基于GSM的Arduino—Uno自動門遠程報警和門鎖系統設計

趙新華 李文萱

摘 要：本文研究并設計了一種用于家庭安防的遠程門自動報警和門鎖系統。這種家庭安防系統可以通過手機短消息進行操作，遠距離也可以確保家庭的安全。這項研究旨在實現智能家庭自動化，通過使用Arduino-uno微控制器和GSM模塊來實現。自動控制相當復雜，需要各種集成元件，能夠在讀取輸入和進行數據處理的同時控制輸出和編程。

關鍵詞：Arduino；GSM；自動門；短信

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）03-0026-02

Design of Arduino-Uno Automatic Door Remote Alarm and Door Lock System Based on GSM

ZHAO Xinhua，LI Wenxuan

（Chuzhou Vocational and Technical College，Chuzhou 239000，China）

Abstract：This paper studies and designs a remote door automatic alarm and door lock system for family security. This family security system can be operated through short messages，which can also ensure family safety at long distance. The purpose of this research is to achieve intelligent home automation，which is achieved by using Arduino-uno microcontroller and GSM module. Automatic control is quite complex，requiring all kinds of integrated elements，which can control output and programming while reading input and data processing.

Keywords：Arduino；GSM；automatic door；text message

0 引 言

當今社會，高科技的迅猛發展，使犯罪分子可以利用更先進的技術，從而導致一個地區犯罪率的提高。所謂魔高一尺，道高一丈。因此，需要我們用更專業的知識去探索更先進的技術來避免此類犯罪，其中之一就是自動門鎖系統。它通過手機發送的短消息來控制房門鎖，這種控制需要有短信功能的手機。Arduino微控制器是一款開源電子板，Arduino由ATMega328p微控制器的主要組件組成，該板根據上傳到板上的程序流程工作。除了Arduino的智能家居系統基于短消息使用，其他設備是GSM屏蔽將被用作安裝在房子內的設備，用于接收發送到控制自己業主的留言，建立一個智能家居系統，使其能夠執行鎖定門并打開報警器的功能。

1 控制方法

Arduino-Uno有14個數字輸入/輸出引腳、6個模擬輸入、1個16MHz陶瓷諧振器、1個USB連接，1個輸入連接器電源，1個ICSP插頭和1個按鈕。Arduino-Uno R3是一款基于ATmega28的微控制器，配備了支持其工作所需的所有功能，并通過USB電纜連接到Arduino-Uno計算機。Arduino-Uno不同于以前的所有微控制器板，因為它不使用FTGI USB至串行驅動器芯片。

Atmega16U2（Atmega8U2至R2版）作為USB轉串口轉換器使用。Arduino-Uno的R2版將8U2HWB線路電阻連接到地面，使其更容易進入DFU模式。通常使用的Arduino-Uno編程語言是簡化的C語言，因此我們更容易學習和掌握單片機。微控制器用編程語言編寫電子器件的各種組件來控制其轉移到微控制器，然后微控制器將根據我們制作的程序工作。

移動通信開始受到重視是因為人們越來越移動，所以需要一個隨時隨地都可以使用的電信工具。通信服務商一直在思考通信的標準化問題，其中之一就是GSM（全球移動通信系統）。我們現在使用的GSM技術僅使用900 MHz頻率，范圍僅為1.5 km至2 km。事實上，可通過使用天線傘（被擴展的范圍傘）增加范圍。傘形天線可使GSM的范圍到35公里，GSM擊敗CDMA（碼分多址）。文中研究的安防系統要使用的SIM900 GSM模塊是一種取代手機功能的設備，該設備的特點是形狀體積小、重量輕、易于集成、功耗低。

電磁門鎖和自動門鎖工作時應通12伏的電壓，螺線管可以使用與基于RFID和電動鎖定系統相結合的密碼，用來鎖定所述門或柜/壁櫥。Selenoid門鎖有兩個輸出，分別是正面和負面。此工具能夠在9-12伏的電壓下工作。其他一些支持設備用于設置所需的輸入和輸出條件。這些器件是LED燈、晶體管、二極管、變壓器電阻器、電容器、LM78xx IC以及其他一些支持設備。

在組裝智能家庭自動化模塊之后，制作微型自動門來進一步測試模塊的成功率。利用移動電話進行測試（SMS），當它接收到我們給予的一個命令信號后，開關將工作，我們的研究僅集中在一個微型自動門，如圖1所示。在該階段中設計報警系統和采用Arduino-Uno GSM模塊的自動門鎖，這個微控制器將用于接收來自手機的信號，然后向GSM模塊發送一個信號，發送的數據將由微控制器根據數據庫進行檢查。

2 設計與討論

如果用Arduino提供的電信號來驅動螺線管門鎖在9-12伏電壓的范圍內工作。則該系統可以使用工作螺線管鎖門，它需要一個晶體管作為放大器。初始位置的螺線管是目前尚未給定的，而且電壓被鎖定，所以當電流流動時，它將使用Arduino Uno微控制器設置的延遲打開程序。為了測試設計系統包括測試GSM模塊組件，Selenoid和測試方法首先由GSM模塊完成定位，以便于向Arduino發送信號。該模塊能夠以非常低的電壓在很遠的距離進行工作，因為它使用來自供應商的信號，這些供應商的GSM模塊本身的功能是向Arduino發送信號。研究中使用的微控制器主要用來匹配信息數據，識別進入單片機的程序。如果標識符錯誤，那么Arduino僅向紅色LED發送信號且蜂鳴器會發出非常大的聲音，如圖2所示。控制系統是使用軟件設計的，它可以幫助設計電子電路，設計等。

用于報警系統設計和自動門鎖的集成電路的使用是基于Arduino Uno-based GSM模塊的，可以在圖3中看到。

用于與arduino進行LCD顯示通信的腳本如下：

//Pin Komunikasi Display LCD Dengan Arduino

if （！strcmp（smsbuffer， "telfonsaya"）） {

lcd.clear（）；

lcd.setCursor（2，0）；

lcd.print（"MEMANGGIL...."）；

lcd.setCursor（2，1）；

lcd.print（"NOMOR TUJUAN"）；

telponTujuan（）；

lcd.clear（）；

lcd.setCursor（4，0）；

lcd.print（"MENUNGGU"）；

lcd.setCursor（2，1）；

lcd.print（"KIRIMAN SMS"）；

撥打GSM號碼的腳本如下所示：

void telponTujuan（） {

arduino.Call（"+6282115295650"）；

delay（20000）；

arduino.HangUp（）；

delsms（）；

void delsms（） {

for （int i = 0； i < 10； i++） {

int pos = sms.IsSMSPresent（SMS_ALL）；

if （pos ！= 0）{

if （sms.DeleteSMS（pos） == 1） {} else {}

3 結 論

本文中設計的家庭安防遠程門自動報警和門鎖系統已經成功地設計了一個Arduino-Uno模塊，通過利用來自GSM提供商的信號可以在很遠的距離外驅動一個可以鎖定和打開的自動門，從而實現以極低的電壓進行遠程工作的目標。

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作者簡介：趙新華（1978.05-），女，山西運城人，講師，碩士。研究方向：電力系統及其自動化。