一种基于单片机的定位自动车锁系统

1.本实用新型属于自行车技术领域，具体涉及一种基于单片机的定位自动车锁系统。


背景技术：

2.随着物联网技术的发展，各种设备的智能化给广大人民的生活带来了便利，自行车的智能化越来越多的厂家及消费者重视，目前人们不使用自行车时，会将自行车的车轮锁上以防被盗，因此在使用自行车时，必须随身携带钥匙，而往往人们总会遇到忘记带钥匙；另外，当停车位置停了很多自行车时，无法快速寻找爱车位置。而且随着指纹锁、电子锁、nfc 等功能的普及，人们也越来越习惯不携带钥匙出门，所以能够在手机上控制自行车上的车锁的开启闭合便显得更人性化传统。
3.如果可以设计一种系统，当准备骑行自行车出门时，无需携带钥匙，只要带上手机，通过手机操控自行车的车锁开闭，通过手机查看自行车所在位置，轻松快速找到爱车位置，可以有效解决现有技术中问题。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于单片机的定位自动车锁系统，本基于单片机的定位自动车锁系统与移动终端可通过蓝牙连接，实现自行车车锁的开闭，操作便捷，使用方便，还具有定位功能，通过移动终端可快速找到自行车所在位置。
5.为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：
6.一种基于单片机的定位自动车锁系统，包括控制装置和移动装置；
7.所述控制装置位于自行车上，所述控制装置包括集成电路，所述集成电路包括单片机控制电路、继电器控制电路、第一蓝牙模块、gps模块、存储电路、显示电路、语音播报电路和电源电路，所述单片机控制电路、继电器控制电路、第一蓝牙模块、gps模块、存储电路、显示电路和语音播报电路均与电源电路连接，所述继电器控制电路、第一蓝牙模块、gps模块、存储电路、显示电路和语音播报电路均与单片机控制电路连接；
8.所述移动装置包括第二蓝牙模块，所述第一蓝牙模块与第二蓝牙模块连接。
9.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电源电路包括可充电电池和电压转换电路，所述可充电电池与电压转换电路连接，所述电压转换电路包括78l05芯片、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电阻r3和发光二极管led2，所述可充电电池的正极通过开关jk1同时与电容c4的正极、电容c6的一端和78l05芯片的引脚1连接，78l05芯片的引脚3同时与电容c5的正极、电容c7的一端和发光二极管led2的正极连接，所述78l05芯片的引脚3用于输出5v电源，所述发光二极管led2的负极与电阻r3的一端连接，所述可充电电池的负极、电容c4的负极、电容c6的另一端、电容c5的负极、电容c7的另一端和电阻r3的另一端均连接地线。
10.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述单片机控制电路包括stc89c52rc单片机、复位电路和晶振电路，所述复位电路包括按钮key1、电容c1和电阻r1，所述晶振电路包括晶振y1、电容c2和电容c3，所述stc89c52rc单片机的引脚40连接5v电源，所述stc89c52rc单片机的引脚9同时与按钮key1的一端、电容c1的负极和电阻r1的一端连接，所述按钮key1的另一端和电容c1的正极均连接5v电源，所述电阻r1的另一端连接地线，所述stc89c52rc单片机的引脚18同时与晶振y1的一端和电容c2的一端连接，所述stc89c52rc单片机的引脚19同时与晶振y1的另一端和电容c3的一端连接，所述电容c2的另一端和电容c3的另一端均连接地线。
11.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述继电器控制电路包括发光二极管led1、电阻r4、三极管q1、二极管d1、继电器k1和开闭锁电机b1，所述发光二极管led1的正极与stc89c52rc单片机的引脚21连接，所述发光二极管led1的负极与电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与三极管q1的基极连接，所述三极管q1的发射极连接地线，所述三极管q1的集电极同时与二极管d1的正极和继电器k1中线圈的一端连接，所述二极管d1的负极和和继电器k1中线圈的另一端连接5v电源，所述继电器k1中公共触点与开闭锁电机b1连接，所述继电器k1中常开触点与5v电源连接，所述开闭锁电机b1连接有地线。
12.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一蓝牙模块采用dx-bt05 4.0蓝牙模块，所述dx-bt05 4.0蓝牙模块分别与stc89c52rc单片机的引脚10和引脚11连接，所述dx-bt05 4.0蓝牙模块还连接有5v电源。
13.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述gps模块采用gt-u7模块，所述gt-u7模块分别与stc89c52rc单片机的引脚38和引脚39连接，所述gt-u7模块还连接有5v电源。
14.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述显示电路包括lcd1602显示屏，所述lcd1602显示屏的引脚2和引脚15均连接5v电源，所述lcd1602显示屏的引脚7与stc89c52rc单片机的引脚35连接，所述lcd1602显示屏的引脚8与stc89c52rc单片机的引脚34连接，所述lcd1602显示屏的引脚9与stc89c52rc单片机的引脚33连接，所述lcd1602显示屏的引脚10与stc89c52rc单片机的引脚32连接，所述lcd1602显示屏的引脚11与stc89c52rc单片机的引脚28连接，所述lcd1602显示屏的引脚12与stc89c52rc单片机的引脚27连接，所述lcd1602显示屏的引脚13与stc89c52rc单片机的引脚26连接，所述lcd1602显示屏的引脚14与stc89c52rc单片机的引脚25连接，所述lcd1602显示屏的引脚4与stc89c52rc单片机的引脚25连接，所述lcd1602显示屏的引脚5与stc89c52rc单片机的引脚23连接，所述lcd1602显示屏的引脚6与stc89c52rc单片机的引脚22连接，所述lcd1602显示屏的引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14、引脚4、引脚5和引脚6均通过排阻rp2连接5v电源，所述lcd1602显示屏的引脚1和引脚16连接地线，所述lcd1602显示屏的引脚3通过可变电阻rp1连接地线。
15.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述存储电路包括存储芯片24c02，所述存储芯片24c02的引脚8连接5v电源，所述存储芯片24c02的引脚7、引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均连接地线，所述存储芯片24c02的引脚6与stc89c52rc单片机的引脚36连接，且存储芯片24c02的引脚6通过电阻r9连接5v电源，所述存储芯片24c02的引脚5与stc89c52rc单片机的引脚37连接，且存储芯片24c02的引脚6通过电阻r8连接5v电源。
16.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述语音播报电路包括电阻r2、三极管
q2和喇叭b2，所述电阻r2的一端与stc89c52rc单片机的引脚1连接，所述电阻r2的另一端与三极管q2的基极连接，所述三极管q2的发射极连接地线，所述三极管q2的集电极与喇叭b2的一端连接，喇叭b2的另一端连接5v电源。
17.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述移动装置为手机。
18.本实用新型的有益效果为：本实用新型设计了一种定位自动车锁系统，运用卫星gps定位实现在手机上操作能够及时定位车辆（如自行车）所在位置并且遥控车辆上车锁的开关。操作便捷、使用方便，还具有显示时间、语音播报、存储信息等功能，给用户带来极大的便利和保障。
附图说明
19.图1为整体电路原理示意图。
具体实施方式
20.下面根据附图对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：
21.一种基于单片机的定位自动车锁系统，包括控制装置和移动装置。
22.所述控制装置安装在自行车上，所述控制装置包括集成电路，所述集成电路包括单片机控制电路、继电器控制电路、第一蓝牙模块、gps模块、存储电路、显示电路、语音播报电路和电源电路，所述单片机控制电路、继电器控制电路、第一蓝牙模块、gps模块、存储电路、显示电路和语音播报电路均与电源电路连接，所述继电器控制电路、第一蓝牙模块、gps模块、存储电路、显示电路和语音播报电路均与单片机控制电路连接；所述继电器控制电路用于控制开闭锁电机b1动作从而实现自行车车锁的开闭功能。
23.所述移动装置包括第二蓝牙模块，所述第一蓝牙模块与第二蓝牙模块连接。所述移动装置为手机。
24.本实施例中，如图1所示，所述电源电路包括可充电电池和电压转换电路，所述可充电电池与电压转换电路连接，所述电压转换电路包括78l05芯片（u2）、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电阻r3和发光二极管led2，所述可充电电池的正极通过开关jk1同时与电容c4的正极、电容c6的一端和78l05芯片的引脚1连接，78l05芯片的引脚3同时与电容c5的正极、电容c7的一端和发光二极管led2的正极连接，所述78l05芯片的引脚3用于输出5v电源，所述发光二极管led2的负极与电阻r3的一端连接，所述可充电电池的负极、电容c4的负极、电容c6的另一端、电容c5的负极、电容c7的另一端和电阻r3的另一端均连接地线。
25.其中图1中，开关jk1为三路通断开关， 本实施例仅用了其中一例开关，开关jk1闭合，与接口p3连接的可充电电池通过78l05芯片升压至5v电源，其中电容具有滤波作用，发光二极管led2为信号指示灯。可充电电池采用两节可充电电池串联，采用的 ultrafire 的 4800mwh 的电池，单节额定电压 3.7v，型号 tr18650。充满电4.7v，放电截至2.75v。采用的是7805三端稳压集成电路，实现 4.8 至 5.2v 的直流电压，实现单片机控制电路、继电器控制电路、第一蓝牙模块、gps模块、存储电路、显示电路和语音播报电路的供电。
26.本实施例中，如图1所示，所述单片机控制电路包括stc89c52rc单片机（u1）、复位电路和晶振电路，所述复位电路包括按钮key1、电容c1和电阻r1，所述晶振电路包括晶振y1、电容c2和电容c3，所述stc89c52rc单片机的引脚40连接5v电源，所述stc89c52rc单片机
的引脚9同时与按钮key1的一端、电容c1的负极和电阻r1的一端连接，所述按钮key1的另一端和电容c1的正极均连接5v电源，所述电阻r1的另一端连接地线，所述stc89c52rc单片机的引脚18同时与晶振y1的一端和电容c2的一端连接，所述stc89c52rc单片机的引脚19同时与晶振y1的另一端和电容c3的一端连接，所述电容c2的另一端和电容c3的另一端均连接地线。
27.在单片机控制电路中，采用sstc89c52rc单片机作为整个系统的cpu，完成对数据的计算、处理、传输。cpu过一段时间发出指令让看门狗置零，当看门狗增加到设定值，说明程序没有正常工作，强制整个系统复位。3个16位定时器，内置4kb带电可擦可编程只读存储器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构，全双工串行口。
28.本实施例中，如图1所示，所述继电器控制电路包括发光二极管led1、电阻r4、三极管q1、二极管d1、继电器k1和开闭锁电机b1，所述发光二极管led1的正极与stc89c52rc单片机的引脚21连接，所述发光二极管led1的负极与电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与三极管q1的基极连接，所述三极管q1的发射极连接地线，所述三极管q1的集电极同时与二极管d1的正极和继电器k1中线圈的一端连接，所述二极管d1的负极和和继电器k1中线圈的另一端连接5v电源，所述继电器k1中公共触点与开闭锁电机b1连接，所述继电器k1中常开触点与5v电源连接，所述开闭锁电机b1连接有地线。
29.在继电器控制电路中，继电器k1选择 srd-05vdc-sl-c 型号继电器，选用的是 wangli 牌的，防护特征为塑封型，额定电流为 30ma，线圈功率为 0.36w，3c额定电压范围为36v以下，触点负载为7a，触点切换电流为7a，触点形式为转换型。
30.本实施例中，如图1所示，所述第一蓝牙模块采用dx-bt05 4.0蓝牙模块，所述dx-bt05 4.0蓝牙模块分别与stc89c52rc单片机的引脚10和引脚11连接，所述dx-bt05 4.0蓝牙模块还连接有5v电源。如图1所示，接口p4用于连接第一蓝牙模块。接口p1用于程序下载。
31.在第一蓝牙模块的电路中，主要选用dx-bt054.0。采用一个 cc2541 芯片，存储空间 256kb，符合c4.0-ble蓝牙无线通信技术规范。本模块支持uart接口和spp蓝牙两种串行通信协议。
32.本实施例中，如图1所示，所述gps模块采用gt-u7模块，所述gt-u7模块分别与stc89c52rc单片机的引脚38和引脚39连接，所述gt-u7模块还连接有5v电源。如图1所示，接口p2用于连接gps模块。
33.在gps模块的电路中，选择带gt-u7的模块，主芯片相对便宜，使用方便。上位机软件可用于监控从 gps 模块获得的数据是否准确，以及在环境中能否接收到gps信号。
34.本实施例中，如图1所示，所述显示电路包括lcd1602显示屏，所述lcd1602显示屏的引脚2和引脚15均连接5v电源，所述lcd1602显示屏的引脚7与stc89c52rc单片机的引脚35连接，所述lcd1602显示屏的引脚8与stc89c52rc单片机的引脚34连接，所述lcd1602显示屏的引脚9与stc89c52rc单片机的引脚33连接，所述lcd1602显示屏的引脚10与stc89c52rc单片机的引脚32连接，所述lcd1602显示屏的引脚11与stc89c52rc单片机的引脚28连接，所述lcd1602显示屏的引脚12与stc89c52rc单片机的引脚27连接，所述lcd1602显示屏的引脚13与stc89c52rc单片机的引脚26连接，所述lcd1602显示屏的引脚14与stc89c52rc单片机的引脚25连接，所述lcd1602显示屏的引脚4与stc89c52rc单片机的引脚25连接，所述lcd1602显示屏的引脚5与stc89c52rc单片机的引脚23连接，所述lcd1602显示屏的引脚6与
stc89c52rc单片机的引脚22连接，所述lcd1602显示屏的引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14、引脚4、引脚5和引脚6均通过排阻rp2连接5v电源，所述lcd1602显示屏的引脚1和引脚16连接地线，所述lcd1602显示屏的引脚3通过可变电阻rp1连接地线。
35.在显示电路中，lcd1602显示屏可以显示当前状态，gps上有时钟，lcd1602显示屏可以显示行驶里程、显示当前时间等等。
36.本实施例中，如图1所示，所述存储电路包括存储芯片24c02（u3），所述存储芯片24c02的引脚8连接5v电源，所述存储芯片24c02的引脚7、引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均连接地线，所述存储芯片24c02的引脚6与stc89c52rc单片机的引脚36连接，且存储芯片24c02的引脚6通过电阻r9连接5v电源，所述存储芯片24c02的引脚5与stc89c52rc单片机的引脚37连接，且存储芯片24c02的引脚6通过电阻r8连接5v电源。
37.在存储电路中，存储芯片24c02主要功能是保存数据掉电不丢失，可以存储自行车移动轨迹、语音播报的内容等等。
38.本实施例中，如图1所示，所述语音播报电路包括电阻r2、三极管q2和喇叭b2，所述电阻r2的一端与stc89c52rc单片机的引脚1连接，所述电阻r2的另一端与三极管q2的基极连接，所述三极管q2的发射极连接地线，所述三极管q2的集电极与喇叭b2的一端连接，喇叭b2的另一端连接5v电源。
39.在语音播报电路中，喇叭b2可以播报提前设置的语音播报的内容，例如：车辆已开锁、车辆已闭锁等等。
40.单片机传递数据的步骤为：接通电源后，stc89c52rc单片机初始化。然后接收从gps模块传递过来的导航电文，此时进行一次判断，判断接收的数据是否有效，如果有效再接收信息内容。等待 gprmc(推荐定位信息数据格式)的第二位数据，显示“v”即为无效定位，因为起始定位时间较长，需等待一段时间；显示“a”即为有效定位。接收完数据之后，通过stc89c52rc单片机设定好的软件程序，可以从第一蓝牙模块将数据传输到手机上。在手机app上接受gprmc、gpvtg、gpgga、gpgsa、gpgsv、gpgll 数据。此时单片机通过不断刷新 ram 频率大约是每秒一次，但是此次采用的是依靠 gps 芯片传输的数据，所以位置信息、时间信息的读取是依靠的是gps的时钟。其中软件设计采用的是c语言。在手机app上可以看到车辆的实时位置和车辆状况，可以指导用户快速寻找爱车位置。
41.在一定距离范围内，使用手机app通过第二蓝牙模块和第一蓝牙模块发送“01”至stc89c52rc单片机，stc89c52rc单片机使得继电器k1获得上锁信号，继电器k1的引脚5获得低电平信号，继电器k1的引脚1与3闭合，接口引脚1和引脚2接通，分别与接口引脚1和引脚2连接的 5v电源和开闭锁电机b1连通，开闭锁电机b1得电从而带动车锁闭合，便可以锁住车辆，同时，语音播报电路“车辆已开锁”。手机app通过蓝牙模块发送“02”使得继电器k1获得解锁信号，继电器k1线圈不得电，继电器k1的引脚2与3闭合，开闭锁电机b1掉电从而解锁，便可以使用车辆，同时，语音播报电路“车辆已闭锁”。
42.图1为电路原理图，采取模块化将系统各个功能分成不同的独立模块，编程软件工具为c语言。系统主程序主要包括继电器接受信号、异步收发装置、gps信号传输、扬声器、显示器等部分组成。建立手机与gps芯片数据通信和控制继电器，扫描获得utc时间数据实时时间日期，获得卫星数据可见三颗卫星实现数据通信，芯片自主定位成功获得定位数据，在
获得地面等速度信息后在显示屏上显示出。当需要在停车场中找到所需车辆时仅需要在手机app上控制，便会把音频的电功率信号通过换能的方式转变为失真小并且具有足够声压级的可听声音。
43.本实施例的定位自动车锁系统不仅仅可以使用到自行车上，也可以使用到需要将车轮锁上的任何车辆。
44.经过测试，整个控制系统工作良好，具备一定抗干扰能力，在定位远程遥控车锁领域具有重要意义。
45.本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。