一種低功耗遠程喚醒的智能鎖系統的制作方法

專利名稱：一種低功耗遠程喚醒的智能鎖系統的制作方法
技術領域：
一種低功耗遠程喚醒的智能鎖系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種遠程喚醒功能的低功耗智能鎖，通過處于監聽狀態的中繼模塊在接收到來自智能鑰匙的喚醒信號后，通過低頻喚醒信號主動喚醒智能鎖系統并進行通信的控制裝置，屬智能鎖及智能鑰匙制造領域。
背景技術：
[0002]門鎖是家居的安全防線，是人們每天進出家門都必須用到的系統。從應用的角度看，智能化的門鎖系統是智能家居的設計的起點。智能門鎖的主要設計目標是提高鑰匙的安全性與使用的方便性。目前市場的智能門鎖主要包括智能卡門鎖、指紋門鎖與無鑰匙進入門鎖。智能卡門鎖通過鎖識別用戶手中的各種形式的卡，以達到身份之別的目的。這種形式的鎖需要用戶隨身攜帶識別卡并在開門時刷卡進入。指紋門鎖通過采集用戶指紋的信息識別達到身份識別的目的。這種鎖優點是無需隨身攜帶鑰匙，但其缺點也較為明顯，即在每次開門時都需要采集指紋，且識別率是設計的難點。特別在寒冷的冬天使用顯得尤為不太方便。第三類智能鎖以無需使用鑰匙，通過鎖體自動感應實現身份識別。這種類型的鎖最早使用在高檔的汽車門鎖系統上，被稱為“無匙進入系統”。這種系統仍然需要攜帶鑰匙，但鑰匙可在有效區域內自動感應并識別，無需用戶掏出鑰匙開鎖。這種類型的門鎖兼容傳統的機械鎖的開門方式，同時又能夠有效改善用戶的使用體驗，在將來會得到較為廣泛的應用。目前設計到無匙進入的專利有以下幾個:[0003]CN 201915717U、名稱“智能防盜門無鑰匙進入系統”，包括設于防盜門內的主機部分和設于遙控器內的鑰匙部分，主機部分包括觸發器、LF發射器、PKE收器和執行部件，觸發器與LF發射器相聯接，執行部件與PKE接收器相聯接:PKE接收器包括RF接收器、解碼器和驅動器，解碼器設有輸入端與RF接收器聯接，解碼器設有輸出端與驅動器聯接，驅動器與執行部件聯接。鑰匙部分包括RF發射器、編碼器、按鍵和三軸模擬前端AFE，三軸模擬前端AFE設有天線及諧振電路，編碼器設有輸入端與三軸模擬前端AFE、按鍵聯接；編碼器設有輸出端與RF發射器聯接；設于主機部分的RF接收器與設于鑰匙部分的RF發射器無線聯接，解決了智能鎖傳統開啟方式中使用不便和安全系數高的技術問題。[0004]CN 201214398Y、名稱“一種汽車發動機智能點火鎖芯射頻識別信號接收裝置”，它以一款基站芯片為核心，由耦合線圈、濾波電路、反饋電路及電源電路等幾個部分構成。該模塊與點火智能鑰匙之間的通信信號為載波調制信號，是通過鑰匙線圈與點火鎖芯的線圈之間感應耦合產生的。點火鎖芯接收到該載波調制信號后，首先經過濾波電路將載波信號取出，然后通過基站芯片將載波信號解調，恢復成基帶數字信號，然后經過曼徹斯特編碼，通過LIN總線的串行口輸出給位于汽車BCM內的應答器鑰匙控制單元。[0005]CN101974991A、名稱“一種汽車智能鎖、智能鑰匙及采用的啟動方法”，汽車智能鎖包括車載部分和智能鑰匙，其中，所述的車載部分還包括由電源供電的線圈；所述的智能鑰匙還包括:低頻感應模組，用于當處在線圈的感應范圍內時，產生感應電流，為控制器及射頻模組供電以發射射頻信號。本實用新型由于采用在汽車智能鎖的車載部分加設了由電源供電的線圈，在汽車智能鎖的智能鑰匙部分加設了當處在線圈的感應范圍內時，產生感應電流，為控制器及射頻模組供電的低頻感應模組，使得智能鑰匙部分不需本體電源的供電，也可以對射頻模組進行感應電流的供電，完成射頻信號的發射和車載部分的驗證。[0006]這些智能鎖在設計上主要以鎖系統為中心，正常工作情況下智能鎖被觸發后，主動喚醒智能鑰匙，智能鑰匙發送加密ID，此時智能鎖由于已經處于等待接收ID階段，一旦ID接收到后就可以進行解密并判斷是否需要開啟門鎖。在平時的情況下，為了節省功耗，智能一直處于低功耗，智能鑰匙無法喚醒智能鎖，因此無法應用在未來智能家居的一些遠程控制門鎖的應用上。目前市場上也出現了一些支持鑰匙遠程喚醒智能鎖系統，它們的原理是通過智能鎖一直處于工作狀態或者定時間隔采樣的方式，監聽智能鑰匙發送過來的請求信號。但事實上，正常使用情況下智能鑰匙發送信號的可能性比較小，一直開啟或者間隔開啟的方式會大量浪費智能鎖的功耗，降低電池的使用壽命。本實用新型的方法是設計一個中繼模塊，中繼模塊一直處于工作狀態或者間隔采樣的工作方式，通過中繼模塊主動喚醒智能鎖系統，從而實現智能鑰匙與智能鎖的通信。由于中繼模塊不受到智能鎖的空間上的限制，它可以接在智能鎖的附近并采用市電或者大容量的電池供電，使用起來比較方便。這樣的系統可以有效延長智能鎖系統本身的工作時間，提高智能鎖產品的競爭力。實用新型內容[0007]設計目的:通過處于監聽狀態的中繼模塊在接收到來自智能鑰匙的喚醒信號后，通過低頻喚醒信號主動喚醒智能鎖系統并進行通信的控制裝置及控制方法。[0008]設計方案:為了實現上述設計目的。本實用新型在模塊設計與軟件設計上:[0009]本實用新型公開了一種智能鑰匙遠程喚醒智能鎖的系統結構，在非工作模式下智能鎖與智能鑰匙均處于低功耗模式下，只保持低頻喚醒功能，中繼模塊始終處于工作狀態。在智能鑰匙發起遠程開鎖命令后，發送喚醒命令和加密ID信號，處于工作狀態的中繼模塊接收到信號后，發送低頻喚醒信號喚醒智能鎖系統。智能鎖系統被喚醒后，中繼模塊或者智能鑰匙將加密的ID發送出去，實現ID信息的通信。智能鎖系統通過解密ID并與系統中預存的ID進行比較，判斷其合法性再決定是否開門。[0010]技術方案1:所述智能鎖基礎系統至少包括主控模塊、高頻接收模塊、低頻喚醒發送模塊、感應觸發模塊、電機驅動與反饋模塊、遠程無線信號接收模塊和遠程無線喚醒接收模塊，其中智能鎖的主控模塊連接電機驅動與反饋模塊，一方面驅動電機另一方面接收電機反饋的信號；鎖主控模塊的低頻信號輸出端連接低頻喚醒發送模塊的輸入端，發送無線低頻喚醒信號喚醒智能鑰匙；高頻接收模塊通過無線連接智能鑰匙的高頻發送模塊，接收高頻ID信號，并將高頻信號解調后發送給鎖主控模塊；感應觸發模塊連接鎖主控模塊，感應人體靠近的信號，喚醒智能鎖進行認證；遠程無線喚醒接收模塊接收中繼模塊發送的無線喚醒命令，喚醒智能鎖主控模塊；遠程無線信號接收模塊將接收到的遠程喚醒的高頻信號發送給主控模塊，由主控模塊完成認證。所述智能鑰匙至少包括:主控模塊、高頻發送模塊、低頻喚醒接收模塊，其中低頻喚醒接收模塊接收智能鎖發送的無線低頻信號，并在判斷喚醒信號合法后喚醒智能鑰匙主控模塊；智能鑰匙主控模塊將ID數據加密后發送給高頻發送模塊；高頻發送模塊發送無線高頻信號，連接智能鎖的高頻接收模塊，實現加密ID的通信。所述的中繼模塊包括主控模塊、無線信號接收模塊、無線喚醒發送模塊和無線信號發送模塊，其中無線信號接收模塊接收到高頻信號后通過輸出端發送至主控模塊的無線信號接收端，主控模塊的喚醒控制信號發送端連接低頻喚醒發送模塊的輸入端，主控模塊的無線信號發送端連接無線信號發送端的輸入；所述的智能鎖在沒有被觸發的情況下處于低功耗狀態，中繼模塊始終處于監聽狀態；中繼模塊將高頻信道中隨時有可能出現的智能鑰匙喚醒命令接收下來，并通過無線遠程喚醒智能鎖，此后再由智能鑰匙或中繼模塊將用于認證的加密ID信號發送給智能鎖，最終完成智能鎖的開鎖認證過程。智能鑰匙通過高頻發送模塊主動發起高頻信號后，中繼模塊無線信號接收模塊將無線信號轉換為數據信號發送給主控模塊，主控模塊控制無線喚醒發送模塊發送給智能鎖無線喚醒信號。智能鎖無線喚醒接收模塊收到喚醒信號后，喚醒智能鎖主控模塊，智能鎖退出低功耗模式，準備接收高頻信號。智能鑰匙可以通過高頻發送模塊先發送喚醒控制命令，再發送加密的ID，中繼模塊的主控模塊接收到合法格式的喚醒命令后，接收鑰匙高頻送模塊發送的加密的ID并臨時緩存加密ID，然后通過無線喚醒發送模塊喚醒智能鎖后，最后將臨時緩存的加密ID通過無線信號發送模塊發送至智能鎖遠程無線信號接收模塊或高頻接收模塊，智能鎖解密后根據其是否合法決定是否通知執行機構開啟門鎖。智能鑰匙也可以先通過高頻發送模塊先發送一個喚醒控制命令，中繼模塊的主控模塊接收到合法的命令后，通過無線發送模塊喚醒智能鎖，智能鎖接收到喚醒信號后退出低功耗模式接收高頻信號；智能鑰匙發送完喚醒命令后延時一段時間等待智能鎖被喚醒后再次啟動，通過高頻發送模塊發送加密的ID信號，智能鎖遠程無線信號接收模塊或高頻接收模塊接收到加密ID后解密，并根據鑰匙的合法性決定是否通知執行結構開啟門鎖。智能鑰匙先通過高頻發送模塊直接發送加密ID，中繼模塊的主控模塊接收到合法格式的數據包后(只判斷數據包格式，不解密與認證ID)，先將加密的ID數據緩存，通過無線發送模塊喚醒智能鎖，智能鎖接收到喚醒信號后退出低功耗模式接收高頻信號；中繼模塊將臨時緩存的加密ID通過無線信號發送模塊發送至智能鎖遠程無線信號接收模塊或高頻接收模塊，智能鎖解密后根據其是否合法決定是否通知執行機構開啟門鎖。智能鎖的高頻接收模塊與遠程無線信號接收模塊可以采用分別獨立的無線接收模塊。智能鎖的高頻接收模塊與遠程無線信號接收模塊可以也可以兩者合一為一個無線接收模塊。中繼模塊的無線信號接收模塊與無線信號發送模塊，可以采用獨立的高頻模塊。中繼模塊的無線信號接收模塊與無線信號發送模塊，也可以兩者共享一個高頻模塊，平時高頻模塊一直工作在接收模式下，只有當接收到鑰匙發送的遠程喚醒命令后，才轉換為發送模式，并發送加密ID。在鑰匙與智能鎖直接通信的情況下，中繼模塊的無線信號發送模塊不需要實現。[0011]本實用新型與背景技術相比，可有效降低具備遠程開鎖功能的智能鎖的運行功耗，從而延長智能鎖的電池使用壽命，提高產品的競爭力。


[0012]圖1智能鎖、智能鑰匙與中繼模塊的模塊框圖。[0013]圖2正常工作模式下的智能鎖、智能鑰匙工作流程。[0014]圖3中繼模塊緩存命令與加密ID，喚醒后中繼模塊轉發加密ID的工作流程。[0015]圖4中繼模塊接收喚醒命令，喚醒后智能鑰匙與智能鎖直接通信的工作流程。[0016]圖5中繼模塊僅緩存加密ID，喚醒后中繼模塊轉發加密ID的工作流程。[0017]圖6高頻接收模塊電路原理圖。[0018]圖7聞頻發送I旲塊電路原理圖。[0019]圖8高頻收發模塊電路原理圖。[0020]圖9低頻信號發送電路原理圖。[0021]圖10低頻喚醒電路原理圖。[0022]圖11基于獨立高頻接收模塊的遠程喚醒智能鎖原理圖。[0023]圖12基于高頻接收模塊復用的遠程喚醒智能鎖原理圖。[0024]圖13基于高頻發送與接收模塊獨立的中繼模塊原理圖。[0025]圖14基于高頻收發統一模塊的中繼模塊原理圖。
具體實施方式
[0026]實施例1:參照附圖1-10。一種家居專用智能鎖系統，包括智能鎖、智能鑰匙與中繼模塊三個部分，所述智能鎖基礎系統至少包括主控模塊11、高頻接收模塊12、低頻喚醒發送模塊13、感應觸發模塊14、電機驅動與反饋模塊16、遠程無線信號接收模塊18和遠程無線喚醒接收模塊15，其中智能鎖的主控模塊11連接電機驅動與反饋模塊16，一方面驅動電機另一方面接收電機反饋的信號；鎖主控模塊11的低頻信號輸出端連接低頻喚醒發送模塊13的輸入端，發送無線低頻喚醒信號喚醒智能鑰匙；高頻接收模塊12通過無線連接智能鑰匙的高頻發送模塊24，接收高頻ID信號，并將高頻信號解調后發送給鎖主控模塊11 ；感應觸發模塊14連接鎖主控模塊11，感應人體靠近的信號，喚醒智能鎖進行認證；遠程無線喚醒接收模塊15接收中繼模塊發送的無線喚醒命令，喚醒智能鎖主控模塊11 ;遠程無線信號接收模塊18將接收到的遠程喚醒的高頻信號發送給主控模塊11，由主控模塊完成認證。[0027]所述智能鑰匙至少包括:主控模塊21、高頻發送模塊24、低頻喚醒接收模塊23，其中低頻喚醒接收模塊23接收智能鎖發送的無線低頻信號，并在判斷喚醒信號合法后喚醒智能鑰匙主控模塊24 ;智能鑰匙主控模塊24將ID數據加密后發送給高頻發送模塊24 ;高頻發送模塊24發送無線高頻信號，連接智能鎖的高頻接收模塊12，實現加密ID的通信。[0028]所述的中繼模塊包括主控模塊31、無線信號接收模塊32、無線喚醒發送模塊33和無線信號發送模塊34，其中無線信號接收模塊32接收到高頻信號后通過輸出端發送至主控模塊31的無線信號接收端，主控模塊31的喚醒控制信號發送端連接低頻喚醒發送模塊33的輸入端，主控模塊31的無線信號發送端連接無線信號發送端34的輸入；[0029]所述的智能鎖在沒有被觸發的情況下處于低功耗狀態，中繼模塊始終處于監聽狀態；中繼模塊將高頻信道中隨時有可能出現的智能鑰匙喚醒命令接收下來，并通過無線遠程喚醒智能鎖，此后再由智能鑰匙或中繼模塊將用于認證的加密ID信號發送給智能鎖，最終完成智能鎖的開鎖認證過程。[0030]智能鑰匙通過高頻發送模塊24主動發起高頻信號后，中繼模塊無線信號接收模塊32將無線信號轉換為數據信號發送給主控模塊31，主控模塊31控制無線喚醒發送模塊33發送給智能鎖無線喚醒信號。智能鎖無線喚醒接收模塊15收到喚醒信號后，喚醒智能鎖主控模塊15，智能鎖退出低功耗模式，準備接收高頻信號。[0031]智能鑰匙可以通過高頻發送模塊24先發送喚醒控制命令，再發送加密的ID，中繼模塊的主控模塊31接收到合法格式的喚醒命令后，接收鑰匙高頻送模塊24發送的加密的ID并臨時緩存加密ID，然后通過無線喚醒發送模塊33喚醒智能鎖后，最后將臨時緩存的加密ID通過無線信號發送模塊34發送至智能鎖遠程無線信號接收模塊18或高頻接收模塊12，智能鎖解密后根據其是否合法決定是否通知執行機構開啟門鎖。[0032]智能鑰匙也可以先通過高頻發送模塊24先發送一個喚醒控制命令，中繼模塊的主控模塊31接收到合法的命令后，通過無線發送模塊33喚醒智能鎖，智能鎖接收到喚醒信號后退出低功耗模式接收高頻信號；智能鑰匙發送完喚醒命令后延時一段時間等待智能鎖被喚醒后再次啟動，通過高頻發送模塊24發送加密的ID信號，智能鎖遠程無線信號接收模塊18或高頻接收模塊12接收到加密ID后解密，并根據鑰匙的合法性決定是否通知執行結構開啟門鎖。[0033]智能鑰匙先通過高頻發送模塊24直接發送加密ID，中繼模塊的主控模塊接收到合法格式的數據包后(只判斷數據包格式，不解密與認證ID)，先將加密的ID數據緩存，通過無線發送模塊33喚醒智能鎖，智能鎖接收到喚醒信號后退出低功耗模式接收高頻信號；中繼模塊將臨時緩存的加密ID通過無線信號發送模塊34發送至智能鎖遠程無線信號接收模塊18或高頻接收模塊12，智能鎖解密后根據其是否合法決定是否通知執行機構開啟門鎖。[0034]智能鎖的高頻接收模塊12與遠程無線信號接收模塊18可以采用分別獨立的無線接收模塊。[0035]智能鎖的高頻接收模塊12與遠程無線信號接收模塊18可以也可以兩者合一為一個無線接收模塊。[0036]中繼模塊的無線信號接收模塊32與無線信號發送模塊34，可以采用獨立的高頻模塊。[0037]中繼模塊的無線信號接收模塊32與無線信號發送模塊34，也可以兩者共享一個高頻模塊，平時高頻模塊一直工作在接收模式下，只有當接收到鑰匙發送的遠程喚醒命令后，才轉換為發送模式，并發送加密ID。[0038]在鑰匙與智能鎖直接通信的情況下，中繼模塊的無線信號發送模塊34不需要實現。[0039]實施例2:在實施例1的基礎上，其家居專用智能鎖、智能鑰匙、中繼模塊的工作方法，智能鎖與智能鑰匙正常工作模式下的工作流程如附圖2所示。在初始狀態下，智能鎖與智能鑰匙均處于低功耗狀態；當人體接觸觸發感應模塊14后，觸發感應模塊14發送信號給鎖主控模塊11，鎖主控模塊11退出低功耗模式并通過低頻喚醒發送模塊13 (原理圖如圖9)發送約定的數據喚醒智能鑰匙，此后智能鎖進入等待高頻數據的狀態，鎖主控模塊11打開高頻接收模塊12并監視來自于高頻信道上的數據，于此同時，在低頻信號覆蓋范圍內的智能鑰匙處于低功耗模式下，只有低頻喚醒接收模塊23 (原理圖如圖10所示)處于監聽狀態，當監聽到125KHZ的信道上有數據發送后，進入數據接收狀態接收信道上的數據，鑰匙主控模塊21可以為低頻喚醒接收模塊配置需要匹配的數據信息，若接收到的數據信息與先前設定的數據相同，則需要通知鑰匙主控模塊21有操作需要進行，否則就不通知鑰匙主控模塊21保持低功耗狀態；鑰匙主控模塊21在接收到低頻喚醒接收模塊的信號后，運行程序加密ID，然后通過高頻發送模塊24發送；當智能鑰匙通過高頻信道返回加密的ID后，智能鎖的高頻接收模塊12就會收到對應的數據，鎖主控模塊11就開始利用相同的密鑰進行解密，解密后的ID與通過增配存儲在內部的鑰匙進行匹配，若匹配上則通過電機驅動與反饋模塊16開鎖，否則就重新發送低頻信號，要求智能鑰匙再次重發ID (原因是高頻信道可能有干擾，發送不成功)，若重發的次數達到最大值，則停止發送，不開鎖。所述鑰匙主控模塊21的加密算法為滾動碼，或AES、DES加密算法，加密的密鑰每個鑰匙是唯一的。[0040]智能鎖、智能鑰匙和中繼模塊在遠程開鎖工作模式下的工作流程有3種實施例。[0041]例1:工作流程如附圖3所示。在初始狀態下，智能鎖與智能鑰匙均處于低功耗狀態，中繼模塊處于工作狀態；當用戶通過按鍵啟動遠程開鎖功能后，智能鑰匙通過高頻發送模塊24發送高頻喚醒命令，此后中繼模塊的無線接收模塊32接收到合法格式的喚醒命令(命令格式由廠家自定義)，此后等待智能鑰匙發送加密ID。當中繼模塊接收到鑰匙發送的加密ID后，臨時緩存加密ID。中繼模塊通過無線低頻喚醒模塊33發送無線低頻遠程喚醒信號給智能鎖的遠程無線喚醒模塊15，此后智能鎖系統被喚醒，準備接收加密ID。中繼模塊此后將臨時緩存的加密ID發送給智能鎖系統。這種方法的核心本質是智能鑰匙可以直接發送喚醒命令與加密ID，由中繼模塊接收后臨時緩存，喚醒智能鎖并轉發由中繼模塊轉發由智能鑰匙發送的加密ID。[0042]例2:工作流程如附圖4所示。在初始狀態下，智能鎖與智能鑰匙均處于低功耗狀態，中繼模塊處于工作狀態；當用戶通過按鍵啟動遠程開鎖功能后，智能鑰匙通過高頻發送模塊24發送高頻喚醒命令，中繼模塊的無線接收模塊32接收到合法格式的喚醒命令(命令格式由廠家自定義)，此后智能鑰匙進入延時等待狀態。當中繼模塊接收到鑰匙遠程喚醒命令后。中繼模塊通過無線低頻喚醒模塊33發送無線低頻遠程喚醒信號給智能鎖的遠程無線喚醒模塊15，此后智能鎖系統被喚醒，準備接收加密ID。延時等待超時退出的智能鑰匙發送加密的ID信號，此后智能鎖就收到了鑰匙發出的加密ID，并可通過合法性檢查開啟或不開啟門鎖。這種方法的核心本質是中繼模塊僅接收由智能鑰匙發送的啟動命令，然后中繼模塊喚醒智能鎖，并由智能鑰匙與智能鎖之間實現通信的方法。在這種工作模式下，由于中繼模塊不轉發高頻加密ID，所以就不需要實現無線信號發送模塊。[0043]例3:工作流程如附圖5所示。在初始狀態下，智能鎖與智能鑰匙均處于低功耗狀態，中繼模塊處于工作狀態；當用戶通過按鍵啟動遠程開鎖功能后，智能鑰匙通過高頻發送模塊24直接發送加密ID，此后中繼模塊的無線接收模塊32接收到合法格式的加密ID數據。中繼模塊臨時緩存該加密ID。此后中繼模塊通過無線低頻喚醒模塊33發送無線低頻遠程喚醒信號給智能鎖的遠程無線喚醒模塊15，智能鎖系統被喚醒，準備接收加密ID。中繼模塊將臨時緩存的加密ID發送給智能鎖系統。這種方法的核心本質是智能鑰匙不發起遠程喚醒命令直接發送加密ID，由中繼模塊接收后先喚醒智能鎖，并將臨時緩存的加密ID發送給智能鎖。[0044]進一步說，本申請公開的智能鎖、智能鑰匙與中繼模塊的系統中，包括智能鎖、智能鑰匙和中繼模塊三個主要的子系統，三者通過低頻與高頻信道實現通信，達到低功耗喚醒與鑰匙ID交互的目標。智能鎖系統如附圖1所示，智能鎖部分的模塊主要包括鎖主控模塊11、高頻接受模塊12、低頻喚醒發送模塊13、感應觸發模塊14、遠程無線喚醒接收模塊15、電機驅動與反饋模塊16、電池供電模塊17、遠程無線信號接收模塊18與LED指示燈19。其中鎖主控模塊11可采用低功耗單片機(如PIC16F1937)，通過對編程實現對加密ID的解密和系統的調度與控制，它是智能鎖的控制中心。目標程序與智能鎖的合法增配的鑰匙的ID信息都保存在鎖主控模塊11的非易失的存儲器(如EEPROM、FLASH等)中，只能被寫入不能被讀出以保證安全。高頻接收模塊12采用超外差或者超再生的高頻接收機實現，頻率可以選擇315MHz或433MHZ等免費的合法信道，信號的調制方式可以選擇FSK。低頻發送模塊13可以通過LC震蕩電路發出125KHz的低頻信號，調制方式為FSK。感應觸發模塊14可設計為按鍵形式、紅外感應和電容觸摸感應等低功耗的觸發器件，當感應到人體的觸發后發出低電平通知鎖主控模塊11開始工作。遠程無線喚醒接收模塊15采用低頻天線感應天線(如三軸天線、I維天線)和低頻感應芯片(如奧微的AS3932)，接收由中繼模塊的無線喚醒發送模塊33發送過來的125K的低頻信號。電機驅動與反饋模塊16為專用電機驅動芯片(如L9110)，將鎖主控模塊11輸出的控制信號轉換為大電流驅動門鎖執行機構打開或關閉，其反饋信號通知鎖主控模塊11門鎖的狀態。電池供電模塊17為系統提供電源供電。遠程無線信號接收模塊18為目前市場上通用的超外差或超再生的各種頻段(315/433/868/915MHZ或2.4G)的高頻模塊。LED燈則用于指示鑰匙的合法狀態與門鎖系統的當前狀態等信息，可包含一個或多個LED燈。智能鑰匙主要包括鑰匙主控模塊21、電池供電模塊22、低頻喚醒接收模塊23、高頻發送模塊24、按鍵模塊25和LED指示燈26。主控模塊為可編程的單片機(如PIC16F639)，它負責對ID的加密與鑰匙系統的控制。它的程序與鑰匙的ID也被存儲在芯片內部的非易失的存儲器內部，只能寫入不能讀出。電池模塊22負責智能鑰匙的供電。低頻喚醒接收模塊23負責接收來自于智能鎖發出的125KHz的低頻信號，并將125KHz的低頻信號實現解調，以便鑰匙主控模塊21根據接收數據實現對應的操作。高頻發送24與智能鎖的高頻接收模塊12互補，同樣采用315/433/868/915MHZ或2.4G等公開的信道，調制模式為FSK，用于發送加密的ID信息。按鍵模塊25為輕觸式開關，用以接收用戶的按鍵信息，它將案件信號發送到鑰匙主控模塊21中實現相關的操作。LED指示燈26用與指示智能鑰匙工作狀態，如發送有效、按鍵使能等。中繼模塊包括主控模塊31、無線信號接收模塊32、無線喚醒發送模塊33、無線信號發送模塊34。主控模塊31采用具有編程能力的單片機如(PIC1937)，程序可以存儲在單片機內部，也可以采用專用的存儲器芯片。無線信號接收模塊32與無線信號發送模塊34均可采用業界標準的超再生或超外差無線模塊，兩者可以獨立設計也可以共享硬件資源，通過主控模塊來切換接收和發送兩種模塊。無線喚醒發送模塊33與智能鎖的低頻喚醒發送模塊相同，采用LC震蕩電路發出125KHZ的低頻信號，調制方式為FSK。[0045]本實用新型公開的智能鎖的高頻接收模塊12可以采用2種實施方案。第一種實施方案是智能鎖設計兩個獨立的無線高頻信號接收模塊，如圖11所示。兩個高頻模塊均采用相同頻率的業界標準的超外差或者超再生的無線模塊。主控模塊11在正常使用模式下，當智能鎖被觸發模塊觸發后，開啟高頻接收模塊12接收加密ID，此時智能鎖的遠程無線信號接收模塊18 —直處于接收狀態但不接收數據。當智能鎖被遠程喚醒后，主控模塊11選擇遠程無線信號接收模塊18來接收加密的高頻ID信號，關閉高頻接收模塊18。第二種實施方案是智能鎖的高頻接收模塊12與遠程無線信號接收18共享一個高頻接收模塊，如圖12所示。即智能鎖系統中只實現I個高頻接收模塊。在正常觸發模式下，智能鎖主控11模塊通過該高頻模塊接收加密數據，在遠程喚醒模式下，智能鎖的主控11模塊仍然通過該高頻模塊接收加密數據。遠程無線信號接收模塊18為智能鎖具備遠程喚醒功能所必需的。[0046]本實用新型公開的中繼模塊的無線信號接收模塊32與無線信號發送模塊34有兩種實施實例。第一種實施實例中(如圖13所示)，中繼模塊上設計2個高頻模塊，一個高頻模塊用于接收高頻信號，即無線信號接收模塊32，另一個高頻模塊用于發送高頻信號，即無線信號發送模塊34。主控模塊31始終監聽無線接收模塊32上的數據，若檢測到合法的數據格式，啟動無線信號發送模塊34 (非工作情況下處于低功耗模式)，并發送加密的高頻無線ID信號。第二種實施實例中(如圖14所示)，兩個模塊合并為一個物理硬件模塊，主控模塊31在平時控制該高頻模塊工作在接收模式，當接收到遠程喚醒信號后，控制該高頻模塊進入發送模式，通過該模塊發送加密的ID。[0047]圖6給出了目前業界通用的高頻接收模塊原理圖，圖7給出了目前業界通用的高頻發送模塊原理圖，圖8給出了目前業界通用的868/915MHZ高頻接收/發送模塊。[0048]需要理解到的是:上述實施例雖然對本實用新型的設計思路作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本實用新型設計思路的簡單文字描述，而不是對本實用新型設計思路的限制，任何不超出本實用新型設計思路的組合、增加或修改，均落入本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，包括智能鎖、智能鑰匙與中繼模塊，其特征是: 所述智能鎖至少包括智能鎖主控模塊(11)、高頻接收模塊(12)、低頻喚醒發送模塊(13)、感應觸發模塊(14)、電機驅動與反饋模塊(16)、遠程無線信號接收模塊(18)和遠程無線喚醒接收模塊(15)，其中智能鎖主控模塊(11)信號端與電機驅動與反饋模塊(16)的信號端連接且雙向數據交換，即智能鎖主控模塊(11) 一方面驅動電機另一方面接收電機反饋的信號；智能鎖主控模塊(11)的低頻信號輸出端連接低頻喚醒發送模塊(13)的輸入端，發送無線低頻喚醒信號喚醒智能鑰匙；高頻接收模塊(12)通過無線連接智能鑰匙的高頻發送模塊(24)，接收高頻ID信號，并將高頻信號解調后發送給智能鎖主控模塊(11);感應觸發模塊(14)連接智能鎖主控模塊(11);遠程無線喚醒接收模塊(15)接收中繼模塊發送的無線喚醒命令，喚醒智能鎖主控模塊(11);遠程無線信號接收模塊(18 )將接收到的遠程喚醒的高頻信號發送給智能鎖主控模塊(11)，由主控模塊完成認證； 所述智能鑰匙至少包括:智能鑰匙主控模塊(21)、高頻發送模塊(24)、低頻喚醒接收模塊(23)，其中低頻喚醒接收模塊(23)接收智能鎖發送的無線低頻信號，并在判斷喚醒信號合法后喚醒智能鑰匙主控模塊(21);智能鑰匙主控模塊(21)將ID數據加密后發送給高頻發送模塊(24);高頻發送模塊(24)發送無線高頻信號，連接智能鎖的高頻接收模塊(12)，實現加密ID的通信； 所述的中繼模塊包括主控模塊(31)、無線信號接收模塊(32)、無線喚醒發送模塊(33)和無線信號發送模塊(34)，其中無線信號接收模塊(32)接收到高頻信號后通過輸出端發送至主控模塊(31)的無線信號接收端，主控模塊(31)的喚醒控制信號發送端連接低頻喚醒發送模塊(13)的輸入端，主控模塊(31)的無線信號發送端連接無線信號發送端(34)的輸入。
2.根據權利要求1所述的低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，其特征是:智能鑰匙通過高頻發送模塊(24)主動發起高頻信號后，中繼模塊無線信號接收模塊(32)將無線信號轉換為數據信號發送給主控模塊(31 )，主控模塊(31)控制無線喚醒發送模塊(33)發送給智能鎖無線喚醒信號。
3.根據權利要求1所 述的低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，其特征是:智能鎖無線喚醒接收模塊(15)收到喚醒信號后，喚醒智能鎖主控模塊(11)，智能鎖退出低功耗模式，準備接收高頻信號。
4.根據權利要求1所述的低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，其特征是:智能鑰匙通過高頻發送模塊(24)先發送喚醒控制命令，再發送加密的ID，中繼模塊的主控模塊(31)接收到合法格式的喚醒命令后，接收鑰匙高頻送模塊(24)發送的加密的ID并臨時緩存加密ID，然后通過無線喚醒發送模塊(33)喚醒智能鎖后，最后將臨時緩存的加密ID通過無線信號發送模塊(34)發送至智能鎖遠程無線信號接收模塊(18)或高頻接收模塊(12)，智能鎖解密后根據其是否合法決定是否通知執行機構開啟門鎖。
5.根據權利要求1或2所述的低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，其特征是:智能鑰匙先通過高頻發送模塊(24)先發送一個喚醒控制命令，中繼模塊的主控模塊(31)接收到合法的命令后，通過無線發送模塊(33)喚醒智能鎖，智能鎖接收到喚醒信號后退出低功耗模式接收高頻信號；智能鑰匙發送完喚醒命令后延時一段時間等待智能鎖被喚醒后再次啟動，通過高頻發送模塊(24)發送加密的ID信號，智能鎖遠程無線信號接收模塊(18)或高頻接收模塊(12)接收到加密ID后解密，并根據鑰匙的合法性決定是否通知執行結構開啟門鎖。
6.根據權利要求1或2所述的低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，其特征是:智能鑰匙先通過高頻發送模塊(24)直接發送加密ID，中繼模塊的主控模塊接收到合法格式的數據包后，只判斷數據包格式，不解密與認證ID，先將加密的ID數據緩存，通過無線發送模塊(33)喚醒智能鎖，智能鎖接收到喚醒信號后退出低功耗模式接收高頻信號；中繼模塊將臨時緩存的加密ID通過無線信號發送模塊(34)發送至智能鎖遠程無線信號接收模塊(18)或高頻接收模塊(12)，智能鎖解密后根據其是否合法決定是否通知執行機構開啟門鎖。
7.根據權利要求1所述的低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，其特征是:智能鎖的高頻接收模塊(12)與遠程無線信號接收模塊(18)采用分別獨立的無線接收模塊。
8.根據權利要求1所述的低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，其特征是:智能鎖的高頻接收模塊(12)與遠程無線信號接收模塊(18)兩者合一為一個無線接收模塊。
9.根據權利要求1或2所述的低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，其特征是:中繼模塊的無線信號接收模塊(32)與無線信號發送模塊(34)，采用獨立的高頻模塊。
10.根據權利要求1所述的低功耗遠程喚醒的智能鎖系統，其特征是:中繼模塊的無線信號接收模塊(32)與無線信號發送模塊(34)，兩者共享一個高頻模塊，平時高頻模塊一直工作在接收模式下，只有當接收 到鑰匙發送的遠程喚醒命令后，才轉換為發送模式，并發送加密ID0
專利摘要本實用新型涉及一種低功耗遠程喚醒的智能鎖系統。該智能鎖系統在傳統無匙進入智能門鎖的基礎上設計有遠程無線喚醒觸發模塊與遠程無線信號接收模塊，非工作狀態下主控模塊處于低功耗狀態，所述智能鎖至少包括智能鎖主控模塊(11)、高頻接收模塊(12)、低頻喚醒發送模塊(13)、感應觸發模塊(14)、電機驅動與反饋模塊(16)、遠程無線信號接收模塊(18)和遠程無線喚醒接收模塊(15)，其中智能鎖主控模塊(11)信號端與電機驅動與反饋模塊(16)的信號端連接且雙向數據交換。中繼模塊始終處于工作模式監聽高頻信道，在接收到的由鑰匙發送的高頻喚醒命令后，先通過無線喚醒信號喚醒智能鎖系統，智能鎖此后開始接收加密ID信號。這種工作方式可使具備遠程開鎖功能的智能鎖有效延長電池使用時間。
文檔編號E05B19/00GK202970174SQ20122025632
公開日2013年6月5日 申請日期2012年6月1日 優先權日2012年6月1日
發明者華林, 阮宏鳴 申請人:杭州雙華智能家居有限公司