基于單片機(jī)的智能遠(yuǎn)程控制電子鎖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

高勝楠 曹俊 王賓凱

摘? ?要：傳統(tǒng)公共教室門鎖需要配備專門人員進(jìn)行開關(guān)門操作，不便于管理。智能遠(yuǎn)程控制電子鎖以單片機(jī)為核心，可利用網(wǎng)絡(luò)控制，通過與手機(jī)監(jiān)控配對(duì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控和控制，對(duì)教室門鎖進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控，檢測(cè)門鎖的狀態(tài)，并可通過密碼利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開門操作，方便公共教室管理，減少不必要的人員工作量。文章對(duì)此展開了分析。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);電路;智能;互聯(lián)網(wǎng)控制

1? ? 設(shè)計(jì)背景

大學(xué)教室的公共使用給教室門的管理帶來了不便，傳統(tǒng)的教室門鎖需要人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解鎖，對(duì)此，本團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)一款智能遠(yuǎn)程控制電子鎖來解決這一問題，通過使用無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)門鎖加以控制，可以方便教室門開、閉情況的管理，學(xué)校就不需要分配相應(yīng)管理人員[1]。

2? ? 設(shè)計(jì)模塊

智能遠(yuǎn)程控制電子鎖的硬件電路分為3個(gè)主要控制模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)、控制電路、互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。智能遠(yuǎn)程電子鎖的功能實(shí)現(xiàn)過程如圖1所示。

2.1? 單片機(jī)模塊

單片機(jī)為電子鎖處理控制中心，根據(jù)相應(yīng)的電路配以對(duì)應(yīng)硬件，實(shí)現(xiàn)密碼的設(shè)置、存儲(chǔ)、識(shí)別功能，通過傳感器來實(shí)現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)的功能[2]。單片機(jī)設(shè)計(jì)模塊如圖2所示。

2.2? 控制電路模塊

單片機(jī)控制傳感器電路設(shè)計(jì)以及與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)系的電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證電路的可行性。

（1）單片機(jī)控制傳感器電路設(shè)計(jì)。通過單片機(jī)與傳感器、報(bào)警器相連，實(shí)現(xiàn)在信號(hào)輸入錯(cuò)誤時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，在輸入信號(hào)正確時(shí)打開門鎖，通過傳感器可以把接收到的修改密碼信號(hào)儲(chǔ)存到單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)密碼的修改。

（2）互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)電路的設(shè)計(jì)。利用WiFi實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)相連，通過手機(jī)終端中的APP實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電子鎖，發(fā)出信號(hào)通過傳感器接收，轉(zhuǎn)換信號(hào)到單片機(jī)，單片機(jī)執(zhí)行開關(guān)命令。

（3）報(bào)警電路的電路與接收電路、單片機(jī)相關(guān)聯(lián)。電子鎖第一次通電之后就會(huì)使報(bào)警電路初始化，此后便進(jìn)入登錄操作。

（4）開鎖電路與單片機(jī)相連接，通過對(duì)單片機(jī)中的芯片編程來實(shí)現(xiàn)開鎖工作[3]。

2.3? 互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控模塊

根據(jù)局域網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能，互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控與單片機(jī)相連，對(duì)電子鎖的使用情況進(jìn)行監(jiān)控，能夠及時(shí)查詢到門鎖的信息并能與手機(jī)監(jiān)控配對(duì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控和控制，主要分為：

（1）用戶使用模塊，用戶通過此模塊設(shè)置密碼和問題，以確保不被他人盜用，同時(shí)以防出現(xiàn)忘記密碼的情況。

（2）客戶端，當(dāng)電子鎖對(duì)用戶操作所發(fā)出的信息作出反應(yīng)時(shí)，負(fù)責(zé)對(duì)服務(wù)端發(fā)來的一些指令進(jìn)行相應(yīng)的操作，比如實(shí)行遠(yuǎn)程控制，允許進(jìn)程進(jìn)行。

（3）后臺(tái)管理模塊，主要記錄用戶的密碼和設(shè)置的問題，可以進(jìn)行用戶信息的修改和刪除。

（4）監(jiān)控反饋模塊，主要顯示電子鎖的狀態(tài)，在此模塊可以看見電子鎖是否已經(jīng)關(guān)上，當(dāng)觸發(fā)警報(bào)時(shí)，此界面會(huì)第一時(shí)間通知用戶[4]。

2.4? WLAN模塊（輔助功能）

設(shè)計(jì)本身的監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)建立在局域網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，局域網(wǎng)針對(duì)的是電腦端用戶，而手機(jī)端用戶可以通過無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks ，WLAN）對(duì)機(jī)器進(jìn)行操作。與此同時(shí)，一個(gè)賬號(hào)也可以進(jìn)行電腦端和手機(jī)端的雙登錄，但WLAN以輔助為主。

2.5? 改進(jìn)方向

軟件包括鍵盤掃描與譯碼程序、LCD顯示程序、通信程序、電磁執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)程序、傳感器接口程序等模塊[5-7]，電子鎖具總流程如圖3所示。

3? ? 系統(tǒng)功能

通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口或者從電腦輸入密碼。密碼初始化成功后，同時(shí)也會(huì)自己設(shè)置一個(gè)問題，并且自己設(shè)置答案，避免忘記密碼而無法修改密碼。用戶開門時(shí)通過手機(jī)登錄的網(wǎng)站輸入正確的密碼，門就會(huì)接收到正確的指令，“滴”一聲后打開;如果密碼錯(cuò)誤會(huì)觸發(fā)報(bào)警電路，錯(cuò)誤次數(shù)超過3次，需要通過回答初始問題重置密碼。

初步設(shè)計(jì)只有單片機(jī)、傳感器接收器、鳴蜂器等，因?yàn)槔檬謾C(jī)沒必要再重復(fù)使用顯示屏，可減少不必要的費(fèi)用。另外，還有修改密碼與重置功能，前提是要輸入原密碼，然后輸入新密碼，再次確認(rèn)，新密碼修改成功。當(dāng)忘記密碼的時(shí)候，可通過回答自己設(shè)置的問題來重置密碼[8-9]。

4? ? 結(jié)語

本設(shè)計(jì)的智能遠(yuǎn)程控制電子鎖在原有智能電子鎖的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控這兩個(gè)特性，方便對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)了解和操作。同時(shí)，手機(jī)中的WLAN功能可以對(duì)其進(jìn)行開鎖、密碼登錄和修改密碼等操作。電腦端或手機(jī)端用戶可以掌握指定區(qū)域內(nèi)電子鎖的工作情況從而進(jìn)行門鎖管理。此外，本設(shè)計(jì)還有自由修改密碼、錯(cuò)誤報(bào)警、電腦手機(jī)用戶雙登錄等功能，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可行性，符合國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)。

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