一种无线智能锁开锁方法与流程

本发明涉及无线通讯技术领域，特别涉及一种无线智能锁开锁方法。

背景技术：

智能锁区别于常规机械锁，就是增加了一个自动信号识别处理的智能模块，以智能模块替代传统的钥匙完成对开锁者的合法身份识别，并完成开关锁动作。许多智能锁上都加装了一个无源超高频(ultrahighfrequency，uhf)的射频识别模块(radiofrequencyidentification，rfid)又称之为无源uhfrfid标签，用于存放数据。现有的智能模块根据采用的技术进行分类，总共有三大类：1、生物识别智能模块，诸如指纹识别、人脸识别、虹膜识别等等；2、非接卡读卡智能模块；3、蓝牙智能模块。这三类都是将智能锁当作主设备，时刻处于信号接收状态，从而产生较大的工作功耗。

技术实现要素：

本发明的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种无线智能锁开锁方法，通过uhfrfid信号对开锁模块进行短期激活并处理开锁动作，一方面不用增加额外的无线通信模块、降低了智能锁的成本，另一方面可以降低智能锁的平均功耗。

为实现上述目的，本发明提供了一种无线智能锁开锁方法，所述方法包括：

智能锁的射频识别模块rfid的rfid处理单元按超高频uhf无线信号频率从上位机接收操作指令生成rfid指令数据；所述智能锁至少包括所述rfid、微控制单元mcu、电机控制器、物理锁开关和位置传感器；所述rfid包括所述rfid处理单元和rfid数据区；

当所述rfid指令数据为mcu激活指令信息时，所述rfid处理单元向所述mcu发送第一激活信号；所述mcu接收到所述第一激活信号之后，进行第一上电初始化处理，并将所述rfid数据区中存储的mcu状态数据切换为上电状态信息；所述mcu根据所述mcu状态数据拼装得到激活返回数据；所述mcu调用所述rfid处理单元，按所述uhf无线信号频率，将所述激活返回数据向所述上位机进行发送；

当所述rfid指令数据属于mcu指令信息集合时，所述rfid处理单元将所述rfid指令数据存入所述rfid数据区，并向所述mcu发送数据接收信号；所述mcu接收到所述数据接收信号之后，从所述rfid数据区中获取所述rfid指令数据；当所述rfid指令数据为开锁指令信息时，所述mcu调用所述位置传感器获取所述物理锁开关的开关状态生成第一状态数据；当所述第一状态数据为关闭状态信息时，所述mcu调用所述电机控制器对所述物理锁开关进行开锁处理，并调用所述位置传感器获取所述物理锁开关的开关状态生成第二状态数据；当所述第二状态数据为开启状态信息时，所述mcu将所述rfid数据区中存储的锁状态数据切换为所述开启状态信息，并将所述mcu状态数据切换为下电状态信息；所述mcu根据所述锁状态数据和所述mcu状态数据拼装得到开锁返回数据；所述mcu调用所述rfid处理单元按所述uhf无线信号频率，将所述开锁返回数据向所述上位机进行发送；所述mcu进行第一下电待机处理。

优选的，所述uhf无线信号频率的选频范围为300mhz至3000mhz；所述位置传感器至少包括一种霍尔传感器。

优选的，所述方法还包括：所述mcu进行第一上电初始化处理之后，在第一等待时间内未接收到所述数据接收信号时，将所述mcu状态数据切换为所述下电状态信息，并进行第一下电待机处理。

优选的，所述方法还包括：当所述第一状态数据为所述开启状态信息时，所述mcu将锁已开错误状态信息做为所述开锁返回数据，将所述开锁返回数据向所述上位机进行发送；所述mcu将所述mcu状态数据切换为所述下电状态信息，并进行第一下电待机处理。

优选的，所述方法还包括：当所述第二状态数据为所述关闭状态信息时，所述mcu将开锁失败错误状态信息做为所述开锁返回数据，将所述开锁返回数据向所述上位机进行发送；所述mcu将所述mcu状态数据切换为所述下电状态信息，并进行第一下电待机处理。

优选的，所述方法还包括：所述mcu进行第一下电待机处理之后，当所述位置传感器探测到所述物理锁开关的开关状态发生状态信息改变时，向所述mcu发送第二激活信号；所述mcu接收到所述第二激活信号之后，进行第二上电初始化处理，将所述mcu状态数据切换为所述上电状态信息；所述mcu调用所述位置传感器获取所述物理锁开关的开关状态生成第三状态数据，将所述锁状态数据切换为所述第三状态数据，并将所述mcu状态数据切换为所述下电状态信息；所述mcu进行第二下电待机处理。

优选的，

所述进行第一上电初始化处理具体为：对所述mcu进行第一自启动处理，对所述rfid和所述电机控制器分别进行上电处理；

所述进行第一下电待机处理具体为：对所述mcu进行第一待机处理，对所述rfid和所述电机控制器分别进行下电处理；

所述进行第二上电初始化处理具体为：对所述mcu进行第二自启动处理，对所述rfid进行上电处理；

所述进行第二下电待机处理具体为：对所述mcu进行第二待机处理，对所述rfid进行下电处理。

优选的，所述方法还包括：当所述rfid指令数据既不为所述mcu激活指令信息也不属于所述mcu指令信息集合时，所述rfid处理单元根据所述rfid指令数据执行与之对应的rfid指令操作流程生成rfid指令返回数据，并将所述rfid指令返回数据向所述上位机进行发送。

本发明提供的一种无线智能锁开锁方法，利用现有智能锁必备的无源uhfrfid标签功能，识别mcu激活指令信息和mcu指令信息集合。当接收到的rfid指令数据为mcu激活指令信息时对mcu进行激活，这样的处理将智能锁从常规的主设备变成了被动激活的从设备，从功耗角度上节约了长期主动伺服的功耗，从而降低了智能锁工作的平均功耗；当接收到的rfid指令数据属于mcu指令信息集合时，muc对指令进行二次识别，在rfid指令数据具体为开锁指令时，mcu进行开锁处理；当接收到的rfid指令数据既不是mcu激活指令信息也不属于mcu指令信息集合时，只把智能锁当成普通的无源uhfrfid标签进行响应，从而不产生额外的工作功耗。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种无线智能锁开锁方法示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种无线智能锁关锁错误处理流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种无线智能锁关锁错误处理流程示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种无线智能锁关锁错误处理流程示意图；

图5为本发明实施例五提供的一种无线智能锁关锁错误处理流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1为本发明实施例一提供的一种无线智能锁开锁方法示意图所示，本方法主要包括如下步骤：

步骤1，智能锁的rfid的rfid处理单元按uhf无线信号频率从上位机接收操作指令生成rfid指令数据；

其中，智能锁至少包括rfid、mcu、电机控制器、物理锁开关和位置传感器；rfid包括rfid处理单元和rfid数据区。

上位机具体为向智能锁发送无线操作指令的应用、终端设备或服务器。rfid具体为智能锁的无源uhfrfid标签。uhf无线信号频率具体的选频范围为300mhz至3000mhz。上位机以uhf无线信号频率做为信号发送频率向智能锁的rfid下发无线信号、且信号中包括rfid指令数据，并从rfid处按uhf无线信号频率做为信号接收频率接收无线信号、信号中包括rfid返回数据。rfid的rfid处理单元，主要负责信号接收、处理及rfid指令识别；rfid数据区被用于做为上位机与mcu之间的数据交互中转站。智能锁接收到上位机的数据之后，rfid处理单元将rfid指令数据存于rfid数据区并提示mcu进行获取，mcu从rfid数据区获取到rfid指令数据之后进行相关操作并将与rfid返回数据相关的状态数据存储到rfid数据区指定区域，rfid处理单元再以与数据接收同频的uhf无线信号向上位机回发rfid返回数据。mcu是智能锁处理与锁相关操作的核心部件，具体可以是一块微控制器芯片，也能是以微控制芯片为核心的一个电路或装置。电机控制器是智能锁体内一个负责自动开锁的部件，可以是电机驱动芯片+电机+开锁转子的组合，也可以是电机驱动电路+电机+开锁转子的组合，还可以是软件驱动+电机+开锁转子的组合等等多种实现方式。从逻辑上，电机控制器就是执行自身的开锁操作流程(可以是一段硬件逻辑、也可以是一段软件驱动)，对物理锁开关完成一个开锁动作。物理锁开关可以是常规的机械锁芯开关，也可以是其他实现方式，从逻辑上就是一个实现了智能锁的开/关的机械结构。位置传感器是一种能够获取物理锁开关的传感器，常见的,为霍尔传感器。

步骤2，rfid处理单元对rfid指令数据进行识别处理，当rfid指令数据为mcu激活指令信息时转至步骤3，当rfid指令数据属于mcu指令信息集合时则转至步骤4，当rfid指令数据既不是mcu激活指令信息也不属于mcu指令信息集合时则转至步骤5。

此处，智能锁的rfid处理单元对rfid指令数据做一次初筛，初筛后的结果是执行三段不同的处理过程。

步骤3，rfid处理单元向mcu发送第一激活信号；mcu接收到第一激活信号之后，进行第一上电初始化处理，并将rfid数据区中存储的mcu状态数据切换为上电状态信息；mcu根据mcu状态数据拼装得到激活返回数据；mcu调用rfid处理单元，按uhf无线信号频率，将激活返回数据向上位机进行发送。

此处，向mcu发送第一激活信号，可以是直接拉高或者翻转某个信号，也可以是改变某个状态数据的内容。第一上电初始化处理具体为，对mcu进行第一自启动处理，对rfid和电机控制器分别进行上电处理。第一自启动处理包括对mcu内存或者mcu软硬件接口的一系列初始化处理过程。这里，因为要通过mcu对rfid及电机控制器进行调用，所以在初始化的同时也需要对二者进行上电；之所以不用对位置传感器进行上电是因为在智能锁的全生命周期内，位置传感器要时刻关注物理锁开关的状态，所以它是长期处于上电工作状态的，只不过一般位置传感器都采用低功耗元器件或者实现逻辑，所以其所耗损的功耗很小。

进行第一上电初始化处理的同时，mcu将rfid数据区中存储的mcu状态数据切换为上电状态信息，说明智能锁的mcu部分已被激活处于工作状态。mcu将rfid数据区中存储的mcu状态数据切换为上电状态信息之后，选择mcu状态数据按智能锁与上位机之间的数据传输格式进行数据拼装，得到激活返回数据，并调用rfid处理单元按uhf无线信号频率向上位机发送。上位机收到激活返回数据之后，认为智能锁已经完成自启动处理，下一步就会向智能锁发送具体的开锁指令数据。

步骤4，rfid处理单元将rfid指令数据存入rfid数据区，并向mcu发送数据接收信号；mcu接收到数据接收信号之后，从rfid数据区中获取rfid指令数据；当rfid指令数据为开锁指令信息时，mcu调用位置传感器获取物理锁开关的开关状态生成第一状态数据；当第一状态数据为关闭状态信息时，mcu调用电机控制器对物理锁开关进行开锁处理，并调用位置传感器获取物理锁开关的开关状态生成第二状态数据；当第二状态数据为开启状态信息时，mcu将rfid数据区中存储的锁状态数据切换为开启状态信息，并将mcu状态数据切换为下电状态信息；mcu根据锁状态数据和mcu状态数据拼装得到开锁返回数据；mcu调用rfid处理单元按uhf无线信号频率，将开锁返回数据向上位机进行发送；mcu进行第一下电待机处理。

此处，向mcu发送数据接收信号，可以是直接拉高或者翻转某个信号，也可以是改变某个状态数据的内容。

当rfid指令数据为开锁指令信息时，mcu调用位置传感器获取物理锁开关的开关状态生成第一状态数据，目的是，在执行开锁之前，获取智能锁开关的实际状态。如果第一状态数据为开启状态信息则mcu不用对物理锁开关做操作。如果第一状态数据为关闭状态信息，mcu调用电机控制器对物理锁开关进行开锁操作。开锁完成之后，mcu调用位置传感器获取物理锁开关的开关状态生成第二状态数据，目的是，在执行开锁之后，检查开锁处理是否成功，如果第二状态数据为开启状态信息则说开锁处理成功，如果第二状态数据为关闭状态信息则说明开锁处理失败。

当第二状态数据为开启状态信息时，mcu将rfid数据区中存储的锁状态数据切换为开启状态信息，并将mcu状态数据切换为下电状态信息，说明智能锁的mcu已经切换至低功耗待机状态。

第一下电待机处理具体为：对mcu进行第一待机处理，对rfid和电机控制器分别进行下电处理。对mcu进行第一待机处理包括对mcu内存或者mcu软硬件接口进行对应的待机处理(例如关停时钟信号、对部分内部单元模块进行掉电处理等等)。对应于第一上电初始化处理，第一下电待机处理需要对rfid和电机控制器二者进行掉电处理。

步骤5，rfid处理单元根据rfid指令数据执行与之对应的rfid指令操作流程生成rfid指令返回数据，并将rfid指令返回数据向上位机进行发送。

此处，rfid指令数据既不为mcu激活指令信息也不属于mcu指令信息集合，说明rfid指令数据就是与智能锁操作无关的常规rfid标签指令，这个时候无需对智能锁的mcu及相关部件进行激活处理，只需rfid处理单元按照默认的标准rfid标签处理流程完成操作并向上位机返回rfid返回数据即可。

如图2为本发明实施例二提供的一种无线智能锁关锁错误处理流程示意图所示，本方法主要包括如下步骤：

步骤101，智能锁的rfid的rfid处理单元按uhf无线信号频率从上位机接收操作指令生成rfid指令数据；

其中，智能锁至少包括rfid、mcu、电机控制器、物理锁开关和位置传感器；rfid包括rfid处理单元和rfid数据区。

此处，步骤101与实施例一步骤1的处理一致，这里不做多余赘述。

步骤102，当rfid指令数据为mcu激活指令信息时，rfid处理单元向mcu发送第一激活信号。

步骤103，mcu接收到第一激活信号之后，进行第一上电初始化处理。

步骤104，mcu将rfid数据区中存储的mcu状态数据切换为上电状态信息。

步骤105，mcu根据mcu状态数据拼装得到激活返回数据,调用rfid处理单元按uhf无线信号频率，将激活返回数据向上位机进行发送。

此处，步骤102-105方法步骤处理方式与实施例一步骤3的处理一致，这里不做多余赘述。

步骤106，mcu在第一等待时间内未接收到数据接收信号时，将mcu状态数据切换为下电状态信息，并进行第一下电待机处理。

此处，第一等待时间为一个具体的时间数据。在第一等待时间内未接收到数据接收信号时，mcu设置mcu状态数据为下电状态信息，说明智能锁的mcu已经切换至低功耗待机状态；mcu进行第一待机处理包括对mcu内存或者mcu软硬件接口进行对应的待机处理(例如关停时钟信号、对部分内部单元模块进行掉电处理等等)，第一下电待机处理对应于第一上电初始化处理，mcu需要对rfid和电机控制器二者进行掉电处理。

如图3为本发明实施例三提供的一种无线智能锁关锁错误处理流程示意图所示，本方法主要包括如下步骤：

步骤201，智能锁的rfid的rfid处理单元按uhf无线信号频率从上位机接收操作指令生成rfid指令数据；

其中，智能锁至少包括rfid、mcu、电机控制器、物理锁开关和位置传感器；rfid包括rfid处理单元和rfid数据区。

此处，步骤201与实施例一步骤1的处理一致，这里不做多余赘述。

步骤202，当rfid指令数据属于mcu指令信息集合时，rfid处理单元将rfid指令数据存入rfid数据区，并向mcu发送数据接收信号。

步骤203，mcu接收到数据接收信号之后，从rfid数据区中获取rfid指令数据。

步骤204，当rfid指令数据为开锁指令信息时，mcu调用位置传感器获取物理锁开关的开关状态生成第一状态数据。

此处，步骤202-204方法步骤处理方式与实施例一步骤4的处理一致，这里不做多余赘述。

步骤205，当第一状态数据为开启状态信息时，mcu将锁已开错误状态信息做为开锁返回数据，将开锁返回数据向上位机进行发送；mcu将mcu状态数据切换为下电状态信息，并进行第一下电待机处理。

此处，当获取到的第一状态数据为开启状态信息时，表明智能锁当前已经处于开锁状态数据了，mcu无需再次开锁；为了上位机能够及时获取信息，本发明实施例将锁已开错误状态信息做为开锁返回数据向上位机进行发送；与之同时，也需要将本地的mcu从工作状态切换到低功耗待机状态，所以将mcu状态数据切换为下电状态信息并执行第一下电待机处理。

如图4为本发明实施例四提供的一种无线智能锁关锁错误处理流程示意图所示，本方法主要包括如下步骤：

步骤301，智能锁的rfid的rfid处理单元按uhf无线信号频率从上位机接收操作指令生成rfid指令数据；

其中，智能锁至少包括rfid、mcu、电机控制器、物理锁开关和位置传感器；rfid包括rfid处理单元和rfid数据区。

此处，步骤301与实施例一步骤1的处理一致，这里不做多余赘述。

步骤302，当rfid指令数据属于mcu指令信息集合时，rfid处理单元将rfid指令数据存入rfid数据区，并向mcu发送数据接收信号。

步骤303，mcu接收到数据接收信号之后，从rfid数据区中获取rfid指令数据。

步骤304，当rfid指令数据为开锁指令信息时，mcu调用位置传感器获取物理锁开关的开关状态生成第一状态数据。

步骤305，当第一状态数据为关闭状态信息时，mcu调用电机控制器对物理锁开关进行开锁处理，调用位置传感器获取物理锁开关的开关状态生成第二状态数据。

此处，步骤302-305方法步骤处理方式与实施例一步骤4的处理一致，这里不做多余赘述。

步骤306，当第二状态数据为关闭状态信息时，mcu将开锁失败错误状态信息做为开锁返回数据，将开锁返回数据向上位机进行发送；mcu将mcu状态数据切换为下电状态信息，并进行第一下电待机处理。

此处，当获取到的第二状态数据为关闭状态信息时，表明智能锁当前仍旧处于闭锁状态数据了，前步骤的开锁操作没有成功；为了上位机能够及时获取信息，本发明实施例将开锁失败错误状态信息做为开锁返回数据向上位机进行发送；与之同时，也需要将本地的mcu从工作状态切换到低功耗待机状态，所以切换mcu状态数据为下电状态信息并执行第一激活下电待机操作。

如图5为本发明实施例五提供的一种无线智能锁关锁错误处理流程示意图所示，本方法主要包括如下步骤：

步骤401，mcu进行第一下电待机处理之后，当位置传感器探测到物理锁开关的开关状态发生状态信息改变时，向mcu发送第二激活信号。

此处，在第一下电待机处理成功之后，rfid数据区中的mcu状态数据为下电状态信息，意味着当前mcu处于低功耗待机状态；在待机状态时，由前文已知，位置传感器是始终上电工作的。当位置传感器探测到物理锁开关的开关状态发生状态信息改变时(例如，通过手工按压将已经开启的智能锁重新锁定之后，物理锁开关的状态就由开启状态信息主动转换为关闭状态信息；或者，待机的智能锁具备机械钥匙开启功能，通过手工钥匙开启之后，物理锁开关的状态就由关闭状态信息主动转换为开启状态信息)，位置传感器会向mcu发送第二激活信号(与前文中的第一激活信号类似，可以是直接拉高或者翻转某个信号，也可以是改变某个状态数据的内容)。

步骤402，mcu接收到第二激活信号之后，进行第二上电初始化处理。

第二上电初始化处理具体为：对mcu进行第二自启动处理，对rfid进行上电处理。

此处，第二自启动处理包括对mcu内存或者mcu软硬件接口的一系列初始化处理过程；因为要对rfid进行调用，所以在初始化的同时需要对rfid进行上电。

步骤403，mcu将mcu状态数据切换为上电状态信息。

此处，当mcu状态数据为上电状态信息时，意味着mcu处于工作状态。

步骤404，mcu调用位置传感器获取物理锁开关的开关状态生成第三状态数据，将锁状态数据切换为第三状态数据。

此处，第三状态数据可能为开启状态信息，也可能为关闭状态信息，本发明实施例将智能锁真实的状态与rfid数据区中的锁状态数据进行同步。

步骤405，mcu将mcu状态数据切换为下电状态信息，并进行第二下电待机处理。

第二下电待机处理具体为：对mcu进行第二待机处理，对rfid进行下电处理。

此处，当mcu状态数据为下电状态信息时，意味着mcu处于低功耗待机状态。第二待机处理对应于第二自启动处理，包括的是对mcu内存或者mcu软硬件接口的一系列待机处理(例如关停时钟信号、对部分内部单元模块进行掉电处理等等)；第二下电待机处理对应第二上电初始化处理，需要对rfid进行掉电处理。

本发明提供的一种无线智能锁开锁方法，利用现有智能锁必备的无源uhfrfid标签功能，识别mcu激活指令信息和mcu指令信息集合。当接收到的rfid指令数据为mcu激活指令信息时对mcu进行激活，这样的处理将智能锁从常规的主设备变成了被动激活的从设备，从功耗角度上节约了长期主动伺服的功耗，从而降低了智能锁工作的平均功耗；当接收到的rfid指令数据属于mcu指令信息集合时，muc对指令进行二次识别，在rfid指令数据具体为开锁指令时，mcu进行开锁处理；当接收到的rfid指令数据既不是mcu激活指令信息也不属于mcu指令信息集合时，只把智能锁当成普通的无源uhfrfid标签进行响应，从而不产生额外的工作功耗。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。