CN105756391A - 具有车位状态探测功能的遥控智能地锁 - Google Patents
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Abstract
公开了具有车位状态探测功能的遥控智能地锁。根据本发明的遥控智能地锁，采用蓝牙通信模块接收外部操作指令，通过配置有蓝牙的手机等移动设备即可完成地锁的遥控控制，无需专用的遥控设备，控制简便，加密效果好，功耗低；采集地锁周围两个轴向的地磁强度数据，并根据地锁周围地磁强度数据的变化自动控制地锁关闭，控制精确性好；在判断出车位有车后遥控智能地锁进入间歇性工作模式，有效地降低了系统的功耗；自动更新无车环境值，避免了采用固定无车环境值时因器件长时间工作或者外界环境的改变而导致零点漂移出现误判的问题，同时根据上次无车环境值来修正更新，避免了偶然性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域及车辆检测技术领域，尤其涉及一种具有车位状态探测功能的遥控智能地锁。
背景技术
以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。
随着智能化的生活越来越被人所需要，智能人性化设计的车位地锁应运而生。最常见的地锁为机械式的手动地锁，这类地锁在使用中需要用户下车进行操作，非常不便。近年来，出现了一些遥控车位地锁。遥控车位地锁大致可分为如下三类。第一类为基于NORDIC公司nRF24系列无线射频芯片的遥控方案的地锁。第一类地锁利用专用物理遥控器向车位锁发送开闭信号，控制车位锁升降。该类地锁的缺点是只能完成无线串口的简单功能，加密效果差，功耗较大，且需要独立设备，无法与手机进行直接通讯。第二类车位地锁为基于WiFi的遥控的车位地锁。该类车位地锁内置基于WiFi模块的控制电路，允许用户通过在内置WiFi的移动设备上点击按钮来控制车位地锁的开关。例如，专利CN204001911U公开了一种车位锁遥控解决方案。第二类车位地锁的优点是网络覆盖面积大，可以应用于配置有WiFi的手机等移动设备，但是该类地锁整体系统能耗大，芯片成本高。第三类地锁为基于2G、3G或4G等手机通讯技术的遥控方案，例如专利CN203961400U所述。第三类地锁的优点是直接接入广域网，能够实现随时随地的连接遥控，然而其能耗极高，通信芯片及模组成本极高，后续使用过程中还需要向移动运营商持续支付网络流量费用，因此实用性不高。而且，现有技术中的地锁中，没有地锁具有车位探测功能，并且在车离开车位时无法自动关锁，需用户操作，此时极易因车辆并未完全驶离而导致与地锁刮擦。同时在车位检测技术上，现有的检测方法，比如超声波，红外等自身有较大的局限性，极易受环境影响，摄像头图像识别成本又极高。这些导致地磁检测技术应用越来越广泛，不过在现有地磁检测方法中，依然存在准确性不高，需要一直检测工作，容易产生器件内部或环境温度影响产生零漂，是否工作不受用户灵活控制等问题。
发明内容
本发明的目的在于提出具有车位状态探测功能的遥控智能地锁，能够实时检测车位状态并自动控制地锁的开闭，控制简便，成本低，功耗小。
根据本发明的一个方面，提供一种具有车位状态探测功能的遥控智能地锁，包括：蓝牙通信模块、主控制器、地锁驱动电路、地磁传感器和地磁控制器；其中，
蓝牙通信模块用于接收外部操作指令，并将接收的外部操作指令发送给主控制器；
主控器接收外部操作指令，当确定外部操作指令为开锁指令时，向地锁驱动电路发送开锁信号，同时向地磁控制器发送唤醒信号；当确定外部操作指令为关锁指令时，向地锁驱动电路发送关锁信号，同时向地磁控制器发送休眠信号；接收到来自地磁控制器发送的车位无车信号时，向地锁驱动电路发送关锁信号，同时向地磁控制器发送休眠信号；
地磁控制器接收到唤醒信号后向地磁传感器发送配置信号，并根据地磁传感器返回的地磁强度数据判断地锁所在车位上是否有车，在确定无车时向主控器发送车位无车信号；当接收到休眠信号时，进入待机状态；
地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集，并将采集的地磁强度数据发送给地磁控制器。
优选地，地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集包括：
地磁传感器根据配置信号采用与配置信号对应的地磁强度探测范围对第一轴向和第二轴向的地磁强度数据进行采集，其中，第一轴向为竖直向上方向，第二轴向为车辆相对地锁驶入或驶出的行进方向。
优选地，根据地磁传感器返回的地磁强度数据判断地锁所在车位上是否有车包括：地磁控制器根据地磁传感器返回的地磁强度数据，确定第一轴向地磁强度数据与当前第一轴向无车环境值之间的第一绝对差和第二轴向地磁强度数据与当前第二轴向无车环境值之间的第二绝对差；
若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，地磁控制器向主控制器发送车位无车信号；
若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，地磁控制器判断地锁所在车位有车，并进入间歇性工作模式；
所述间歇性工作模式为：
地磁控制器间歇性地向地磁传感器发送配置信息；
针对每一次发送的配置信息：若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，地磁控制器判断地锁所在车位有车，并保持间歇性工作模式；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，地磁控制器停止间歇性工作模式，向主控制器发送车位无车信号。
优选地，所述间歇性工作模式为：地磁控制器在实时时钟RTC间歇性唤醒时向地磁传感器发送配置信息；
在停止间歇性工作模式之后、向主控制器发送车位无车信号之前，地磁控制器还执行如下过程：
向地磁传感器发送配置信号；对地磁传感器返回的地磁强度数据进行滤波处理，根据滤波后的地磁强度数据确定第一绝对差和第二绝对差；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，开启状态机，此时状态机的状态值为1；
在状态1至状态2过程中，若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，则地磁控制器判断地锁所在车位有车、状态机死机、地磁控制器恢复间歇性工作模式，否则状态机的状态值加1、状态机进入下一状态；若状态机进入状态3，则地磁控制器停止间歇性工作模式，向主控制器发送车位无车信号。
优选地，地磁控制器预先存有无车环境下第一轴向和第二轴向的地磁强度变化范围；
地磁控制器在首次使用时采集无车环境下第一轴向的地磁强度数据作为当前第一轴向无车环境值、采集无车环境下第二轴向的地磁强度数据作为当前第二轴向无车环境值；
地磁控制器在非首次使用时，按照如下方法确定当前第一轴向无车环境值和当前第二轴向无车环境值：
根据地磁传感器返回的地磁强度数据确定当前第一轴向的地磁强度环境值与上次第一轴向无车环境值之间的第三绝对差、和第二轴向的地磁强度环境值与上次第二轴向无车环境值之间的第四绝对差；若第三绝对差和第四绝对差均处于无车环境下的地磁强度变化范围内，则将当前第一轴向的地磁强度环境值作为当前第一轴向无车环境值，将当前第二轴向的地磁强度环境值作为当前第二轴向无车环境值；否则将上次第一轴向无车环境值作为当前第一轴向无车环境值，将上次第二轴向无车环境值作为当前第二轴向无车环境值。
优选地，地磁控制器接收到唤醒信号后，在预定时间内连续向地磁传感器发送配置信号，并将与每个配置信号对应的地磁强度数据的均值作为第一轴向地磁强度数据；根据地磁传感器返回的地磁强度数据，确定所述预定时间内第二轴向上所有地磁强度数据的均值，并将该均值作为第二轴向地磁强度数据。优选地，遥控智能地锁进一步包括：无线数据上传模块，用于获得主控制器发送的地锁开关状态、电池电量状态、车位是否有车状态等数据，并将其通过无线网络和网关上传至后台服务器。
优选地，遥控智能地锁进一步包括：
晶振单元，用于产生至少第一和第二频率的时钟信号；
第一频率的时钟信号为地磁控制器的代码执行提供时钟周期信号；
第二频率的时钟信号为RTC提供时钟基准，使RTC能进行准确的时间计数。
根据本发明的另一个方面，提供另一种具有车位状态探测功能的遥控智能地锁，包括：蓝牙通信模块、主控制器、地锁驱动电路和地磁传感器；其中，
蓝牙通信模块接收外部操作指令，并将接收的外部操作指令发送给主控制器；
主控器接收的外部操作指令，当确定外部操作指令为开锁指令时，向地锁驱动电路发送开锁信号，并向地磁传感器发送配置信号；根据接收的地磁强度数据判断地锁所在车位是否有车，在确定车位无车时向地锁驱动电路发送关锁信号；当确定外部操作指令为关锁指令时，向地锁驱动电路发送关锁信号；
地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集，并将采集的地磁强度数据发送给主控制器。
优选地，地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集包括：
地磁传感器根据配置信号采用与配置信号对应的地磁强度探测范围对第一轴向和第二轴向的地磁强度数据进行采集，其中，第一轴向为竖直向上方向，第二轴向为车辆相对地锁驶入或驶出的行进方向。
优选地，根据地磁传感器返回的地磁强度数据判断地锁所在车位上是否有车包括：主控制器接收地磁传感器返回的地磁强度数据，确定第一轴向地磁强度数据与当前第一轴向无车环境值之间的第一绝对差和第二轴向地磁强度数据与当前第二轴向无车环境值之间的第二绝对差；
若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，主控制器向地锁驱动电路发送关锁信号；
若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，主控制器判断地锁所在车位有车，并进入间歇性工作模式；
所述间歇性工作模式为：
地磁控制器间歇性地向地磁传感器发送配置信息；
若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，主控制器判断地锁所在车位有车，并保持间歇性工作模式；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，主控制器停止间歇性工作模式，向地锁驱动电路发送关锁信号。
优选地，所述间歇性工作模式为：主控制器在实时时钟RTC间歇性唤醒时向地磁传感器发送配置信息；
在停止间歇性工作模式之后、向地锁驱动电路发送关锁信号之前，主控制器还执行如下过程：
向地磁传感器发送配置信号；对地磁传感器返回的地磁强度数据进行滤波处理，根据滤波后的地磁强度数据确定第一绝对差和第二绝对差；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，开启状态机，此时状态机的状态值为1；
在状态1至状态2过程中，若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，则地磁控制器判断地锁所在车位有车、状态机死机、地磁控制器恢复间歇性工作模式，否则状态机的状态值加1、状态机进入下一状态；若状态机进入状态3，则主控制器向地锁驱动电路发送关锁信号并进入待机模式停止间歇性工作模式。
优选地，主控制器预先存有无车环境下第一轴向和第二轴向的地磁强度变化范围；
主控制器在首次使用时采集无车环境下第一轴向的地磁强度数据作为当前第一轴向无车环境值、采集无车环境下第二轴向的地磁强度数据作为当前第二轴向无车环境值；
主控制器在非首次使用时，按照如下方法确定当前第一轴向无车环境值和当前第二轴向无车环境值：
根据地磁传感器返回的地磁强度数据确定当前第一轴向的地磁强度环境值与上次第一轴向无车环境值之间的第三绝对差、和第二轴向的地磁强度环境值与上次第二轴向无车环境值之间的第四绝对差；若第三绝对差和第四绝对差均处于无车环境下的地磁强度变化范围内，则将当前第一轴向的地磁强度环境值作为当前第一轴向无车环境值，将当前第二轴向的地磁强度环境值作为当前第二轴向无车环境值；否则将上次第一轴向无车环境值作为当前第一轴向无车环境值，将上次第二轴向无车环境值作为当前第二轴向无车环境值。
优选地，主控制器在预定时间内连续向地磁传感器发送配置信号，并将与每个配置信号对应的地磁强度数据的均值作为第一轴向地磁强度数据；根据地磁传感器返回的地磁强度数据，确定所述预定时间内第二轴向上所有地磁强度数据的均值，并将该均值作为第二轴向地磁强度数据。优选地，遥控智能地锁进一步包括：无线数据上传模块，用于获得主控制器发送的地锁开关状态、电池电量状态、车位是否有车状态等数据，并将其通过无线网络和网关上传至后台服务器。
根据本发明的具有车位状态探测功能的遥控智能地锁，具有以下优点：
(1)采用蓝牙通信模块接收外部操作指令，通过配置有蓝牙的手机等移动设备即可完成地锁的遥控控制，无需专用的遥控设备，控制简便，加密效果好，功耗低。
(2)当车辆驶离地锁所在车位时，无需用户操作即可根据地锁周围地磁强度数据的变化自动控制地锁关闭，能够防止由于车辆未完全驶离地锁而导致车辆与地锁刮擦，并且控制精确性好。进一步地，通过采用滤波算法和状态机算法，有效地避免了外界干扰对地磁强度数据采集造成的影响，进一步提高了车位检测的准确性，使得检测结果不具偶然性。
(3)通过对地锁周围两个轴向的地磁强度数据进行采集，有效地规避了单一轴向采集时由于有车情况下存在地磁零点而导致将车位状态判断为无车的问题。
(4)在判断出车位有车后遥控智能地锁进入间歇性工作模式，间歇性地向地磁传感器发送配置信息，其他情况下均处于待机状态，有效地降低了系统的功耗。
(5)自动更新无车环境值，自适应了环境的改变，避免了采用固定无车环境值时因器件长时间工作或者外界环境的改变而导致零点漂移出现误判的问题，同时根据上次无车环境值来修正更新，避免了偶然性。
附图说明
通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：
图1是根据本发明一个优选实施例的遥控智能地锁的示意图；
图2是根据本发明另一个优选实施例的遥控智能地锁的示意图；
图3是本发明优选实施例中探测车位状态的流程示意图；
图4是本发明优选实施例中间歇性工作模式的流程示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。
本发明采用蓝牙通信模块接收外部操作指令，通过配置有蓝牙的手机等移动设备即可完成地锁的遥控控制，无需专用的遥控设备，控制简便，加密效果好，功耗低；通过采集地锁周围的地磁强度数据自动控制地锁关闭，控制精确性好，并且当车辆驶离地锁所在车位时，无需用户操作即可根据能够防止由于车辆未完全驶离地锁而导致车辆与地锁刮擦。
根据本发明的一个方面，提供了一种具有车位状态探测功能的遥控智能地锁100，如图1所示，包括：蓝牙通信模块110、主控制器120、地锁驱动电路130、地磁传感器150和地磁控制器140。
蓝牙通信模块110用于接收外部操作指令，并将接收的外部操作指令发送给主控制器120。现有技术中，有的基于无线射频芯片接收外部操作指令，但是这种接收操作指令的方式只能完成无线串口的简单功能，加密效果差，功耗较大，且需要独立设备，无法与手机进行直接通讯，操作便捷性不好；有的基于WiFi模块接收外部操作指令，这种地锁的网络覆盖面积大，可以应用于配置有WiFi的手机等移动设备，但是该类地锁整体系统能耗大，芯片成本高；有的基于2G、3G或4G等手机通讯技术接收外部操作指令，这种地锁直接接入广域网，能够实现随时随地的连接遥控，然而其能耗极高，通信芯片及模组成本极高，后续使用过程中还需要向移动运营商持续支付网络流量费用，因此实用性不高。为了解决现有技术中存在的问题，本发明采用蓝牙通信模块接收外部操作指令，通过配置有蓝牙的手机等移动设备即可完成地锁的遥控控制，无需专用的遥控设备，控制简便，加密效果好，系统能耗和成本低，实用性高。
主控器120接收外部操作指令，当确定外部操作指令为开锁指令时，向地锁驱动电路130发送开锁信号，同时向地磁控制器140发送唤醒信号；当确定外部操作指令为关锁指令时，向地锁驱动电路130发送关锁信号，同时向地磁控制器140发送休眠信号；接收到来自地磁控制器140发送的车位无车信号时，向地锁驱动电路130发送关锁信号，同时向地磁控制器140发送休眠信号。
地磁控制器140接收到唤醒信号后向地磁传感器150发送配置信号，并根据地磁传感器150返回的地磁强度数据判断地锁所在车位上是否有车。现有技术的地锁一般没有车位探测功能，车辆离开车位时地锁无法自动，此时极易因车辆并未完全驶离而导致车辆与地锁刮擦。本发明通过采集地锁周围地磁强度数据，当车辆驶离地锁所在车位时，无需用户操作即可根据地锁周围地磁强度数据的变化自动控制地锁关闭，能够防止由于车辆未完全驶离地锁而导致车辆与地锁刮擦，并且控制精确性好。地磁控制器140在确定无车时向主控器120发送车位无车信号。当地磁控制器140接收到休眠信号时，进入待机状态。本发明中，当外部操作指令为关锁指令时，或者外部操作指令为关锁指令、但是车位上无车时，地磁控制器140进入待机状态，能够降低系统的能耗。此外，通过在上述条件下使地磁控制器140进入待机状态，能够减小地磁控制器140的工作负荷，提高其使用寿命。
地磁传感器150根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集，并将采集的地磁强度数据发送给地磁控制器140。在采集地锁周围的地磁强度数据时，若仅采集一个周向方向的地磁强度数据，由于有车情况下存在地磁零点，容易将有车情况下的车位状态判断为无车。为了避免这个问题的存在，根据本发明的优选实施例，地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集包括：
地磁传感器根据配置信号采用与配置信号对应的地磁强度探测范围对第一轴向和第二轴向的地磁强度数据进行采集，其中，第一轴向为竖直向上方向，第二轴向为车辆相对地锁驶入或驶出的行进方向。
车辆驶入和驶出车位的过程中，地锁周围的地磁强度数据会发生变化，因此根据地磁传感器150返回的地磁强度数据即可判断车位上是都有车。环境的改变会电场强度数据的大小产生影响，此外，地产传感器150本身也存在检测误差，若仅以地磁传感器150采集到的地锁周围地磁强度数据发生改变作为判断车位上是否有车的标准，容易使得判断结果与实际不符，降低了智能遥控地锁的控制精度。基于此，根据本发明的优选实施例，地磁控制器140内存储有第一轴向无车环境值和第二轴向无车环境值，根据地磁传感器150返回的地磁强度数据判断地锁所在车位上是否有车包括：地磁控制器140根据地磁传感器150返回的地磁强度数据，确定第一轴向地磁强度数据与当前第一轴向无车环境值之间的第一绝对差和第二轴向地磁强度数据与当前第二轴向无车环境值之间的第二绝对差；其中，第一绝对差是指第一轴向地磁强度数据与当前第一轴向无车环境值之差的绝对值，第二绝对差是指第二轴向地磁强度数据与当前第二轴向无车环境值之差的绝对值；
若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，地磁控制器向主控制器发送车位无车信号；
若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，地磁控制器判断地锁所在车位有车，并进入间歇性工作模式；
所述间歇性工作模式为：
地磁控制器间歇性地向地磁传感器发送配置信息；
针对每一次发送的配置信息：若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，地磁控制器判断地锁所在车位有车，并保持间歇性工作模式；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，地磁控制器停止间歇性工作模式，向主控制器发送车位无车信号。
在判断出车位有车后遥控智能地锁进入间歇性工作模式，间歇性地向地磁传感器发送配置信息，其他情况下均处于待机状态，有效地降低了系统的功耗。优选地，如图4所示，所述间歇性工作模式为：地磁控制器在实时时钟RTC间歇性唤醒时向地磁传感器发送配置信息；
在停止间歇性工作模式之后、向主控制器发送车位无车信号之前，地磁控制器还执行如下过程：
向地磁传感器发送配置信号；对地磁传感器返回的地磁强度数据进行滤波处理，根据滤波后的地磁强度数据确定第一绝对差和第二绝对差；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，开启状态机，此时状态机的状态值为1；
在状态1至状态2过程中，若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，则地磁控制器判断地锁所在车位有车、状态机死机、地磁控制器恢复间歇性工作模式，否则状态机的状态值加1、状态机进入下一状态；若状态机进入状态3，则地磁控制器停止间歇性工作模式，向主控制器发送车位无车信号。滤波算法可以根据实际情况进行选择，例如采用先关滤波算法进行滤波处理。通过采用滤波算法和状态机算法，有效地避免了外界干扰对地磁强度数据采集造成的影响，进一步提高了车位检测的准确性，使得检测结果不具偶然性。
为了降低采集地锁周围地磁强度数据的偶然性对车位状态判断结果的影响，可以在预定时间内连续向地磁传感器发送配置信号，并将与每个配置信号对应的地磁强度数据的均值作为当前轴向的地磁强度数据。具体地址：在地磁控制器接收到唤醒信号后，在预定时间内连续向地磁传感器发送配置信号，并将与每个配置信号对应的地磁强度数据的均值作为第一轴向地磁强度数据；根据地磁传感器返回的地磁强度数据，确定所述预定时间内第二轴向上所有地磁强度数据的均值，并将该均值作为第二轴向地磁强度数据。预定时间的大小可以根据实际情况进行设定，本发明对此不作具体限定。
在长期使用过程中，由于器件内部温度或环境温度的改变、电源电压不稳等原因，容易出现零点漂移。因此，在判断车位状态的过程中，若采用固定的第一轴向无车环境值和第二轴向无车环境值，容易导致在判断车位状态时出现误判现象。为了避免零点漂移现象对车位状态判断结果的影响，可以根据地磁传感器采集的地锁周围地磁强度数据实时更新第一轴向无车环境值和第二轴向无车环境值。例如，参见图3，地磁控制器预先存有无车环境下第一轴向和第二轴向的地磁强度变化范围；
地磁控制器在首次使用时采集无车环境下第一轴向的地磁强度数据作为当前第一轴向无车环境值、采集无车环境下第二轴向的地磁强度数据作为当前第二轴向无车环境值；
地磁控制器在非首次使用时，按照如下方法确定当前第一轴向无车环境值和当前第二轴向无车环境值：
根据地磁传感器返回的地磁强度数据确定当前第一轴向的地磁强度环境值与上次第一轴向无车环境值之间的第三绝对差、和当前第二轴向的地磁强度环境值与上次第二轴向无车环境值之间的第四绝对差。其中，第三绝对差是指当前第一轴向的地磁强度环境值与上次第一轴向无车环境值之差的绝对值，第四绝对差是指第二轴向的地磁强度环境值与上次第二轴向无车环境值之差的绝对值。若第三绝对差和第四绝对差均处于无车环境下的地磁强度变化范围内，则将当前第一轴向的地磁强度环境值作为当前第一轴向无车环境值，将当前第二轴向的地磁强度环境值作为当前第二轴向无车环境值；否则将上次第一轴向无车环境值作为当前第一轴向无车环境值，将上次第二轴向无车环境值作为当前第二轴向无车环境值。
为了更直观地获取地锁和车位状态信息，以便于地锁的维修和车位的管理，根据本发明的优选实施例，遥控智能地锁可以设置无线数据上传模块170，如图2所示用于获得主控制器发送的地锁开关状态、电池电量状态、车位是否有车状态等数据，并将其通过无线网络和网关上传至后台服务器。
优选地，遥控智能地锁进一步包括：
晶振单元160，用于产生至少第一和第二频率的时钟信号；
第一频率的时钟信号为地磁控制器的代码执行提供时钟周期信号；
第二频率的时钟信号为RTC提供时钟基准，使RTC能进行准确的时间计数。
优选地，遥控智能地锁进一步包括：电源模块180，用于为遥控智能地锁供电。
本发明还提供了另一种具有车位状态探测功能的遥控智能地锁(图中未示出)，包括：蓝牙通信模块、主控制器、地锁驱动电路和地磁传感器。
蓝牙通信模块用于接收外部操作指令，并将接收的外部操作指令发送给主控制器。现有技术中，有的基于无线射频芯片接收外部操作指令，但是这种接收操作指令的方式只能完成无线串口的简单功能，加密效果差，功耗较大，且需要独立设备，无法与手机进行直接通讯，操作便捷性不好；有的基于WiFi模块接收外部操作指令，这种地锁的网络覆盖面积大，可以应用于配置有WiFi的手机等移动设备，但是该类地锁整体系统能耗大，芯片成本高；有的基于2G、3G或4G等手机通讯技术接收外部操作指令，这种地锁直接接入广域网，能够实现随时随地的连接遥控，然而其能耗极高，通信芯片及模组成本极高，后续使用过程中还需要向移动运营商持续支付网络流量费用，因此实用性不高。为了解决现有技术中存在的问题，本发明采用蓝牙通信模块接收外部操作指令，通过配置有蓝牙的手机等移动设备即可完成地锁的遥控控制，无需专用的遥控设备，控制简便，加密效果好，系统能耗和成本低，实用性高。
主控器接收外部操作指令，当确定外部操作指令为开锁指令时，向地锁驱动电路发送开锁信号，并向地磁传感器发送配置信号；根据接收的地磁强度数据判断地锁所在车位是否有车，在确定车位无车时向地锁驱动电路发送关锁信号；当确定外部操作指令为关锁指令时，向地锁驱动电路发送关锁信号。
现有技术的地锁一般没有车位探测功能，车辆离开车位时地锁无法自动关锁，此时极易因车辆并未完全驶离而导致车辆与地锁刮擦。本发明通过采集地锁周围地磁强度数据，当车辆驶离地锁所在车位时，无需用户操作即可根据地锁周围地磁强度数据的变化自动控制地锁关闭，能够防止由于车辆未完全驶离地锁而导致车辆与地锁刮擦，并且控制精确性好。
地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集，并将采集的地磁强度数据发送给主控器。在采集地锁周围的地磁强度数据时，若仅采集一个周向方向的地磁强度数据，由于有车情况下存在地磁零点，容易将有车情况下的车位状态判断为无车。为了避免这个问题的存在，根据本发明的优选实施例，地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集包括：
地磁传感器根据配置信号采用与配置信号对应的地磁强度探测范围对第一轴向和第二轴向的地磁强度数据进行采集，其中，第一轴向为竖直向上方向，第二轴向为车辆相对地锁驶入或驶出的行进方向。
车辆驶入和驶出车位的过程中，地锁周围的地磁强度数据会发生变化，因此根据地磁传感器返回的地磁强度数据即可判断车位上是都有车。环境的改变会电场强度数据的大小产生影响，此外，地产传感器本身也存在检测误差，若仅以地磁传感器采集到的地锁周围地磁强度数据发生改变作为判断车位上是否有车的标准，容易使得判断结果与实际不符，降低了智能遥控地锁的控制精度。基于此，根据本发明的优选实施例，主控器内存储有第一轴向无车环境值和第二轴向无车环境值，根据地磁传感器返回的地磁强度数据判断地锁所在车位上是否有车包括：主控器根据地磁传感器返回的地磁强度数据，确定第一轴向地磁强度数据与当前第一轴向无车环境值之间的第一绝对差和第二轴向地磁强度数据与当前第二轴向无车环境值之间的第二绝对差；其中，第一绝对差是指第一轴向地磁强度数据与当前第一轴向无车环境值之差的绝对值，第二绝对差是指第二轴向地磁强度数据与当前第二轴向无车环境值之差的绝对值；
若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，主控制器向地锁驱动电路发送关锁信号；
若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，主控制器判断地锁所在车位有车，并进入间歇性工作模式；
所述间歇性工作模式为：
地磁控制器间歇性地向地磁传感器发送配置信息；
若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，主控制器判断地锁所在车位有车，并保持间歇性工作模式；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，主控制器停止间歇性工作模式，向地锁驱动电路发送关锁信号。
在判断出车位有车后遥控智能地锁进入间歇性工作模式，间歇性地向地磁传感器发送配置信息，其他情况下均处于待机状态，有效地降低了系统的功耗。优选地，所述间歇性工作模式为：主控制器在实时时钟RTC间歇性唤醒时向地磁传感器发送配置信息；
在停止间歇性工作模式之后、向主控制器发送车位无车信号之前，主控制器还执行如下过程：
向地磁传感器发送配置信号；对地磁传感器返回的地磁强度数据进行滤波处理，根据滤波后的地磁强度数据确定第一绝对差和第二绝对差；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，开启状态机，此时状态机的状态值为1；
在状态1至状态2过程中，若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，则地磁控制器判断地锁所在车位有车、状态机死机、地磁控制器恢复间歇性工作模式，否则状态机的状态值加1、状态机进入下一状态；若状态机进入状态3，则主控制器向地锁驱动电路发送关锁信号并进入待机模式停止间歇性工作模式。滤波算法可以根据实际情况进行选择，例如采用先关滤波算法进行滤波处理。通过采用滤波算法和状态机算法，有效地避免了外界干扰对地磁强度数据采集造成的影响，进一步提高了车位检测的准确性，使得检测结果不具偶然性。
为了降低采集地锁周围地磁强度数据的偶然性对车位状态判断结果的影响，可以在预定时间内连续向地磁传感器发送配置信号，并将与每个配置信号对应的地磁强度数据的均值作为当前轴向的地磁强度数据。具体地址：主控制器在预定时间内连续向地磁传感器发送配置信号，并将与每个配置信号对应的地磁强度数据的均值作为第一轴向地磁强度数据；根据地磁传感器返回的地磁强度数据，确定所述预定时间内第二轴向上所有地磁强度数据的均值，并将该均值作为第二轴向地磁强度数据。预定时间的大小可以根据实际情况进行设定，本发明对此不作具体限定。
在长期使用过程中，由于器件内部温度或环境温度的改变、电源电压不稳等原因，容易出现零点漂移。因此，在判断车位状态的过程中，若采用固定的第一轴向无车环境值和第二轴向无车环境值，容易导致在判断车位状态时出现误判现象。为了避免零点漂移现象对车位状态判断结果的影响，可以根据地磁传感器采集的地锁周围地磁强度数据自动更新第一轴向无车环境值和第二轴向无车环境值。例如，参见图3，主控制器预先存有无车环境下第一轴向和第二轴向的地磁强度变化范围；
主控制器在首次使用时采集无车环境下第一轴向的地磁强度数据作为当前第一轴向无车环境值、采集无车环境下第二轴向的地磁强度数据作为当前第二轴向无车环境值；
主控制器在非首次使用时，按照如下方法确定当前第一轴向无车环境值和当前第二轴向无车环境值：
根据地磁传感器返回的地磁强度数据确定当前第一轴向的地磁强度环境值与上次第一轴向无车环境值之间的第三绝对差、和第二轴向的地磁强度环境值与上次第二轴向无车环境值之间的第四绝对差。其中，第三绝对差是指当前第一轴向的地磁强度环境值与上次第一轴向无车环境值之差的绝对值，第四绝对差是指第二轴向的地磁强度环境值与上次第二轴向无车环境值之差的绝对值。若第三绝对差和第四绝对差均处于无车环境下的地磁强度变化范围内，则将当前第一轴向的地磁强度环境值作为当前第一轴向无车环境值，将当前第二轴向的地磁强度环境值作为当前第二轴向无车环境值；否则将上次第一轴向无车环境值作为当前第一轴向无车环境值，将上次第二轴向无车环境值作为当前第二轴向无车环境值。
为了更直观地获取地锁和车位状态信息，以便于地锁的维修和车位的管理，根据本发明的优选实施例，遥控智能地锁可以设置无线数据上传模块，用于获得主控制器发送的地锁开关状态、电池电量状态、车位是否有车状态等数据，并将其通过无线网络和网关上传至后台服务器。
本发明中，可以将在地磁检测的过程中涉及的参数、常量以及过程变量均存储于内部flash中，保证断电时数据不丢失，在由于不利因素而导致的异常掉电重启或者复位的情况下，仍能保证继续正确运行判断，能更好的适应不同场合环境。
虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。
Claims (10)
1.一种具有车位状态探测功能的遥控智能地锁，其特征在于包括：蓝牙通信模块、主控制器、地锁驱动电路、地磁传感器和地磁控制器；其中，
蓝牙通信模块用于接收外部操作指令，并将接收的外部操作指令发送给主控制器；
主控器接收外部操作指令，当确定外部操作指令为开锁指令时，向地锁驱动电路发送开锁信号，同时向地磁控制器发送唤醒信号；当确定外部操作指令为关锁指令时，向地锁驱动电路发送关锁信号，同时向地磁控制器发送休眠信号；接收到来自地磁控制器发送的车位无车信号时，向地锁驱动电路发送关锁信号，同时向地磁控制器发送休眠信号；
地磁控制器接收到唤醒信号后向地磁传感器发送配置信号，并根据地磁传感器返回的地磁强度数据判断地锁所在车位上是否有车，在确定无车时向主控器发送车位无车信号；当接收到休眠信号时，进入待机状态；
地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集，并将采集的地磁强度数据发送给地磁控制器。
2.如权利要求1所述的遥控智能地锁，其中，地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集包括：
地磁传感器根据配置信号采用与配置信号对应的地磁强度探测范围对第一轴向和第二轴向的地磁强度数据进行采集，其中，第一轴向为竖直向上方向，第二轴向为车辆相对地锁驶入或驶出的行进方向。
3.如权利要求2所述的遥控智能地锁，其中，根据地磁传感器返回的地磁强度数据判断地锁所在车位上是否有车包括：地磁控制器根据地磁传感器返回的地磁强度数据，确定第一轴向地磁强度数据与当前第一轴向无车环境值之间的第一绝对差和第二轴向地磁强度数据与当前第二轴向无车环境值之间的第二绝对差；
若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，地磁控制器向主控制器发送车位无车信号；
若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，地磁控制器判断地锁所在车位有车，并进入间歇性工作模式；
所述间歇性工作模式为：
地磁控制器间歇性地向地磁传感器发送配置信息；
针对每一次发送的配置信息：若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，地磁控制器判断地锁所在车位有车，并保持间歇性工作模式；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，地磁控制器停止间歇性工作模式，向主控制器发送车位无车信号。
4.如权利要求3所述的遥控智能地锁，其中，所述间歇性工作模式为：地磁控制器在实时时钟RTC间歇性唤醒时向地磁传感器发送配置信息；
在停止间歇性工作模式之后、向主控制器发送车位无车信号之前，地磁控制器还执行如下过程：
向地磁传感器发送配置信号；对地磁传感器返回的地磁强度数据进行滤波处理，根据滤波后的地磁强度数据确定第一绝对差和第二绝对差；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，开启状态机，此时状态机的状态值为1；
在状态1至状态2过程中，若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，则地磁控制器判断地锁所在车位有车、状态机死机、地磁控制器恢复间歇性工作模式，否则状态机的状态值加1、状态机进入下一状态；若状态机进入状态3，则地磁控制器停止间歇性工作模式，向主控制器发送车位无车信号。
5.如权利要求4所述的遥控智能地锁，其中，地磁控制器预先存有无车环境下的地磁强度变化范围；
地磁控制器在首次使用时采集无车环境下第一轴向的地磁强度数据作为当前第一轴向无车环境值、采集无车环境下第二轴向的地磁强度数据作为当前第二轴向无车环境值；
地磁控制器在非首次使用时，按照如下方法确定当前第一轴向无车环境值和当前第二轴向无车环境值：
根据地磁传感器返回的地磁强度数据确定当前第一轴向的地磁强度环境值与上次第一轴向无车环境值之间的第三绝对差、和第二轴向的地磁强度环境值与上次第二轴向无车环境值之间的第四绝对差；若第三绝对差和第四绝对差均处于无车环境下的地磁强度变化范围内，则将当前第一轴向的地磁强度环境值作为当前第一轴向无车环境值，将当前第二轴向的地磁强度环境值作为当前第二轴向无车环境值；否则将上次第一轴向无车环境值作为当前第一轴向无车环境值，将上次第二轴向无车环境值作为当前第二轴向无车环境值。
6.一种具有车位状态探测功能的遥控智能地锁，其特征在于包括：蓝牙通信模块、主控制器、地锁驱动电路和地磁传感器；其中，
蓝牙通信模块接收外部操作指令，并将接收的外部操作指令发送给主控制器；
主控器接收外部操作指令，当确定外部操作指令为开锁指令时，向地锁驱动电路发送开锁信号，并向地磁传感器发送配置信号；根据接收的地磁强度数据判断地锁所在车位是否有车，在确定车位无车时向地锁驱动电路发送关锁信号；当确定外部操作指令为关锁指令时，向地锁驱动电路发送关锁信号；
地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集，并将采集的地磁强度数据发送给主控制器。
7.如权利要求6所述的遥控智能地锁，其中，地磁传感器根据配置信号进行地锁周围地磁强度的数据采集包括：
地磁传感器根据配置信号采用与配置信号对应的地磁强度探测范围对第一轴向和第二轴向的地磁强度数据进行采集，其中，第一轴向为竖直向上方向，第二轴向为车辆相对地锁驶入或驶出的行进方向。
8.如权利要求7所述的遥控智能地锁，其中，根据地磁传感器返回的地磁强度数据判断地锁所在车位上是否有车包括：主控制器接收地磁传感器返回的地磁强度数据，确定第一轴向地磁强度数据与当前第一轴向无车环境值之间的第一绝对差和第二轴向地磁强度数据与当前第二轴向无车环境值之间的第二绝对差；
若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，主控制器向地锁驱动电路发送关锁信号；
若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，主控制器判断地锁所在车位有车，并进入间歇性工作模式；
所述间歇性工作模式为：
地磁控制器间歇性地向地磁传感器发送配置信息；
若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，主控制器判断地锁所在车位有车，并保持间歇性工作模式；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，主控制器停止间歇性工作模式，向地锁驱动电路发送关锁信号。
9.如权利要求8所述的遥控智能地锁，其中，所述间歇性工作模式为：主控制器在实时时钟RTC间歇性唤醒时向地磁传感器发送配置信息；
在停止间歇性工作模式之后、向地锁驱动电路发送关锁信号之前，主控制器还执行如下过程：
向地磁传感器发送配置信号；对地磁传感器返回的地磁强度数据进行滤波处理，根据滤波后的地磁强度数据确定第一绝对差和第二绝对差；若第一绝对差和第二绝对差均没有超过预设值，开启状态机，此时状态机的状态值为1；
在状态1至状态2过程中，若第一绝对差和第二绝对差中至少有一个超过预设值，则地磁控制器判断地锁所在车位有车、状态机死机、地磁控制器恢复间歇性工作模式，否则状态机的状态值加1、状态机进入下一状态；若状态机进入状态3，则主控制器向地锁驱动电路发送关锁信号并进入待机模式停止间歇性工作模式。
10.如权利要求9所述的遥控智能地锁，其中，主控制器预先存有无车环境下第一轴向和第二轴向的地磁强度变化范围；
主控制器在首次使用时采集无车环境下第一轴向的地磁强度数据作为当前第一轴向无车环境值、采集无车环境下第二轴向的地磁强度数据作为当前第二轴向无车环境值；
主控制器在非首次使用时，按照如下方法确定当前第一轴向无车环境值和当前第二轴向无车环境值：
根据地磁传感器返回的地磁强度数据确定当前第一轴向的地磁强度环境值与上次第一轴向无车环境值之间的第三绝对差、和第二轴向的地磁强度环境值与上次第二轴向无车环境值之间的第四绝对差；若第三绝对差和第四绝对差均处于无车环境下的地磁强度变化范围内，则将当前第一轴向的地磁强度环境值作为当前第一轴向无车环境值，将当前第二轴向的地磁强度环境值作为当前第二轴向无车环境值；否则将上次第一轴向无车环境值作为当前第一轴向无车环境值，将上次第二轴向无车环境值作为当前第二轴向无车环境值。
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