摘 要： 設計并研制了一款用于高檔住宅的無線掌紋門鎖控制器,，采用無線編解碼技術實現無線發(fā)射和無線接收,，由Microchip公司的納瓦級別微處理器PIC16F684作為系統(tǒng)控制器；4節(jié)干電池作為無線接收模塊的電源,，可保證5 000次以上鎖的正常開啟,。該門鎖控制器實現了低功耗的設計，滿足了市場對門鎖安全性的需求,。
0 引言
低功耗（納瓦級別）的無線控制技術已廣泛應用于嵌入式控制行業(yè),，本文以無線控制為技術核心，輔以高效的低功耗技術[1],，設計了一款無線門鎖控制器,。基于無線控制的門鎖系統(tǒng),，方便對現有機械鎖的改造,。
1 方案設計
1.1 系統(tǒng)方案
無線門鎖控制器分為發(fā)射控制部分和接收控制部分，系統(tǒng)控制方案如圖1所示,。發(fā)射控制部分用于接收用戶開門信息（12 V的輸入信號）并發(fā)射出無線開門信號,，接收控制部分用于接收無線開門信號，并控制電磁鎖實現門鎖的開啟與關閉,。
1.2 低功耗設計
系統(tǒng)控制部分采用了Microchip公司的PIC16F684[2]納瓦級別微處理器作為系統(tǒng)控制器,；無線接收部分采用低電壓、微功耗ASK超外差接收模塊來接收無線開門信號,。
2 電路設計與實現
2.1 無線發(fā)射部分
無線發(fā)射部分的電路主要由電源電路和控制電路兩部分組成,。
電源電路如圖2所示,。無線發(fā)射部分是由掌紋識別裝置輸出的12 V電壓信號供電的，通過穩(wěn)壓模塊7809[3]將12 V電壓轉為9 V電壓,，再由三端穩(wěn)壓器APL1117C33[4]將9 V電壓轉為3.3 V電壓,，為系統(tǒng)微控制器和無線發(fā)射模塊供電。
控制電路如圖3所示,。無線發(fā)射部分接收到掌紋識別裝置給出的12 V電壓信號后,，由系統(tǒng)微處理器PIC16F684控制無線發(fā)射模塊（STX887[5]），發(fā)射無線信號,。圖3中的TX_DATA是無線發(fā)射模塊發(fā)射數據的引腳,。
2.2 無線接收部分
無線接收部分的電路主要由電源電路、控制電路和電機驅動電路三部分組成,。
電源電路如圖4所示,。無線接收部分由4節(jié)1.5 V普通干電池供電，通過三端穩(wěn)壓器APL1117C33將6 V的電壓轉為3.3 V電壓,，為無線接收模塊和系統(tǒng)微控制器供電,。
控制電路如圖5所示。無線接收部分通過無線接收模塊（SRX887[5]）接收到無線開門信號后,，給系統(tǒng)微處理器發(fā)出一個信號,，由系統(tǒng)微處理器控制H橋的通斷，驅動電機正反轉,，實現電磁鎖的開啟與關閉,。
電機驅動電路如圖6所示。通過系統(tǒng)微處理器控制電機驅動芯片的兩個輸入引腳（IA,、IB）來控制電機的正反轉,。
3 軟件設計
3.1程序流程圖
系統(tǒng)程序設計分為無線發(fā)射部分程序設計和無線接收部分程序設計。
無線發(fā)射部分程序設計流程圖如圖7所示,。系統(tǒng)微處理器通過實時檢測單片機7號引腳的電平，當為低電平時,，通過延時判斷是否為錯誤的信號,，確認后發(fā)射數據10010110B（定義一個8 bit的二進制數據，與無線接收部分對應,，實現無線發(fā)射和無線接收之間的通信）,。
無線接收部分程序設計流程圖如圖8所示。系統(tǒng)微處理器檢測單片機6號引腳的電平,，當為高電平時,，選中溢出位并將其清零，接著選中timer0模塊將其清零,，最后數據接收模塊接收數據96H,。
3.2 程序代碼[5]
?。?）發(fā)射部分主程序
System_Main：
BTFSC PORTC，3
GOTO System_Main,；Judge Signal LOW
CALL Delay_250MS
BTFSC PORTC,，3
GOTO System_Main；Judge Signal LOW
CALL Start_Code,；Send Start Code
CALL Send_DATA,；Send DATA
GOTO System_Main
（2）接收部分主程序
System_Main：
BANKSEL DATA_OVERFLOW_CNT
CLRF DATA_OVERFLOW_CNT
BANKSEL OVERFLOW_BIT
CLRF OVERFLOW_BIT
BANKSEL TIMER0_CNT
CLRF TIMER0_CNT
BANKSEL Recive_DATA
CLRF Recive_DATA
BANKSEL PORTC
BTFSS PORTC,，4
GOTO System_Main,；Judge Signal HIGH
4 性能測試與分析
系統(tǒng)功耗達到了毫瓦級別，無線接收端由4節(jié)普通干電池（4×500 mAh）供電,，若每天開門10次,，可支持500天（近兩年）門鎖的正常開啟與關閉，真正實現了低功耗的設計,，方便用戶使用,。性能測試數據如表1所示。
5 結論
本設計完成了一款低功耗無線門鎖控制器的研制,，利用無線編解碼技術,，提高了門鎖的可靠性。采用納瓦級別微處理器PIC16F684作為系統(tǒng)控制器,，實現了低功耗的設計,。本設計還存在一些需要改進的地方，如在此設計中可以增加一個無線接收端電量不足的提示功能,。
參考文獻
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[4] APL1117 Data Sheet[OL].[2003-06-08]（2015-01-15）.http：//www.ic5.cn/p_APL1117_5dZQ.htmL.
[5] STX887、SRX887數據手冊[S].2012.