CN111885574A - 一种基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蓝牙锁技术领域，具体涉及一种基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，蓝牙锁为上锁状态，蓝牙单元处于不工作状态，此时射频唤醒接收器处于工作状态；通过移动终端启动控制APP，控制APP控制射频唤醒发射器发出电磁信号；射频唤醒接收器接收到射频唤醒发射器所发出的射频信号，接收射频信号后将唤醒蓝牙单元；蓝牙单元唤醒后，控制APP将控制无线连接单元发出身份信息与蓝牙单元进行匹配；当完成身份信息匹配后将通过控制板控制电机驱动锁闩开启；本发明采用射频唤醒发射器和射频唤醒接收器用于唤醒，在不使用时蓝牙保持不工作状态，减少能源消耗，提升续航能力。

Description

一种基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法
技术领域
本发明涉及蓝牙锁技术领域，特别是涉及一种基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法。
背景技术
目前智能家居和物联网行业飞速发展，蓝牙锁目前也应用的非常普遍，相对于传统锁具，它有不需要随身携带钥匙，可以远程监控锁具状态，远程分发密钥等特点深受用户喜欢。但由于锁具空间有限，有限的电池容量，使其工作寿命较短，需要频繁充电或是需要在牺牲用户体验来降低功耗以延长使用寿命。
现有蓝牙锁一般有两种解决方案；
其一，蓝牙锁中低功耗蓝牙芯片一直处于广播模式。这种方式，锁长时间处于蓝牙可发现状态。这样就会导致功耗很高，一般广播间隔在1-2S，平均功耗便会达到20uA，但锁中电池一般只有1000mAh，这就意味着即使不进行开锁，电池也会比较快的消耗掉；并且广播间隔在1~2S间隔，建连速度也比较慢，通常连接时间都会在3S以上。用户体验比较差。
其二，蓝牙锁面上加入一个使能按键，平时锁是进入一个极低的功耗模式，蓝牙不工作，当有需要开锁时，需要用户按开关使其进入蓝牙可发现的广播模式然后再用手机应用程序进行连接开锁。这种方案是解决了功耗问题，但由于锁面需要加入按键，需要手动操作，操作繁琐，同时增加生产组装困难和防水难度。并且用户体验比较差，成本也相对增加。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种采用射频唤醒发射器和射频唤醒接收器用于唤醒，在不使用时蓝牙保持不工作状态，减少能源消耗，提升续航能力的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法。
本发明所采用的技术方案是：一种基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，包括蓝牙锁、移动终端、设置于蓝牙锁的射频唤醒接收器、及设置于移动终端的射频唤醒发射器；
对上述方案的进一步改进为，所述蓝牙锁包括锁体、安装于锁体的锁闩；所述锁体内设置有电机、电池、控制板和检测开关，所述控制板与电机、电池和控制板电连接，所述射频唤醒接收器与控制板连接，所述控制板设置有蓝牙单元，所述移动终端设置有无线连接单元和控制APP，所述控制APP与射频唤醒发射器和无线连接单元控制连接；
对上述方案的进一步改进为，控制方法包括如下步骤：
步骤1，蓝牙锁为上锁状态，蓝牙单元处于不工作状态，此时射频唤醒接收器处于工作状态；
步骤2，通过移动终端启动控制APP，控制APP控制射频唤醒发射器发出电磁信号；
步骤3，射频唤醒接收器接收到射频唤醒发射器所发出的射频信号，接收射频信号后将唤醒蓝牙单元；
步骤4，蓝牙单元唤醒后，控制APP将控制无线连接单元发出身份信息与蓝牙单元进行匹配；
步骤5，当完成身份信息匹配后将通过控制板控制电机驱动锁闩开启。
对上述方案的进一步改进为，所述锁体包括外壳体、装设于外壳体内的内壳体，所述内壳体底部设置第一安置槽，位于第一安置槽上侧设置有第二安置槽；
对上述方案的进一步改进为，所述电池安装于第一安置槽，所述电机安装于第二安置槽，所述控制板设置于内壳体表面；
对上述方案的进一步改进为，所述电机驱动连接有拨动块，所述拨动块驱动所述锁闩活动。
对上述方案的进一步改进为，所述内壳体表面设置滑槽，所述锁闩活动于滑槽内，所述滑槽内开设旋转槽，所述电机驱动端延伸至旋转槽，所述拨动块设置于旋转槽内，所述内壳体靠近旋转槽一侧设置有拨动感应器，所述拨动感应器与控制板连接；
对上述方案的进一步改进为，所述内壳体位于滑槽一侧设置有锁孔，所述检测开关连接于所述锁孔；
对上述方案的进一步改进为，所述电机驱动端为十字驱动轴设置，所述拨动块设置与十字驱动轴匹配的十字槽；
对上述方案的进一步改进为，所述拨动块设置有第一拨动轮和第二拨动轮，所述第一拨动轮对应于所述拨动感应器，所述锁闩对应第二拨动轮开设拨动槽；
对上述方案的进一步改进为，所述外壳体设置有锁梁，所述锁梁一端连接于所述内壳体、另一端可活动于所述锁孔，所述锁梁靠近锁孔一端开设有锁制槽，所述锁闩对应于所述锁制槽。
对上述方案的进一步改进为，所述移动终端为手机、手环或平板电脑设置；
对上述方案的进一步改进为，所述无线连接单元为蓝牙连接单元、WIFI连接单元或GSM连接单元设置。
对上述方案的进一步改进为，所述射频唤醒接收器为OOK调幅射频唤醒接收器；所述射频唤醒发射器为OOK调幅射频唤醒发射器；
对上述方案的进一步改进为，所述蓝牙单元包括MCU控制模块及蓝牙射频模块；
对上述方案的进一步改进为，所述蓝牙单元设置有天线模块，所述天线模块设置于内壳体底部。
对上述方案的进一步改进为，所述天线模块包括第一天线，所述第一天线连接有天线开关，所述天线开关分别与蓝牙射频模块和射频唤醒接收器连接。
对上述方案的进一步改进为，所述天线模块包括第一天线和第二天线，所述第一天线与所述射频唤醒接收器连接，所述第二天线与所述蓝牙射频模块连接。
对上述方案的进一步改进为，所述步骤1中，蓝牙上锁状态，蓝牙射频模块处于不工作状态电流为0；
射频唤醒接收器处于工作状态电流为0.3uA。
对上述方案的进一步改进为，所述步骤3中，射频唤醒接收器接收到射频唤醒发射器所发出的OOK调幅射频信号，天线模块将接收的OOK调幅射频信号传输至射频唤醒接收器，射频唤醒接收器将启动唤醒，将唤醒信息传输至MCU控制模块， MCU控制模块将控制蓝牙射频模块唤醒。
对上述方案的进一步改进为，所述步骤4中，蓝牙锁设置有若干组，每组均设置蓝牙单元，每组的蓝牙单元具有不同的身份信息，控制APP将输入身份信息后再通过无线连接单元将信息传输至蓝牙单元进行身份匹配；
对上述方案的进一步改进为，所述步骤5中，控制板通过MCU控制模块用于控制电机传动，在电机传动过程中带动锁闩开启；
对上述方案的进一步改进为，在锁闩锁入锁体后，通过检测开关检测锁闩是否锁入到位，锁入后将传输控制板，控制板将控制蓝牙单元进入不工作状态、射频唤醒接收器处于工作状态。
本发明的有益效果是：
相比传统的蓝牙锁，本发明采用射频唤醒发射器和射频唤醒接收器用于唤醒，在不使用时蓝牙保持不工作状态，减少能源消耗，提升续航能力；在使用中通过低功耗的射频唤醒接收器进行工作，蓝牙单元处于不工作，当需要连接时通过射频唤醒接收器接收信号后将蓝牙单元唤醒再进行开锁工作；当锁闩再次锁入后通过检测开关将检测所述到位后，通过控制板重新启动射频唤醒接收器工作、蓝牙单元不工作。具体是，蓝牙锁、移动终端、设置于蓝牙锁的射频唤醒接收器、及设置于移动终端的射频唤醒发射器；蓝牙锁包括锁体、安装于锁体的锁闩；锁体内设置有电机、电池、控制板和检测开关，控制板与电机、电池和控制板电连接，射频唤醒接收器与控制板连接，控制板设置有蓝牙单元，移动终端设置有无线连接单元和控制APP，控制APP与射频唤醒发射器和无线连接单元控制连接；蓝牙锁是通过电池用于续航，通过控制板用于主要运行控制使用，具有检测开关配合电机与锁闩进行开锁和闭锁。而设置移动终端设置控制APP来控制射频唤醒发射器和无线连接单元进行配合控制开锁。
控制方法，蓝牙锁为上锁状态，蓝牙单元处于不工作状态，此时射频唤醒接收器处于工作状态；通过移动终端启动控制APP，控制APP控制射频唤醒发射器发出电磁信号；射频唤醒接收器接收到射频唤醒发射器所发出的射频信号，接收射频信号后将唤醒蓝牙单元；蓝牙单元唤醒后，控制APP将控制无线连接单元发出身份信息与蓝牙单元进行匹配；当完成身份信息匹配后将通过控制板控制电机驱动锁闩开启，当身份信息匹配不成功时，则锁闩不开启，控制板将控制蓝牙单元重新进入不工作，射频唤醒接收器则保持工作状态。
附图说明
图1 为本发明的原理示意图；
图2 为本发明蓝牙锁的结构示意图；
图3 为本发明蓝牙锁的内部结构示意图；
图4 为本发明控制方法的示意图；
图5 为本发明天线的实施例的示意图；
图6 为本发明天线另一实施的例示意图；。
附图标记说明：蓝牙锁100、锁体110、外壳体111、锁梁111a、锁制槽111b、内壳体112、滑槽112a、旋转槽112b、拨动感应器112c、锁孔112d、第一安置槽113、第二安置槽114、锁闩120、拨动槽121、电机130、拨动块131、第一拨动轮131a、第二拨动轮131b、十字驱动轴132、电池140、控制板150。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1~图6所示，一种基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，包括蓝牙锁100、移动终端、设置于蓝牙锁100的射频唤醒接收器、及设置于移动终端的射频唤醒发射器；所述蓝牙锁100包括锁体110、安装于锁体110的锁闩120；所述锁体110内设置有电机130、电池140、控制板150和检测开关160，所述控制板150与电机130、电池140和控制板150电连接，所述射频唤醒接收器与控制板150连接，所述控制板150设置有蓝牙单元，所述移动终端设置有无线连接单元和控制APP，所述控制APP与射频唤醒发射器和无线连接单元控制连接。
参阅图2~图3其中，锁体110包括外壳体111、装设于外壳体111内的内壳体112，所述内壳体112底部设置第一安置槽113，位于第一安置槽113上侧设置有第二安置槽114；进一步改进为，所述电池140安装于第一安置槽113，所述电机130安装于第二安置槽114，所述控制板150设置于内壳体112表面，采用内壳体112和外壳体111的结合，使得整体结构更加稳定可靠，通过内壳体112的安置槽用于电机130、电池140等结构进行安装，安装方便，结构稳定性好。
电机130驱动连接有拨动块131，所述拨动块131驱动所述锁闩120活动，通过拨动块131的作用，使得锁闩120能够活动实现蓝牙锁100的开启和锁定。
内壳体112表面设置滑槽112a，所述锁闩120活动于滑槽112a内，通过滑槽112a供锁闩120活动，在活动过程中用于蓝牙锁100的开启和锁定。
滑槽112a内开设旋转槽112b，所述电机130驱动端延伸至旋转槽112b，所述拨动块131设置于旋转槽112b内，所述内壳体112靠近旋转槽112b一侧设置有拨动感应器112c，所述拨动感应器112c与控制板150连接；通过旋转槽112b和拨动感应器112c的配合，使得拨动块131在旋转槽112b内进行旋转，在旋转过程中触动拨动感应器112c，拨动感应器112c将拨动信号传输至控制板150，以便感应蓝牙锁100的开启和锁定。
内壳体112位于滑槽112a一侧设置有锁孔112d，所述检测开关160连接于所述锁孔112d；通过锁孔112d位置永远检测蓝牙锁100是否锁入到位。
电机130驱动端为十字驱动轴132设置，所述拨动块131设置与十字驱动轴132匹配的十字槽；采用十字驱动轴132配合十字槽的配合，驱动稳定性好，结构强度高。
拨动块131设置有第一拨动轮131a和第二拨动轮131b，所述第一拨动轮131a对应于所述拨动感应器112c，所述锁闩120对应第二拨动轮131b开设拨动槽121；通过第一拨动轮131a用于驱动拨动感应器112c实现感应驱动，通过第二拨动轮131b用于拨动槽121带动锁闩120在滑槽112a内活动，实新锁制作用。
外壳体111设置有锁梁111a，所述锁梁111a一端连接于所述内壳体112、另一端可活动于所述锁孔112d，所述锁梁111a靠近锁孔112d一端开设有锁制槽111b，所述锁闩120对应于所述锁制槽111b，锁梁111a用于整体结构的锁入使用，具体锁定是通过锁闩120经过第二拨动轮131b拨动后滑入至锁制槽111b内实现固定锁制。
移动终端为手机、手环或平板电脑设置；通过手机、手环或平板电脑均可通过安装APP后实现蓝牙连接控制，且自带蓝牙、WIFI、GSM无线连接，连接方便。
无线连接单元为蓝牙连接单元、WIFI连接单元或GSM连接单元设置，当然也不限制于以上的无线连接单元，可实现快速连接控制使用。
射频唤醒接收器为OOK调幅射频唤醒接收器；所述射频唤醒发射器为OOK调幅射频唤醒发射器，OOK（On-Off Keying）二进制启闭键控调制技术是ASK（Amplitude ShiftKeying）幅移键控调制技术的特例，广泛应用在许多低频射频应用中的数字通信调制技术。最简单的ASK方式是当信号源要发送‘1’时，它就发送一个高幅值的载波，当需要发送‘0’时，它就发送一个低幅值的载波。OOK调制是这种方法的进一步简化版本，信号源在需要发送‘0’的时候不用发送载波。
蓝牙单元包括MCU控制模块及蓝牙射频模块，通过MCU控制模块作用控制板150的控制使用，通过蓝牙射频模块用于连接传输控制指令。
蓝牙单元设置有天线模块，所述天线模块设置于内壳体112底部，通过天线模块用于接收信号，而将天线安装于底部，预防出现干扰，提升连接效率和效果。
参阅图5所示，本实施例中，天线模块包括第一天线，所述第一天线连接有天线开关，所述天线开关分别与蓝牙射频模块和射频唤醒接收器连接，通过第一天线配合天线开关，可用于交替蓝牙射频模块与射频唤醒接收器的天线接收使用，节省成本，提升实用性。
参阅图6所示，在另一实施例中，与上述实施例不同之处在于，天线模块包括第一天线和第二天线，所述第一天线与所述射频唤醒接收器连接，所述第二天线与所述蓝牙射频模块连接，采用两组单独的天线进行连接工作，连接效率更快。
本发明采用了独立的射频唤醒发射器和射频唤醒接收器用于唤醒，在不使用时，在不使用时蓝牙保持不工作状态，提升续航能力；在使用中通过低功耗的射频唤醒接收器进行工作，蓝牙单元处于不工作，当需要连接时通过射频唤醒接收器接收信号后将蓝牙单元唤醒再进行开锁工作；当锁闩120再次锁入后通过检测开关160将检测所述到位后，通过控制板150重新启动射频唤醒接收器工作、蓝牙单元不工作。具体是，蓝牙锁100、移动终端、设置于蓝牙锁100的射频唤醒接收器、及设置于移动终端的射频唤醒发射器；蓝牙锁100包括锁体110、安装于锁体110的锁闩120；锁体110内设置有电机130、电池140、控制板150和检测开关160，控制板150与电机130、电池140和控制板150电连接，射频唤醒接收器与控制板150连接，控制板150设置有蓝牙单元，移动终端设置有无线连接单元和控制APP，控制APP与射频唤醒发射器和无线连接单元控制连接；蓝牙锁100是通过电池140用于续航，通过控制板150用于主要运行控制使用，具有检测开关160配合电机130与锁闩120进行开锁和闭锁。而设置移动终端设置控制APP来控制射频唤醒发射器和无线连接单元进行配合控制开锁。
参阅图4所示，控制方法包括如下步骤：
步骤1，蓝牙锁100为上锁状态，蓝牙单元处于不工作状态，此时射频唤醒接收器处于工作状态；
步骤2，通过移动终端启动控制APP，控制APP控制射频唤醒发射器发出电磁信号；
步骤3，射频唤醒接收器接收到射频唤醒发射器所发出的射频信号，接收射频信号后将唤醒蓝牙单元；
步骤4，蓝牙单元唤醒后，控制APP将控制无线连接单元发出身份信息与蓝牙单元进行匹配；
步骤5，当完成身份信息匹配后将通过控制板150控制电机130驱动锁闩120开启。
蓝牙上锁状态，蓝牙射频模块处于不工作状态电流为0；射频唤醒接收器处于工作状态电流为0.3uA。可最大限度的降低能耗，大大提升续航能力，减少蓝牙锁100在待机状态下的电流消耗。
射频唤醒接收器接收到射频唤醒发射器所发出的OOK调幅射频信号，天线模块将接收的OOK调幅射频信号传输至射频唤醒接收器，射频唤醒接收器将启动唤醒，将唤醒信息传输至MCU控制模块， MCU控制模块将控制蓝牙射频模块唤醒，采用OOK调幅射频信号用于唤醒控制，能够最大化的节省能源，提升续航能力，保持蓝牙锁100能够持续工作。
蓝牙锁100设置有若干组，每组均设置蓝牙单元，每组的蓝牙单元具有不同的身份信息，控制APP将输入身份信息后再通过无线连接单元将信息传输至蓝牙单元进行身份匹配，控制板150通过MCU控制模块用于控制电机130传动，在电机130传动过程中带动锁闩120开启，锁闩120锁入锁体110后，通过检测开关160检测锁闩120是否锁入到位，锁入后将传输控制板150，控制板150将控制蓝牙单元进入不工作状态、射频唤醒接收器处于工作状态。采用多组结构，可通过控制APP作用控制多组的蓝牙锁100使用，只需输入相匹配的身份认证即可，而认证不成功将恢复不工作状态，持续节省能源。
蓝牙锁100为上锁状态，蓝牙单元处于不工作状态，此时射频唤醒接收器处于工作状态；通过移动终端启动控制APP，控制APP控制射频唤醒发射器发出电磁信号；射频唤醒接收器接收到射频唤醒发射器所发出的射频信号，接收射频信号后将唤醒蓝牙单元；蓝牙单元唤醒后，控制APP将控制无线连接单元发出身份信息与蓝牙单元进行匹配；当完成身份信息匹配后将通过控制板150控制电机130驱动锁闩120开启，当身份信息匹配不成功时，则锁闩120不开启，控制板150将控制蓝牙单元重新进入不工作，射频唤醒接收器则保持工作状态。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：包括蓝牙锁、移动终端、设置于蓝牙锁的射频唤醒接收器、及设置于移动终端的射频唤醒发射器；
所述蓝牙锁包括锁体、安装于锁体的锁闩；所述锁体内设置有电机、电池、控制板和检测开关，所述控制板与电机、电池和控制板电连接，所述射频唤醒接收器与控制板连接，所述控制板设置有蓝牙单元，所述移动终端设置有无线连接单元和控制APP，所述控制APP与射频唤醒发射器和无线连接单元控制连接；
控制方法包括如下步骤：
步骤1，蓝牙锁为上锁状态，蓝牙单元处于不工作状态，此时射频唤醒接收器处于工作状态；
步骤2，通过移动终端启动控制APP，控制APP控制射频唤醒发射器发出电磁信号；
步骤3，射频唤醒接收器接收到射频唤醒发射器所发出的射频信号，接收射频信号后将唤醒蓝牙单元；
步骤4，蓝牙单元唤醒后，控制APP将控制无线连接单元发出身份信息与蓝牙单元进行匹配；
步骤5，当完成身份信息匹配后将通过控制板控制电机驱动锁闩开启。
2.根据权利要求1所述的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：所述锁体包括外壳体、装设于外壳体内的内壳体，所述内壳体底部设置第一安置槽，位于第一安置槽上侧设置有第二安置槽；
所述电池安装于第一安置槽，所述电机安装于第二安置槽，所述控制板设置于内壳体表面；
所述电机驱动连接有拨动块，所述拨动块驱动所述锁闩活动。
3.根据权利要求2所述的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：所述内壳体表面设置滑槽，所述锁闩活动于滑槽内，所述滑槽内开设旋转槽，所述电机驱动端延伸至旋转槽，所述拨动块设置于旋转槽内，所述内壳体靠近旋转槽一侧设置有拨动感应器，所述拨动感应器与控制板连接；
所述内壳体位于滑槽一侧设置有锁孔，所述检测开关连接于所述锁孔；
所述电机驱动端为十字驱动轴设置，所述拨动块设置与十字驱动轴匹配的十字槽；
所述拨动块设置有第一拨动轮和第二拨动轮，所述第一拨动轮对应于所述拨动感应器，所述锁闩对应第二拨动轮开设拨动槽；
所述外壳体设置有锁梁，所述锁梁一端连接于所述内壳体、另一端可活动于所述锁孔，所述锁梁靠近锁孔一端开设有锁制槽，所述锁闩对应于所述锁制槽。
4.根据权利要求3所述的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：所述移动终端为手机、手环或平板电脑设置；
所述无线连接单元为蓝牙连接单元、WIFI连接单元或GSM连接单元设置。
5.根据权利要求4所述的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：所述射频唤醒接收器为OOK调幅射频唤醒接收器；所述射频唤醒发射器为OOK调幅射频唤醒发射器；
所述蓝牙单元包括MCU控制模块及蓝牙射频模块；
所述蓝牙单元设置有天线模块，所述天线模块设置于内壳体底部。
6.根据权利要求5所述的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：所述天线模块包括第一天线，所述第一天线连接有天线开关，所述天线开关分别与蓝牙射频模块和射频唤醒接收器连接。
7.根据权利要求5所述的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：所述天线模块包括第一天线和第二天线，所述第一天线与所述射频唤醒接收器连接，所述第二天线与所述蓝牙射频模块连接。
8.根据权利要求7所述的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：所述步骤1中，蓝牙上锁状态，蓝牙射频模块处于不工作状态电流为0；
射频唤醒接收器处于工作状态电流为0.3uA。
9.根据权利要求8所述的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：所述步骤3中，射频唤醒接收器接收到射频唤醒发射器所发出的OOK调幅射频信号，天线模块将接收的OOK调幅射频信号传输至射频唤醒接收器，射频唤醒接收器将启动唤醒，将唤醒信息传输至MCU控制模块， MCU控制模块将控制蓝牙射频模块唤醒。
10.根据权利要求9所述的基于快速建连的低功耗蓝牙锁控制方法，其特征在于：所述步骤4中，蓝牙锁设置有若干组，每组均设置蓝牙单元，每组的蓝牙单元具有不同的身份信息，控制APP将输入身份信息后再通过无线连接单元将信息传输至蓝牙单元进行身份匹配；
所述步骤5中，控制板通过MCU控制模块用于控制电机传动，在电机传动过程中带动锁闩开启；
在锁闩锁入锁体后，通过检测开关检测锁闩是否锁入到位，锁入后将传输控制板，控制板将控制蓝牙单元进入不工作状态、射频唤醒接收器处于工作状态。
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