基于藍牙的智能車位鎖設計

熊英鵬 毛佳昌

【摘 要】文章介紹了一種基于藍牙的智能車位鎖設計，其包括藍牙車位鎖裝置以及車載藍牙裝置。當車輛靠近車位鎖時，車載藍牙裝置發送配對信號給藍牙車位鎖裝置，當匹配成功后，車位鎖能夠自動開啟;當車輛離開車位鎖時，藍牙斷開連接，車位鎖自動上鎖，整個過程無需人為操作。

【關鍵詞】藍牙;智能;車位鎖

中圖分類號： TN925;U491.7 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）25-0033-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.015

Design of Intelligent Parking Lock Based on Bluetooth

XIONG Ying-peng1 MAO jia-chang2

（1.School of electronic and information engineering，Hankou university，Wuhan Hubei 430212，China;

2.Changjiang Wuhan Waterway Bureau，Jingzhou Hubei 434000，China）

【Abstract】This paper introduces a design of intelligent parking lock based on bluetooth，which includes bluetooth parking lock device and car bluetooth device.When the vehicle approaches the parking lock，the car bluetooth device sends matching signals to the bluetooth parking lock device.When the match is successful，the parking lock will automatically open.When the car leaves the parking lock，the bluetooth disconnects and the parking lock automatically locks，the whole process does not need manual operation.

【Key words】Bluetooth;Intelligent;Parking lock

0 引言

目前，市面上的車位鎖大多為機械式，車主都要下車把從機的起降桿撐起或放下然后上鎖，使用非常麻煩。除傳統機械式車位鎖外，當前市面上還有遙控型車位鎖和遮擋型車位鎖。遙控型車位鎖需要手動操控遙控器來控制車位鎖的升降，不能實現自動升降;而遮擋型車位鎖雖然可實現車位鎖的自動升降，但是其不能適用于地下車庫等光強變化不明顯的地方。因此，設計一種能在任意環境下均能自動開關的車位鎖具有一定的現實意義[1]。

1 系統結構及原理

該系統包括藍牙車位鎖裝置以及車載藍牙裝置，其中車載藍牙裝置作為主機，藍牙車位鎖裝置作為從機。主機的硬件包括MSP430F149單片機最小系統、藍牙芯片HC-05模塊、LCD1602液晶顯示模塊、矩陣鍵盤模塊、EEPROM模塊。從機的硬件包括MSP430F149單片機最小系統、藍牙芯片HC-05模塊、EEPROM模塊、H橋驅動電路模塊、以及減速電機。主機部分的結構框圖如圖1所示，從機部分的結構框圖如圖2所示。

2 系統硬件電路設計

2.1 MSP430F149單片機最小系統硬件設計

為了降低整個系統的功耗，選用MSP430F149芯片作為控制芯片，其具有超低功耗、強大的處理能力，以及從低功耗模式到喚醒模式的轉換時間少等優點。

2.2 HC-05藍牙模塊硬件設計

HC-05是CSR主流藍牙芯片，V2.0標準協議，串口模塊工作電壓3.3V[2][3]。系統用藍牙模塊與單片機的串口TX、RX端連接，通過相關指令來控制相應設備動作。其電路原理圖如圖3所示。

2.3 EEPROM模塊硬件設計

EEPROM模塊主要用來對用戶設定的密碼進行掉電保存，用以保證車位鎖掉電后，用戶密碼不丟失。本設計采用AT24C02芯片，其采用的為I2C總線進行數據的傳輸，能夠穩定高效的傳輸數據，電路原理圖如圖4所示。

2.4 LCD顯示模塊硬件設計

LCD1602顯示模塊主要用來方便用戶修改密碼、顯示當前密碼及當前藍牙的連接狀態以及對從機的操作是否成功，使操作更加方便。LCD1602顯示模塊電路原理圖如圖5所示，其中LCD1602的數據傳輸線D0-D7分別連接單片機的P4.0-P4.7管腳，用于顯示車位鎖當前狀態數據。

2.5 矩陣鍵盤模塊硬件設計

矩陣鍵盤模塊主要用來設定從機的密碼以及查看當前密碼，方便用戶操作。矩陣鍵盤模塊的電路原理圖如圖6所示。

3 系統軟件設計

3.1 藍牙主機軟件設計

藍牙主機流程圖如圖7所示。

藍牙主機模塊一般放在車位主人的汽車上，主要是實現自動配對、自動連接、自動控制功能。軟件流程設計首先是系統初始化，然后主機就會開始掃描從機設備，當掃描到從機設備時主機就會和從機設備進行嘗試配對，只有和配對碼一致的從機才能實現連接，當成功進行配對后，在LCD上會顯示配對成功的信息。完成配對連接后檢測是否有需要修改密碼，若需要，由用戶設定車位鎖密碼，設定完成后，主機發送修改密碼的信號以及所要修改的密碼給從機;若不需要，則直接發送默認的車位鎖密碼給從機。從機收到后，判斷是否需要修改密碼，若需要，則發送請求確認密碼的信號給主機并暫存該密碼;若不需要，則和默認的車位鎖密碼進行對比，若無誤，則打開車位鎖;若有誤，則不進行動作。主機收到信號后，判斷是否執行過修改密碼的請求，若有，則發送確認密碼的信號以及之前所設定的密碼給從機;若沒有，則不進行操作。若從機收到確認密碼的信號，則與之前暫存的密碼進行對比，若無誤，則密碼修改完成并將該密碼存入EEPROM，同時打開車位鎖并回傳解鎖成功的信號，若有誤，則請求再次發送確認信號;若從機沒有收到信號，則等待主機的下一次信號。當主機收到車位鎖成功解鎖的信號后，會將車位鎖解鎖成功的信息顯示在LCD上。

3.2 藍牙從機軟件設計

藍牙從機流程圖如圖8所示。

藍牙從機主要功能是實現與主機的識別并在被主機識別的情況下接收主機的控制信號實現全自動的從機控制。下面是如何通過軟件實現這些功能：首先系統初始化從機等待主動申請配對的主機配對申請，當申請到來時從機會和主機進行配對操作，如果配對密碼不一致，則繼續等待主機的信號;當完成配對后從機會判斷是否需要修改密碼。若需要修改密碼，則發送請求確認密碼的信號給主機，主機收到確認請求后，會發送確認密碼的信號給從機，從機收到信號后，與之前暫存的密碼進行對比，若無誤，則將該密碼存入EEPROM中，同時打開車位鎖并回傳車位鎖解鎖成功的信號;若有誤，則車位鎖保持關閉狀態并回傳再次發送確認信號的請求;若不需要，則與默認的車位鎖密碼進行對比，若密碼正確，則打開車位鎖并回傳車位鎖解鎖成功的信號;若密碼錯誤，則保持車位鎖關閉狀態并回傳再次發送車位鎖密碼的請求。

4 結束語

文章介紹了一種基于藍牙的智能車位鎖設計，包括硬件設計和軟件設計。經過測試，該車位鎖能夠在任意環境下實現自動開啟和關閉，更加方便人們的使用。

【參考文獻】

[1]李淵博，張紅雨，牛嘉祥.基于藍牙的智能車位鎖設計[J].電子設計工程，2017，25（13）：126-129+134.

[2]賈琪，嚴李強，李金合.基于藍牙技術的智能車位鎖的設計與實現[J].電子制作，2017（19）：31-33+98.

[3]姚兵兵.基于BLE智能車位鎖的設計與實現[D].東南大學，2017.