摘 要

本文完成的是基于蓝牙的机车智能锁控制装置信息传输的研究与设计。机车智能锁是用于各型机车安全锁止装置，在机车速度大于10Km/h时锁住车门，机车速度小于5Km/h时解锁。它除了控制锁闩的开启和关闭外，还滚动记录了当锁闩状态发生变化时的状态、发生时间、以及机动车的运行速度等信息，并将其存储在智能锁装置主控板单片机内。为了进一步提高机车智能锁的实用性，方便事故发生后信息的提取，要求在原有智能锁装置的基础上利用蓝牙实现智能锁装置中有效信息的无线提取和状态的设置。在本次课程设计中，我将智能锁装置主板与一蓝牙模块相连，另一端在PC中编程实现调用自身蓝牙与主板的蓝牙模块建立连接，实现蓝牙通信。在PC端通过蓝牙向智能锁装置主板发送获取存储数据的指令后，主控板接收命令并向PC端发送存储的有效信息，PC端接收数据并存储就可以实现智能锁装置中存储的有效信息的提取和实现。不仅仅是在机车智能锁装置中，利用蓝牙技术实现信息的无线提取和状态的设置这一思想，对于其他智能设备的实用性提高是十分有意义的。

关键字：机车智能锁、无线通信、蓝牙

Abstract

This paper studies and designs the information transmission of intelligent lock control device based on Bluetooth. Locomotive intelligent lock is used for various safety locking devices of locomotives. When the speed of locomotive is larger than 10 km / h, the door is locked, and the lock is unlocked when the speed of locomotive is less than 5 km / h. In addition to controlling the opening and closing of the latch, it also records the information of the state, the time of occurrence and the speed of the motor vehicle when the state of the latch changes, and stores it in the single chip microcomputer of the main control board of the intelligent locking device. In order to further improve the practicability of locomotive intelligent lock and facilitate the extraction of information after the accident, it is necessary to base on the original intelligent lock device. Bluetooth is used to realize the wireless extraction and state setting of the effective information in the intelligent locking device. In this course design, I connect the intelligent lock device motherboard with one Bluetooth module, and the other end program in PC to establish the connection between the Bluetooth module and the Bluetooth module which calls itself to the main board, so as to realize Bluetooth communication. After the PC sends the instruction to the main board of the intelligent lock device through Bluetooth to obtain the stored data, The main control board receives the command and sends the stored effective information to the PC terminal. The PC side receives the data and stores the effective information stored in the intelligent lock device to realize the extraction and realization of the effective information stored in the intelligent lock device. Not only in the locomotive intelligent lock device, but also in the application of Bluetooth technology. The idea of wireless extraction and status of current information is of great significance to the practicability of other intelligent devices .

Keywords: locomotive intelligent lock, wireless communication, Bluetooth.

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1课题研究的背景、目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

第2章 系统实现方案设计 3

2.1机车智能锁装置 3

2.1.1速度采集模块 3

2.1.2 GPS模块 5

2.1.3实时时钟模块 8

2.1.4单片机系统模块 10

2.2系统实现方案 10

第3章 系统设计实现 13

3.1 系统硬件设计 13

3.1.1 蓝牙模块选取与设置 13

3.1.2蓝牙模块的连接 15

3.2软件设计实现 18

3.2.1机车智能锁信息存储 18

3.2.2 PC端程序设计 20

第4章 总结与展望 23

参考文献 24

致谢 25

绪论

1.1课题研究的背景、目的和意义

电力、内燃机机车司机室入口门锁一直采用手动机械锁，在机车高速运行中，由于驾驶司机的随意打开车门或者其他意外因素很容易造成人员伤亡事故，仅2014到2015年这一年期间国内就发生了3起机车乘务员坠落机车导致死亡的事故，这也引起了相关部门的重视。为了保证机车乘务员的行车安全，避免类似事故的再次发生，有关部门和相关单位合作研制出了适用于这种机车环境的能识别车速并完成车门自动上锁、开锁的机车智能锁装置。机车智能锁不仅可以根据车速高低来控制锁闩，在机车速度大于某限定值时锁住车门，而当车速低于某限定值时打开锁闩。它还在其主板单片机的EEPROM存储器中滚动记录了当门锁状态发生改变时的门锁状态、发生时间以及机车运行车速等信息，EEPROM存储器作为只读存储器，它在即使断电的情况下也会保存存储信息。为了方便在事故发生后的信息采集，并进一步提高机车智能锁的实用性，本次毕业设计提出了利用蓝牙实现对机车智能锁控制装置中有效信息的无线提取，实际上也是对机车智能锁装置的进一步改良。只需要一部可以连接蓝牙装置的电脑，在运行相应程序，按照要求操作后就可以获取机车智能锁装置中存储的门锁状态改变时间、门锁状态以及运行车速等有效信息，这对事故发生后相关信息的采集也是具有相当大的便利性。利用蓝牙技术来实现智能设备中信息的提取和状态的设置，这在如今物联网生活的大潮流下也具有很重要的意义。

1.2国内外研究现状

本次毕业设计的亮点就在于利用蓝牙技术实现机车智能锁装置中存储的信息的无线提取。无线技术基于其实用性，应用十分广泛，目前比较常见的无线技术包括蓝牙，红外线和Wi-Fi等，而在本次毕业设计中，为何选择使用蓝牙技术来实现信息的无线提取呢？这就主要是考虑到蓝牙功耗非常低，抗干扰性强，安全性高，以及传输速度快等优点。蓝牙(Bluetooth)技术最开始是在1994年由电信巨头爱立信提出，后来在1998年由爱立信、IBM、Intel、诺基亚和东芝等当时的通信巨头公司联合开发。蓝牙是近距离无线数字通信的技术标准，它是一种可以用于取代数据电缆的短距离无线通信技术，支持设备与设备之间的无线通信。蓝牙的工作频段是2．4GHz频段，这个频段尚未被投入固定使用，属于全球通用频段。在这个频段内，用户能够实现数据、图片和语音等多种形式信息同时传输，传输速率可达到10Mb／s，最大传输距离为10米。其实蓝牙技术的本质就是实现设备间的无线连接，完成设备间的信息传输，多应用于通信和信息设备之间。

蓝牙技术自被提出以来就被投入到了广泛的使用中，2002年，市场上的蓝牙产品种类就有400余种，它们的销量达到了几千万件；而2003年的产品种类、销量更是2002年的2倍。蓝牙技术逐步被应用于无线设备(如PC、手机、智能电话等)、图像处理设备(照相机、打印机、扫描仪等)、家用电器(电视机、电冰箱、音响等)、医疗健身、智能建筑、益智玩具等一系列领域中，蓝牙产品的销量依旧在持续增长。随着蓝牙技术的广泛应用，中国对蓝牙技术的投入和研究力度也逐渐加强。

蓝牙在各项领域的广泛应用，使得基于蓝牙的应用研究一直保持着很高的热度，比如基于蓝牙技术的移动支付设计、智能门禁设计以及脉搏波检测系统设计等等的研究。而蓝牙产品也是层出不穷，除了我们日常生活中常见的蓝牙耳机、蓝牙照相机以及蓝牙打印机等等，还有很多蓝牙产品仍在研发中，有待投入使用。

第2章 系统实现方案设计

2.1机车智能锁装置

机车智能锁装置实则是用磁力驱动锁闩的电磁集成智控锁，它主要包括主控板和电磁智控锁这两大部分。主控板会安装至机车操作台副台中，电磁智控锁会加装到机车司机室入口门的机械锁上。机车智能锁主要具备以下几个功能：

1. 能检测车门的锁止和开锁状态，存在异常情况能报警；
2. 能获取列车运行速度并根据速度自动完成上锁和解锁操作；
3. 设置紧急按钮，具备紧急开门功能；
4. 不能干扰影响列车上其他设备的使用。

门锁状态信息以及门锁状态发生改变时的时间、车速等信息都存储在了机车智能锁主控板的单片机中。为了实现这些有效信息的无线提取，就需要对机车智能锁的主控板结构以及信息的存储方式有一个清晰的认识。机车智能锁主控板主要包括以下几个部分：单片机系统模块、速度采集模块、GPS模块、实时时钟模块以及电源模块等。其主板结构如下图2.1所示。机车上供电电压为110V，为保证机车智能锁装置的正常工作，就需要电源模块进行降压给单片机（工作电压为5V）和霍尔电流传感器（工作电压为12V）等元件进行提供工作电压，这里不再做过多的赘述。

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：