè)置新密碼或目標手機號，但必須經(jīng)過授權(quán)才可修改。

二、總體設(shè)計方案

本系統(tǒng)采用以51單片機為核心的控制方案，利用單片機靈活的編程設(shè)計和豐富的I/O端口，及其控制的準確性，不但能實現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加聲光提示功能甚至還能添加掉電存儲和遙控控制功能等，能在很大程度上擴展功能，方便對系統(tǒng)進行升級。主要由單片機控制電路為核心，包括液晶顯示電路、I2C（即斷電不掉密碼集成塊）、TC35i模塊、獨立式鍵盤、光敏二極管控制電路、電源電路、功放電路等部分的設(shè)計。電子密碼鎖的設(shè)計主要是要通過獨立式鍵盤輸入密碼，經(jīng)過單片機以及一些外圍電路對鍵盤輸入的鍵碼信號進行加密、識別處理，再與內(nèi)部預(yù)定的密碼進行對比判斷，若密碼不相符就發(fā)出聲光報警。

三、系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)硬件的設(shè)計主要就是電路的功能單元設(shè)計以及選擇電子元件，主要有開鎖機構(gòu)電路設(shè)計、按鍵電路設(shè)計、密碼鎖的電源電路設(shè)計、掉電存儲系統(tǒng)電路設(shè)計以及總體電路圖的設(shè)計，這些電路圖的設(shè)計主要是應(yīng)用所學過的Protel軟件，根據(jù)設(shè)計方案畫出實際電路圖，再通過調(diào)試、檢測電路是否可行方可使用。

四、系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計主要就是對51單片機的使用，了解51單片機的基本特點，根據(jù)電路圖對電子密碼鎖要實現(xiàn)的功能進行編程，只有在程序編好的情況下，51單片機核心才能夠?qū)τ布M行控制，所以說只有設(shè)計好了系統(tǒng)軟件，也就是整個電子密碼鎖的核心系統(tǒng)，整個系統(tǒng)才可以使用，軟件設(shè)計是基礎(chǔ)也是根本。

五、核心器件的介紹

1.芯片ATMEL89S52的介紹：

AT89S52單片機是美國ATMEL公司的，它與Intel公司MCS-51系列單片機兼容，采用CMOS工藝制造，節(jié)電性能好。AT89S52提供了以下的標準功能：片內(nèi)含8KB字節(jié)的可重編程閃速存儲器E2PROM和256字節(jié)的內(nèi)部RAM、32位I/O引線、3個16位定時器/計數(shù)器、1個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)、1個全雙工串行口、1個精密模擬比較器以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。另外還具有低功耗空載的特點和掉電保存方式供選用。20腳雙列直插封裝也能達到體積的要求，是對嵌入式控制應(yīng)用提供的一個高度靈活和成本低的解決方案?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計充分利用了AT89C2051的上述優(yōu)點和功能，加以必要的輔助硬件電路。

2.GSM模塊介紹

目前，在遠程監(jiān)控領(lǐng)域，SMS是廣泛采用的通信方式，其作為GSM網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)，得到越來越多的系統(tǒng)運營商和開發(fā)商的重視。基于SMS業(yè)務(wù)可開發(fā)出多種極具發(fā)展前景的應(yīng)用。本設(shè)計采用的是西門子TC35系列的TC35i。這種無線模塊在功能上與TC35i兼容，設(shè)計緊湊，大大縮小了電路的體積。

3.外部程序存儲器W29C011

W29C011A是臺灣Winbond公司生產(chǎn)的128k×8bitsCMOS閃速存儲器芯片，共有32個引腳，有DIP、SOP、PLCC 3種封裝結(jié)構(gòu)。該芯片在5V電源的系統(tǒng)中可以在線編程和擦除，不需要外加專門的編程電壓，讀寫操作方便。

參考文獻：

[1]劉志平.電子密碼鎖.投資指南，2006（16）：55.

[2]李明喜.新型電子密碼鎖的設(shè)計.機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2004，17（3）：40.

[3]王寬仁.可靠安全的智能密碼鎖.電子技術(shù)應(yīng)用，2005（16）：33.

[4]謝自美.電子線路設(shè)計·實驗·測試.1版.北京航空航天大學出版社，1994：98-104.

[5]胡學海.單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.電子工業(yè)出版社，2005-08.

編輯 楊兆東