IC卡蓝牙双控电动车车锁.pdf

本发明涉及车锁控制技术领域，尤其涉及IC卡蓝牙双控电动车车锁，本发明采用射频控制车锁的技术方法，解决了机械车锁使用不方便、人力操作费时费力的技术问题，达到了车锁操作简单、使用方便的技术效果；采用手环IC卡钥匙的技术设计，解决了传统钥匙易丢失、不易携带的技术问题，达到了携带简单、不易丢失、控制方式简单的技术效果；采用单片机控制电机再而控制车锁的技术设计，解决车锁控制需要人力的技术问题，达到了控制方式简单直接、电动化控制的技术效果；采用了手机蓝牙控制的技术方法，解决了钥匙丢失或遗忘时，车锁无法打开的技术问题，达到了车锁双控制方式、两种控制方式任意选择的技术效果。

1.  IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：包括车锁体(1)、IC卡手环(2)、手机移动终端(3)；IC卡手环(2)与车锁体(1)射频通信，手机移动终端(3)与车锁体(1)蓝牙通信；车锁体(1)包括单片机模块(4)、RFID读卡器模块(5)、电源模块(6)、电机模块(7)、蓝牙模块(8)与可伸缩车锁环(9)；单片机模块(4)一端与RFID读卡器模块(5)I/O方式双向通信，单片机模块(4)另一端与蓝牙模块(8)串行方式双向通信；电机模块(7)模块一端I/O方式连接单片机模块(4)，电机模块(7)另一端机械连接可伸缩车锁环(9)；电源模块(6)一端连接有UPS电源(61)与电车电瓶(62)，电源模块(6)另一端为单片机模块(4)、RFID读卡器模块(5)与电机模块(7)提供稳定电压。

2.  根据权利要求1所述的IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：IC卡手环(2)包括手环体(21)与IC卡模块(22)，IC卡模块(22)安装于手环体(21)中心位置；IC卡模块(21)包括RFID芯片(221)与线圈(222)，RFID芯片(221)位于IC卡(22)中心，线圈(222)连接RFID芯片(221)并围绕安装在RFID芯片(221)四周；电机模块(7)包括微型电机(71)与电机驱动模块(72)，单片机模块(4)通过电机驱动模块(72)控制微型电机(71)。

3.  根据权利要求1所述的IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：IC卡手环(2)通过IC卡模块(22)和RFID读卡器模块(5)控制车锁体(1)，手机移动终端(3)通过蓝牙模块(8)控制车锁体(1)。

4.  根据权利要求1所述的IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：手机移动终端(3)为自带蓝牙功能的可便携手机、Ipad与蓝牙遥控器的一种。

5.  根据权利要求1所述的IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：单片机模块(4)为ATmega128单片机，蓝牙模块(8)为HC-06传感器。

6.  根据权利要求2所述的IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：微型电机(71)为HR-280-13210-45有刷直流电机，电机驱动模块(72)为L298N驱动模块，RFID读卡器模块(5)为MFRC522芯片，IC卡模块(22)为XY-M008RFID标签，UPS电源(61)为山特12V65AH。

7.  根据权利要求1所述的IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：电源模块(6)包括78L12芯片、LM2576芯片与LM117芯片，电源模块(6)输出端包括+12V、+5V、+3.3V三个电压等级，电源模块(6)为单片机模块(4)提供+5V稳定电压，电源模块(6)为蓝牙模块(8)提供+3.3V稳定电压，电源模块(6)为电机驱动模块(72)提供+5V稳定电压；电源模块(6)为RFID读卡器模块(5)提供+3.3V稳定电压。

8.  根据权利要求1所述的IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：RFID读卡器模块(5)的IRQ引脚与单片机模块(4)ATmega128单片机的PB0口连接，RFID读卡器模块(5)的NSS引脚与单片机模块(4)ATmega128单片机的PB1口连接，RFID读卡器模块(5)的SCK引脚与单片机模块(4)ATmega128单片机的PB2口连接，RFID读卡器模块(5)的MOSI引脚与单片机模块(4)ATmega128单片机的PB3口连接，RFID读卡器模块(5)的MISO引脚与单片机模块(4)ATmega128单片机的PB4口连接。

9.  根据权利要求2所述的IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：电机驱动模块(72)L298N的IN1引脚与单片机模块(4)ATmega128单片机的PA0口连接，电机驱动模块(72)L298N的IN2引脚与单片机模块(4)ATmega128单片机的PA1口连接，电机驱动模块(72)L298N的OUT1引脚与OUT2引脚分别连接微型电机(71)的两个输入端。

10.  根据权利要求1所述的IC卡蓝牙双控电动车车锁，其特征在于：蓝牙模块(8)HC-O6的UART-TXD管脚连接单片机模块(4)Tmega128的RXD1管脚，蓝牙模块(8)HC-O6的UART-RXD管脚连接单片机模块(4)ATmega128的TXD1管脚。

IC卡蓝牙双控电动车车锁
技术领域
本发明涉及车锁控制技术领域，尤其涉及IC卡蓝牙双控电动车车锁。
背景技术
射频识别，RFID（RadioFrequencyIdentification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量，用以驱动电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。
RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术。可自由工作在各种恶劣环境下：短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体；长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。
日常生活中，我们的自行车车锁或是电动车车锁一般还是传统的机械锁，这种机械锁使用起来人工操作复杂，且车锁钥匙不容易携带，又较为容易丢失，给我们日常生活对车锁的使用带来了很多不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了IC卡蓝牙双控电动车车锁，采用射频控制车锁的技术方法，解决了机械车锁使用不方便、人力操作费时费力的技术问题，达到了车锁操作简单、使用方便的技术效果；采用手环IC卡钥匙的技术设计，解决了传统钥匙易丢失、不易携带的技术问题，达到了携带简单、不易丢失、控制方式简单的技术效果；采用单片机控制电机再而控制车锁的技术设计，解决车锁控制需要人力的技术问题，达到了控制方式简单直接、全自动控制的技术效果；采用了手机蓝牙控制的技术方法，解决了钥匙丢失或遗忘时，车锁无法打开的技术问题，达到了车锁双控制方式、两种控制方式任意选择的技术效果。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括车锁体、IC卡手环、手机移动终端；IC卡手环与车锁体射频通信，手机移动终端与车锁体蓝牙通信；车锁体包括单片机模块、RFID读卡器模块、电源模块、电机模块、蓝牙模块与可伸缩车锁环；单片机模块一端与RFID读卡器模块I/O方式双向通信，单片机模块另一端与蓝牙模块串行方式双向通信；电机模块模块一端I/O方式连接单片机模块，电机模块另一端机械连接可伸缩车锁环。
所述的电源模块一端连接有UPS电源与电车电瓶，电源模块另一端为单片机模块、RFID读卡器模块与电机模块提供稳定电压。
所述的IC卡手环包括手环体与IC卡模块，IC卡模块安装于手环体中心位置；IC卡模块包括RFID芯片与线圈，RFID芯片位于IC卡中心，线圈连接RFID芯片并围绕安装在RFID芯片四周。
所述的电机模块包括微型电机与电机驱动模块，单片机模块通过电机驱动模块控制微型电机。
所述的IC卡手环通过IC卡模块和RFID读卡器模块控制车锁体，手机移动终端通过蓝牙模块控制车锁体。
进一步优化本技术方案，所述的手机移动端为自带蓝牙功能的可便携手机、Ipad与蓝牙遥控器的一种。
进一步优化本技术方案，所述的单片机模块为ATmega128单片机，蓝牙模块为HC-06传感器；微型电机为HR-280-13210-45有刷直流电机，电机驱动模块为L298N驱动模块，RFID读卡器模块为MFRC522芯片，IC卡模块为XY-M008RFID标签，UPS电源为山特12V65AH。
进一步优化本技术方案，所述的电源模块包括78L12芯片、LM2576芯片与LM117芯片，电源模块输出端包括+12V、+5V、+3.3V三个电压等级，电源模块为单片机模块提供+5V稳定电压，电源模块为蓝牙模块提供+3.3V稳定电压，电源模块为电机驱动模块提供+5V稳定电压；电源模块为RFID读卡器模块提供+3.3V稳定电压。
进一步优化本技术方案，所述的RFID读卡器模块的IRQ引脚与单片机模块ATmega128单片机的PB0口连接，RFID读卡器模块的NSS引脚与单片机模块ATmega128单片机的PB1口连接，RFID读卡器模块的SCK引脚与单片机模块ATmega128单片机的PB2口连接，RFID读卡器模块的MOSI引脚与单片机模块ATmega128单片机的PB3口连接，RFID读卡器模块的MISO引脚与单片机模块ATmega128单片机的PB4口连接。
进一步优化本技术方案，所述的电机驱动模块L298N的IN1引脚与单片机模块ATmega128单片机的PA0口连接，电机驱动模块L298N的IN2引脚与单片机模块ATmega128单片机的PA1口连接，电机驱动模块L298N的OUT1引脚与OUT2引脚分别连接微型电机的两个输入端。
进一步优化本技术方案，所述的蓝牙模块HC-O6的UART-TXD管脚连接单片机模块Tmega128的RXD1管脚，蓝牙模块HC-O6的UART-RXD管脚连接单片机模块ATmega128的TXD1管脚。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、使用ATmega128单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比；2、使用HC-06蓝牙模块作为通信模块，保障了通信性能的稳定性、可靠性与安全性；3、MFRC522读卡器是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员，是NXP公司推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是本发明的较好选择；4、L298N有较强的驱动能力。而且L298N有过电流保护功能，当出现电机卡死时，可以保护电路和电机等；5、电源模块由电动车电瓶与UPS电源双供电，防止其中一种无电致使车锁无法打开的情况发生；6、IC卡手环钥匙易于携带或佩戴，不容易丢失，且无需电源，设计简单轻巧，耐用性强；7、山特UPS电源具有非凡的可靠性和易管理性等优势，能够在低、中等和高负载水平条件下都具有极高的效率。
附图说明
图1是本发明车锁结构框图。
图2是手环IC卡结构图。
图3是单片机单元电路结构图。
图4是RFID读卡器模块电路结构图。
图5是电机模块电路结构图。
图6是蓝牙模块电路结构图。
图7是电源模块电路结构图。
图中，1、车锁体；2、IC卡手环；21、手环体；22、IC卡模块；221、RFID芯片；222、线圈；3、手机移动端；4、单片机模块；5、RFID读卡器模块；6、电源模块；61、UPS电源；62、电车电瓶；7、电机模块；71、微型电机；72、电机驱动模块；8、蓝牙模块；9、可伸缩车锁环。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
具体实施方式一：如图1-7所示，包括车锁体1、IC卡手环2、手机移动终端3；IC卡手环2与车锁体1射频通信，手机移动终端3与车锁体1蓝牙通信；车锁体1包括单片机模块4、RFID读卡器模块5、电源模块6、电机模块7、蓝牙模块8与可伸缩车锁环9；单片机模块4一端与RFID读卡器模块5I/O方式双向通信，单片机模块4另一端与蓝牙模块8串行方式双向通信；电机模块7模块一端I/O方式连接单片机模块4，电机模块7另一端机械连接可伸缩车锁环9。
所述的电源模块6一端连接有UPS电源61与电车电瓶62，电源模块6另一端为单片机模块4、RFID读卡器模块5与电机模块7提供稳定电压。
所述的IC卡手环2包括手环体21与IC卡模块22，IC卡模块22安装于手环体21中心位置；IC卡模块21包括RFID芯片221与线圈222，RFID芯片221位于IC卡22中心，线圈222连接RFID芯片221并围绕安装在RFID芯片221四周；电机模块7包括微型电机71与电机驱动模块72，单片机模块4通过电机驱动模块72控制微型电机71；IC卡手环2通过IC卡模块22和RFID读卡器模块5控制车锁体1，手机移动终端3通过蓝牙模块8控制车锁体1。
所述的手机移动终端3为自带蓝牙功能的可便携手机、Ipad与蓝牙遥控器的一种；所述的单片机模块4为ATmega128单片机，蓝牙模块8为HC-06传感器；微型电机71为HR-280-13210-45有刷直流电机，电机驱动模块72为L298N驱动模块，RFID读卡器模块5为MFRC522芯片，IC卡模块22为XY-M008RFID标签，UPS电源61为山特12V65AH；所述的电源模块6包括78L12芯片、LM2576芯片与LM117芯片，电源模块6输出端包括+12V、+5V、+3.3V三个电压等级，电源模块6为单片机模块4提供+5V稳定电压，电源模块6为蓝牙模块8提供+3.3V稳定电压，电源模块6为电机驱动模块72提供+5V稳定电压；电源模块6为RFID读卡器模块5提供+3.3V稳定电压。
所述的RFID读卡器模块5的IRQ引脚与单片机模块4ATmega128单片机的PB0口连接，RFID读卡器模块5的NSS引脚与单片机模块4ATmega128单片机的PB1口连接，RFID读卡器模块5的SCK引脚与单片机模块4ATmega128单片机的PB2口连接，RFID读卡器模块5的MOSI引脚与单片机模块4ATmega128单片机的PB3口连接，RFID读卡器模块5的MISO引脚与单片机模块4ATmega128单片机的PB4口连接。
所述的电机驱动模块72L298N的IN1引脚与单片机模块4ATmega128单片机的PA0口连接，电机驱动模块72L298N的IN2引脚与单片机模块4ATmega128单片机的PA1口连接，电机驱动模块72L298N的OUT1引脚与OUT2引脚分别连接微型电机71的两个输入端；所述的蓝牙模块8HC-O6的UART-TXD管脚连接单片机模块4Tmega128的RXD1管脚，蓝牙模块8HC-O6的UART-RXD管脚连接单片机模块4ATmega128的TXD1管脚。
图1中，本发明主要包括三个方面：一个受控端与两个控制端，受控端为车锁体1，即电动自行车车锁，其固定在电动自行车或自行车上；控制端包括IC卡手环2与手机移动终端3，IC卡手环2佩戴在使用者手上，手机移动终端3一般为使用者自带的手机；IC卡手环2通过射频技术来开启/关闭车锁体1，手机移动终端3则通过蓝牙信号远程控制车锁体1；车锁体1中主要核心为单片机模块4，起分析控制信号、判断工作状态与控制车锁体1的作用；而RFID读卡器模块5与家用门禁刷卡器结构相同，通过IC卡模块22在其表面刷动，就可识别使用者信息，并将用户信息信号发送至单片机模块4，单片机模块4判断是否正确，若正确则将控制信号发送至电机驱动模块72，电机驱动模块72驱动微型电机71，并带动可伸缩车锁环9，达到锁定/打开车锁的目的；
同样的控制方法，使用者可以通过手机移动终端3密码匹配车锁体1中的蓝牙模块8，匹配成功后可发送控制信号至车锁体1，其车锁体1中的控制流程与射频控制方式相同，不再赘述，采用手机蓝牙控制的技术方法，解决了IC卡手环2丢失或遗忘时，车锁无法打开的技术问题，达到了车锁双控制方式、两种控制方式任意选择的技术效果。
而图2为IC卡模块22的结构示意图，IC卡模块22的核心单元为RFID芯片221，其中记载这使用者的信息，起到钥匙的作用，其周围布有线圈222，方便让RFID读卡器模块5射频识别，这样，IC卡模块22与手环体21共同构造了本发明车锁的‘钥匙’，且IC卡手环2钥匙易于携带或佩戴，不容易丢失，且无需电源，设计简单轻巧，耐用性强。
图3为单片机模块电路结构图；单片机模块4为ATmage128单片机，包括单片机最小系统，图中电源地线已经隐去，其它为串口接线与I/O接线，ATmage128单片机集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比，使本发明具有较高的实用性能与稳定可行性。
图4中，RFID读卡器模块5主要是对IC卡进行识别，并通过SPI方式与单片机模块4进行通信，起到感知识别的作用，而本发明使用的MFRC522读卡器是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员，是NXP公司推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片。
图5为电机模块7的具体电路示意图，单片机模块4通过电机驱动模块71L298N芯片驱动电机，通过I/O连接其IN1与IN2引脚来控制L298N的OUT1/OUT2引脚的输出电压，从而控制微型电机71的正反转，也就是车锁的打开与锁定；如果输入信号端IN1接高电平输入端IN2接低电平，则微型电机71正转，如果信号端IN1接低电平，IN2接高电平，则微型电机电机71反转，L298N有较强的驱动能力。而且L298N有过电流保护功能，当出现电机卡死时，可以保护电路和电机等。
图6为蓝牙模块8的电路示意图，蓝牙模块8为HC-06芯片，设置工作显示灯LED，配对成功输出高电平，未成功输出低电平；KEY管脚的电平状态决定HC-06芯片的工作状态，高电平进入AT状态，低电平或者悬空则进入正常状态，本发明设置悬空，图中电源与地线也隐去了。
图7为电源模块6的电路示意图，电源模块6使用LM2576与LM117开关整流电路，效率高，节能型显著如图，电源电路6通过将电动车电瓶的电压稳压后产生+12V、+5V、+3.3三种电压等级，为单片机模块4、RFID读卡器模块5等提供了稳定电压，并由电动车电瓶62与UPS电源61双供电，防止其中一种无电致使车锁无法打开的情况发生。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。