基于 Arduino 和 Android 的密码保护门锁

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关于这个项目

简介

这款智能锁安全、简单且易于管理您家中的锁。这款锁不需要钥匙，锁安装在门内，您可以使用蓝牙从门外控制它。由于锁在门内，因此小偷无法打破门。打开和关闭锁需要一个 android 应用程序，我将在教程的后面部分解释如何开发一个 android 应用程序的详细信息。使用Android应用程序将密码发送到锁，如果密码与您预设的锁密码匹配，则锁将打开并向您的手机发送反馈，就像锁被打开一样。

门锁3D设计

锁的所有部件都是 3D 打印的。我要感谢 Thingiverse 用户ridercz 出色的设计。他在thingiverse.com 上设计并发布了这款基于伺服的门锁。除了 Rack_Holder.stl 之外的所有文件都取自他的设计。您可以从下面或从 Thingiverse.com 下载文件。

有些文件有 LT 版本。与普通版本相比，轻型版本需要更少的 PLA，强度也更低。我打印了 LT 版本并且运行良好。我使用 Anet A8 打印所有部件。附打印件照片..

组装 3D 打印部件

如图所示，将所有打印的部件一一组装。您也可以按照第一步中附带的视频说明进行操作。组装完成后，用四颗螺丝将所有零件紧紧固定。

蓝牙控制密码保护门锁的Arduino程序

蓝牙控制智能门锁的代码很简单。我设计了 android 应用程序，以便它发送带有密码的命令。实际上我设置了两个命令，一个是“OPEN=”，另一个是“CLOSE=”，密码可以包含任何数字、后面或符号或它们的组合。在应用程序中，我使用了两个按钮，一个用于开门，另一个用于关门。当密码被提供给密码框并点击打开按钮时，应用程序将“OPEN =”命令与密码连接起来并将其发送到arduino。我使用命令添加 '=' 符号，我将使用此 '=' 分隔命令和密码。从手机接收字符串后，arduino 程序将命令和密码从接收字符串中分离出来，并将它们保存到两个单独的变量中。然后先检查密码，如果密码与保存的密码匹配，则用“OPEN”命令开门，用“CLOSE”命令关门。 “=”有助于分隔命令和密码。完整的arduino草图如下。

示意图

组件之间的连接非常简单。首先，将蓝牙模块 HC-05 连接到 Arduino。注意原理图。 Arduino板的TX引脚连接蓝牙模块的RX引脚，Arduino的RX引脚连接蓝牙模块的TX引脚。

设置门锁

我希望您使用上一步中附带的草图对 Arduino 板进行了编程，并且您已经根据原理图测试了所有连接。如果您完成了所有步骤，那么现在是将锁放在门的适当位置的时候了。首先，用四颗螺丝固定锁。然后，将蓝牙模块固定在锁的正确位置，并添加一些热胶使模块与锁紧密配合。之后，将Arduino板放在锁的底部并根据原理图连接所有电线。放置锁并进行连接后，您应该为锁通电。我使用了一个 5V、1A 的墙上适配器为电路供电。

密码保护门锁的安卓应用开发

我将向您展示如何使用 MIT App Inventor 开发蓝牙 android 应用程序。我正在使用 App Inventor，因为它不需要任何编码，也不需要安装软件。你只需要一个谷歌账户。访问 http://ai2.appinventor.mit.edu/，你会要求使用谷歌账户登录。

使用 gmail 登录 App Inventor 并按照以下步骤操作：

• 我。接受条款和条件图片 1

• ii.单击“稍后进行调查”，然后单击“继续”以关闭初始屏幕图像 2、3

• iii.开始一个新项目（没有空格！）图像 4

• 四。将项目命名为“BluetoothControlDoorLock”（没有空格！）图像 5

您现在在设计器中，您可以在其中布置应用程序的“用户界面”（图 6）。设计器窗口是您布置应用程序外观和风格的地方，并指定它应该具有哪些功能。您可以为用户界面选择按钮、图像、标签、文本框等内容，以及文本转语音、蓝牙、传感器和 GPS 等功能。

现在，按照图 7 向查看器添加一个列表选择器。将其重命名为“连接到蓝牙设备”（图 8）。添加一个标签、一个密码文本框和两个按钮，如图10所示。将组件的文本属性分别更改为“输入密码”、“开门”和“关门”。最终用户界面应如图 11 所示。现在向查看器添加一个蓝牙客户端。它是一个不可见的组件，没有 UI。见图12。

切换到块编辑器

是时候告诉您的应用该做什么了！单击“块”移至块编辑器（图 13）。将 Designer 和 Blocks 按钮视为选项卡 - 您可以使用它们在 App Inventor 的两个区域之间来回移动。块编辑器是您对应用程序行为进行编程的地方。有处理数学、逻辑和文本等内容的内置块。下面是与您的应用程序中的每个组件一起使用的块。为了让某个组件的块显示在块编辑器中，您首先必须通过设计器将该组件添加到您的应用中。

让我们为列表选择器设计块。列表选择器是一个 UI 元素，单击它时会显示相应元素的列表，此处是配对的蓝牙设备。我们必须添加两个块 ListPicker.BeforePicking 和 ListPicker.AfterPicking（图 14）。完整的块如图 18 和 19 所示。

制作apk文件

我们的设计已经完成，现在我们需要为我们的 android 手机构建 apk 文件。单击以构建菜单并选择“应用程序（将 .apk 保存到我的计算机）”。等一下。 apk 文件将下载到您的默认下载文件夹。安装并使用它。

功能更丰富的 Android 应用

在上一步中，我向您展示了如何在 App Inventor 中开发一个基本的蓝牙应用程序。但是那个应用程序不是那么用户友好。它不会向您显示任何消息，无论您的门是打开还是关闭，或者由于任何错误而无法连接蓝牙。我在此处为我们的项目附上了一个更高级的应用程序。

当您运行您的应用程序时，此应用程序检查您的蓝牙无线电是否已启用，如果未启用，蓝牙启用对话框将出现。单击是打开蓝牙收音机。然后使用配对设备按钮配对设备。然后点击连接按钮，如果成功连接到任何设备，应用程序会显示连接设备的 MAC 地址和名称。在密码框中输入密码，然后单击开门按钮，如果您输入正确的密码，门将打开，应用程序将显示一条消息，您的门现在已打开。如果要关门，请再次输入密码。如果您提供错误的密码，那么应用程序将显示错误的密码消息。

随附完整的 App Inventor 源文件 (BTcontrol.aia)。如果您不喜欢制作自己的应用程序或对其进行修改，只需下载 BTcontrol.apk 并将其安装到您的 android pone。

您也可以使用以下链接从 Google Play 商店下载：

https://play.google.com/store/apps/details?id=appinventor.ai_khairul_uapstu.BTcontrol&hl=en

要修改源，请单击“项目”菜单并选择“从我的计算机导入项目 (.aia)”，如图 24 所示，然后从您的计算机浏览 BTcontrol.aia 文件。导入后即可轻松修改。

如果您想了解更多关于使用 App Inventor 开发 android 应用程序的信息，请浏览：http://appinventor.mit.edu/explore/ai2/tutorials.html。你也可以试试 http://meta-guide.com/videography/100-best-appinventor-videos/

代码

• Arduino 草图

Arduino SketchArduino

#include Servo myservo; // 创建伺服对象来控制一个servoString inputString ="";String command ="";String value ="";String password ="arduPi"; // 这是打开和关闭门的密码 // 您可以使用数字和符号设置任何您喜欢的密码 boolean stringComplete =false; void setup(){ //开始串口连接Serial.begin(9600); // 波特率为 9600 必须与蓝牙匹配 //String reserve() 函数允许您在内存中分配一个缓冲区用于操作字符串。 inputString.reserve(50); // 在内存中保留 50 个字节以保存字符串操作 command.reserve(50);价值。储备（50）；布尔字符串OK =false; myservo.attach(9); // 将引脚 9 上的伺服器连接到伺服器对象 }void loop(){ // 如果 arduino 收到一个字符串终止字符，如 \n stringComplete 将设置为 true if (stringComplete) { //Serial.println(inputString);延迟（100）； // 识别字符串中'='的位置并将其索引设置为pos变量 int pos =inputString.indexOf('='); // pos 变量的值> 或 =0 表示 '=' 存在于接收到的字符串中。 if (pos> -1) { // substring(start, stop) 函数从开始到停止切割字符串的特定部分 // 这里命令将是接收到的字符串的一部分，直到 '=' // 让接收到的字符串是 open=test123 // 然后命令是'open' command =inputString.substring(0, pos); // 值将从 after =到换行命令 // 对于上面的示例，值是 test123 // 我们只是忽略了 '=' 将子字符串的第一个参数作为 'pos+1' // 我们使用 '=' 作为command 和 vale 之间的分隔符 // 没有 '=' 可以使用任何其他字符 // 我们使用 =meas 我们的命令或密码不能包含任何 '='，否则会导致错误 value =inputString.substring(pos+1 , inputString.length()-1); // 提取命令到 \n 排除 //Serial.println(command); //Serial.println(值); // password.compareTo(value) 比较密码字符串和值字符串，如果匹配返回0 if(!password.compareTo(value) &&(command =="OPEN")){ // 如果密码匹配并且命令为'OPEN ' 比门应该打开 openDoor(); // 调用 openDoor() 函数 Serial.println(" OPEN"); // 发送打开反馈到电话延迟（100）； } else if(!password.compareTo(value) &&(command =="CLOSE")){ // 如果密码匹配并且命令是'CLOSE'，那么门应该关闭 closeDoor(); Serial.println("关闭"); // 发送 "CLOSE" 字符串到手机 delay(100); } else if(password.compareTo(value)){ // 如果密码不匹配则向手机发送错误反馈 Serial.println(" WRONG");延迟（100）； } } // 清除下一次迭代的字符串 inputString =""; stringComplete =假； } }void serialEvent() { while (Serial.available()) { // 获取新字节：char inChar =(char)Serial.read(); //Serial.write(inChar); // 将它添加到 inputString:inputString +=inChar; // 如果传入的字符是换行符或回车符，设置一个标志 // 这样主循环就可以做一些事情： if (inChar =='\n' || inChar =='\r') { stringComplete =真； } }}void openDoor(){ myservo.write(0);延迟（100）； }void closeDoor(){ myservo.write(65);延迟（100）； }

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