智能藍(lán)牙鎖

王鮮芳　杜志勇

藍(lán)牙技術(shù)是一種短距離、低成本的無線連接技術(shù)，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)語音和數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)拈_放性接口系統(tǒng)。藍(lán)牙設(shè)備工作在2.4GHz的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻段上，而這一頻段不需要申請就可以使用。通過藍(lán)牙技術(shù)不僅能有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦和移動電話、手機(jī)等移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能成功地簡化以上電子設(shè)備與因特網(wǎng)之間的鏈接，從而使這些現(xiàn)代通信設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效。藍(lán)牙鎖主要用于實時監(jiān)測裝有要害數(shù)據(jù)電子設(shè)備（如數(shù)據(jù)庫裝置）和各種信息安全控制設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常，是否被人移動、攻擊等。本系統(tǒng)具有以下主要功能：1、能嵌入被監(jiān)控的系統(tǒng)中；2、當(dāng)系統(tǒng)遭受攻擊或被人移動時，能通知監(jiān)控中心，并發(fā)出銷毀要害信息模塊的命令；3、及時向監(jiān)控中心通報有效信息和控制狀態(tài)；4、對監(jiān)控對象有身份識別的能力；5、對監(jiān)控目標(biāo)工作狀態(tài)進(jìn)行密文查詢等；6、采用全雙工的通信方式。

設(shè)計方案

智能藍(lán)牙鎖是采用藍(lán)牙技術(shù)實現(xiàn)對機(jī)要物品的實時監(jiān)控，系統(tǒng)的總體設(shè)計思想是將藍(lán)牙鎖分為鎖A與鎖B兩部分，鎖A由機(jī)要物品攜帶，鎖B負(fù)責(zé)A端與監(jiān)控中心的聯(lián)系，監(jiān)控中心對由鎖B傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加以分析，當(dāng)檢測到A端有意外時，產(chǎn)生報警信號。考慮到被監(jiān)控點(diǎn)A到監(jiān)控中心的距離問題，被監(jiān)控點(diǎn)與中間節(jié)點(diǎn)之間采用藍(lán)牙通信，中間節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控中心之間通過Modem連接，從而實現(xiàn)被監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心的信息傳輸。智能藍(lán)牙鎖由藍(lán)牙模塊、微處理器以及監(jiān)控中心組成。其總體設(shè)計框圖如圖1所示。

A端A端由藍(lán)牙芯片與微控制器組成，在實際應(yīng)用中需與被控對象合為一體。藍(lán)牙芯片采用ERICSSONROK 101b，微控制器采用Intel 公司的AT89C4051。A端內(nèi)部采用電池供電，并提供穩(wěn)壓電源插口，可采用電池與電源兩種供電模式。A端還提供RS232口與鍵盤接口，RS232口用于與藍(lán)牙芯片的外部連接，鍵盤接口提供外部鍵盤的接入，輸入物品的鑒權(quán)密碼。在A端的面板上安裝有4個指示燈，分別用于指示輸入密碼準(zhǔn)備好、密碼已接收、工作正常、異常告警四種情況。

A端實現(xiàn)的功能是：與監(jiān)控中心雙向交換資料，指示正常工作狀態(tài)；提供8位密碼輸入，傳輸至監(jiān)控中心，并從監(jiān)控中心接收鑒權(quán)結(jié)果；接收監(jiān)控中心指示，提供本地報警信號輸出與解除。

微控制器AT89C4051芯片端口定義如附表所示。

監(jiān)控中心 監(jiān)控中心由PC機(jī)和藍(lán)牙模塊B組成，PC機(jī)完成數(shù)據(jù)的處理與分析，藍(lán)牙模塊B完成數(shù)據(jù)的無線傳輸。藍(lán)牙鎖B與遠(yuǎn)端監(jiān)控中心的接口需要兩個RS-232串行接口，可選用帶兩個串口的DS80C321芯片（也屬于51系列，可與A端的AT89C4051芯片共用開發(fā)工具），從而可以很方便地實現(xiàn)藍(lán)牙模塊B與監(jiān)控中心之間的全雙工數(shù)據(jù)控制。藍(lán)牙鎖B的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

軟件設(shè)計

MCS-51系列單片機(jī)AT89C4051采用C語言高級程序設(shè)計語言編寫的程序很簡易、高效。

A端工作過程：

1.上電，循環(huán)檢測鍵盤是否按下F1，如按下F1，ALARM燈亮，進(jìn)行自身初始化，等待連接，監(jiān)控中心發(fā)送create connect命令后，A端接收到connect complete event，連接過程結(jié)束。當(dāng)連接正常建立進(jìn)入工作狀態(tài)，ALARM燈滅，NORMAL指示燈亮。

2.循環(huán)監(jiān)測監(jiān)控中心是否發(fā)送報警指示、解除報警指示或被動斷開連接。接收到報警指示，NORMAL與ALARM指示燈亮，接收到解除報警指示，ALARM燈滅。接收到被動斷開連接，所有指示燈滅，回到步驟1。

3.上述三項都未檢測到，循環(huán)檢測鍵盤是否有輸入，如按下F2，進(jìn)入步驟4，如按下F3，進(jìn)入步驟5。

4.密碼接收與發(fā)送模塊，鍵盤口接收到F2按下，發(fā)送密碼輸入請求，直到接收到監(jiān)控中心發(fā)送的確認(rèn)指示，password燈亮，提示輸入密碼(0~8位)，檢測到# 按下，發(fā)送密碼，password 燈滅，等待監(jiān)控中心返回鑒權(quán)結(jié)果，錯誤則password亮，提示再次輸入密碼，三次密碼錯，產(chǎn)生報警。鑒權(quán)結(jié)果正確，監(jiān)控中心斷開連接，a端等待被動斷開連接?；氐讲襟E1。

5.密碼修改，鍵盤口接收到F3按下，發(fā)送密碼修改請求，直到接收到監(jiān)控中心發(fā)送的確認(rèn)指示，password燈亮，提示輸入密碼(0~8位)，檢測到# 按下，發(fā)送密碼，password 燈滅，等待監(jiān)控中心返回鑒權(quán)結(jié)果，錯誤則password亮，提示再次輸入密碼，三次密碼錯，產(chǎn)生報警。鑒權(quán)結(jié)果正確，password亮，提示輸入新密碼兩遍，在檢測到兩遍新密碼相同后發(fā)送，等待監(jiān)控中心返回密碼修改確認(rèn)信息?；氐讲襟E2。

監(jiān)控中心工作過程監(jiān)控中心功能完全在PC機(jī)上實現(xiàn)，主要包括建立兩個藍(lán)牙模塊間連接；進(jìn)行密碼鑒權(quán)和修改密碼的相關(guān)處理；實時監(jiān)控藍(lán)牙模塊的接收功率以及實時地在用戶接口顯示三部分的內(nèi)容。這三部分分別是由三個線程實現(xiàn)的，并且都涉及到另外一個接收本端藍(lán)牙模塊傳到PC的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析處理的接收線程。

監(jiān)控中心存儲原始密碼，如接收到A端的密碼請求，則發(fā)送輸入密碼的請求，并準(zhǔn)備接收密碼，接收到密碼，對密碼進(jìn)行核對，并返回A端核對結(jié)果。如果鑒權(quán)正確，解除監(jiān)控，并發(fā)送解除監(jiān)控指示，如果三次鑒權(quán)錯誤，則報警。

接收到密碼修改請求，則發(fā)送輸入原密碼及新密碼的請求，準(zhǔn)備接收密碼，接收到正確的原密碼，則接受新密碼，并對原有密碼進(jìn)行修改。

系統(tǒng)報警時，發(fā)送給A端報警指示，如解除報警，發(fā)送給A端解除報警指示。

結(jié)束語

目前，該產(chǎn)品已研制成功并在有關(guān)單位投入使用，特別是一些機(jī)要部門、軍事部門、金融部門、文物部門的計算機(jī)管理系統(tǒng)應(yīng)用了該產(chǎn)品后，其性能穩(wěn)定，應(yīng)用效果良好。智能藍(lán)牙鎖的研制與開發(fā)，為藍(lán)牙技術(shù)在電子信息化產(chǎn)品中的應(yīng)用進(jìn)行了有益的探索和嘗試，將更進(jìn)一步推動藍(lán)牙技術(shù)的廣泛應(yīng)用。