基于GSM網(wǎng)絡(luò)的遙控密碼鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　摘 要：本文介紹了基于GSM 的單片機(jī)遙控密碼鎖的硬件及程序?qū)崿F(xiàn)流程的具體設(shè)計(jì)，采用AVR 單片機(jī)ATMEGA16 作為控制器，在實(shí)現(xiàn)了電子鎖的密碼鍵盤輸入開(kāi)啟控制，液晶串行顯示，出錯(cuò)聲光報(bào)警基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了通過(guò)串口控制GSM 模塊GTM900B 進(jìn)行短信收發(fā)和撥號(hào)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程開(kāi)啟控制，同時(shí)滿足了多方式，高可靠性，高時(shí)效等要求，為智能家居提供了可靠的方案。

1．引言

　　在日常生活和現(xiàn)代辦公中，住宅與辦公室的安全防范多以加鎖的辦法來(lái)解決。為滿足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性，避免不必要時(shí)的鑰匙外泄。本文從高效以及高實(shí)時(shí)性的角度出發(fā)，出于安全、方便等方面的需要，尤其為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，介紹一種由ATMEGA16編程實(shí)現(xiàn)的控制電路，采用GSM 網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送命令，具有按鍵開(kāi)鎖，撥號(hào)開(kāi)鎖，短信開(kāi)鎖，三種開(kāi)鎖方式；同時(shí)具有聲光報(bào)警等功能，可以在外泄密碼的情況下及時(shí)修改密碼，具有保密性，靈活度高，尤其避免了家庭以及私家車庫(kù)定期清潔時(shí)鑰匙外泄的情況。而短消息SMS[2]作為GSM 網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，具有：永遠(yuǎn)在線；不需撥號(hào)；價(jià)格較便宜；覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，特別適用于小流量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。

2．系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　硬件設(shè)計(jì)時(shí)采用了模塊化思想，將電子鎖終端分成四部分：電源、GSM 短信模塊、人機(jī)界面（包括鍵盤和液晶顯示）和控制模塊。

　　控制模塊使用的單片機(jī)是AVR出產(chǎn)的具有RISC 內(nèi)核的8位低功耗CMOS微處理器
ATMEGA16，它具有如下特點(diǎn)[1]：16KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即
RWW)；512B EEPROM；1KB SRAM；32個(gè)通用I/O口線；32個(gè)通用工作寄存器；3個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T/C)；可編程串行接口；低功耗空閑和掉電方式等。節(jié)省了硬件資源,簡(jiǎn)化了程序代碼。而短信模塊選擇的是華為公司的GSM/GPRS模塊GTM900B；液晶顯示模塊則是選用了JHD162A，可顯示兩行，每行8個(gè)字母。

圖 1 終端硬件結(jié)構(gòu)圖
Figure1 Terminal structure of the system hardware

　　2.1 供電部分硬件設(shè)計(jì)

　　由于 GTM900B[2]的工作電壓范圍是3.3-4.8V，當(dāng)GTM900B 模塊啟動(dòng)后，經(jīng)過(guò)幾秒的延時(shí)，模塊開(kāi)始搜索網(wǎng)絡(luò)，這時(shí)需要超過(guò)2A 的驅(qū)動(dòng)電流（時(shí)間很短微秒級(jí)），如果驅(qū)動(dòng)不足，會(huì)引起模塊的突然掉電；為了更好的給單片機(jī)和通信模塊供電，選擇寬輸入DC-DC 模塊PS12W24DC5D，輸出電壓穩(wěn)定在5V 左右，最大提供電流為2.4A，只要加一個(gè)二極管降壓就可以得到滿足通訊模塊要求的電壓輸出，可以避免當(dāng)模塊搜索網(wǎng)絡(luò)時(shí)驅(qū)動(dòng)電流不足的問(wèn)題。并且在電壓輸出端并聯(lián)一個(gè)大電容1000uF，起蓄流的作用，也能起到提高驅(qū)動(dòng)電流的作用，解決了驅(qū)動(dòng)不足時(shí)掉電的問(wèn)題。

圖 2 單片機(jī)與通訊模塊的供電部分設(shè)計(jì)
Figure2 External power design of ATMEGA16 and communications module

　　2.2 通信模塊的外圍設(shè)計(jì)