基于藍牙的智能門(mén)鎖控制系統設計

3 系統軟件設計

　　系統軟件設計主要包括門(mén)鎖控制系統軟件設計和智能移動(dòng)設備藍牙客戶(hù)端軟件設計兩部分，門(mén)鎖控制系統軟件在Keil C開(kāi)發(fā)環(huán)境中用C語(yǔ)言編寫(xiě)，智能移動(dòng)設備藍牙客戶(hù)端軟件主要在A(yíng)ndroid開(kāi)發(fā)環(huán)境下用Java語(yǔ)言編寫(xiě)。

　　門(mén)鎖控制系統上電以后，STC15單片機從EEPROM中讀取系統的參數信息并完成系統的初始化工作，這包括初始化藍牙串口模塊的工作方式、初始化門(mén)鎖狀態(tài)、初始化ADC、初始化IO口等操作，STC15單片機通過(guò)串口把配對地址、驗證密碼等參數信息發(fā)給藍牙串口模塊，并把藍牙串口模塊設置為從模式，等待主設備掃描、地址配對等，而門(mén)鎖狀態(tài)則是通過(guò)限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢測的。完成系統初始化操作之后，STC15單片機檢測按鍵按下標志位KeyFlag是否為1，如果為1并且按鍵沒(méi)有被屏蔽，則執行相應的開(kāi)鎖、閉鎖操作。按鍵K1和K2是在中斷中進(jìn)行檢測的，當有K1或K2按下時(shí)KeyFlag為1，如果按鍵沒(méi)有被軟件屏蔽，則程序在執行完相應的開(kāi)鎖、閉鎖操作后把KeyFlag的值清零。ValidFlag是按鍵屏蔽標志位，ValidFlag=1時(shí)將會(huì )屏蔽K1、K2的開(kāi)鎖、閉鎖操作，這就保證了即使在屋內要通過(guò)按鍵開(kāi)鎖也有一定的安全條件限制。

　　當有智能移動(dòng)藍牙設備作為主設備通過(guò)密碼驗證后，雙方以3DES加密方式進(jìn)行數據通訊。數據接收采用串口中斷方式，數據包包括數據長(cháng)度，命令字、數據和一個(gè)字節的校驗碼，當串口中斷服務(wù)子程序接收到長(cháng)度和校驗都符合要求的數據后把CMDValid標志位設置為1，然后在主函數中進(jìn)行3DES解密，并從解密后的數據中分離出命令碼，根據命令碼執行相應的操作，如開(kāi)鎖、閉鎖、參數設置等。下位機軟件設計流程圖如圖5所示。

　　基于A(yíng)ndroid系統客戶(hù)端軟件設計是采用Android系統提供的藍牙API實(shí)現的，主要用到了以下幾個(gè)類(lèi)：BluetoothAdapter類(lèi)、BluetoothDevice類(lèi)、Bluetoothsocket類(lèi)、Blueboothserversocket類(lèi)、Bluetoothclass類(lèi)。Android系統提供的藍牙API可以實(shí)現藍牙設備之間的通信，兩個(gè)藍牙設備的通信主要包括了四個(gè)步驟：設置藍牙設備、尋找局域網(wǎng)內可能或者匹配的設備、連接設備和設備之間的數據傳輸^[7] 。通過(guò)調用靜態(tài)方法getDefaultAdapter()獲取藍牙適配器BluetoothAdapter就可以啟動(dòng)藍牙功能，使用BluetoothAdapter類(lèi)里的方法來(lái)實(shí)現掃描查找藍牙設備，這需要注冊一個(gè)BroadcastReceiver來(lái)接受設備掃描到的信息，當點(diǎn)擊查詢(xún)到的藍牙設備時(shí)，就能獲取到該藍牙的MAC地址，通過(guò)MAC地址就能實(shí)現藍牙設備之間的連接^[8,9 ]。藍牙設備的連接如下：

　　BluetoothDevice device = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);

　　BluetoothSocket socket = device.createRfcommSocketToServiceRecord(uuid); //固定的uuid

　　socket.connect();

　　藍牙設備連接成功后就可以實(shí)現發(fā)送和接收數據，通過(guò)流的方式將數據發(fā)送到藍牙串口模塊，STC15單片機在中斷服務(wù)子程序中讀取到完整的數據包后，分離出命令碼，根據命令碼執行相應的操作，實(shí)現對門(mén)鎖系統的控制或設置。

　　OutputStream os = socket.getOutputStream(); //向藍牙串口模塊發(fā)送數據

　　InptuStream is = socket.getInptuStream(); //從藍牙串口模塊接收數據

　　打開(kāi)Android系統客戶(hù)端先要輸入賬號和密碼，登陸成功后才能進(jìn)入主控界面，用戶(hù)可以修改密碼，該密碼是保存在手機文件中的。進(jìn)入主控頁(yè)面點(diǎn)擊“手機連接藍牙門(mén)鎖”就會(huì )搜尋在附近能檢測到的藍牙設備，如果藍牙門(mén)鎖在A(yíng)ndroid客戶(hù)端能接收到的范圍內就能發(fā)現這個(gè)藍牙設備，點(diǎn)擊該設備會(huì )提示輸入藍牙的配對密碼，密碼輸入正確就可以實(shí)現藍牙模塊和手機客戶(hù)端的連接及數據通訊了?；贏(yíng)ndroid系統客戶(hù)端軟件測試界面如圖6所示。

4 結論

　　以STC15F2K32S2單片機和藍牙串口模塊為核心，并擴展繼電器、電機、鎖閂電流監測模塊等設計的無(wú)線(xiàn)智能門(mén)鎖控制系統無(wú)需機械鑰匙，非接觸、無(wú)磨損，通過(guò)智能手機等智能藍牙設備可以實(shí)現對門(mén)鎖的開(kāi)鎖、閉鎖、報警提示、參數設置等人機交互操作，并采用密碼驗證、數據加密等方式保證系統的安全性。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，該系統安全性高、操作簡(jiǎn)便、成本低廉，并具有很高的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻:

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