CN105224236A - 一种触摸键盘的滑动解锁系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触摸键盘的滑动解锁系统，其包括触摸面板以及电路板，触摸面板上设置有触摸按键，电路板上设置有主控芯片和触摸芯片，触摸芯片用于获取多个触摸按键的触摸信号，主控芯片包括单片机、检测模块以及判断模块，判断模块内置预设解锁密码序列，检测模块接收所述触摸信号，并识别一次滑动输入中所包含的有序数字按键作为实时输入密码序列；判断模块判断实时输入密码序列中是否包含预设解锁密码序列，单片机根据判断结果发出动作指令。本发明使用方便快捷，能够快速的打开或关闭智能锁，因为具备干扰密码的功能，可以在密码前面或者后面加上一段不相干的字符，使智能锁的密码的防泄密性大大增加，增加了智能锁的使用的安全性能。

Description

一种触摸键盘的滑动解锁系统及方法

技术领域

本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种用于智能设备触摸键盘的滑动解锁系统及方法。

背景技术

智能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，门禁系统中锁门的执行部件。智能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。智能锁具有自动电子感应锁定系统，其能自动感应到当门处于关闭状态时，系统将自动上锁。智能锁可以通过指纹、触摸按键或感应卡开启门锁。

采用触摸按键输入的智能锁，通过设置密码进行开锁或关锁指令。目前这种智能锁触摸键盘使用时需要逐一按键输入密码序列，所输入的密码必须与内置解锁密码完全一致。这样一来，对于用户而言触摸键盘输入与传统的机械键盘输入体验没有本质差别。

随着智能手机的普及，人们越来越多接触电容屏滑动解锁方式并体会到滑动解锁的便利性，并且越来越倾向于这种滑动解锁的体验。但是由于智能锁等特殊智能设备对低功耗的要求，无法在智能锁上配备能够实现滑动解锁的电容屏(功耗过大)。因此在智能锁解锁时，人们无法体验到滑动解锁的便利性。

随着人们对智能锁使用体验的越来越高的追求，前述传统键盘输入体验将无法满足人们的需求，并且相对于电容屏滑动解锁的体验而言，越来越凸显出其缺点：

需要进行逐一按键输入密码，需要时间较长，造成大量时间浪费，用户体验差；

触摸按键输入信号检测不灵敏，触摸芯片不能快速识别输入的触摸信号，导致不能快速的对输入的密码进行反应；

无法滑动解锁，导致开锁不方便，并且输入密码的过程容易使密码泄露，造成安全问题。

发明内容

本发明为了解决现有的触摸键盘存在的输入不方便、反应不灵敏及容易存在安全问题等缺点，提供一种触摸键盘的滑动解锁系统及方法，其能够通过触控面板对智能锁进行滑动解锁，所需时间短，增强用户体验效果，并且对触摸信号检测反应灵敏，能够快速对输入的密码进行反应，设置有干扰密码功能，能够增大防泄密性。

具体地，本发明提供一种触摸键盘的滑动解锁系统，其包括触摸面板以及电路板，所述触摸面板上设置有多个触摸按键，所述多个触摸按键包括十个数字按键和一个确认键，所述电路板上设置有通讯连接的主控芯片和触摸芯片，

所述触摸芯片通过多个引脚分别连接多个触摸按键，用于获取多个触摸按键的触摸信号并通过通讯端口将所述数字按键和确认键的触摸信号发送至所述主控芯片；

所述主控芯片包括单片机、检测模块以及判断模块，

所述判断模块内置预设解锁密码序列，所述预设解锁密码由若干个有序数字组成，所述有序数字中相邻数字对应的数字按键在触摸键盘上位置相邻；

所述主控芯片用于根据接收到的所述确认键的触摸信号驱动检测模块识别一次滑动输入中的有序数字按键触摸信号作为实时输入密码序列；

所述判断模块用于将预设解锁密码序列与实时输入密码序列进行比较，判断实时输入密码序列中是否包含预设解锁密码序列；

所述单片机用于根据判断结果发出动作指令。

优选地，所述检测模块还用于计算并暂存所接收的触摸信号中每两个时序相邻的触摸信号之间的信号时间间隔；

所述检测模块内部设置有触摸按键滑动时间阈值，并且所述检测模块用于将所有信号时间间隔小于所述滑动时间阈值的有序数字按键触摸信号作为一次滑动输入。

优选地，所述触摸按键滑动时间阈值为8-11s，优选地为10s。

优选地，一次滑动输入中包含的有序数字按键的总数小于等于二十。

优选地，所述实时输入密码序列中包括干扰密码序列。

优选地，所述触摸芯片通过其设置的中断请求端口连接主控芯片的一个中断请求端口，用于当触摸芯片接收到所述触摸信号后向主控芯片发送中断请求，使所述主控芯片在接收到所述中断请求后从休眠状态进入激活状态。

优选地，本发明还提供一种根据所述的触摸键盘的滑动解锁系统进行触摸键盘滑动解锁的方法，所述方法包括以下步骤：

S1、用户预先设置解锁密码序列，并保存在主控芯片中；

S2、用户通过触摸按键一次滑动输入一组有序数字按键和确认键，形成触摸信号；

S3、触摸芯片接收用户输入的触摸信号并将触摸信号发送至主控芯片；

S4、主控芯片根据接收到的确认键的触摸信号驱动检测模块识别一次滑动输入中的有序数字按键触摸信号作为实时输入密码序列；

S5、判断模块将预设解锁密码序列与实时输入密码序列进行比较，判断实时输入密码序列中是否包含预设解锁密码序列；

S6、单片机根据判断结果发出动作指令。

优选地，在S4中，检测模块还计算并暂存所接收的触摸信号中每两个时序相邻的触摸信号之间的信号时间间隔并将所有信号时间间隔小于所述滑动时间阈值的有序数字按键触摸信号作为一次滑动输入。

优选地，本发明还提供一种采用所述的滑动解锁系统和/或采用所述的滑动解锁方法的智能设备。

优选地，所述智能设备为智能锁。

本发明的技术效果如下所述：

借助于本发明，用户可以预先设置一个解锁密码，并符合相邻数字对应的数字按键在触摸键盘上位置相邻这一规则。解锁时，用户的手指可以依次在这些数字按键上滑动并最终滑动到确认键并开锁。整个滑动过程连续并一气呵成，用户体验可以与电容屏滑动解锁体验媲美，大大提升用户的使用体验。

另外，为了增强防泄密性，用户手指的滑动轨迹可以在实际密码的前面或后面增加一段干扰密码，这样，用户在解锁时的滑动轨迹更为复杂，对观察者更具迷惑性。

本发明借助于触摸键盘感应灵敏、检测模块检测速度快的特点，创造性地提出了键盘的滑动解锁方式，对用户体验而言是一个全新的突破和提升。

附图说明

图1为本发明的滑动解锁系统的结构示意框图；

图2为本发明的检测模块的电路图；

图3为本发明的主控芯片的电路图；

图4为本发明的滑动解锁方法的流程示意图；

图5为本发明的第一实施例的示意图；

图6为本发明的第二实施例的示意图之一；

图7为本发明的第二实施例的示意图之二。

具体实施方式

下面以带有触摸键盘的智能锁为例，结合附图以及具体实施方式对本发明的结构及工作原理做进一步解释，：

具体地，本发明提供一种触摸键盘的滑动解锁系统，如图1所示，其包括触摸面板以及电路板，触摸面板上设置有0-9十位数字按键、*号键以及#号键，#号键在系统中被识别为确认键。电路板上设置有通讯连接的用于提供电源的电源芯片5、主控芯片1以及触摸芯片2，主控芯片1包括检测模块3、判断模块4以及单片机6。

主控芯片1的判断模块4中保存有用户的预设解锁密码，用户可以预先设置解锁密码序列，预设解锁密码中相邻数字对应的数字按键在触摸键盘上位置相邻。这样，解锁密码序列能够通过手指在键盘上滑动经过一个连续形状的路径而输入。所谓位置相邻指的是，相邻数字中后一个数字按键在前一个数字按键的上方、下方、左方、右方、左上方、右上方、左下方或右下方的相邻位置，而没有间隔其他数字按键。

在一般情况下，例如解锁密码序列为8位数字，一次滑动输入包括至少8个数字按键加确认键。

触摸芯片2与智能锁的触摸面板电连接，用于接收并感应触摸面板的多个触摸按键的触摸信号，用户通过触摸面板输入用于解锁的解锁密码，即通过在触摸面板上滑动，将解锁密码序列所包含的数字按键以及输入确认键形成一个连续的动作，触摸芯片2能够接收用户在触摸面板上输入触摸信号，并将该触摸信号发送至主控芯片1。

主控芯片1的接收数字按键以及确认键的触摸信号，并在接收到确认键的触摸信号后驱动检测模块3识别一次滑动输入中的有序数字按键触摸信号作为实时输入密码序列，有序数字按键指有顺序的一系列的数字按键，如0854787412369，用户在一次滑动输入中依次滑动输入上述一系列数字按键以及确认键，触摸芯片2接收触摸信号后将触摸信号发送至主控芯片1，当主控芯片1接收到确认键的触摸信号后，此时主控芯片1共计接收到0854787412369以及确认键的触摸信号，检测模块从该一次滑动输入中提取有序数字按键即0854787412369作为实时输入密码序列。

检测模块3能计算并暂存所接收的触摸信号中每两个时序相邻的触摸信号之间的信号时间间隔，在接收到两个前后时间相邻的触摸信号后，检测模块3计算两个前后时间相邻的触摸信号的信号间隔时间，并对每两个前后时间相邻的触摸信号的信号间隔时间进行记录暂存，待所有触摸信号全部接收完成后，检测模块便能够计算出所有的触摸信号中两个前后时间相邻的触摸信号的信号间隔时间。

检测模块3内部还设置有触摸按键滑动时间阈值，当所有的触摸信号中两个前后时间相邻的触摸信号的信号间隔时间均小于或等于滑动时间阈值时，则检测模块3判断该有序数字按键触摸信号作为一次滑动输入，在实际应用中，滑动时间阈值为8-11s，优选地为10s。

如果触摸信号中的任意两个前后时间相邻的触摸信号的时间间隔大于触摸按键滑动时间阈值，则检测模块判断该有序数字按键触摸信号为两次或两次以上滑动输入。

判断模块4将内部设置的解锁密码序列与实时输入密码序列进行比较，判断实时输入密码序列中是否包含预设解锁密码序列，所述单片机根据判断结果发出动作指令，智能锁打开或关闭。

在实际应用中，用户的一次滑动输入以及滑动触摸按键可以包括用户的解锁密码序列以及干扰密码序列，即用户在滑动输入解锁密码时，可以在解锁密码即预设解锁密码序列前或后增加干扰密码序列，以防止密码泄露。用户解锁密码序列和干扰密码序列对应的数字按键的总和小于或等于二十，即用户的解锁密码序列和干扰密码序列与#号键相加不得超过二十一位数字按键。这种情况下，一个数字按键可以多次使用，即干扰密码序列和解锁密码序列所包含的数字按键可以允许有重叠。

在实际应用中，判断模块4能够自动识别用户一个连续输入中包含的解锁密码序列，只要在输入的一次滑动输入中包括连贯的解锁密码序列，判断模块4都能够进行识别，判断出用户输入的正确解锁密码序列，从而发出开锁或关锁的指令，因此，实际应用中，用户输入解锁密码时可以输入不同的干扰密码序列，以防止正确的解锁密码泄露。

如图2及图3所示，主控芯片为单片机，触摸按键(0～9和*，#)与触摸芯片专用的电极端口连接；触摸芯片能够感知触摸键盘的动作。触摸芯片通过IIC通讯总线与单片机通讯连接。

触摸芯片的检测模块通过一个中断请求端口连接单片机的外部中断请求端口，当触摸芯片获取到触摸信号后，会产生中断请求，通知单片机有触摸信号，这样能够尽快地对触摸操作作出反应，不需要单片机主动查询，触摸芯片的检测时间间隔非常短，一般只有100ms左右，因此对触摸按键的触摸信号反应非常迅速。

单片机通过一组IO口连接OLED显示屏，驱动显示屏显示所需内容；单片机通过一组IO口连接开关锁设备，以对开关锁设备发出开锁或关锁的指令。

单片机通过另一组IO口连接语音芯片6，控制语音芯片6发出提示音。

触摸芯片2获取触摸按键的触摸信号后，通过通讯端口将触摸信号发送至主控芯片的检测模块，检测模块接收触摸信号后判断触摸信号是否为用户输入的多个数字按键与#号键共同形成的一次滑动输入，如触摸信号为一个包含有若干触摸按键的一次滑动输入，则检测模块提取一次滑动输入包含的若干有序数字按键，获取用户输入的实时解锁密码序列；判断模块将实时解锁密码序列与预设解锁密码序列进行比较并将比较结果发送至单片机，单片机根据比较结果，发出开锁指令或闭锁指令。

判断模块3在将实时解锁密码与预设解锁密码进行比较时，只要实时解锁密码中包含有连续的解锁密码，判断模块即能够排出实时解锁密码中包含的干扰密码，获取用户输入的正确的解锁密码。

判断模块3获取判断解锁密码的具体过程如下所述：首先记录第一个触摸按键键值，获取触摸按键键值，并依次记录用户输入的多个触摸按键键值，计算该触摸按键键值与上一触摸按键键值的时间间隔。如果时间间隔大于滑动时间阈值，那么判断为一次滑动输入已经完成，如果时间间隔小于或等于滑动时间阈值，认为是一次滑动输入的下一个触摸按键，如果滑动完成，判断模块获取一系列触摸按键的键值序列，通过预先设置的解锁密码进行匹配，查看是否为触摸按键系列的连续的一部分，如果是，则认为解锁密码验证通过。

优选地，本发明还提供一种触摸键盘的滑动解锁方法，如图4所示，其包括以下步骤：

用户预先设置解锁密码，并保存在主控芯片1中，解锁密码为能够形成一个连续形状的一系列有序数字按键。在一般情况下，解锁密码为8位数字，一次滑动输入包括8个或以上数字按键加确认按键形成的一个连续的形状。

在不需要进行开锁或关锁时，主控芯片、触摸芯片、检测模块以及判断模块处于休眠状态，以达到节省电源的目的。在需要开锁或关锁时，用户触碰触摸面板后，激活主控芯片以及触摸芯片，并通过滑动触摸面板的触摸按键输入解锁密码，触摸芯片2能够接收用户输入的触摸信号并向检测模块3发送触摸信号。

检测模块3接收到输入键的触摸信号后判断触摸信号是否为用户输入的多个数字按键与#号键共同形成的一次滑动输入，如触摸信号为一个连续的包含有若干触摸按键的一次滑动输入，则检测模块提取一次滑动输入中包含的若干有序的数字按键，获取用户输入的实时解锁密码序列。

判断模块4将实时解锁密码序列与预设解锁密码序列进行比较并将比较结果发送至单片机6，单片机6根据比较结果，发出开锁指令或闭锁指令。

在另外的实施例中，用户的实时解锁密码可以包括解锁密码序列和干扰密码序列。即用户可以将解锁密码序列和干扰密码序列进行结合，在解锁密码序列前或后增加干扰密码，以防止密码泄露。用户的滑动数字按键的总和小于或等于二十，即用户的解锁密码和干扰密码以及确认键相加不得超过二十一位数字按键。并且，用户输入解锁密码时可以输入不同的干扰密码序列，以防止正确的解锁密码泄露。

判断模块4能够根据用户的一次滑动输入即用户的实时输入密码序列中获取用户的预设解锁密码序列，在实际应用中，如果用户输入了数字按键总和大于解锁密码的一次滑动输入，判断模块4能够自动识别出该实时输入密码序列所包含的解锁密码序列，只要在输入的一次滑动输入中包括连贯的解锁密码序列，判断模块4都能够进行识别，判断出用户输入的正确解锁密码，从而发出开锁或关锁的指令。

下面结合具体实例对本发明的工作原理做进一步解释：

应用实例1

如图5所示，用户预先设置的解锁密码是87412369，其能够以一系列连贯字符的形式显示在触控面板上，用户在需要开锁或关锁时，触碰触摸面板后，激活主控芯片1以及触摸芯片2，并通过触摸面板滑动输入上述解锁密码，触摸芯片2能够接收用户输入的触摸信号。检测模块3在接收到的触摸芯片2的触摸信号后，实时捕获用户的一次连续滑动输入所包含的数字按键，并根据用户的一次滑动输入获得用户的实时解锁密码序列，判断模块4将用户的实时解锁密码序列与用户的预设解锁密码序列进行对比判断，本实施例中，用户的实时解锁密码序列与用户的预设解锁密码序列一致，则主控芯片发出开锁或闭锁指令。

应用实例2

如图6所示，用户预先设置的解锁密码是12369854，用户在需要开锁或关锁时，触碰触摸面板后，激活主控芯片1以及触摸芯片2，并通过触摸面板输入上述密码以及干扰密码，例如可以在密码前加三位扰码874，后面加三位扰码780，组合起来就是874+12369854+780，用户也可以在下次输入时输入不同的扰码，例如如图7所示的74+12369854+789，以迷惑别人，达到防止密码泄露的目的。触摸芯片2能够接收用户输入的触摸信号。检测模块3在接收到的触摸芯片2的触摸信号后，实时捕获用户的一次滑动输入，并根据用户的一次滑动输入获得用户的实时解锁密码序列，判断模块4能够自动识别出该解锁密码序列包含的解锁密码，只要在输入的一次滑动输入中包括连贯的解锁密码，判断模块4都能够进行识别，判断出用户输入的正确解锁密码，从而发出开锁或关锁的指令。

本发明的优点如下所述：

本发明的检测模块的检测效果非常灵敏，在保证功耗符合要求的情况下仍能保持很快的检测速度，所以对于按键的检测非常灵敏，所以当用户的八位密码以及确认键刚好可以在12位的键盘上连贯串成一个连续的形状时，就可以实现用手指画出这个形状，从而进行解锁，而且，即使用户的滑动速度很快，检测模块也能检测到用户的形状及滑动的触摸按键。该滑动解锁系统使用方便快捷，能够快速的打开或关闭智能锁，而且因为具备干扰密码的功能，可以在这个形状前面或者后面加上一段不相干的形状，使智能锁的密码的防泄密性大大增加，增加了智能锁的使用的安全性能。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种触摸键盘的滑动解锁系统，其包括触摸面板以及电路板，所述触摸面板上设置有多个触摸按键，所述多个触摸按键包括十个数字按键和一个确认键，所述电路板上设置有通讯连接的主控芯片和触摸芯片，

所述触摸芯片通过多个引脚分别连接多个触摸按键，用于获取多个触摸按键的触摸信号并通过通讯端口将所述数字按键和确认键的触摸信号发送至所述主控芯片；其特征在于：

所述主控芯片包括单片机、检测模块以及判断模块，

所述判断模块内置预设解锁密码序列，所述预设解锁密码由若干个有序数字组成，所述有序数字中相邻数字对应的数字按键在触摸键盘上位置相邻；

所述主控芯片用于根据接收到的所述确认键的触摸信号驱动检测模块识别一次滑动输入中的有序数字按键触摸信号作为实时输入密码序列；

所述判断模块用于将预设解锁密码序列与实时输入密码序列进行比较，判断实时输入密码序列中是否包含预设解锁密码序列；

所述单片机用于根据判断结果发出动作指令。

2.根据权利要求1所述的触摸键盘的滑动解锁系统，其特征在于：所述检测模块还用于计算并暂存所接收的触摸信号中每两个时序相邻的触摸信号之间的信号时间间隔；

所述检测模块内部设置有触摸按键滑动时间阈值，并且所述检测模块用于将所有信号时间间隔小于所述滑动时间阈值的有序数字按键触摸信号作为一次滑动输入。

3.根据权利要求2所述的触摸键盘的滑动解锁系统，其特征在于：所述触摸按键滑动时间阈值为8-11s，优选地为10s。

4.根据权利要求2所述的触摸键盘的滑动解锁系统，其特征在于：一次滑动输入中包含的有序数字按键的总数小于等于二十。

5.根据权利要求1所述的触摸键盘的滑动解锁系统，其特征在于：所述实时输入密码序列中包括干扰密码序列。

6.根据权利要求1所述的触摸键盘的滑动解锁系统，其特征在于：所述触摸芯片通过其设置的中断请求端口连接主控芯片的一个中断请求端口，用于当触摸芯片接收到所述触摸信号后向主控芯片发送中断请求，使所述主控芯片在接收到所述中断请求后从休眠状态进入激活状态。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的触摸键盘的滑动解锁系统进行触摸键盘滑动解锁的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1、用户预先设置解锁密码序列，并保存在主控芯片中；

S2、用户通过触摸按键一次滑动输入一组有序数字按键和确认键，形成触摸信号；

S3、触摸芯片接收用户输入的触摸信号并将触摸信号发送至主控芯片；

S4、主控芯片根据接收到的确认键的触摸信号驱动检测模块识别一次滑动输入中的有序数字按键触摸信号作为实时输入密码序列；

S5、判断模块将预设解锁密码序列与实时输入密码序列进行比较，判断实时输入密码序列中是否包含预设解锁密码序列；

S6、单片机根据判断结果发出动作指令。

8.根据权利要求7所述的用于智能锁的滑动解锁方法，其特征在于：

在S4中，检测模块还计算并暂存所接收的触摸信号中每两个时序相邻的触摸信号之间的信号时间间隔，并将所有信号时间间隔小于所述滑动时间阈值的有序数字按键触摸信号作为一次滑动输入。

9.一种采用根据权利要求1-6所述的滑动解锁系统和/或采用根据权利要求7-8所述的滑动解锁方法的智能设备。

10.一种采用根据权利要求1-6所述的滑动解锁系统和/或采用根据权利要求7-8所述的滑动解锁方法的智能锁。