一种基于蓝牙技术的防盗门禁装置及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于蓝牙技术的防盗门禁装置及其使用方法。该装置包括设置于门及门框上的若干开口及设置于门及门框内的若干通孔，开口用于分别放置控制单元及与该控制单元连接的传感器单元和电机单元，通孔用于内埋与控制单元连接的各单元的连线；控制单元包括MCU及与该MCU连接的用于与手机进行通信的蓝牙模块和显示模块，传感器单元包括用于检测室内温湿度的温湿度传感器模块、用于检测室内烟雾及一氧化碳的烟雾传感器模块以及用于检测门是否处于闭锁状态的红外传感模块，红外传感模块包括设置于门上门锁一侧的红外对管及与该红外对管相对并设置于门框相应位置的白块。本发明通过手机蓝牙发送密码实现门的开关，实现了家庭的防盗。
【专利说明】一种基于蓝牙技术的防盗门禁装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于蓝牙技术的防盗门禁装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]蓝牙(Bluetooth)技术是一种短距离无线电技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和手机等移动通信终端设备之间的通信。它采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM (即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。
[0003]现如今蓝牙技术已经广泛应用于我们的生活当中，比如蓝牙耳机、蓝牙音箱等电子产品的使用。我们想把它应用在防盗电子锁上，以增加门禁系统的安全性。
[0004]该产品利用蓝牙技术实现手机和单片机之间的通信，通过手机的应用软件传送密码给单片机，和预先设定的正确密码进行匹对，配对成功后打开电子锁，代替了钥匙的功能。同时还附有修改密码的功能。
[0005]在蓝牙防盗锁基础上，我们还添加了湿度、温度传感器，测量室内的温湿度。附带烟雾传感器、一氧化碳传感器检测火灾之类的隐患。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种通过手机蓝牙发送密码实现门的开关，实现家庭的防盗的基于蓝牙技术的防盗门禁装置及其使用方法。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种基于蓝牙技术的防盗门禁装置，包括设置于门及门框上的若干开口及设置于门及门框内的若干通孔，所述开口用于分别放置控制单元及与该控制单元连接的传感器单元和用于控制门锁开、关的电机单元，所述通孔用于内埋与控制单元连接的各单元的连线；所述控制单元包括MCU及与该MCU连接的用于与手机进行通信的蓝牙模块和显示模块，所述传感器单元包括用于检测室内温湿度的温湿度传感器模块、用于检测室内烟雾及一氧化碳的烟雾传感器模块以及用于检测门是否处于闭锁状态的红外传感模块，所述红外传感模块包括设置于门上门锁一侧的红外对管及与该红外对管相对并设置于门框相应位置的白块，该白块用于反射红外射线。
[0008]在本发明实施例中，还包括一用于为整个装置供电的电源模块，该电源模块包括太阳能电池板及与该太阳能电池板连接的太阳能控制器和蓄电池，所述电源模块设置于门框上的开口内。
[0009]在本发明实施例中，所述开口均设置有用于密封所述开口的玻璃。
[0010]在本发明实施例中，所述显示模块包括一与所述MCU连接的驱动模块及与该驱动模块连接的显示屏。
[0011]在本发明实施例中，所述显示屏为1602液晶屏。
[0012]在本发明实施例中，所述电机单元包括一用于驱动电机转动的驱动模块及与该驱动模块连接的电机。[0013]在本发明实施例中，所述红外传感模块还包括三极管、电阻R5至R9和比较器；所述三极管的基极经电阻R5连接至所述MCU，所述三极管的发射极连接至VCC，所述三极管的集电极经电阻R6连接至所述红外对管的第一输入端，所述红外对管的第二输入端连接至GND，所述红外对管的第一输出端分别连接至所述三极管集电极、电阻R8的一端和所述比较器的电源输入端，所述电阻R8的变阻输出端连接至所述比较器的正相输入端，所述比较器的输出端经电阻R9连接至所述MCU;所述红外对管的第二输出端分别连接至所述比较器的反相输入端和电阻R7的一端；所述电阻R8的另一端、电阻R7的另一端和所述比较器的电源输出端均连接至GND。
[0014]本发明还提供了一种基于上述所述的防盗门禁装置的使用方法，包括如下步骤， 步骤SOl:提供一安装有安卓系统的手机一部，并在该手机上安装一开关锁应用程序； 步骤S02:通过手机上的蓝牙模块与所述控制模块中的蓝牙模块进行通信连接，发送
密码或相应数字执行相应功能；当手机发送密码的情况下，执行步骤S03:当手机发送相应数字时，执行步骤S04:
步骤S03 =MCU根据发送的密码判断密码是否正确，如不正确，重新执行步骤S02，如正确，则通过MCU控制电机单元的电机转动带动门锁的开、关，进而实现门的开、关:
步骤S04:当手机发送数字为I时，实现密码修改功能；当手机发送数字为2时，MCU通过传感器单元采集温湿度数据、烟雾数据及一氧化碳数据，并通过显示模块显示；当手机发送数字为3时，关闭显示模块；当手机发送数字为4时，MCU通过红外传感模块检测门是否处于关闭状态；当手机发送数字为5时，MCU进入休眠模式。
[0015]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:
1、本发明结构简单，易于实现，且采用太阳能供电，在解决的电源问题的同时，使得该产品的电源独立于家用电源，完全不用考虑该产品的用电对于家用电源的消耗，更体现了环保的理念；
2、第一次将手机蓝牙模块与门锁结合在一起，只需往手机上输入正确的密码就可以把门打开，这样开门不仅安全系数大大提高，而且也为住户省去了携带钥匙的麻烦；
3、本发明通过红外传感模块实现了对门开关状态的检测，以提醒用户进行开关门操
作；
4、添加传感器，实现更多人性化功能例如:检测煤气是否泄漏；是否有火灾隐患；家中温度是否适宜等，为人们提供更良好的生活条件；家居智能网络的开发开拓了一片新的领域，提高生活质量；同时实现了无线控制，无线数据传输；方便快捷，这样的技术还可以应用到工业等许多领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明装置的设置示意图。
[0017]图2是图1中的A区放大图。
[0018]图3是本发明红外传感模块电路原理图。
[0019]图4是本发明烟雾传感器模块电路原理图。
[0020]图5是本发明单片机电路原理图。
[0021]图中，1-门，2-门框，3-门锁，4-控制单元，5-电机，6-温湿度传感器模块，7-烟雾 传感器模块，8-红外对管,9-白块,10-电源模块。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0023]如图1-5所示，本发明的一种基于蓝牙技术的防盗门禁装置，包括设置于门I及门框2上的若干开口及设置于门I及门框2内的若干通孔，所述开口用于分别放置控制单元4及与该控制单元4连接的传感器单元和用于控制门锁开、关的电机单元，所述通孔用于内埋与控制单元4连接的各单元的连线；所述控制单元4包括MCU及与该MCU连接的用于与手机进行通信的蓝牙模块和显示模块，所述显示模块包括一与所述MCU连接的驱动模块及与该驱动模块连接的显示屏；所述显示屏为1602液晶屏；所述传感器单元包括用于检测室内温湿度的温湿度传感器模块6、用于检测室内烟雾及一氧化碳的烟雾传感器模块7以及用于检测门是否处于闭锁状态的红外传感模块，所述红外传感模块包括设置于门上门锁一侧的红外对管8及与该红外对管8相对并设置于门框相应位置的白块9，该白块用于反射红外射线；还包括一用于为整个装置供电的电源模块10，该电源模块10包括太阳能电池板及与该太阳能电池板连接的太阳能控制器和蓄电池，所述电源模块10设置于门框上的开口内；所述开口均设置有用于密封所述开口的玻璃；
所述电机单元包括一用于驱动电机转动的驱动模块及与该驱动模块连接的电机5。
[0024]所述红外传感模块还包括三极管、电阻R5至R9和比较器；所述三极管的基极经电阻R5连接至所述MCU，所述三极管的发射极连接至VCC，所述三极管的集电极经电阻R6连接至所述红外对管8的第一输入端，所述红外对管8的第二输入端连接至GND，所述红外对管8的第一输出端分别连接至所述三极管集电极、电阻R8的一端和所述比较器的电源输入端，所述电阻R8的变阻输出端连接至所述比较器的正相输入端，所述比较器的输出端经电阻R9连接至所述MCU ;所述红外对管8的第二输出端分别连接至所述比较器的反相输入端和电阻R7的一端；所述电阻R8的另一端、电阻R7的另一端和所述比较器的电源输出端均连接至GND。
[0025]本发明还提供了一种基于上述所述的防盗门禁装置的使用方法，包括如下步骤， 步骤SOl:提供一安装有安卓系统的手机一部，并在该手机上安装一开关锁应用程序； 步骤S02:通过手机上的蓝牙模块与所述控制模块中的蓝牙模块进行通信连接，发送
密码或相应数字执行相应功能；当手机发送密码的情况下，执行步骤S03:当手机发送相应数字时，执行步骤S04:
步骤S03 =MCU根据发送的密码判断密码是否正确，如不正确，重新执行步骤S02，如正确，则通过MCU控制电机单元的电机转动带动门锁的开、关，进而实现门的开、关:
步骤S04:当手机发送数字为I时，实现密码修改功能；当手机发送数字为2时，MCU通过传感器单元采集温湿度数据、烟雾数据及一氧化碳数据，并通过显示模块显示；当手机发送数字为3时，关闭显示模块；当手机发送数字为4时，MCU通过红外传感模块检测门是否处于关闭状态；当手机发送数字为5时，MCU进入休眠模式。
[0026]以下为本发明的具体实施例。
[0027]一、本发明装置的组成:
(I)本系统的电源部分由太阳能电池板、太阳能控制器、12V/5A铅酸蓄电池组成；(2)主要部分是80C52单片机控制系统及1602液晶屏；
(3)传感器部分有RPR220红外传感器模块、DHTll湿温度传感器、MQ-2烟雾传感器模块和MQ-7 —氧化碳传感器模块。
[0028]二、各部分原理图:
I)、1602液晶屏
1602液晶屏显示相关文字实现人与单片机的对话。
[0029]2)、MQ-2、MQ_7传感器和湿、温度传感器(见图4)
MQ-2烟雾传感器检测到室内有烟雾产生时，DOUT 口就会产生高电平，单片机检测到高电平，打开蜂鸣器进行报警，并在1602上显示。
[0030]MQ-7烟雾传感器检测到室内有一氧化碳气体产生时，DOUT 口就会产生高电平，单片机检测到高电平，打开蜂鸣器进行报警，并在1602上显示。
[0031 ] 单片机通过接收DHTl I湿温度传感器DOUT的电平变化信息，转化成对应的温湿度数据，并显示在1602液晶屏。 [0032]3 )、RPR220红外传感模块(见图1至图3 )
在门沿处设置一白色块，当门关上时红外传感模块正对着白色块，红外反射，接收管接收红外线。而当门未关上时，接收管就接收不到红外线。由此产生的电平差异判断门是否
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[0033]4)、单片机及继电器、蜂鸣器、蓝牙模块
通过电机单元控制电子锁开、关，进而实现门的开、关。
[0034]该系统核心芯片采用STC89C52单片机，进行数据采集和处理，并输出相关数据。而蓝牙模块的作用是和手机应用软件进行数据通信，并将接受到的数据传至单片机的串□。
[0035]三、本发明装置的使用方法:
1、使用前准备:安装有配套串口助手应用的安卓系统手机一部。
[0036]2、输入密码打开电子锁:本产品的主要功能是利用蓝牙通信控制开门，所以在打开系统的总开关，完成蓝牙的连接之后，就可以直接发送密码打开门了。如果输入错误的密码，门是不会开的。(初始密码为123456)
3、另外整个系统设定了 5个功能，通过手机向单片机发送相应的数字就会执行相应的功能。例如:当你发送数字1，就会执行功能I。
[0037]下面就分别介绍各个功能的具体内容和使用方法:
①功能I——修改密码
手机完成蓝牙连接后，发送数字1，单片机就会控制继电器打开1602液晶屏，屏幕显示“change password”,此时必须输入原来正确的密码进行确认,如果输入的密码正确,屏幕显示“input new password”，就可以输入更改后的密码，密码可以是任意位数数字和字母的组合(但是不要设单位数字密码1-6与功能键冲突)，之后屏幕显示“success”，说明已完成密码的修改，过一段时间自动关闭屏幕电源。如果在“change password”之后输入的密码是错误的，屏幕显示“error ”之后自动关闭屏幕电源。
[0038]②功能2-测量湿度、温度并显示
手机完成蓝牙连接后，发送数字2，单片机I/O 口控制DHTll湿温度传感器的启动，并测量数据，显示在1602液晶屏。数据的测量周期是2S，也就是2S后手机再发送2，液晶屏上才会显示新的数据。
[0039]③功能3——关闭液晶屏
此功能是和功能2结合在一起的，当你知道了湿度、温度的情况后，不想再在屏幕上显示。手机完成蓝牙连接后，发送数字3，51单片机控制1602液晶屏关闭电源。
[0040]④功能4——门是否上锁确认功能
手机完成蓝牙连接后，发送数字4，单片机控制I/O 口开通RPR220红外传感模块，如果信号端是低电平，则使蜂鸣器常鸣一段时间，说明门已上锁。然后关闭RPR220红外传感模块。如果门未关上，则蜂鸣器不会响。
[0041]⑤功能5——单片机进入休眠模式
手机完成蓝牙连接后，发送数字5，单片机进入休眠模式，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工
作。此时单片机的功耗较低，只要手机再次发送信息，单片机就会从休眠模式转成正常工作状态。
[0042]以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于蓝牙技术的防盗门禁装置，其特征在于:包括设置于门及门框上的若干开口及设置于门及门框内的若干通孔，所述开口用于分别放置控制单元及与该控制单元连接的传感器单元和用于控制门锁开、关的电机单元，所述通孔用于内埋与控制单元连接的各单元的连线；所述控制单元包括MCU及与该MCU连接的用于与手机进行通信的蓝牙模块和显示模块，所述传感器单元包括用于检测室内温湿度的温湿度传感器模块、用于检测室内烟雾及一氧化碳的烟雾传感器模块以及用于检测门是否处于闭锁状态的红外传感模块，所述红外传感模块包括设置于门上门锁一侧的红外对管及与该红外对管相对并设置于门框相应位置的白块，该白块用于反射红外射线。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙技术的防盗门禁装置，其特征在于:还包括一用于为整个装置供电的电源模块，该电源模块包括太阳能电池板及与该太阳能电池板连接的太阳能控制器和蓄电池，所述电源模块设置于门框上的开口内。
3.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙技术的防盗门禁装置，其特征在于:所述开口均设置有用于密封所述开口的玻璃。
4.根据权利要求1所述的基于蓝牙技术的防盗门禁装置，其特征在于:所述显示模块包括一与所述MCU连接的驱动模块及与该驱动模块连接的显示屏。
5.根据权利要求4所述的基于蓝牙技术的防盗门禁装置，其特征在于:所述显示屏为1602液晶屏。
6.根据权利要求1所述的基于蓝牙技术的防盗门禁装置，其特征在于:所述电机单元包括一用于驱动电机转动的驱动模块及与该驱动模块连接的电机。
7.根据权利要求1所述的基于蓝牙技术的防盗门禁装置，其特征在于:所述红外传感模块还包括三极管、电阻R5至R9和比较器；所述三极管的基极经电阻R5连接至所述MCU，所述三极管的发射极连接至VCC，所述三极管的集电极经电阻R6连接至所述红外对管的第一输入端，所述红外对管的第二输入端连接至GND，所述红外对管的第一输出端分别连接至所述三极管集电极、电阻R8的一端和所述比较器的电源输入端，所述电阻R8的变阻输出端连接至所述比较器的正相输入端，所述比较器的输出端经电阻R9连接至所述MCU;所述红外对管的第二输出端分别连接至所述比较器的反相输入端和电阻R7的一端；所述电阻R8的另一端、电阻R7的另一端和所述比较器的电源输出端均连接至GND。
8.一种基于权利要求1至7任意一项所述的防盗门禁装置的使用方法，其特征在于:包括如下步骤， 步骤SOl:提供一安装有安卓系统的手机一部，并在该手机上安装一开关锁应用程序； 步骤S02:通过手机上的蓝牙模块与所述控制模块中的蓝牙模块进行通信连接，发送密码或相应数字执行相应功能；当手机发送密码的情况下，执行步骤S03:当手机发送相应数字时，执行步骤S04: 步骤S03 =MCU根据发送的密码判断密码是否正确，如不正确，重新执行步骤S02，如正确，则通过MCU控制电机单元的电机转动带动门锁的开、关，进而实现门的开、关: 步骤S04:当手机发送数字为I时，实现密码修改功能；当手机发送数字为2时，MCU通过传感器单元采集温湿度数据、烟雾数据及一氧化碳数据，并通过显示模块显示；当手机发送数字为3时，关闭显示模块；当手机发送数字为4时，MCU通过红外传感模块检测门是否处于关闭状态；当手机发送数字为5时，MCU进入休眠模式。
【文档编号】E06B7/28GK104021610SQ201410282151
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】龚剑辉, 黄凯, 林元国, 周阳, 吴松华, 林朝晖 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司检修分公司