CN110485817A - 一种开关门状态判断装置、方法和智能门锁 - Google Patents

一种开关门状态判断装置、方法和智能门锁 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种开关门状态判断装置、方法和智能门锁，包括磁场测量模块、数据处理模块、判断控制模块和无线传输模块；磁场测量模块与数据处理模块连接，用于实时测量当前门锁位置的地磁场数据并输出至数据处理模块；所述数据处理模块与判断控制模块连接，用于对所述地磁场数据进行放大滤波处理，并将其转换为磁场数字信号后输出至判断控制模块；所述判断控制模块用于根据所述磁场数字信号判断当前为开门状态或关门状态并输出判断结果至无线传输模块；所述无线传输模块与移动终端无线连接，用于将所述判断结果无线传输至移动终端。本发明实施例通过测量地磁场数据来判断开关门状态，减少误报和破解的现象，提高了开关门状态判断的准确性。

Description

一种开关门状态判断装置、方法和智能门锁
技术领域
本发明涉及智能门锁技术领域，尤其涉及一种开关门状态判断装置、方法和智能门锁。
背景技术
随着物联网的发展，万物互联是未来的一个趋势。IPv6、5G、NB-IoT、LoRa、Z-Wave、Zigbee等技术的发展，无不为物联网的发展做出极大的贡献。物联网为远程控制、数据采集提供必要的技术手段。
当前，智能门锁产品有指纹、密码、卡片、联网、人脸识别等多种方式结合的产品，给消费者在安全领域提供极大的保障和全新的技术体验。尽管门锁的功能被开发的淋漓尽致，但是目前智能门锁和门的结合度尚有待改进，例如在判断门的开关状态上，消费者往往习惯关注门是否关闭而不是锁是否关闭，虽然有些智能门锁可以通过接触式位置开关或者非接触式感应开关等实现门锁状态的监控，但是均存在误报和破解等问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种开关门状态判断装置、方法和智能门锁，旨在解决现有技术中智能门锁无法准确判断开关门状态的问题。
本发明实施例的第一方面提供一种开关门状态判断装置，包括磁场测量模块、数据处理模块、判断控制模块和无线传输模块；所述磁场测量模块与数据处理模块连接，用于实时测量当前门锁位置的地磁场数据并输出至数据处理模块；所述数据处理模块与判断控制模块连接，用于对所述地磁场数据进行放大滤波处理，并将其转换为磁场数字信号后输出至判断控制模块；所述判断控制模块与无线传输模块连接，用于根据所述磁场数字信号判断当前为开门状态或关门状态并输出判断结果至无线传输模块；所述无线传输模块与移动终端无线连接，用于将所述判断结果无线传输至移动终端。
可选地，所述磁场测量模块具体用于实时测量当前门锁位置的地磁场矢量数据，并将所述地磁场矢量数据分解后输出三轴磁场分量数据至数据处理模块。
可选地，所述数据处理模块包括信号处理单元和模数转换器；所述信号处理单元与磁场测量模块和模数转换器连接，用于对所述地磁场数据进行放大滤波处理；所述模数转换器还与判断控制模块连接，用于将经放大滤波处理后的地磁场数据转换为磁场数字信号后输出至判断控制模块。
可选地，所述判断控制模块中预存有关门状态时的基准磁场，所述判断控制模块具体用于将当前接收到的磁场数字信号与所述基准磁场对比，若当前接收到的磁场数字信号与基准磁场相同，则判断为关门状态，若不相同，则判断为开门状态。可选地，所述磁场测量模块为磁阻传感器。
可选地，所述无线传输模块具体通过Z-Wave、NB-IOT、wifi和/或GSM进行无线传输。
可选地，所述的开关门状态判断装置还包括用于恢复初始设置的复位模块，所述复位模块与判断控制模块和磁场测量模块连接。
可选地，所述判断控制模块还用于根据用户输入的复位指令输出复位控制信号至复位模块。
本发明实施例第二方面提供了一种开关门状态判断方法，包括：
实时测量当前门锁位置的地磁场数据；
对所述地磁场数据进行放大滤波处理，并将其转换为磁场数字信号；
根据所述磁场数字信号判断当前为开门状态或关门状态并输出判断结果；
将所述判断结果无线传输至移动终端。
本发明实施例第三方面提供了一种智能门锁，所述智能门锁中内嵌有如上所述的开关门状态判断装置。
本发明实施例提供的技术方案中，所述开关门状态判断装置包括磁场测量模块、数据处理模块、判断控制模块和无线传输模块；所述磁场测量模块与数据处理模块连接，用于实时测量当前门锁位置的地磁场数据并输出至数据处理模块；所述数据处理模块与判断控制模块连接，用于对所述地磁场数据进行放大滤波处理，并将其转换为磁场数字信号后输出至判断控制模块；所述判断控制模块用于根据所述磁场数字信号判断当前为开门状态或关门状态并输出判断结果至无线传输模块；所述无线传输模块与移动终端无线连接，用于将所述判断结果无线传输至移动终端，因此相对于现有技术，本发明实施例通过测量地磁场数据来判断开关门状态，减少误报和破解的现象，提高了开关门状态判断的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的所述开关门状态判断装置的结构框图；
图2为本发明实施例提供的所述开关门状态判断方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的开关门状态判断装置包括磁场测量模块10、数据处理模块20、判断控制模块30和无线传输模块40，所述磁场测量模块10、数据处理模块20、判断控制模块30和无线传输模块40依次连接，其中，所述磁场测量模块10用于实时测量当前门锁位置的地磁场数据并输出至数据处理模块20；所述数据处理模块20用于对所述地磁场数据进行放大滤波处理，并将其转换为磁场数字信号后输出至判断控制模块30；所述判断控制模块30用于根据所述磁场数字信号判断当前为开门状态或关门状态并输出判断结果至无线传输模块40；所述无线传输模块40用于将所述判断结果无线传输至移动终端。
本实施例中，通过地磁场数据作为依据来判断开关门状态，具体通过磁场测量模块10实时测量当前门锁位置的地磁场数据，由于门和门锁安装完成后具有固定的活动轨迹，即具有相应的地磁场数据，因此实时测量当前门锁位置的地磁场数据，之后对该地磁场数据进行放大滤波处理后转换为磁场数字信号，得到无干扰信号且利于稳定传输的磁场数字信号，判断控制模块30基于该磁场数字信号可以相应得出当前门锁位置，进而判断当前为开门状态或关门状态，更进一步地所述判断控制模块30还可结合当前门锁处于开锁或关锁状态判断出当前是正常开门还是异常状况，例如若处于开门状态但门锁为关锁状态，则可能是由于门锁被破解导致门被打开，进而及时判断为异常开门状况输出警报，通过测量地磁场数据来判断开关门状态，配合开锁和关锁状态综合判断控制，可有效减少误报现象并及时预防门锁破解情况，提高了开关门状态判断的准确性以及安全性。
进一步地，所述判断控制模块30综合判断得出判断结果后将其输出至无线传输模块40，通过所述无线传输模块40将判断结果无线传输至移动终端，使得用户可以实时远程无线监控当前的开关门状态，具体所述无线传输模块40可通过Z-Wave、NB-IOT、wifi和/或GSM进行无线传输，即通过无线传输模块40以无线方式直接或间接实现联网，与服务器交换数据进而将判断结果远程推送至移动终端，用户可随时监控开关门状态以及是否存在异常开门等情况，提高开关门状态监控的实时性以及门锁破解的警报及时性。
进一步地，所述磁场测量模块10具体用于实时测量当前门锁位置的地磁场矢量数据，并将所述地磁场矢量数据分解后输出三轴磁场分量数据至数据处理模块20。本实施例中，在进行地磁场数据测量时，具体为测量当前门锁位置的地磁场矢量数据，并将该地磁场矢量数据分解到XYZ三轴坐标系中，得到三轴磁场分量数据，进而可得出一个航向角，由于门和门锁安装好后，其运动轨迹具有唯一性，因此每组三轴磁场分量数据和航向角也具有唯一性，具有对应的位置，可准确获知当前门锁也就是门板所处的位置，提高开关门状态判断的可靠性。
优选地，本发明实施例中，所述磁场测量模块10采用磁阻传感器来进行地磁场测量，实现三轴磁场分量数据的获取，磁阻传感器提供的输出信号几乎不受磁场变动、磁温度系数、磁传感器距离与位置变动影响，可以达到高准确度与高效能，因此相比于其他传统开关门状态判断方案，本发明实施例采用磁阻传感器的方式可有效提高开关门状态判断的准确性。
进一步地，所述数据处理模块20包括信号处理单元201和模数转换器202，所述信号处理单元201与磁场测量模块10和模数转换器202连接，所述模数转换器202还与判断控制模块30连接，其中，所述信号处理单元201用于对所述地磁场数据进行放大滤波处理；所述模数转换器202用于将经放大滤波处理后的地磁场数据转换为磁场数字信号后输出至判断控制模块30。本实施例中，在测量得到了地磁场数据后，需要对其进行数据处理，通过信号处理单元201滤除干扰信号并放大有效信号，之后将模拟的地磁场数据转换为磁场数字信号，从而得到高信噪比的信号以用于后续的逻辑判断，为判断控制模块30提供准确可靠的磁场数据。本实施例中，所示信号处理单元201可采用现有技术中常见的例如RC滤波电路以及运算放大器等等实现，本发明对此不作限定。
进一步地，本发明实施例提供的开关门状态判断装置中，所述判断控制模块30中预存有关门状态时的基准磁场，所述判断控制模块30具体用于将当前接收到的磁场数字信号与所述基准磁场对比，若当前接收到的磁场数字信号与基准磁场相同，则判断为关门状态，若不相同，则判断为开门状态。由于对于已经安装好的门锁和门板，在使用过程中的运动轨迹是具有唯一性的，对于的地磁场也是唯一的，因此，处于关门状态时的地磁场数据是唯一的，通过提前测量关门状态时的基准磁场并预存在判断控制模块30中，将其作为关门状态的基准值，只要门板或者门锁有移动(无论是正常使用还是被人为破坏)，都会导致采集到的地磁场发生变化，即偏离基准值的地磁场数据均对应了开门状态，因此所述判断控制模块30可将当前接收到的磁场数字信号与所述基准磁场对比，若当前接收到的磁场数字信号与基准磁场相同，则判断为关门状态，若不相同，则判断为开门状态，进一步地当判断为开门状态时，还可根据门锁当前的开锁和关锁状态来判断时正常开门还是异常状态，即可有效判断开关门状态也可有效预防破解的情况，通过将地磁场数据作为判断依据，有效解决开关门状态判断时误报和易破解的问题，为家居安防提供可靠稳定的方案。本实施例中，所述判断控制模块30采用STM32系列的MCU实现状态判断和控制等过程，当然，在其它实施例中也可采用其它具有相同功能的芯片，本发明对此不作限定。
优选地，请继续参阅图1，所述开关门状态判断装置还包括用于恢复初始设置的复位模块50，所述复位模块50与判断控制模块30和磁场测量模块10连接，即本实施例中可通过复位模块50清除当前开关门状态判断装置中的用户信息、基准磁场、历史数据等等，令开关门状态判断装置恢复至出厂设置，以便适应屋主更换等情况。
进一步地，所述判断控制模块30还用于根据用户输入的复位指令输出复位控制信号至复位模块50，本实施例中，为了提高安全性，避免随便被复位，需要用户输入预设的复位指令才能进行后续的复位过程，该复位指令中包括有当前屋主的身份认证信息，即只有通过当前屋主的身份认证后才可进行复位过程，确保不会被陌生人清除数据恢复出厂设置，进一步提高安全性。
上面对本发明实施例中的开关门状态判断装置进行了描述，下面对本发明实施例中的开关门状态判断方法进行描述，如图2所示，本发明实施例中开关门状态判断方法包括如下步骤：
S100、实时测量当前门锁位置的地磁场数据；
S200、对所述地磁场数据进行放大滤波处理，并将其转换为磁场数字信号；
S300、根据所述磁场数字信号判断当前为开门状态或关门状态并输出判断结果；
S400、将所述判断结果无线传输至移动终端。
上面对本发明实施例中的开关门状态判断装置进行了描述，下面对本发明实施例中的智能门锁进行描述，本发明实施例中智能门锁一个实施例包括有如上所述的开关门状态判断装置，该开关门状态判断装置内嵌于所示智能门锁中，由于上文已对所述开关门状态判断装置进行了详细描述，此处不做赘述。
综上所述，本发明实施例提供的技术方案中，所述开关门状态判断装置包括磁场测量模块、数据处理模块、判断控制模块和无线传输模块；所述磁场测量模块与数据处理模块连接，用于实时测量当前门锁位置的地磁场数据并输出至数据处理模块；所述数据处理模块与判断控制模块连接，用于对所述地磁场数据进行放大滤波处理，并将其转换为磁场数字信号后输出至判断控制模块；所述判断控制模块用于根据所述磁场数字信号判断当前为开门状态或关门状态并输出判断结果至无线传输模块；所述无线传输模块与移动终端无线连接，用于将所述判断结果无线传输至移动终端，因此相对于现有技术，本发明实施例通过测量地磁场数据来判断开关门状态，减少误报和破解的现象，提高了开关门状态判断的准确性。
以上实施例仅用以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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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精神和范围。

Claims (10)

1.一种开关门状态判断装置，其特征在于，包括磁场测量模块、数据处理模块、判断控制模块和无线传输模块；所述磁场测量模块与数据处理模块连接，用于实时测量当前门锁位置的地磁场数据并输出至数据处理模块；所述数据处理模块与判断控制模块连接，用于对所述地磁场数据进行放大滤波处理，并将其转换为磁场数字信号后输出至判断控制模块；所述判断控制模块与无线传输模块连接，用于根据所述磁场数字信号判断当前为开门状态或关门状态并输出判断结果至无线传输模块；所述无线传输模块与移动终端无线连接，用于将所述判断结果无线传输至移动终端。
2.根据权利要求1所述的开关门状态判断装置，其特征在于，所述磁场测量模块具体用于实时测量当前门锁位置的地磁场矢量数据，并将所述地磁场矢量数据分解后输出三轴磁场分量数据至数据处理模块。
3.根据权利要求1所述的开关门状态判断装置，其特征在于，所述数据处理模块包括信号处理单元和模数转换器；所述信号处理单元与磁场测量模块和模数转换器连接，用于对所述地磁场数据进行放大滤波处理；所述模数转换器还与判断控制模块连接，用于将经放大滤波处理后的地磁场数据转换为磁场数字信号后输出至判断控制模块。
4.根据权利要求1所述的开关门状态判断装置，其特征在于，所述判断控制模块中预存有关门状态时的基准磁场，所述判断控制模块具体用于将当前接收到的磁场数字信号与所述基准磁场对比，若当前接收到的磁场数字信号与基准磁场相同，则判断为关门状态，若不相同，则判断为开门状态。
5.根据权利要求1所述的开关门状态判断装置，其特征在于，所述磁场测量模块为磁阻传感器。
6.根据权利要求1所述的开关门状态判断装置，其特征在于，所述无线传输模块具体通过Z-Wave、NB-IOT、wifi和/或GSM进行无线传输。
7.根据权利要求1所述的开关门状态判断装置，其特征在于，还包括用于恢复初始设置的复位模块，所述复位模块与判断控制模块和磁场测量模块连接。
8.根据权利要求7所述的开关门状态判断装置，其特征在于，所述判断控制模块还用于根据用户输入的复位指令输出复位控制信号至复位模块。
9.一种开关门状态判断方法，其特征在于，包括：
实时测量当前门锁位置的地磁场数据；
对所述地磁场数据进行放大滤波处理，并将其转换为磁场数字信号；
根据所述磁场数字信号判断当前为开门状态或关门状态并输出判断结果；
将所述判断结果无线传输至移动终端。
10.一种智能门锁，其特征在于，所述智能门锁中内嵌有如权利要求1～8任意一项所述的开关门状态判断装置。
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