基于GSM網絡的遙控密碼鎖系統的設計

　　摘 要：本文介紹了基于GSM 的單片機遙控密碼鎖的硬件及程序實現流程的具體設計，采用AVR 單片機ATMEGA16 作為控制器，在實現了電子鎖的密碼鍵盤輸入開啟控制，液晶串行顯示，出錯聲光報警基礎上，設計了通過串口控制GSM 模塊GTM900B 進行短信收發和撥號，實現了遠程開啟控制，同時滿足了多方式，高可靠性，高時效等要求，為智能家居提供了可靠的方案。

1．引言

　　在日常生活和現代辦公中，住宅與辦公室的安全防范多以加鎖的辦法來解決。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，避免不必要時的鑰匙外泄。本文從高效以及高實時性的角度出發，出于安全、方便等方面的需要，尤其為實現遠程控制，介紹一種由ATMEGA16編程實現的控制電路，采用GSM 網絡接收和發送命令，具有按鍵開鎖，撥號開鎖，短信開鎖，三種開鎖方式；同時具有聲光報警等功能，可以在外泄密碼的情況下及時修改密碼，具有保密性，靈活度高，尤其避免了家庭以及私家車庫定期清潔時鑰匙外泄的情況。而短消息SMS[2]作為GSM 網絡的一種基本業務，具有：永遠在線；不需撥號；價格較便宜；覆蓋范圍廣等特點，特別適用于小流量的數據傳輸的應用。

2．系統硬件結構

　　硬件設計時采用了模塊化思想，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是AVR出產的具有RISC 內核的8位低功耗CMOS微處理器
ATMEGA16，它具有如下特點[1]：16KB的系統內可編程Flash(具有同時讀寫的能力，即
RWW)；512B EEPROM；1KB SRAM；32個通用I/O口線；32個通用工作寄存器；3個具有比較模式的靈活的定時器/計數器(T/C)；可編程串行接口；低功耗空閑和掉電方式等。節省了硬件資源,簡化了程序代碼。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個字母。

圖 1 終端硬件結構圖
Figure1 Terminal structure of the system hardware

　　2.1 供電部分硬件設計

　　由于 GTM900B[2]的工作電壓范圍是3.3-4.8V，當GTM900B 模塊啟動后，經過幾秒的延時，模塊開始搜索網絡，這時需要超過2A 的驅動電流（時間很短微秒級），如果驅動不足，會引起模塊的突然掉電；為了更好的給單片機和通信模塊供電，選擇寬輸入DC-DC 模塊PS12W24DC5D，輸出電壓穩定在5V 左右，最大提供電流為2.4A，只要加一個二極管降壓就可以得到滿足通訊模塊要求的電壓輸出，可以避免當模塊搜索網絡時驅動電流不足的問題。并且在電壓輸出端并聯一個大電容1000uF，起蓄流的作用，也能起到提高驅動電流的作用，解決了驅動不足時掉電的問題。

圖 2 單片機與通訊模塊的供電部分設計
Figure2 External power design of ATMEGA16 and communications module

　　2.2 通信模塊的外圍設計