锁钥手机及手机芯片嵌入式密码门锁 一、技术领域：
锁钥手机是通过红外线遥控方法，在手机电路上增加红外线发射模块，用软件实现锁钥的功能，属于手机应用领域。手机芯片嵌入式密码门锁在手机电路上增加红外线接收模块、开锁电路及具有报警监测功能的蓝牙嵌入式模块，用软件实现微电脑密码锁的功能，属于微电脑密码锁的领域，此锁利用现有移动通信网络和将来的蓝牙拓扑网络实现无线多功能报警功能，可以组成报警系统，在智能化住宅小区管理及报警监测方面有着广泛的实用价值。
二、背景技术：
现在手机的技术已很成熟，芯片集成度高，价格较低，手机普及率很高，但手机研发及生产单位在技术上追求新颖，如具有相机功能的手机及上网功能的手机等，而人们常用的功能只是通信。而锁钥是和每一个人都息息相关的，也是人们的一烦恼。具有锁钥功能的手机，它象储存电话号码一样存放很多的开锁密码，可以一钥开多锁。使日常人们必备的手机，除通信功能外增加锁钥的功能，一物二用。
尽管电子技术飞速发展，微电脑锁、磁锁、电子锁等已露头角，但还是机械锁为主流。而它们的共同缺点是绝大部分是一把钥匙开一把锁，多锁多钥匙，使用不方便，遗失后很难配备；密码编码有限，安全性低；不具有远程报警功能，不能组成无线报警网络。而手机芯片嵌入式密码锁核心是32位微处理器，密码可是各种数据类型，且密码长度不受限制，密码编码容量巨大，安全性高；利用现有移动通信网络和将来的蓝牙拓扑网络，使用语音和短信数据多址报警，可区分各种警种，可以同时向智能化住宅小区管理处、业主、各警种部门等报警。
三、发明内容：
锁钥手机及手机芯片嵌入式密码门锁，包括三部分：锁钥手机、手机芯片嵌入式密码门锁及智能化住宅小区监测报警系统。锁钥手机是具有开锁器即钥匙功能的手机，它象储存电话号码一样存放很多的开锁密码，采用红外线通信方法开启手机芯片嵌入式密码门锁或微电脑锁，可以一钥开多锁；利用对短信息是否为报警短信的识别及相应的处理，对手机芯片嵌入式密码门锁及家居安全状态的动态监控。手机芯片嵌入式密码门锁是利用手机芯片中的MCU(32位简化指令集计算机)、DSP(语音、数据处理模块)、射频电路实现微电脑密码锁及其无线报警功能，采用蓝牙嵌入式模块和MCU外部总线的数据交换，以及蓝牙嵌入式模块和各各警种蓝牙报警监测器间短距离的数据通信，实现报警监测和报警功能。手机芯片嵌入式密码门锁即是门锁，又是一个智能报警监测终端，多把手机芯片嵌入式密码门锁和一台具有手机芯片和蓝牙模块嵌入式适配器的电脑，加上相应的应用软件，就组成了一个完整地智能化住宅小区监测报警系统。
四、具体实施方式分述如下：
(一)、锁钥手机：
1、硬件，手机由射频电路和基带电路组成，将基带电路专用芯片上一个串行接口，和红外线发射模块电路相连，组成串行通信电路(见附图1)。在机体上设置一红外线发射窗口。
2、软件：
(1)通信协议：可采用一般的串行同步通信方式和/或IRDA标准。1.串行同步通信。A.密码串由起始位、锁选位、密码数据正码位、密码数据反码位、结束位组成。密码起始位即1.5个脉宽的高电平；锁选位，为防止相近锁间的干扰，出现误报警，应用三位十进制码：×××，区别各锁的开锁密码；密码正、反码，为确保密码的正确传输，进行正反码校验。结束位，提示密码接收、发射结束，进行密码验证及相应的操作。B.数据传送方向，采用单工方式或半双工方式。C.波特率由手机基带电路确定。D.红外线调制载波频率为38/40KHz，编码、调制由经外线专用发射模块完成。2.IRDA(即红外线数字通信协会)标准，是基于IEEE802.11无线局域网标准。它包括必选规定：物理层、链路接入协议(IrLAP)、链路管理协议(IrLMP)。
(2)、程序：尽管各手机生产厂家的手机软、硬件不同，但主流手机都移植了Java语言的KVM虚拟机，支持J2ME语言编程，J2ME程序具有普遍可移植性，因而应用J2ME语言编写程序。手机专用芯片和红外线模块相连的串行接口地址，假定7FH。
手机主菜单界面增加一层锁钥密码层，含储存位置号、类名、锁名、数据类型、锁选位、密码设定等项，类名含家、单位、添加类名、删除类名等项。锁名含单元锁、外门锁、内门锁、房门锁(1-n)、添加锁名、删除锁名等项。数据类型，一般微电脑密码锁采用十进制整数型数据，为了与微电脑密码锁相兼营，必须设定密码的数据类型选项，LONG为8字节的亿兆级的整数型数据，CHAR为字符型数据。开锁密码设置各项屏幕均可显示，采用纵向流程，即由储存位置号选项进入程序，依次设定各选项，至“密码设置成功，确定？”选择Y退出程序，并储存数据。在各选项均可退出程序，返回上层菜单。(见附图2、附图3)
开锁快捷功能键及其界面，开锁快捷功能键定义为“i”，其界面显示各锁密码的储存位置号、类名、锁名等项。当选定一项并确定后，该组锁钥密码即通过红外线发送，执行锁钥功能。(见附图4)
报警短信识别及自动回复程序：在报警短信内容的开始设定一个特定的数据，如“报警”，当手机接收到短信时，启动短信判别程序，Y，进入警种识别，并报警，N，进入普通短信处理。二者均进入短信回复程序(见附图5)。
在主菜单，安全设置选项下增加锁钥密码管理选项，其包含有复制、修改、删除等选项，删除时后续储存位置号依次减1，并释放储存空间。复制，将锁钥密码数据复制到短信菜单的编辑邮件中；同理，在短信显示界面下的功能键复制中，增加“复制到开锁菜单下？”选项，确定后，短信中接收的锁钥密码数据可储存至开锁菜单界面，用短信的方式，实现家庭成员间锁钥密码共享(见附图2、附图6)。
(二)、手机芯片嵌入式密码门锁：
手机电路由射频电路与基带电路两大部分组成，基带电路中含有微处理单元MCU即简化指令计算机芯片。在手机的电路中增加红外线接收模块，使之与微处理单元建立同步串行通信，完成密码锁的密码储存、密码识别功能。手机的外部串行通信总线和嵌入式蓝牙模块连接，应用蓝牙技术，在短距离内和各蓝牙报警监测器的通信连接。利用现有的完备的无线通信网络或将来的蓝牙拓扑网络，使用电话语音和短信数据实现多址报警。手机芯片嵌入式密码门锁由机械执行、手机锁电路两部分组成。
1.机械执行部分：(1).应用双向减速直流电机提供开锁动力，使用齿轮传动方式，采用扣式多点锁栓结构，利用螺纹方式开闭锁(见附图7)。上螺杆、下螺杆与螺母分别为正反向螺纹。双向直流电机带动螺母原位置的正反向旋转，使上螺杆、下螺杆作同向或反向的直线运动，完成开、闭锁操作。(2).用小号的漆包线制成纵横相交的方格面，嵌入门或门框的面板下，采用逻辑电路构成防切割的报警电路(见附图8)。
2.手机锁电路：由手机电路、红外线接收电路、开锁电路、报警监测电路、报警电路等组成(见附图9)。红外线接收电路将接收到的红外线开锁密码信号经解调转换成锁钥密码串，并产生一个中断信号，请求微处理器进入开锁程序。开锁电路，解调后的锁钥密码串信号的开始位上升沿触发单稳态触发器，输出高电平信号，和微处理器输出的开锁高电平信号经逻辑与门电路，输出开锁高电平信号，给双向直流电机供电，开锁。开锁信号高电平经延时后使单稳态触发器复位，终止开锁信号输出。报警监测电路应用嵌入式蓝牙收发模块，采用蓝牙技术建立手机芯片嵌入式密码门锁与各警种蓝牙报警监测器之间通信。并可拓扑成网络组成小区域无线通信和智能小区管理系统。报警电路，采用声音及灯光现场报警，同时通过移动通信网络及蓝牙拓扑网络，以语音、短信方式向业主、智能小区管理处及各接警部门报警，实现多通道多址报警，具有定址、定性报警功能。
软件：在手机的软件中，初始化---菜单---安全设置中增加“锁密码设定”选项，其含日常开锁密码、便捷开锁密码及应急解锁密码三个选项(见附图10)。三种密码在不同的情况下分别调用。日常开锁密码可在无报警计数的情况下随时调用开锁。便捷开锁密码，只有在日常开锁密码调用若干次，出现开锁错误提示并报警计数后，手机锁进入预定时间不应答期后方可调用。若调用便捷开锁密码，继续出现预定次数的密码错误时，只能调用应急解锁密码。应急解锁密码由用户部分和固定部分组成。在出现输入密码错误次数达预定次数时，出现声音及灯光现场报警，同时通过移动通信网络及蓝牙拓扑网络，以语音、短信方式向业主、智能小区管理处及各接警部门报警。目的是方便、安全、又可减少锁死状态出现。
当接收到红外线密码串的起始位后，产生一个中断请求，微处理器应答，完成密码的接收，当接收到结束位后，首先识别锁选位，正确时程序继续执行，不正确，清除接收的密码；然后进行正反码校正，正确时程序继续执行，并暂存开锁密码，不正确，清除接收的密码；然后进入密码识别程序，将预置的日常开锁密码和输入的开锁密码比较，正确时，输出开锁高电平信号，同时将各报警计数器及暂存器清零，不正确，报警计数器1加“1”，并暂存器清零。输入密码错误达N1次后，启动报警子程序报警，同时报警计数器1及暂存器清零，报警计数器2加“1”，经延时1预定的不应答期后，调用日常开锁密码；继续出现错误时，经过N2次报警过程后，启动报警子程序报警并延时2(即进入更长时间的不应答期)，同时报警器3加“1”，报警器3大于零后，调用便捷开锁密码；当报警器3等于N3时(即调用便捷开锁密码出现多次输入密码错误)，调用应急解锁密码，此时已经过N1×N2+N3次报警。当调用便捷开锁或应急解锁密码与输入密码比较正确时，均输出开锁高电平信号，报警计数器1、报警计数器2、报警计数器3及暂存器均清零。(见附图11)。
在手机的软件中，初始化---菜单中增加“报警设定”选项，其含手机1、手机2、智能小区管理处、110、120、119、报警短信内容、添加类名、删除类名等。其中110、120、119，根所据各警种蓝牙报警监测器所监测的信息自动选择。报警短信内容，可设定详细住址、户主名并自动加上各警种名称(见附图10)。
蓝牙报警监测器由各种传感器和蓝牙嵌入式模块构成，如蓝牙感烟监测器、蓝牙煤气监测器、蓝牙温度监测器等，蓝牙嵌入模块，其内含有16位的微处理器，可以经过编程，可区分各种传感器，并可设置校验码，只需各传感器产生工作信号，经蓝牙嵌入式模块和手机锁内的蓝牙嵌入式模块通信，完成各警种的监测功能。
报警子程序，根据报警设定所预定的报警地址，依次拨打预定的电话和手机，用语音和数据的方式向各地址报警及现场的声、光报警。
(三)、智能化住宅小区监测报警系统：
手机芯片嵌入式密码门锁，具有门锁的功能外又承担有智能终端的功能，完成各项监测任务，通过移动通信网络及蓝牙拓扑网络，以语音、短信方式向业主、智能住宅小区管理处及各接警部门报警。避勉了电话报警信息量的不足，及小区报警系统布线的困难和较大的维护费用。更有利于没有小区智能化管理的住宅的智能化管理改造。手机芯片嵌入式密码门锁，报警时传输是数据和语音，只要在电脑上增加一个手机芯片嵌入式适配器和一个蓝牙嵌入式适配器和适当的应用软件就可组成一个智能化住宅小区监测报警系统。
五、附图说明：
附图1，为锁钥手机的电路方框图，图中双频模块WISMO为法国一家公司生产的移动通信专用的集成芯片，加上少量的外围电路，就可构成手机电路。锁钥手机电路在普通的手机电路上增加了红外线发射模块。
附图2，为锁钥手机程序方框图，在普通手机程序的菜单上增加了开锁菜单i、锁钥密码、锁钥密码管理及邮件信箱“是报警？”等选项。
附图3，为锁钥手机密码设置程序流程图。
附图4，为锁钥密码发射程序流程图。
附图5，为短信报警及短信自动回复流程图。
附图6，为锁钥密码管理程序流程图。
附图7，为手机芯片嵌入式密码锁的机械执行机构。
附图8，为门面和门框的防切割报警电路。
附图9，为手机锁电路方框图。手机芯片嵌入式密码锁电路在普通的手机电路上增加了红外线接收模块、蓝牙嵌入式模块及开锁高电平信号输出电路。
附图10，为手机锁程序方框图，在普通手机程序的菜单上增加了锁预置密码及报警设定选项。
附图11，为手机锁开锁程序流程图。