科技论坛一种基于STC89C52单片机的蓝牙电子门锁设计吴玉文雷洁魏海峰（江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江212003）1蓝牙电子锁的总体设计无线蓝牙智能锁控制系统主要由门锁控制模块和智能移动设备应用程序两部分构成。门锁控制模块由STC89C52RC单片机、蓝牙串口模块、继电器、步进电机、步进电机驱动模块、蜂鸣器、LED灯等模块组成。实现过程：蓝牙串口模块的广播载体是从模块，等待智能设备运用其设定的程序对信号进行扫描，然后配对地址，最后验证密码，完成密码验证后，双方以3DES加密方式实现数据传输。蓝牙传输的数据通过STC89C52单片机进行解密，一旦接受的命令合法，单片机就会启动相对应的程序，通过控制器来实现点击的不同方向转动，这样就能够完成门锁的关闭和开启动作指令，然后，通过电流传感器以及限位开关的监控功能，确保系统和设备的安全与稳定。此外，还设计的一个复位按键。LED灯和蜂鸣器的主要所用就是报警和体制，门的正常关闭动作由霍尔开关实现。智能移动设备蓝牙应用程序主要完成蓝牙的地址配对、密码验证、数据加密、解密、开锁、报警等操作，是实现人机交互的重要方法。2系统硬件设计2.1系统主控电路接口设计由于经济成本以及设备性能等方面的原因，本设计的主控芯片采用是宏晶科技公司给出的抗干扰PDIP封装STC89C52RC单片机，其指令代码与8051单片机具有非常良好的兼容性，而且，并且12时钟/机器周期和6时钟/机器周期的选择也非常随意，用户应用程序空间为8K字节，单片机上集成512字节RAM，通用I/O口32个。该单片机内部具有EEPROM功能，能够对系统的密码，设置参数以及配对成功的地址进行存储，并不需要增加另外的存储器。STC89C52单片机具有其自带的12位高精度A/D转换器能够实现采集电流传感信号VOUT、能够实现对功能的转换，通过比较设定好的电流阀值，能够保证系统的稳定和电机的使用安全。由于有限位开关的存在，能够对门锁的指令执行情况进行检测，如果STC15单片机检测到P2.4或P2.5为低电平，则表示锁闩运行到位，并且对电机进行停止操作，这样就能够对其进行很好的保护。U7属于霍尔开关传感器，一旦没有关好门，它就会运用高电平信号向单片机报警，这时候单片机则对蜂鸣器进行控制，并且有报警提示出现。2.2蓝牙模块该系统所采用的蓝牙串口模块型号为BT-HC05，BT-HC05属于尺寸比较小的蓝牙串口模块，TTL电平，兼容3.3V/5V单片机，通讯距离10米。其成本较低，体积小，而且具有比较灵敏的收发功能，专门运用于嵌入式职能无线数据，只需要增加少数的其他原件，其功能就会非常强大。蓝牙模块的EN端连接于单片机的P3.4，当处于高电平时有效；模块工作电压为3.3V～5V；通过STC89C52单片机的串口向蓝牙模块发送AT指令，这样就能够帮助蓝牙串行数据，这样就能够实现数据的无线传输；蓝牙串口模块的STATE端口和单片机的P3.2相连接，单片机可以对该端口进行检测，这样就能够对蓝牙的基本工作模块进行了解，P3.2端口处于高电平状态的时候，则说明蓝牙成功连接。2.3步进电机及其驱动模块的电路本设计采用步进电机驱动模块，进行对电机的控制。模块采用ULN2003APG芯片,驱动电机模块的IN2端口和STC89C52的P1.2相连接，IN3端口和P1.3相连，IN4端口和P1.4相连。设计采用28BYJ-48型四相八拍步进电机，电压为直流5~12V。执行元件最主要的就是步进电机，属于机电一体化产品的主要代表。如果对步进电机给出一系列不间断信号，电机就可以不间断运行。每一个信号与步进电机的移动角度相对应。如果通电状态循环完成，转子就会转动一整个齿距。系统可以通过控制脉冲来对角位移量进行控制，这样就能够实现更加准确地定位，并且，可以改变脉冲的频率来实现对电机的加速度和速度进行调节。3系统软件设计程序编写采用基于谷歌Simple语言的易安卓v4.9软件。在编写程序中，主程序的功能是发送各个指令的代码，代码由蓝牙传输到单片机上的蓝牙模块，根据代码的不同，实现不同的功能。其主程序流程图如图1所示。图1主程序流程图4实验过程及结果分析4.1实验过程单片机接通+5v电源开始工作，手机打开APP搜索蓝牙模块发出的蓝牙信号后输入密码进行蓝牙连接。连接成功，点击APP上左上角开锁图标，电机反转实现开门过程；点击右上角关锁图标，点击正转实现关门过程；若电动机在没有接到指令的情况下运作，蜂鸣器工作实现报警，点击右下角图标解除警报。4.2实验波形图2仿真波形一图3仿真波形二图2触发脉冲波形和电机接收信号的波形波形二完成一个整周期的波形测试，蓝色线高电平代表电机转动，由黄色线触发信号触发启动。图3周期放大。黄色线为触发信号，由手机APP发出，经过蓝牙模块接收，经过单片机向驱动电机模块发出信号，带动电机转动。蓝色线为驱动电机接收信号。其中由一定的延迟。本文设计了一种无线蓝牙智能电子门锁控制系统，经过实验证明，该系统安全可靠、用户操作便捷，达到了实际使用要求。参考文献[1]向亮,左新玉,从延奇.蓝牙锁的研究和开发[J].应用科技,2001:09-11.[2]王鲜芳,杜志勇.智能蓝牙锁[J].电子世界,2004(02):6-10.摘要：本文采用STC89C52单片机设计了一种无线蓝牙智能电子门锁控制系统，该系统能够实现与智能手机的人机交互功能，并且还可以对门锁进行报警、闭锁和开锁等指令，同时，运用密码验证的方式确保系统的安全性。实验证明，该蓝牙电子门锁安全可靠、用户操作便捷，达到了实际使用要求。关键词：单片机；蓝牙电子锁；蓝牙模块；步进电机基金项目：江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目（201510289075X），江苏科技大学本科生创新计划资助项目。74··