一种低功耗智能门锁及其低功耗待机方法与流程

本发明属于智能门锁技术领域，尤其涉及一种低功耗智能门锁及其低功耗待机方法。
 
背景技术：
 
随着技术的进步以及人们生活水平的提高，人们的居家安全已经有了越来越多的解决方案，其中智能门锁作为重要的一个环节，对居家安全以及便利性产生十分重要的影响。现有智能门锁的功能越来越复杂，指纹、蓝牙、键盘、IC卡等功能的加入造成锁具功耗的增加，使得锁具更换电池周期变短，一但没电则智能锁具将无法开门，特别是开门频率低的门锁出现无法开门的情况更多，因此需要一种低功耗的智能门锁设计以及开发配套的降低门锁功耗的方法来降低门锁的耗电量，延长电池在锁具中的寿命，延长更换电池的周期。
 
经过对智能门锁工作原理的分析，人们认为智能门锁功耗高主要是由于指纹模块、蓝牙模块、按键模块、IC卡模块各个子系统分别待机形成的综合功耗过高，每一个子模块待机功耗并不大，但是多个子模块同时待机导致多倍功耗，特别是智能门锁长时间无人使用时这些消耗变成了浪费。
 
技术实现要素：
 
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种低功耗智能门锁。
 
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种低功耗智能门锁包括门锁控制MCU、电容触摸键盘、指纹传感器、非接触IC卡天线、BLE蓝牙模块、语音播放模块、OLED显示屏、门锁电机驱动模块、电池电量监测模块和门把手开关传感器，电容触摸键盘、指纹传感器、非接触IC卡天线、BLE蓝牙模块、语音播放模块、OLED显示屏、门锁电机驱动模块、电池电量监测模块和门把手开关传感器均与门锁控制MCU电连接；还包括扬声器、门锁电机和电池，扬声器与语音播放模块电连接，门锁电机与门锁电机驱动模块电连接，电池与电池电量监测模块电连接。
 
本发明的另一个目的是提供一种智能门锁的低功耗待机方法。
 
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种智能门锁的低功耗待机方法包括以下步骤，(1)关闭门锁；(2)5s后门锁控制MCU将BLE蓝牙模块、语音播放模块、OLED显示屏、门锁电机驱动模块和电池电量监测模块关断，保留电容触摸键盘、指纹传感器和非接触IC卡天线接通，门锁控制MCU此时处于低功耗状态；(3)门锁控制MCU监测到门把手开关传感器连续48h未传送信号，则将电容触摸键盘、指纹传感器和非接触IC卡天线关断，门锁控制MCU此时处于极低功耗状态；(4)用户旋转门把手时，门把手开关传感器向门锁控制MCU传送信号将其唤醒，门锁控制MCU将电容触摸键盘、指纹传感器和非接触IC卡天线接通；(5)用户采用触摸按键方式或指纹方式或非接触卡方式打开门锁。
 
优选地：步骤(5)之后，门锁控制MCU将BLE蓝牙模块、语音播放模块、OLED显示屏、门锁电机驱动模块和电池电量监测模块接通。
 
本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种结构设计合理的低功耗智能门锁及其低功耗待机方法，与现有的低功耗智能门锁和低功耗待机方法相比，本技术方案中通过将电容触摸键盘、指纹传感器、非接触IC卡天线、BLE蓝牙模块、语音播放模块、OLED显示屏、门锁电机驱动模块、电池电量监测模块与门锁控制MCU直接连接，令门锁控制MCU根据门锁关闭后的时间来决定逐步关闭外设，先后处于低功耗和极低功耗两种状态，令整个门锁的综合能耗极大地降低了，令电池的使用寿命延长并延长电池的更换时间。
 
附图说明
 
图1是本发明的结构框图。
 
具体实施方式
 
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：
 
请参见图1，本发明的低功耗智能门锁包括门锁控制MCU、电容触摸键盘、指纹传感器、非接触IC卡天线、BLE蓝牙模块、语音播放模块、OLED显示屏、门锁电机驱动模块、电池电量监测模块和门把手开关传感器，电容触摸键盘、指纹传感器、非接触IC卡天线、BLE蓝牙模块、语音播放模块、OLED显示屏、门锁电机驱动模块、电池电量监测模块和门把手开关传感器均与门锁控制MCU电连接；还包括扬声器、门锁电机和电池，扬声器与语音播放模块电连接，门锁电机与门锁电机驱动模块电连接，电池与电池电量监测模块电连接。
 
低功耗待机方法的步骤如下：
 
(1)关闭门锁；
 
(2)5s后门锁控制MCU将BLE蓝牙模块、语音播放模块、OLED显示屏、门锁电机驱动模块和电池电量监测模块关断，保留电容触摸键盘、指纹传感器和非接触IC卡天线接通，门锁控制MCU此时处于低功耗状态；此处，进入低功耗状态的时间可以根据需求设定。
 
(3)门锁控制MCU监测到门把手开关传感器连续48h未传送信号，则将电容触摸键盘、指纹传感器和非接触IC卡天线关断，门锁控制MCU此时处于极低功耗状态；此处，进入极低功耗状态的时间可以根据需求设定。
 
(4)用户旋转门把手时，门把手开关传感器向门锁控制MCU传送信号将其唤醒，门锁控制MCU将电容触摸键盘、指纹传感器和非接触IC卡天线接通；
 
(5)用户采用触摸按键方式或指纹方式或非接触卡方式打开门锁。
 
还包括位于步骤(5)之后的步骤(6)，此步骤中：门锁控制MCU将BLE蓝牙模块、语音播放模块、OLED显示屏、门锁电机驱动模块和电池电量监测模块接通。
 
智能门锁在唤醒后所有功能模块都处于工作状态，这时的动态电流<200mA。如果门锁在超过5s内没有操作会进入低功耗休眠状态，这时只有“电容触摸键盘、指纹传感器和非接触IC卡天线”处于低功耗扫描状态，不断的对键盘输入、指纹、IC卡进行扫描，这时的电流<100uA。
 
本发明涉及的技术实现点是在智能门锁在48h(2天)以上没有被使用过，这时将门锁进入极低功耗模式，该模式下将智能锁的键盘功能、指纹功能、IC卡功能全部关闭，令门锁控制MCU进入最低功耗状态，锁具工作在本极低功耗模式下的电流<1uA，可以大大延长智能锁的待机时间，特别是使用频率低的锁具。
 
在极低功耗状态下锁具将不接收外围各种输入设备的响应，本发明在门把手位置安装门把手开关传感器(旋转开关传感器或按键开关传感器)，将该传感器与门锁控制MCU的Wakeup引脚连接，使得智能锁可以在极低功耗状态下通过按压门把手或按把手上的开关来唤醒智能锁，使锁具进入工作状态。
 
按照市面上普通干电池容量为2000mAh计算，理想状态下的计算方法如下：
 
普通休眠模式电流为100uA:
 
待机年数为：(2000÷0.05)÷24÷365≈2.3年
 
极低功耗模式电流为1uA:
 
待机年数为：(2000÷0.001)÷24÷365≈228年
 
相比传统休眠方式本方法能提高近100倍的待机时间，由于普通干电池电池自身寿命为7年因此采用本技术发明后可以将锁具待机寿命增加3倍左右。