智能自行车车锁系统的制作方法

本发明涉及交通工具的安全防盗领域，具体涉及一种应用gps技术、gsm网络通信技术、步进电机、多种传感器和单片机的智能自行车车锁系统。

背景技术：

自行车与人们的生活息息相关，无论是代步还是健身，自行车都以其轻巧便捷，低碳环保等优点作为许多人的选择。但是随着自行车的日益增多，自行车逐渐被不法分子盯上，偷盗事故层出不穷。尤其是在许多自行车聚集使用的地区，如学校、工厂等地，自行车偷盗现象异常严重。

以gps为代表的卫星导航应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之一。随着技术的进步、应用需求的增加，gps以全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用领域，使gps成为继蜂窝移动通信和互联网之后的全球第三个it经济新增长点。

gsm通信模块，是将gsm射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、gsm射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。经过多年的发展完善，现在已经非常成熟，盲区少，信号稳定，自动漫游，并且通讯距离不受周围环境影响。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

单片机体积小巧、质量轻、价格便宜，在各种领域应用广泛。单片机的最明显的优势，就是可以嵌入到各种仪器、设备中。同时随着世界的不断发展，人们不再满足于手工操作，因而对自动化、机械化的要求越来越多。传感器的出现则实现了自动检测和自动控制的首要环节。在人类进入信息时代的今天，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息转换为中心的，传感器作为信息获取与信息转换的重要手段，是信息科学最前端的一个阵地，是实现信息化的基础技术之一。

技术实现要素：

为提高自行车的安全性和有效性，本发明提供一种简单、便捷、人性化的智能自行车车锁系统。

本发明通过以下技术方案来实现：智能自行车车锁系统，其特征包括：独立电源模块、单片机控制模块、gps模块、gsm通信模块、振动传感器模块以及步进电机开锁模块；所述gps模块接收定位信息并将数据发送给单片机；所述gsm通信模块可以读发短信，实现用户与车锁之间的互动；所述振动传感器模块采集振动信息并转化为电信号，该模块的输出连接所述单片机系统；所述步进电机开锁模块与单片机系统相连可以控制步进电机的正转反转，进而控制车锁的开关；所述单片机系统的输出，连接gsm通信模块；

1)所述独立电源模块包括：通过电源转换lm2596稳压模块做降压处理，使电源降到5v要求电压，lm2596稳压模块使稳定；

2)所述gps模块包括：芯片gps-neo-6的3脚通过led和电阻r1接3.3v电源，7脚接地，8、9脚通过电阻r4与芯片sma的1脚和芯片ipex的2脚相连，10、12脚接地，11脚与芯片ipex的2脚相连，13脚接地，18脚与芯片24c32的5脚相连，19脚与芯片24c32的6脚相连，20脚与单片机控制模块的j1接口的1脚相连，21脚与单片机控制模块的j1接口的2脚相连，22脚接对地纽扣电池并通过二极管d1接对地电容c1，23脚接入3.3v电源，24脚接地；芯片rt9193—33的1、3脚接入5v电源，2脚接地，4脚接对地电容c6，5脚接对地电容c4、c5；芯片24c32的1、2、3、4脚接地，7脚接地和电容c2，8脚接3.3v电源；

3)所述gsm通信模块包括：sim900a通信模块，1、2脚分别接到单片机控制模块的42、43脚，3脚接地，4脚接vcc；

4)所述振动传感器模块：芯片lm393的1脚接地，2脚通过电阻r4与单片机控制模块的31脚相连，3脚接入5v电源，4脚连接电位器r2；振动传感器并联电容c1对地连接lm393芯片的5脚；

5)所述步进电机开锁模块：包括步进电机驱动板和步进电机，芯片uln2003的1、2、3、4脚分别与单片机的37、36、35、34脚相连，8脚接地，9脚接对地电容连接5v电源，13、14、15、16脚分别通过温度保险丝rp1、rp2、rp3、rp4与led灯d1、d2、d3、d4相连，步进电机通过j2接口与步进电机驱动板相连；

6)所述单片机控制模块，采用stc12c5a60s2单片机控制模块，其电路晶振连接接地电容c7、c8并与单片机控制模块14、15脚相连，形成振荡电路；电容c6通过对地电阻r4连接单片机控制模块4脚，形成复位电路。

本发明的有益效果是：

1)所述一种智能自行车车锁系统，使用sim900a通信模块与单片机相连，用户可以通过短信控制步进电机开锁模块，实现自动控制。

2)所述一种智能自行车车锁系统，采用gps定位技术，用户可以通过短信随时获取自己自行车的位置信息。

3)所述一种智能自行车车锁系统，使用振动传感器，可以通过振动的强弱，自动发送报警信息，智能化程度高，无需人为控制。

4)所述一种智能自行车车锁系统，采用分模块设计方法，设计冲孔板布线均匀，使整个装置易于拆卸和组装。

附图说明

图1为智能自行车车锁系统结构框图

图2为系统整体电路原理图

图3为单片机控制模块原理图

图4为电源转换稳压原理图

图5为gps模块原理图

图6为振动传感器模块原理图

图7为步进电机开锁模块原理图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1、2所示，本发明所述电路包括：独立电源模块、单片机控制模块、gps模块、gsm通信模块、振动传感器模块以及步进电机开锁模块；gps模块通过j1接口与单片机相连，将接收到的gps数据发送给单片机，用户可以通过向gsm通信模块发送短信得到单片机处理后的gps数据。步进电机开锁模块受单片机控制，用户可以通过向gsm通信模块发送短信触发相应不同单片机程序，控制车锁的开与关。振动传感器感知振动强弱变化，随着振动频率稳定，连接lm393比较器电压变大并最终超过参考电平，导致输出电压翻转并被单片机察觉这一动作，在车锁关闭状态期间会实现振动触发，相应触发单片机程序，用户会收到报警短信通知。

如图3所示，单片机控制模块中单片机为stc12c5a60s2。14脚、15脚接有振荡电路，其中晶振频率为11.0592mhz。当给单片机加上工作所需直流电源时，振荡器就开始振荡起来。振荡电路的目的是为单片机工作提供所需的时钟脉冲信号。其中14脚和15脚分别对地接了一个22pf的电容，目的是防止单片机自激。同时在4脚也就是rst端外接了一个复位电路，目的是使单片机上电开始工作时，内部电路从初始状态开始工作。

如图4所示，电源转换稳压通过电源转换lm2596稳压模块做降压处理，使电源降到5v要求电压，lm2596稳压模块使稳定，给stc12c5a60s2单片机供电。

如图5所示，当gps模块处于定位到位置信息状态时，led灯闪烁，gps模块将接收到的gps数据不停发送给单片机，当单片机程序检测到gsm通信模块收到“gps”短信时，触发相应程序，自动将处理后的gps数据以短信形式发送给用户，供用户查看。

如图6所示，振动传感器产生0～4.7v的模拟电压，其中随着振动强度的增大，输出电压也随之增大。当振动增大到一定值时，超过比较器的额定电压，则发生反转并向单片机输入数字信号“0”或“1”。在车锁处于关闭状态期间，若单片机接收到来自振动传感器的低电平信号，则启动相应单片机程序，自动发短信向用户报警。

如图7所示，当单片机程序检测到gsm通信模块收到“on”或“off”短信时，单片机控制模块的37、36、35、34脚输出高电平，即芯片uln2003的输入端1、2、3、4脚会接入高电平，芯片uln2003的输出端16、15、14、13脚会输出高电平，led灯d1、d2、d3、d4点亮，方便观察，此时步进电机导通开锁或关锁。温度保险丝rp1～rp4可以在电机电流过大时熔断，起到保护作用。

上述实施例仅仅是为清楚的说明本发明所做的实施举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。