APP控制智能电磁门锁系统的设计与实现 张潇 王锋 马海华摘 要：文中设计并实现了一个智能电磁门锁系统，硬件部分主要由STC89C51单片机、ESP8266 WiFi模块和AMS1117-3.3 V稳压芯片等器件组成系统中智能端和单片机通过WiFi模块通信，端APP发送控制指令，WiFi模块接收指令后通过串口与单片机通信，单片机分析寄存器中的控制指令，输出相应的高低电平，从而实现电磁门锁的开闭测试结果表明，电磁门锁系统工作稳定，使用方便关键词：智能电磁门锁;APP;单片机;智能家居：TP277：A文章編号：2095-1302（2019）02-00-020 引 言目前，市场上出现了各种智能门锁，如与GSM通信相结合的智能门锁、蓝牙智能门锁和RFID电子锁等[1-3]与GSM相结合的智能门锁是利用移动通信系统进行远程控制的门锁，但是当信号不稳定时，控制效果会受到较大影响蓝牙智能门锁基于蓝牙技术进行无线通信，控制门锁的状态，但是蓝牙通信的距离有限，且无法反馈用户门锁的实时状态RFID电子锁是将传统的钥匙更换成便携的RFID射频卡本文设计并实现了一个通过APP控制的电磁门锁系统1 硬件设计1.1 总体设计智能电磁门锁系统的主体分为电磁门锁、单片机控制系统以及APP控制端三部分，如图1所示。
其中，单片机控制系统由51单片机、继电器和WiFi模块构成端APP与门锁系统的WiFi模块构成无线网络，APP发送控制指令给单片机控制系统，通过控制继电器动作实现电磁门锁的开闭1.2 硬件系统设计智能电磁门锁系统的硬件部分由STC89C51单片机、ESP8266 WiFi模块和AMS1117-3.3 V稳压芯片等器件组成其中单片机起到分析数据和初始化系统的作用，WiFi模块用于实现智能和单片机的通信单片机最小系统电路主要由电源电路、复位电路和晶振电路构成控制电路主要由PNP三极管和HK4100F-DC 5 V继电器构成PNP型三极管是低电平驱动元件，输入低电平三极管饱和，电流即可通过智能电磁门锁系统的设计重点在于实现智能APP与单片机之间的无线通信选择使用ESP8266串口WiFi模块，该模块可通过AT指令配置与单片机上的串口通信，还可利用WiFi进行数据传输并且该模块具有多种工作模式，既可作为路由器设置局域网，也可作为终端连接互联网，在本文系统中起着通信枢纽的作用由于该模块的工作电压较低，为3.3 V，而电源电路采用5 V电源，因此需要搭配AMS1117-3.3 V降压芯片使用5 V电源通过降压芯片后从5 V降为3.3 V，从而保证不会烧坏WiFi模块，同时还可为WiFi模块提供稳定的3.3 V工作电压。
2 软件系统设计2.1 单片机主程序设计系统主程序流程如图2所示单片机程序部分负责51单片机、WiFi模块、串口中断与外部中断的初始化工作，根据WiFi模块接收到的信息转化成串口信息后传递给单片机，由单片机执行相应的操作首先对各个模块进行初始化，使ESP8266 WiFi模块根据配置好的数据创建连接服务智能验证密码与单片机WiFi模块通信，通过APP端向单片机发送控制指令单片机在收到APP发送的控制指令后，主程序转至中断服务程序执行相应的操作单片机根据指令类型把指令放入不同的内部寄存器中，然后读取存储在寄存器中的指令，依据读取到的控制指令的不同，输出相应的高低电平到控制电路，实现电磁门锁的开闭ESP8266 WiFi模块需要AT指令控制其创建访问接入点（Access Point，AP）为保证单片机和WiFi模块之间正常的数据通信，两端的波特率均设置为9 600 Mbps设置方法如下：（1）将定时器1的工作模式设定为16位定时计数方式;（2）赋初始值给TL1和TH1，并根据晶振大小设置不同的数值初始化串口;（3）启动定时器TR1;（4）设定用于串行数据通信控制的可位寻址专用寄存器的工作方式为10位异步收发方式。
单片机接收到控制指令并存储到寄存器，由单片机读取指令后发送给继电器模块，利用继电器的吸合断开驱动电磁门锁，从而实现门锁控制2.2 APP开发APP的功能主要包括控制界面的设计、与电磁门锁系统连接状态的判断与显示、电磁门锁的打开与关闭控制等APP控制主程序流程如图3所示APP控制界面如图4所示3 系统调试与分析本文系统开发的实物如图5所示基于单片机的智能电磁门锁系统调试过程如下：（1）将12 V供电适配器与5 V USB电源线连通，系统红色电源LED灯亮起，WiFi模块红色电源灯亮起，蓝色指示灯短暂闪烁两次，单片机系统初始化，WiFi模块初始化完成2）打开WLAN连接系统WiFi模块的通信网络，打开上安装好的本文系统配套APP—WiFi电磁锁控制系统，尝试发送控制命令，首先判断是否连接上单片机的test网络，若是，则重启APP即可3）通过向单片机发送控制指令，每发送一条控制指令，WiFi模块上的蓝色指示灯会闪烁一次，电磁门锁便会根据相应的控制指令执行动作在调试过程中，连接速度基本维持在54 Mb/s，若有墙体，WiFi信号则会出现略微下降，能实现基本的有效控制，连接速度降低为48 Mb/s。
4 结 语随着技术的进步与成熟，智能家居进入了千家万户，而智能门锁作为智能家居的安全防线，其重要性不言而喻未来，APP控制智能电磁门锁系统将会有更大的进步空间，如真正实现互联网控制以及指纹识别、虹膜识别等更加先进安全的控制手段，人们的生活也会变得更加方便参 考 文 献[1] ZHANG X H.The design research of wireless smart home system based on android operating system[D].Chengdu：University of Electronic Science and Technology of China，2016.[2]邓璐娟，潘凯洁，陈培.中央空调系统的MAS智能控制模型[J].计算机技术与发展，2012，22（8）：213-215.[3]栾禄祥.基于GPRS和激光虚拟键盘的智能电子门锁系统[J].计算机应用，2016（A2）：319-321.[4]梁乐彬.基于BLE4.2的外置型智能门锁控制装置[J].自动化与信息工程，2018（1）：11-16.[5]李志刚.智能门锁：新“入口”？要智能更要安全[J].电器，2017（7）：36-37.[6]徐富强，卢闻州，熊化亮，等.基于物联网技术的新型智能门锁设计与实现[J].物联网技术，2017，7（8）：65-68，71.[7]王金龙，应时彦，周泽育.基于ZigBee的无线联网门锁设计[J].物联网技术，2015，5（10）：49-52.[8]张庭亮，杨志杰，赵宾杰.基于STM32的远程实景智能门锁的设计[J].无线互联科技，2017（22）：68-70，77. -全文完-。