基于UWB的智能门锁、系统以及解锁方法与流程

本申请涉及一种基于uwb的智能门锁、系统以及解锁方法。

背景技术：

智能门锁是指区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具，智能门锁区别于传统机械锁,是具有安全性,便利性,先进技术的复合型锁具。

现有技术中，无障碍进入门锁往往采用蓝牙进行数据交互，由于蓝牙数据没有准确的距离数据，所以实际效果并不好。

技术实现要素：

一种基于uwb的智能门锁，包括：电机模块，用于驱动智能门锁的机械门锁；主控模块，用于控制所述电机模块；uwb模块，用于实现对用户的uwb终端设备的定位；天线模块，用于发送或接受所述uwb信号；其中，所述uwb模块分别电芯连接至所述天线模块和所述主控模块以使所述控制器根据uwb模块反馈的用户的uwb终端设备的交互数据控制所述电机模块执行解锁动作。

进一步地，所述基于uwb的智能门锁还包括：触控模块，用于供用户操作以输入信息；所述触控模块电性连接至所述主控模块。

进一步地，所述基于uwb的智能门锁还包括：指纹模块，用于采集用户的指纹信息；所述指纹模块电性连接至所述主控模块。

进一步地，所述基于uwb的智能门锁还包括：语音模块，用于输出语音信息，所述语音模块电性连接至所述主控模块。

进一步地，所述基于uwb的智能门锁还包括：电源模块，用于提供直流电源，所述电源模块电性连接至所述主控模块、电机模块和uwb模块。

进一步地，所述uwb模块传输至所述主控模块的交互数据包括：用户的uwb终端设备的距离数据和用户的uwb终端设备存储的秘钥数据。

进一步地，所述主控模块包括：距离判断单元，用于判断所述交互数据中距离数据是否满足预设条件；秘钥判断单元，用于判断所述交互数据中秘钥数据是否满足预设条件。

进一步地，所述主控模块仅在所述距离判断单元和秘钥判断单元的判断结果均满足时控制所述电机模块解锁。

作为本申请的另一方面，提供一种基于uwb的智能门锁系统，该系统包括具有uwb功能移动终端以及如前所述的基于uwb的智能门锁。

作为本申请的另一方面，提供一种基于uwb的智能门锁解锁方法，包括如下步骤：接收一个uwb数据包；解析所述uwb数据包中的距离数据和秘钥数据；判断所述距离数据和秘钥数据是否满足预设条件；在所述距离数据和秘钥数据均满足预设条件时，执行解锁动作。

本申请的有益之处在于：提供了一种兼具秘钥和距离判断从而准确实现无障碍进入的基于uwb的智能门锁、系统以及解锁方法。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一种实施例的智能门锁系统示意图；

图2是根据本申请一种实施例的智能门锁的实体结构示意图；

图3是根据本申请一种实施例的智能门锁模块组成示意图；

图4是根据本申请一种实施例的解锁方法的步骤示意图。

图5是根据本申请另一种实施例的智能门锁的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请的智能门锁系统包括移动终端10和智能门锁20，其中，移动终端10具有uwb芯片或模块，以接收和发送uwb信号。

作为一个优选方案，如图2所示，本申请智能门锁包括：壳体201、摄像头202、指纹装置203、触摸屏204、密码盘205。

如图3所示，智能门锁包括：触控模块、指纹模块、语音模块、电源模块、电机模块、主控模块和uwb模块。

其中，电机模块用于驱动智能门锁的机械门锁；主控模块用于控制电机模块；uwb模块用于实现对用户的uwb终端设备的定位；天线模块用于发送或接受uwb信号。

其中，uwb模块分别电芯连接至天线模块和主控模块以使控制器根据uwb模块反馈的用户的uwb终端设备的交互数据控制电机模块执行解锁动作。

作为优选方案，主控模块包括：距离判断单元和秘钥判断单元。其中，距离判断单元用于判断所述交互数据中距离数据是否满足预设条件；秘钥判断单元用于判断所述交互数据中秘钥数据是否满足预设条件。主控模块仅在仅在距离判断单元和秘钥判断单元的判断结果均满足时控制电机模块解锁。

作为具体方案，比如iphone11手机加入uwb超宽带的定位芯片，定位精度高，不易受到干扰，时间戳精度高，电磁兼容性强，通常在短距离应用中，uwb发射机的发射功率普遍低于1mw；在长距离应用中，不需要额外的功率放大器即可达到200米的距离，同时实现6.8mbps的空中速率。

通过uwb技术交互距离数据和秘钥数据，当用户拿着手机靠近智能门锁时，智能门锁既可以自动开锁从而实现无障碍进入。

如图4所示，作为本申请的另一方面，提供一种基于uwb的智能门锁解锁方法，包括如下步骤：

接收一个uwb数据包；

解析所述uwb数据包中的距离数据和秘钥数据；

判断所述距离数据和秘钥数据是否满足预设条件；

在所述距离数据和秘钥数据均满足预设条件时，执行解锁动作。

作为扩展方案，在判断距离数据时，判断两次采样的距离数据的差值，或进行斜率运算，在距离数据满足是还需判断差值或斜率数据，仅当斜率数据满足预设值才进行解锁，这样可以防止用户仅仅是以较近的距离路过智能门锁。

作为进一步的扩展方案，通过uwb数据包中包括坐标数据，主控模块根据用户的移动终端之前的若干设定位置的连线是否与设定判断平面(一般是门的平面)在预设角度范围内而判断是否开锁。

采用以上的方案，虽然能提高无障碍开门的准确率。但是仍有一定误触发的可能。

作为一种优选方案，如图5所示，，智能门锁100，包括：把手101、指纹传感器102、装置外壳103、主轴104、位置编码器105、电动机106、发电机107、电路板108、电能存储装置109。

其中，指纹传感器102用于识别用户的指纹信息。一般而言，指纹传感器102具有指纹窗口，该指纹窗口设置在把手101的转轴位置处，且指纹窗口向外设置。指纹传感器102的具体结构和原理为本领域公知技术，在此不加赘述。

装置外壳103用于容纳内部设备，把手101转动连接在装置壳体的外侧；主轴104与把手101构成止转连接；位置编码器105用于检测主轴104的转动位置；电动机106用于实现开门动作；控制器用于实现控制功能。可以采用轴承112支撑主轴104的转动。

其中，指纹传感器102安装至把手101处并与控制器构成电性连接；位置编码器105和电动机106分别与控制器构成电性连接以使控制器能根据位置编码器105和指纹传感器102的数据控制电动机106。

具体而言，电能存储装置109用于存储电能；发电机107用于将机械能转为电能；传动机构分别连接至主轴104与发电机107的输入轴以使主轴104在转动时能带动发电机107的输入轴转动；其中，电能存储装置109电性连接至控制器和电动机106以为它们供电，发电机107与电能存储装置109构成电性连接。

作为一种具体的方案，传动机构可以采用一组啮合的锥齿轮110、111构成。电能存储装置109可以包括锂电池，作为常备电源，为了防止锂电池故障，电能存储装置109可以采用一个超级电容器作为备用装置。电路板108设有若干电路比如充电电路和稳压电路等，发电机107被转动时产生的电能优先存储至超级电容器中，而由超级电容器产生的一个稳定的电压，从而在电能富余的情况下，为锂电池进行充电。

作为扩展方案，由发电机107产生的电能，优先供给控制器及其外围电路，使控制器上电，电路板108上设有一个电压检测电路，该电压检测电路将锂电池以及电容器的电压反馈给控制器，如果控制器发现锂电池电量较少，同时电容器的电量也较少，则先断开电容器为锂电池充电的充电回路，优先使电量供给控制器。

基于该硬件方案，当用户转动把手时，位置编码器105或发电机107均可以作为触发uwb交互的触发条件，然后进行如上所述uwb判断，这样的方案可以准确判断用户意图。而并不用指纹既可以实现无障碍进入，这里所指无障碍进入是指用户除了开门动作以外无需进行其他动作的验证。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。