基于物聯(lián)網(wǎng)智能門鎖系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

趙志忠

摘 要 我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展速度很快，為滿足人們對防盜安全的需要，門鎖系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)行業(yè)開始嘗試?yán)梦锫?lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)門鎖系統(tǒng)的智能化。傳統(tǒng)的門鎖僅有鎖孔與鑰匙組成，很容易就會被破壞，人民的生命財產(chǎn)安全無法得到保障，安全性較低。為解決這一難題，門鎖設(shè)計與開發(fā)行業(yè)開始借助尖端技術(shù)努力從結(jié)構(gòu)、硬件、軟件方面提升門鎖性能，真正實現(xiàn)門鎖的智能化。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)計的門鎖系統(tǒng)具有根據(jù)指令完成開關(guān)門工作、鎖定錯誤密碼等功能，這些功能大大提升了門鎖的安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng);門鎖;智能;系統(tǒng);設(shè)計

因傳統(tǒng)門鎖易被破壞而造成的安全事故屢屢發(fā)生，為保證自身安全，很多人開始嘗試使用以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)計和開發(fā)的門鎖系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)更像是互聯(lián)網(wǎng)的延伸與拓展，因其結(jié)合了傳感技術(shù)，所以在智能家居等行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。以該技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計的系統(tǒng)與軟件使得用戶不用在家就能夠?qū)抑性O(shè)備進(jìn)行操作?；谖锫?lián)網(wǎng)設(shè)計和開發(fā)的智能門鎖系統(tǒng)充分利用了多種先進(jìn)技術(shù)，一旦密碼輸入出現(xiàn)問題便可及時鎖定、能夠根據(jù)用戶指令執(zhí)行開關(guān)門操作等功能大大方便了人們的生活。

1基于物聯(lián)網(wǎng)智能門鎖系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的思路與目標(biāo)

利用物聯(lián)網(wǎng)開展門鎖設(shè)計與開發(fā)工作是為了提高門鎖的安全系數(shù)，并令用戶感到舒適。人們經(jīng)濟能力不斷提升，生活要求也越來越高，越來越多的人開始重視居住的安全性，顯然傳統(tǒng)的僅靠鑰匙與鎖孔組成的門鎖系統(tǒng)很難滿足當(dāng)下人們對居住安全的重視程度。傳統(tǒng)門鎖裝置構(gòu)成簡單，很容易被破壞。而以物聯(lián)網(wǎng)智能技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計的家居系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，安全系數(shù)大大增加，可以給予人們充分的安全感，尤其是智能門鎖等系統(tǒng)使用頻率逐漸提高[1]?；谖锫?lián)網(wǎng)智能技術(shù)設(shè)計的各項系統(tǒng)大大方便了人們的生活?；谖锫?lián)網(wǎng)智能門鎖系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)思路主要包括四個環(huán)節(jié)：用戶開鎖時需要用密碼或指紋;如果是外來者試圖闖入門鎖系統(tǒng)將會自動鎖定并在第一時間向用戶發(fā)送報警信號;即便不在家中用戶也可控制開關(guān)門;一旦發(fā)生火災(zāi)溫度升高系統(tǒng)不僅會發(fā)送強力報警信號還會自動打開門鎖。

2物聯(lián)網(wǎng)下的智能門鎖系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)內(nèi)容

2.1 開鎖結(jié)構(gòu)設(shè)計

智能門鎖的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要部分就是開鎖結(jié)構(gòu)的設(shè)計，根據(jù)市面鎖體、鎖芯結(jié)構(gòu)的不同智能門鎖采用的開鎖結(jié)構(gòu)主要分兩種：一種是全自動開鎖，電機直接驅(qū)動鎖芯開鎖，這種方式不需要更換鎖體，只需要更換專用鎖芯就可以;另一種是半自動開鎖，也就是開門把手的離合機構(gòu)，電機驅(qū)動離合器閉合，按壓把手來完成開鎖。

半自動開鎖的離合機構(gòu)分為前置離合和中置離合，前置離合就是鎖外面板把手的離合，通過電機閉合信號推動把手轉(zhuǎn)盤上的離合鎖銷，實現(xiàn)把手的按壓開鎖：中置離合則是門內(nèi)電子鎖體的離合，需要門鎖與鎖體電機線相連，通過門鎖給鎖體電機開鎖信號，電機驅(qū)動離合器閉合，實現(xiàn)把手按壓開鎖。所以前置離合結(jié)構(gòu)不需要換鎖體，中置離合則需要換電子鎖體。

2.2 系統(tǒng)硬件

第一藍(lán)牙解鎖模塊，該模塊主要作用在于可以第一時間向用戶傳遞門鎖開關(guān)狀態(tài)的信息，該模塊以單片機電路組成的HC-06電路為工作核心，除此以外，好包括電磁繼電器電路以及HC-06外圍電路。

第二密碼解鎖模塊，該模塊主要在用戶設(shè)置或更改密碼時會發(fā)揮作用，在密碼頻繁輸錯時還會自動鎖定并且第一時間向用戶傳達(dá)報警信號，密碼解鎖模塊在整個智能門鎖控制系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位。單片機會在用戶輸入密碼時時將正在輸入的密碼與過去的密碼進(jìn)行比對，在比對結(jié)果一致后單片機電路便會放松引腳從而傳送低電平，繼電器吸合后門鎖就會攤開。反之若是密碼屢次輸錯，就會觸發(fā)報警電路，在輸入密碼的次數(shù)達(dá)到一定次數(shù)后，系統(tǒng)會主動鎖定。

第三是SIM900A模塊，這一模塊在保證門鎖系統(tǒng)安全性方面發(fā)揮積極作用。一旦門鎖打開便會第一時間向用戶設(shè)備發(fā)送信息，大大降低因密碼泄露造成的經(jīng)濟損失等風(fēng)險。通知用戶的方式包括語音與短信提醒這兩種形式。這一設(shè)計不會耗費太大電能，符合可持續(xù)發(fā)展觀念。一旦門鎖系統(tǒng)出現(xiàn)問題，該模塊上的兩個顯示燈會發(fā)生變化。

除以上幾種系統(tǒng)，還包括向客戶顯示密碼的液晶顯示器以及控制輸出電平高低的單片機控制電路。

2.3 設(shè)備軟件設(shè)計與組成

門鎖的網(wǎng)絡(luò)終端是借助用戶手機上的藍(lán)牙系統(tǒng)完成信息展示。用戶將手機與門鎖綁在一起，手機軟件是幫助用戶完成設(shè)備系統(tǒng)的登記與個人信息的登錄，所以智能門鎖系統(tǒng)的開發(fā)指的就是手機APP的開發(fā)[2]。

首先APP應(yīng)具有連接門鎖設(shè)備及完善的門鎖功能使用模塊、掃描、監(jiān)聽、連接等功能。通過手機APP，完成連接后，用戶需要掃描設(shè)備，做好設(shè)備信息的配對。監(jiān)聽功能是為了設(shè)備在未連接的狀態(tài)下，用戶所有的連接請求都能被及時接受。連接成功后，監(jiān)聽功能自動取消。連接功能與監(jiān)聽功能相對應(yīng)，完成連接工作后，藍(lán)牙可見狀態(tài)會隱藏起來。反之顯示屏?xí)@示連接失敗，藍(lán)牙自動關(guān)閉，監(jiān)聽功能發(fā)揮工作。

其次是軟件的使用方法，軟件主要包括用戶登錄、設(shè)備管理兩項操作。手機APP會自動審核密碼與設(shè)置密碼是否相同，如果不同，用戶便不能進(jìn)入管理系統(tǒng)。設(shè)備管理環(huán)節(jié)中一旦用戶完成登錄并能順利使用管理系統(tǒng)后，藍(lán)牙會發(fā)送提示，若是用戶拒絕，系統(tǒng)便會自動關(guān)閉。連接藍(lán)牙，瀏覽主界面，包含連接、打開還有關(guān)閉三個按鍵。在連接成功后，用戶可隨意對門鎖系統(tǒng)進(jìn)行開關(guān)等操作。

最后則是軟件的安全性。只有門鎖使用者才可使用該軟件，并且在同一時間該門鎖只能和一部手機的藍(lán)牙完成對接。只有在系統(tǒng)與設(shè)備順利對接后用戶才可控制門鎖。應(yīng)在門鎖鍵盤上設(shè)置干擾建，若出現(xiàn)蠻力破鎖的情況系統(tǒng)會傳遞劇烈警報并第一時間向用戶傳遞信息。

3結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)下的智能門鎖系統(tǒng)運用了多種新型技術(shù)，不僅操作更加方便，安全性也大大提升。智能門鎖具備的安全性、時尚性等特點將使其逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)門鎖成為人們家居設(shè)備的重要組成。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙一. 面向智能門鎖的物聯(lián)網(wǎng)中間件的設(shè)計與實現(xiàn)[D]杭州：杭州電子科技大學(xué)，2019.

[2] 朱翔宇.基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的智能門鎖系統(tǒng)研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2018.