吳會青 李華東 朱梅梅

摘要：本文設(shè)計了一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能鎖，它可以實現(xiàn)通過無線網(wǎng)絡(luò)將鎖的狀態(tài)實時顯示在手機上，本文采用的是CC2530芯片，詳細(xì)介紹了智能鎖硬件系統(tǒng)的設(shè)計，包括電源電路和各部分功能電路等。

關(guān)鍵詞：智能鎖；CC2530；硬件

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）09-0265-02

1 引言

隨著社會的發(fā)展，人們的生活條件日益提高，人們對生活的追求已經(jīng)不僅僅是溫飽問題，再加上現(xiàn)在盜竊等犯罪案件頻發(fā)，家居安全問題引起了人們的重視。傳統(tǒng)的機械鎖構(gòu)造太簡單，早已不能滿足人們對于家居安全的需求。目前市面上流行的電子鎖有磁卡感應(yīng)鎖、密碼鎖、指紋鎖等，磁卡感應(yīng)鎖開門主要是通過磁卡來接通電源，從而完成鎖舌的伸縮，最終實現(xiàn)開關(guān)門的效果；密碼鎖開啟時用的是一系列的數(shù)字或符號，密碼鎖的密碼通常都只是排列而非真正的組合；指紋鎖是一種以人體手指部位的指紋為識別載體和手段的智能鎖具。這些電子鎖相比于傳統(tǒng)的機械鎖來說，安全性提高了很多，但是依然不能滿足家居的安全性。本文提出了一種可以基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能鎖設(shè)計系統(tǒng)，只要有網(wǎng)絡(luò)，它就可以實現(xiàn)將家居鎖的實時狀態(tài)上報到自己的手機上，人們可以實時的掌握自家鎖的狀態(tài)，保證了家居的絕對安全。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計

如圖1所示，為本文基于ZigBee的智能鎖的硬件系統(tǒng)的整體設(shè)計框圖[1]，該系統(tǒng)通過USB供電，主要有CC2530、霍爾傳感器、按鍵、電機控制和程序調(diào)試下載電路組成。

3 各功能電路設(shè)計

3.1 CC2530電路

如圖2所示，為本設(shè)計的CC2530電路。本設(shè)計采用的是CC2530芯片[2]，該芯片是一款低功耗的2.4GHz IEEE 802.15.4和ZigBee應(yīng)用的片上系統(tǒng)解決方案。它具有2.4GHz IEEE 802.15.4的RF收發(fā)器，采用QFN40封裝，具有低功耗模式，采用8051微控制器內(nèi)核，具有足夠的外設(shè)接口。該電路采用的RF天線為ANT-2.4G，晶振采用的是32MHz和32.768kHz。

3.2 電源電路

如圖3所示，為本設(shè)計的電源電路。電源電路采用USB接口供電，通過DC/DC轉(zhuǎn)換芯片將USB接口的5V電源轉(zhuǎn)換成3V電源。

為了檢測CC2530芯片電源是否正常，設(shè)計了如圖4所示的電源指示燈電路，當(dāng)電源正常輸入時，指示燈亮，當(dāng)電源輸入錯誤時，指示燈不亮。因此當(dāng)電源出現(xiàn)錯誤時，也可以更直觀更快捷的查出錯誤。

3.3 調(diào)試下載接口電路

如圖5所示，為本設(shè)計的調(diào)試下載電路，該電路用于程序的下載及調(diào)試[3]，同時本設(shè)計將系統(tǒng)重啟信號也引到該接口電路上，智能通過程序設(shè)定進(jìn)行系統(tǒng)的重啟。

3.4 霍爾傳感器電路

為了檢測電機在轉(zhuǎn)動的過程中是否已經(jīng)達(dá)到了開鎖的效果，設(shè)計了如圖6霍爾傳感器電路，用于檢測鎖轉(zhuǎn)動的角度。本設(shè)計采用4個HEX-13霍爾傳感器，分別放在鎖芯板的十字腳上，每經(jīng)過一個霍爾傳感器，表示鎖轉(zhuǎn)動了90°。

3.5電機控制電路

如圖7所示，為電機控制電路。本設(shè)計通過CC2530芯片控制三極管的導(dǎo)通與截止輸出高低電平來控制電機的轉(zhuǎn)動與停止。

3.6 按鍵電路

為了防止軟件出現(xiàn)故障的時候，鎖無法打開，所以設(shè)計了如圖8所示的按鍵電路，當(dāng)按鍵按下的時候，發(fā)生開門動作。按鍵采用的是4管腳2位的KAN0541按鍵。

4 系統(tǒng)測試

本設(shè)計測試方法是在手機上安裝相應(yīng)軟件：

① 檢測是否能通過手機控制鎖的開啟與閉合；

② 檢測鎖的開啟與閉合狀態(tài)是否能實時顯示在手機上；

③ 檢測霍爾傳感器是否正常；

④ 檢測按鍵是否正常。

5 結(jié)束語

本文詳細(xì)地介紹了基于ZigBee的智能鎖的硬件設(shè)計電路，實現(xiàn)了用手機實時監(jiān)控鎖的狀態(tài)，保證了家居的安全。后期我們也可以將其他家居產(chǎn)品智能化，實現(xiàn)家居系統(tǒng)的整體控制。

參考文獻(xiàn)：

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