一種低功耗智能門鎖及其低功耗待機(jī)方法與流程

本發(fā)明屬于智能門鎖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低功耗智能門鎖及其低功耗待機(jī)方法。
 
背景技術(shù)：
 
隨著技術(shù)的進(jìn)步以及人們生活水平的提高，人們的居家安全已經(jīng)有了越來(lái)越多的解決方案，其中智能門鎖作為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)居家安全以及便利性產(chǎn)生十分重要的影響。現(xiàn)有智能門鎖的功能越來(lái)越復(fù)雜，指紋、藍(lán)牙、鍵盤、IC卡等功能的加入造成鎖具功耗的增加，使得鎖具更換電池周期變短，一但沒(méi)電則智能鎖具將無(wú)法開(kāi)門，特別是開(kāi)門頻率低的門鎖出現(xiàn)無(wú)法開(kāi)門的情況更多，因此需要一種低功耗的智能門鎖設(shè)計(jì)以及開(kāi)發(fā)配套的降低門鎖功耗的方法來(lái)降低門鎖的耗電量，延長(zhǎng)電池在鎖具中的壽命，延長(zhǎng)更換電池的周期。
 
經(jīng)過(guò)對(duì)智能門鎖工作原理的分析，人們認(rèn)為智能門鎖功耗高主要是由于指紋模塊、藍(lán)牙模塊、按鍵模塊、IC卡模塊各個(gè)子系統(tǒng)分別待機(jī)形成的綜合功耗過(guò)高，每一個(gè)子模塊待機(jī)功耗并不大，但是多個(gè)子模塊同時(shí)待機(jī)導(dǎo)致多倍功耗，特別是智能門鎖長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人使用時(shí)這些消耗變成了浪費(fèi)。
 
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
 
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種低功耗智能門鎖。
 
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種低功耗智能門鎖包括門鎖控制MCU、電容觸摸鍵盤、指紋傳感器、非接觸IC卡天線、BLE藍(lán)牙模塊、語(yǔ)音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電池電量監(jiān)測(cè)模塊和門把手開(kāi)關(guān)傳感器，電容觸摸鍵盤、指紋傳感器、非接觸IC卡天線、BLE藍(lán)牙模塊、語(yǔ)音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電池電量監(jiān)測(cè)模塊和門把手開(kāi)關(guān)傳感器均與門鎖控制MCU電連接；還包括揚(yáng)聲器、門鎖電機(jī)和電池，揚(yáng)聲器與語(yǔ)音播放模塊電連接，門鎖電機(jī)與門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電連接，電池與電池電量監(jiān)測(cè)模塊電連接。
 
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種智能門鎖的低功耗待機(jī)方法。
 
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種智能門鎖的低功耗待機(jī)方法包括以下步驟，(1)關(guān)閉門鎖；(2)5s后門鎖控制MCU將BLE藍(lán)牙模塊、語(yǔ)音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和電池電量監(jiān)測(cè)模塊關(guān)斷，保留電容觸摸鍵盤、指紋傳感器和非接觸IC卡天線接通，門鎖控制MCU此時(shí)處于低功耗狀態(tài)；(3)門鎖控制MCU監(jiān)測(cè)到門把手開(kāi)關(guān)傳感器連續(xù)48h未傳送信號(hào)，則將電容觸摸鍵盤、指紋傳感器和非接觸IC卡天線關(guān)斷，門鎖控制MCU此時(shí)處于極低功耗狀態(tài)；(4)用戶旋轉(zhuǎn)門把手時(shí)，門把手開(kāi)關(guān)傳感器向門鎖控制MCU傳送信號(hào)將其喚醒，門鎖控制MCU將電容觸摸鍵盤、指紋傳感器和非接觸IC卡天線接通；(5)用戶采用觸摸按鍵方式或指紋方式或非接觸卡方式打開(kāi)門鎖。
 
優(yōu)選地：步驟(5)之后，門鎖控制MCU將BLE藍(lán)牙模塊、語(yǔ)音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和電池電量監(jiān)測(cè)模塊接通。
 
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的低功耗智能門鎖及其低功耗待機(jī)方法，與現(xiàn)有的低功耗智能門鎖和低功耗待機(jī)方法相比，本技術(shù)方案中通過(guò)將電容觸摸鍵盤、指紋傳感器、非接觸IC卡天線、BLE藍(lán)牙模塊、語(yǔ)音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電池電量監(jiān)測(cè)模塊與門鎖控制MCU直接連接，令門鎖控制MCU根據(jù)門鎖關(guān)閉后的時(shí)間來(lái)決定逐步關(guān)閉外設(shè)，先后處于低功耗和極低功耗兩種狀態(tài)，令整個(gè)門鎖的綜合能耗極大地降低了，令電池的使用壽命延長(zhǎng)并延長(zhǎng)電池的更換時(shí)間。
 
附圖說(shuō)明
 
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
 
具體實(shí)施方式
 
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下：
 
請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的低功耗智能門鎖包括門鎖控制MCU、電容觸摸鍵盤、指紋傳感器、非接觸IC卡天線、BLE藍(lán)牙模塊、語(yǔ)音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電池電量監(jiān)測(cè)模塊和門把手開(kāi)關(guān)傳感器，電容觸摸鍵盤、指紋傳感器、非接觸IC卡天線、BLE藍(lán)牙模塊、語(yǔ)音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電池電量監(jiān)測(cè)模塊和門把手開(kāi)關(guān)傳感器均與門鎖控制MCU電連接；還包括揚(yáng)聲器、門鎖電機(jī)和電池，揚(yáng)聲器與語(yǔ)音播放模塊電連接，門鎖電機(jī)與門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電連接，電池與電池電量監(jiān)測(cè)模塊電連接。
 
低功耗待機(jī)方法的步驟如下：
 
(1)關(guān)閉門鎖；
 
(2)5s后門鎖控制MCU將BLE藍(lán)牙模塊、語(yǔ)音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和電池電量監(jiān)測(cè)模塊關(guān)斷，保留電容觸摸鍵盤、指紋傳感器和非接觸IC卡天線接通，門鎖控制MCU此時(shí)處于低功耗狀態(tài)；此處，進(jìn)入低功耗狀態(tài)的時(shí)間可以根據(jù)需求設(shè)定。
 
(3)門鎖控制MCU監(jiān)測(cè)到門把手開(kāi)關(guān)傳感器連續(xù)48h未傳送信號(hào)，則將電容觸摸鍵盤、指紋傳感器和非接觸IC卡天線關(guān)斷，門鎖控制MCU此時(shí)處于極低功耗狀態(tài)；此處，進(jìn)入極低功耗狀態(tài)的時(shí)間可以根據(jù)需求設(shè)定。
 
(4)用戶旋轉(zhuǎn)門把手時(shí)，門把手開(kāi)關(guān)傳感器向門鎖控制MCU傳送信號(hào)將其喚醒，門鎖控制MCU將電容觸摸鍵盤、指紋傳感器和非接觸IC卡天線接通；
 
(5)用戶采用觸摸按鍵方式或指紋方式或非接觸卡方式打開(kāi)門鎖。
 
還包括位于步驟(5)之后的步驟(6)，此步驟中：門鎖控制MCU將BLE藍(lán)牙模塊、語(yǔ)音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和電池電量監(jiān)測(cè)模塊接通。
 
智能門鎖在喚醒后所有功能模塊都處于工作狀態(tài)，這時(shí)的動(dòng)態(tài)電流<200mA。如果門鎖在超過(guò)5s內(nèi)沒(méi)有操作會(huì)進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，這時(shí)只有“電容觸摸鍵盤、指紋傳感器和非接觸IC卡天線”處于低功耗掃描狀態(tài)，不斷的對(duì)鍵盤輸入、指紋、IC卡進(jìn)行掃描，這時(shí)的電流<100uA。
 
本發(fā)明涉及的技術(shù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)是在智能門鎖在48h(2天)以上沒(méi)有被使用過(guò)，這時(shí)將門鎖進(jìn)入極低功耗模式，該模式下將智能鎖的鍵盤功能、指紋功能、IC卡功能全部關(guān)閉，令門鎖控制MCU進(jìn)入最低功耗狀態(tài)，鎖具工作在本極低功耗模式下的電流<1uA，可以大大延長(zhǎng)智能鎖的待機(jī)時(shí)間，特別是使用頻率低的鎖具。
 
在極低功耗狀態(tài)下鎖具將不接收外圍各種輸入設(shè)備的響應(yīng)，本發(fā)明在門把手位置安裝門把手開(kāi)關(guān)傳感器(旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)傳感器或按鍵開(kāi)關(guān)傳感器)，將該傳感器與門鎖控制MCU的Wakeup引腳連接，使得智能鎖可以在極低功耗狀態(tài)下通過(guò)按壓門把手或按把手上的開(kāi)關(guān)來(lái)喚醒智能鎖，使鎖具進(jìn)入工作狀態(tài)。
 
按照市面上普通干電池容量為2000mAh計(jì)算，理想狀態(tài)下的計(jì)算方法如下：
 
普通休眠模式電流為100uA:
 
待機(jī)年數(shù)為：(2000÷0.05)÷24÷365≈2.3年
 
極低功耗模式電流為1uA:
 
待機(jī)年數(shù)為：(2000÷0.001)÷24÷365≈228年
 
相比傳統(tǒng)休眠方式本方法能提高近100倍的待機(jī)時(shí)間，由于普通干電池電池自身壽命為7年因此采用本技術(shù)發(fā)明后可以將鎖具待機(jī)壽命增加3倍左右。