一种利用低功耗蓝牙进行远程控制的智能锁系统的制作方法

本实用新型属于信息技术领域，涉及一种基于CDMA移动通信网络的智能锁控制系统，主要应用于现代家庭、通信机房、企事业单位办公室等场合，具有开锁方便、陌生人进入告警以及各种告警等功能，是智慧小区的核心部件，市场前景广阔。

背景技术：

目前，物联网技术在智慧小区的建设中得到普及，将物联网技术应用到智能锁上面将成为可能，人们在日常的生活与工作中，需要开各种门锁，众多的机械钥匙成了累缀，如果外出而客人来访或忘带钥匙，开门将会变得十分麻烦。现在手机已经成了人们生活中不可或缺的物品，习惯随身携带，利用移动网络，通过手机开锁将会大大简化人们的开锁程序，而且可以进行远程开锁，并兼有常见家庭安防的告警如红外、煤气、漏水、烟雾等，家有安防告警时，可以即时通知主人与物业或消防部门，便于即时处理。

利用CDMA网络进行开锁，具有抗干扰能力强，保密性好等优点，把常见告警等功能用无线空中接口协议统一纳入物联网智能锁室内控制器之中，体积小，使用方便。用户可以利用手机拔号开锁，可以利用手机对设置开机权限，可以设置开机密码。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种利用低功耗蓝牙进行远程控制的智能锁系统

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型包括电源模块、通信模块、蓝牙模块和主控模块。所述电源模块电路给主控电路提供+3.3V电源，给蓝牙模块提供+3.3V电源，给通信模块提供+3.8V电源；所述主控模块通过通信模块接收来自外部手机的命令或发现告警时主动通知手机；所述蓝牙模块受控于主控模块，与远端的装在门锁内的另一个蓝牙模块进行通信。

进一步说，所述的电源模块电路包括一级电源转换芯片U4、U7，二级转换芯片U6，稳压二极管D4、D2，一个防反接二极管D1，二个滤波电感L1、L2，四个电解电容C6、C8、C17、C20，四个贴片电容C7、C15、C16、C18，八个电阻R5、R6、R7、R22、R23、R24、R25、R26，一个保险丝F1，一个三极管Q4，一个电源J2。

一级电源模块U4的6脚通过保险丝F1接输入的+9V电源，一级电源模块U4的6脚接防反接二极管D1负极、电解电容C6正极；防反接二极管D1的正极、电解电容C6的负极接地。一级电源模块U4的7、8、1脚相连，并接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接一级电源模块U4的6脚，一级电源模块U4的2脚接滤波电感L1的一脚，滤波电感L1的另一脚与稳压二极管D2的负极、电解电容C8的正极、电阻R6的一脚相连，此处输出+5V，稳压二极管D2的正极、电容C8的负极、电阻R7的一脚相连接地，电阻R7另一脚与电阻R6的另一脚相连，并连到一级电源模块U4的5脚，一级电源模块U4的3脚通过一贴片电容C7接入地；一级电源模块U4的4脚接地。

一级电源模块U7的1脚通过保险丝F1接输入的+9V电源，一级电源模块U7的1脚也通过贴片电容C18接地，一级电源模块U7的5脚接三极管Q4的集电极，并接电阻R26的一端，电阻R26另一端接输入的+9V，一级电源模块U7的2脚接滤波电感L2的一脚，并和稳压二极管D4的负极相连，滤波电感L2的另一脚与电解电容C20的正极相连，并连到电阻R22的一脚，此处输出+3.8V电源；电阻R22的另一脚与电阻R23的一脚相连，并连到一级电源模块U7的4脚，电阻R23的另一脚接地，稳压二极管D4的正极和电解电容C20的负极接地。

二级电源模块U6的2脚接一级电源模块U4的输出+5V，并通过电容C15接地，二级电源模块U6的3脚接贴片电容C16，并接电解电容C17的正极，贴片电容C16的另一端与电解电容C17的负极一起接地，二级电源模块U6的1脚接地。

其中一级电源模块U4采用摩托罗拉公司生产的MC34063，一级电源模块U7采用摩托罗拉公司生产的LM2576，二级电源模块U6采用合泰公司生产的HT7333。

进一步说，所述的主控模块是由主控芯片U1、片外存储器U3、复位开关J7、引导插针J6、下载插针J5、外接接口插针J4、外部无线通信接口插针J3、二个晶体振荡器X1、X2、六个电容C1、C2、C3、C4、C24、C5、七个电阻R1、R2、R3、R4、R18、R19、R27、一个发光二极管D5组成。

主控芯片U1的1、13、19、32、48、64脚接+3.3V、主控芯片U1的12、18、31、47、63脚接地；主控芯片U1的3脚接晶振X1的一脚并与电容C1的一脚相连，主控芯片U1的4脚接电阻R1的一脚，电阻R1的另一脚接晶振X1的另一脚并与电容C2的一脚相连，电容C1、C2的另一端接地。主控芯片U1的5、6两脚分别接晶振X2的两脚，晶振X2的两脚又分别接电阻R2的两脚，并分别与C3、C4的一脚相连，电容C3、C4的另一脚接地。主控芯片U1的7脚接按键开关J7的一脚和电容C24的一脚，按键开关J7的另一脚与电容C24的另一脚接地。主控芯片U1的16脚接发光二极管D5的负极，发光二极管D5的正极接电阻R27，电阻R27的另一端接+3.3V。主控芯片U1的28脚接引导插针J6的3脚，并与电阻R19的一端相连，电阻R19的另一端接+3.3V，主控芯片U1的33脚接电阻R24的一脚，电阻R24的另一脚与电阻R25一脚相连，并接到三极管Q4的基极，电阻R25另一脚与Q4的发射极相连接地。

主控芯片U1的42、43脚分别接外接口插针J4的3、4两脚，主控芯片U1的46脚接下载插针J5的3脚，主控芯片U1的49脚接下载插针J5的2脚，主控芯片U1的51脚接通信模块中的二极管D3的负极，主控芯片U1的52脚接通信模块中的三极管Q1的集电极，主控芯片U1的53脚接通信模块中的电阻R13的一脚，主控芯片U1的54脚接通信模块中的电阻R11的一脚，主控芯片U1的57脚接片外存储芯片U3的7脚，主控芯片U1的58脚接片外存储芯片U3的6脚，主控芯片U1的59脚接U3的5脚，片外存储芯片U3的8脚接+3.3V，片外存储芯片U3的1、2、3、4脚全部接地。主控芯片U1 的60脚接引导插针J6的1脚，并与电阻R18相连，电阻R18、R19的另一端接+3.3V，引导插针J6的2、4两端接地，主控芯片U1的61脚接外部无线通信接口插针J3的4、5两脚，下载插针J5的1脚接+3.3V，下载插针J5的4脚接地，外部无线通信接口插针J3的6脚接地，3脚接+3.3V。外部接口插针J4的6脚接+3.3V，J4的2脚接地。

告警信号通过315MHz的无线电波发送到插在外部无线通信接口插针J3上的RXB13接收模块，所述的告警信号包括煤气告警、烟雾告警、红外告警或漏水告警；其中主控芯片U1采用意法半导体公司生产的STM32F103，片外存储器U3采用Microchip公司生产的AT24C32。

所述的通信模块包括一个CDMA模块U2、一个SIM卡模块U5、一个二极管D3、三个NPN三极管Q1、Q2、Q3、三个电容C19、C21、C22、十个电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17，其中CDMA模块U2的1、3、5、28脚接地，CDMA模块U2的6脚接+3.8V电源，CDMA模块U2的11脚接电阻R14的一脚，电阻R14的另一脚接SIM卡模块U5的2脚，CDMA模块U2的12脚接电阻R15的一脚，电阻R15的另一脚接SIM卡模块U5的3脚，CDMA模块U2的13脚接电阻R17的一脚，电阻R17的另一脚接SIM卡模块U5的6脚，CDMA模块U2的14脚接电阻R16的一脚，电阻R16的另一脚接SIM卡模块U5的6脚，CDMA模块U2的15脚接二极管D3的正极并与电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端接CDMA模块U2的27脚，CDMA模块U2的16脚接三极管Q1发射极，三极管Q1的集电极接主控芯片U1的52脚并接电阻R9的一脚，电阻R9的另一脚接+3.3V，三极管Q1的基极接电容C19的一端以及电阻R8的一端，电阻R8的另一端接CDMA模块U2的27端，电容C19的另一端接地，CDMA模块U2的17脚接三极管Q2的集电极，并与电容C21的一端以及电阻R12的一端相连，电容C21的另一端接地，电阻R12的另一端接CDMA模块U2的6端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接主控芯片U1的54脚，CDMA模块U2的24脚接三极管Q3的集电极，并与电容C22的一端相连，电容C22的另一端接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接主控芯片U1的53脚，SIM卡模块U5的4、9、10脚接地，SIM卡模块U5的1脚接U2的14脚。

其中CDMA模块U2采用中兴公司生产的MC8332移动通信CDMA模块，SIM卡模块U5采用博信微公司生产的8+1手机卡座。

进一步说，蓝牙模块包括蓝牙通信模块U8、两个电阻R20、R21。蓝牙通信模块U8的3脚接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接主控芯片U1的35脚，蓝牙通信模块U8的12脚接地，蓝牙通信模块U8的13脚接+3.3V，蓝牙通信模块U8的15脚接主控芯片U1的37脚，蓝牙通信模块U8的17脚接主控芯片U1的38脚，U8的19脚接主控芯片U1的34脚，蓝牙通信模块U8的20脚接主控U1的17脚，蓝牙通信模块U8的21脚接主控芯片U1的16脚，蓝牙通信模块U8的24脚接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接主控芯片U1的8脚；其中蓝牙通信模块U8采用深圳昇润科技有限公司生产的BT2541蓝牙通信模块。

本实用新型的有益效果：本实用新型所涉及的系统可以作为现在家庭、办公室、仓库、机房、实验室等大门的门锁控制系统，可以方便地开锁以及作为家庭智能管理的一部分，其效果十分明显。

附图说明

图1是低功耗蓝牙进行远程控制的智能锁系统原理框图；

图2是该控制器中电源模块的基本电路原理图；

图3是该控制器中通信模块的基本电路原理图；

图4是该控制器中主控模块的基本电路原理图；

图5是该控制器中蓝牙模块的基本电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对物联网智能锁室内控制器加以详细说明。

附图1中各功能框的作用如下：

电源模块：提供整个控制器的工作电压。输入电压是+12VDC，输出有+5VDC、+3.3VDC和+3.8VDC。

通信模块：外与手机及服务器进行通信，内与主控模块进行通信。能接收电话呼叫、发出电话呼叫、接收短信、发送短信、用数据模式接入云服务器等。

主控模块：对信号进行发送接收、变换、控制等操作；对来自J3的信号进行识别处理；对用户的身份进行管理；对外配套的无线告警器进行管理等。

蓝牙模块：与门锁进行加密信息交互。对用户识别身份后，发送加密数据与远端蓝牙模块进行通信；远端蓝牙模块一般安装在门锁上。

电源模块电路1给主控模块2提供+3.3V电源，给蓝牙模块4提供+3.3V电源，给通信模块3提供+3.8V电源。手机5负责通过拔号或短信与主控模块进行通信，发送相应的命令，以及主控模块发现告警时主动通知手机。主控模块利用AT命令接收和发送给通信模块，通信模块是与移动通信网络6相连，以便于手机进行通信并且和主控模块进行通信；蓝牙模块受控于主控模块，与远端蓝牙模块进行通信，蓝牙模块之间的通信进行了二次加密，确保信息安全；蓝牙模块是处于低功耗状态的，远端蓝牙模块处于睡眠状态，在需要进行蓝牙通信时，再唤醒工作，远端蓝牙模块一般安装在门锁7上。

如图2所示，电源模块电路包括一级电源转换芯片U4、U7，二级转换芯片U6，稳压二极管D1、D2，一个防反接的二极管D1，二个滤波电感L1、L2，四个电解电容C6、C8、C17、C20，四个贴片电容C7、C15、C16、C17，8个电阻R5、R6、R7、R22、R23、R24、R25、R26，一个保险丝F1，一个三极管Q4；其中一级电源转换芯片U4是采用摩托罗拉公司生产的MC34063，U7是采用摩托罗拉公司生产的LM2576，二级电源转换芯片U6是采用合泰公司生产的HT7333。

一级电源转换芯片U4的6脚、U7的1脚与总电源输入连接，同时跨接二极管D1、电容C6接地；电源转换芯片U4的1、7、8三脚相连，同时跨接电阻R5与输入连接，U4的2脚跨接电感L1，L1另一端引出+5V输出端并跨接二极管D2、电容C8到地，+5V输出端跨接电阻R6、R7到地，R6、R7的连接点接U4的5端，U4的3端跨接电容C7到地；电源转换芯片U7的3脚接地，U7的5脚跨接电阻R26与总电源输入连接，U7的2脚跨接二极管D4接地，同时U7的2脚连接到电感L2的一端，L2的另一端引出+3.8V的输出端，并跨接电容C20到地，+3.8V输出端跨接电阻R22、R23到地，R27、R28的中间连接点连接到U7的4脚；二级电源转换芯片U6的2脚作为电源的输入脚连接到U4的+5V输出端，并跨接电容C25接地，U6的3脚输出+3.3V电源供控制器使用，并跨接电容C16、C17到地。U6的2脚接一级电源模块U4的输出+5V，并通过电容C15接地，U6的1脚接地。

如图4所示，主控模块包括主控芯片U1、片外存储器U3、复位开关J7、引导插针J6、下载插针J5、外接接口插针J4、外部无线通信接口插针J3、二个晶体振荡器X1、X2、6个电容C1、C2、C3、C4、C24、C5、7个电阻R1、R2、R3、R4、R18、R19、R27、一个发光二极管D5；主控芯片U1是采用意法半导体公司生产的STM32F103，片外存储器U3是采用Microchip公司生产的AT24C32；主控芯片U1的1、13、19、32、48、64脚接二级电源输出+3.3V，U1的12、18、31、47、63脚接地；U1的3脚跨接晶振X1，U1的4脚跨接电阻R1至X1，X1跨接电容C1、C2到地；U1的5、6两脚跨接晶振X2、电阻R2，X2跨接电容C3、C4到地；U1的28、60两脚连接到插针J6上，作为BOOT选择使用；U1的33脚作为CDMA模块电源的开关控制使用，连接到电源模块的R24；U1的46、49两脚又作为SWD调试接口并接到下载插针J5上， U1的57、58、59脚连接到片外存储器U3。

如图3所示，通信模块包括一个CDMA模块U2、一个SIM卡模块U5、一个二极管D3、三个NPN三极管Q1、Q2、Q3、三个电容C19、C21、C22、十个电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17；模块U2是采用中兴公司生产的MC8332移动通信CDMA模块，SIM插座采用博信微公司生产的8+1手机卡座，三极管Q1、Q2、Q3采用的是长电公司生产的S9013；U2的1、3、5、28脚接地，U2的6脚接电源模块U2的输出，即电感L2的一端，U2的11、12、13、14脚连接到SIM卡模块，U2的15、16脚是串口通信线，通过电平转换电路连接到主控模块的U1，U2的17脚是CDMA模块的复位端，通过电平转换电路连接到U1、U2的24脚是CDMA模块开关，通过电平转换电路连接到U1，U2的27脚提供通信模块的参考电压，供电平转换电路使用。

如图5所示，蓝牙模块包括蓝牙通信芯片U8、两个电阻R20、R21。U8的3脚跨接R20与U1的35脚相连，U8的12脚接地，U8的13脚接+3.3V，U8的15脚接U1的37脚，U8的17脚接U1的38脚，U8的19脚接U1的34脚，U8的20脚接U1的17脚，U8的21脚接U1的16脚，U8的24脚跨接R21与U1的8脚相连，蓝牙通信芯片U8深圳昇润科技有限公司，BT2541 蓝牙模块，具体型号可写HY_254101。

本实用新型可以接收煤气告警、烟雾告警、红外告警、漏水告警等，几种告警信号通过315MHz的无线电波发送到插在外部无线通信接口插针J3上的RXB13接收模块来实现，接收到的信号通315M DATA数据线接到主处理器芯片U1上；RXB13是晶美润公司生产的无线接收模块。

采用以上的技术方案，本物联网智能室内控制单元将大大弥补智能锁的不足，具有远程用手机开锁的功能，并具有智能家庭安防的作用，省电省心，安全可靠。