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一種低功耗智能門鎖及其低功耗待機方法與流程

發布于:2019-11-13 14:28:56

本發明屬于智能門鎖技術領域,尤其涉及一種低功耗智能門鎖及其低功耗待機方法。
 
背景技術:
 
隨著技術的進步以及人們生活水平的提高,人們的居家安全已經有了越來越多的解決方案,其中智能門鎖作為重要的一個環節,對居家安全以及便利性產生十分重要的影響。現有智能門鎖的功能越來越復雜,指紋、藍牙、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,一但沒電則智能鎖具將無法開門,特別是開門頻率低的門鎖出現無法開門的情況更多,因此需要一種低功耗的智能門鎖設計以及開發配套的降低門鎖功耗的方法來降低門鎖的耗電量,延長電池在鎖具中的壽命,延長更換電池的周期。
 
經過對智能門鎖工作原理的分析,人們認為智能門鎖功耗高主要是由于指紋模塊、藍牙模塊、按鍵模塊、IC卡模塊各個子系統分別待機形成的綜合功耗過高,每一個子模塊待機功耗并不大,但是多個子模塊同時待機導致多倍功耗,特別是智能門鎖長時間無人使用時這些消耗變成了浪費。
 
技術實現要素:
 
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種低功耗智能門鎖。
 
本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是: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藍牙模塊、語音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機驅動模塊、電池電量監測模塊和門把手開關傳感器,電容觸摸鍵盤、指紋傳感器、非接觸IC卡天線、BLE藍牙模塊、語音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機驅動模塊、電池電量監測模塊和門把手開關傳感器均與門鎖控制MCU電連接;還包括揚聲器、門鎖電機和電池,揚聲器與語音播放模塊電連接,門鎖電機與門鎖電機驅動模塊電連接,電池與電池電量監測模塊電連接。
 
本發明的另一個目的是提供一種智能門鎖的低功耗待機方法。
 
本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種智能門鎖的低功耗待機方法包括以下步驟,(1)關閉門鎖;(2)5s后門鎖控制MCU將BLE藍牙模塊、語音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機驅動模塊和電池電量監測模塊關斷,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此時處于低功耗狀態;(3)門鎖控制MCU監測到門把手開關傳感器連續48h未傳送信號,則將電容觸摸鍵盤、指紋傳感器和非接觸IC卡天線關斷,門鎖控制MCU此時處于極低功耗狀態;(4)用戶旋轉門把手時,門把手開關傳感器向門鎖控制MCU傳送信號將其喚醒,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門鎖。
 
優選地:步驟(5)之后,門鎖控制MCU將BLE藍牙模塊、語音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機驅動模塊和電池電量監測模塊接通。
 
本發明的優點和積極效果是:本發明提供了一種結構設計合理的低功耗智能門鎖及其低功耗待機方法,與現有的低功耗智能門鎖和低功耗待機方法相比,本技術方案中通過將電容觸摸鍵盤、指紋傳感器、非接觸IC卡天線、BLE藍牙模塊、語音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機驅動模塊、電池電量監測模塊與門鎖控制MCU直接連接,令門鎖控制MCU根據門鎖關閉后的時間來決定逐步關閉外設,先后處于低功耗和極低功耗兩種狀態,令整個門鎖的綜合能耗極大地降低了,令電池的使用壽命延長并延長電池的更換時間。
 
附圖說明
 
圖1是本發明的結構框圖。
 
具體實施方式
 
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效,茲舉以下實施例詳細說明如下:
 
請參見圖1,本發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藍牙模塊、語音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機驅動模塊、電池電量監測模塊和門把手開關傳感器,電容觸摸鍵盤、指紋傳感器、非接觸IC卡天線、BLE藍牙模塊、語音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機驅動模塊、電池電量監測模塊和門把手開關傳感器均與門鎖控制MCU電連接;還包括揚聲器、門鎖電機和電池,揚聲器與語音播放模塊電連接,門鎖電機與門鎖電機驅動模塊電連接,電池與電池電量監測模塊電連接。
 
低功耗待機方法的步驟如下:
 
(1)關閉門鎖;
 
(2)5s后門鎖控制MCU將BLE藍牙模塊、語音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機驅動模塊和電池電量監測模塊關斷,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此時處于低功耗狀態;此處,進入低功耗狀態的時間可以根據需求設定。
 
(3)門鎖控制MCU監測到門把手開關傳感器連續48h未傳送信號,則將電容觸摸鍵盤、指紋傳感器和非接觸IC卡天線關斷,門鎖控制MCU此時處于極低功耗狀態;此處,進入極低功耗狀態的時間可以根據需求設定。
 
(4)用戶旋轉門把手時,門把手開關傳感器向門鎖控制MCU傳送信號將其喚醒,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藍牙模塊、語音播放模塊、OLED顯示屏、門鎖電機驅動模塊和電池電量監測模塊接通。
 
智能門鎖在喚醒后所有功能模塊都處于工作狀態,這時的動態電流<200mA。如果門鎖在超過5s內沒有操作會進入低功耗休眠狀態,這時只有“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,不斷的對鍵盤輸入、指紋、IC卡進行掃描,這時的電流<100uA。
 
本發明涉及的技術實現點是在智能門鎖在48h(2天)以上沒有被使用過,這時將門鎖進入極低功耗模式,該模式下將智能鎖的鍵盤功能、指紋功能、IC卡功能全部關閉,令門鎖控制MCU進入最低功耗狀態,鎖具工作在本極低功耗模式下的電流<1uA,可以大大延長智能鎖的待機時間,特別是使用頻率低的鎖具。
 
在極低功耗狀態下鎖具將不接收外圍各種輸入設備的響應,本發明在門把手位置安裝門把手開關傳感器(旋轉開關傳感器或按鍵開關傳感器),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下通過按壓門把手或按把手上的開關來喚醒智能鎖,使鎖具進入工作狀態。
 
按照市面上普通干電池容量為2000mAh計算,理想狀態下的計算方法如下:
 
普通休眠模式電流為100uA:
 
待機年數為:(2000÷0.05)÷24÷365≈2.3年
 
極低功耗模式電流為1uA:
 
待機年數為:(2000÷0.001)÷24÷365≈228年
 
相比傳統休眠方式本方法能提高近100倍的待機時間,由于普通干電池電池自身壽命為7年因此采用本技術發明后可以將鎖具待機壽命增加3倍左右。



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