基于CC2541的蓝牙开锁控制器设计

DOI：10.3969/j.jssn.1009-9492.2016.z1.053

基于CC2541的蓝牙开锁控制器设计

文敬南、幸丹、吴志彬

广东安居宝数码科技股份有限公司

摘要：随着智能手机的发展，蓝牙相关应用越来越多，本文提出一种基于CC2541蓝牙soc的开锁控制器，使用智能手机进行开锁，可以做到无卡、无匙开锁。本设计把智能手机和社区安防相结合，可以方便用户使用，加快小区门口出入速度。 关键词：电子技术，智能门锁，BLE，CC2541

中图分类号：TP29 文献标识码：B 文章编号：1009-9492（2016）z1-0229-03

0 引言

1 系统方案概述

蓝牙开锁控制器主要由电源模块、门锁电路模块、门内开关模块、门磁检测电路模块和CC2541蓝牙模块组成。其系统整体框架图如图1所示：蓝牙开锁控制器采用12V供电，CC2541蓝牙芯片与移动设备通过蓝牙BLE进行即时通信。CC2541在接收到手机端发送的加密数据后，对该数据进行解密并与本地存储数据进行比对，通过对比结果实现对门锁的控制。此外，蓝牙开锁控制器也可以通过读取门内开关量的状态，控制门锁实现门内按钮开门。门磁检测电路主要用于检测门锁状态，CC2541定时扫描门磁检测电路信号输出端的门磁信号，并通过门磁信号判断当前门锁的状态。

图1 系统整体框图

2 硬件方案设计

图2 CC2541典型电路

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 系统主要部分由CC2541及外围电路，电源和开锁电路构成。CC2541是德州仪器推出的蓝牙低功耗系统单芯片(SoC)，将领先RF 收发器的出色性能和一个业界标准的增强型8051 MCU、系统内可编程闪存存储器、8kBRAM 和很多其它功能强大的特性和外设组合在一起。由于蓝牙模块自身集成了8051单片机，拥有23个通用I/O口和2个UART，在需求资源不多时可以省掉外部MCU，使用内部8051可以降低设计复杂度，加快开发速度。 蓝牙开锁控制器采用12V直流供电模式工作。12V外部电源经过经由DC-DC开关电源芯片MP1482转换为5V电压。MP1482是一个同步整流降压稳压器，采用电流模式控制来管理输出电压。它其输入电压范围为4.75v到18v，输出电压可低至0.923v，负载电流高达2A。经MP1482转换的5V电压通过一个小功率的LDO三端稳压器AMS1117-3.3产生3.3V电压从而满足了整个主板的供电需求。电源模块的具体电路如下： 图3 电源部分电路  门内开关部分如图4所示，在LOCK_SW_IN接口接入门内机械开关。P0_2端口平时为高电平；门内开关按下时，三极管V9和V12导通，P0_3端口将检测到低电平，MCU控制开锁控制器执行开锁操作。 图4 门内开关电路  门磁检测电路和门内开关电路原理相同，如图,5所示,X4端口接入门磁状态检测装置。P0_3常态为高电平，当X4接口闭合，V11和V14导通，P0_3变为低电平。系统根据P0_3状态判断当前门磁开关状态。 图5 门磁检测电路  3 软件方案设计 蓝牙模块在开锁控制器中作为开锁控制的主控设备。CC2541作为GAP从设备角色，手机（android4.3230   

以上或IOS7以上版本）中的蓝牙作为主设备。空闲状态下CC2541蓝牙开锁控制器处于广播状态，打开手机安装的APP进行账户登入，后台首先对该账户进行检测是否有获取开锁码的权限，若有将获取已经加密的开锁码，此时手机打开蓝牙进行扫描，找到CC2541发现主服务，发现提供的各种服务profile，手机蓝牙根据各种特征字进行写入将加密的数据发送至CC2541中。蓝牙开锁控制器中的CC2541收到开锁码后，进入对开锁码进行解密。对开锁码解密后，将对开锁码进行与CC2541本身存储的信息进行匹配判断。若合法则开锁，若不合法则返回错误信息。

在此加密解密采用AES128对称加密方式，防止空中抓包破解数据，可以让手机在无网络时使用缓存的加密数据，使用比较方便。

对于CC2541蓝牙开锁控制器的开锁信息修改，可以通过使用超级用户登入手机APP，通过连接CC2541蓝牙开锁控制器，将信息发送给CC2541，CC2541将数据保存至FLASH中，并返回设置状态给手机APP。

对于用户开锁的授权采用后台控制，可对该用户进行删除、添加控制权限。

4结论

本文蓝牙开锁控制器基于CC2541低功耗蓝牙模块，设计简单、可靠。配合智能手机使用可以方便的对用户鉴权实现开锁，同时使用高级加密方式保证安全，应用在小区门口具有一定的价值。

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开始 有开锁CC2541 开锁码解是否合开锁