CN113052128A - 一种智能锁抗干扰方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能锁抗干扰方法，其包括：触摸检测模块检测指纹模组上是否有触摸信号；若是有触摸信号，发送唤醒信号至微处理器，微处理器定期重复读取触摸检测模块的输出电平；根据读取的输出电平判断指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号；若是持续稳定的信号，微处理器控制指纹识别模块采集当前指纹传感图像；判断所采集的指纹传感图像是否为有效的皮肤纹路图像；若是，提取当前指纹传感图像中的指纹特征值；判断所提取的指纹特征值数量是否超过预设数量；若是，则唤醒智能锁锁体。同时还公开了一种智能锁抗干扰系统。
Description
技术领域
本发明涉及智能锁领域，更具体地涉及一种智能锁抗干扰方法及系统。
背景技术
随着科技的发展，智能家居时代的到来，越来越多的人开始选择智能锁，而具备指纹识别功能的智能锁，其指纹识别功能的激活方式从以前的滑盖式、翻盖式，发展到现在的“一握开”式，“一握开”式的智能锁在门锁的把手机构上嵌有指纹识别模组，用户握住把手并将手指按在指纹识别模组上，即可启动指纹验证，在验证成功后可以直接拧转把手开门，相较于滑盖或翻盖打开指纹验证区域的锁，“一握开”式使用起来更便捷，然而，由于“一握开”式没有保护盖的遮挡，指纹模组直接暴露在外，对其抗静电、电磁干扰等性能提出了更高的要求，即静电放电抗扰度限值应符合GB/T 17626.2-2006中试验等级4的规定，射频电磁场辐射抗扰度限值应符合GB/T 17626.3-2016中试验等级3的规定，试验中电子防盗锁不应有误动作，试验后应能正常工作。
专利号为CN109559417A-一种可预防指纹识别模组静电干扰MCU控制器芯片的智能锁及其运行方法的中国专利，从硬件或结构层面设计了抗静电干扰的电路专利，这些方式有助于避免电子元器件因受到强静电而导致的损坏，但在实际进行以上所述静电或电磁抗扰测试中，仍无法完全避免智能锁被干扰唤醒、键盘灯或显示屏亮起等误动作，而误动作容易给用户造成疑惑或不安全感，会降低用户对智能锁安全性的信任度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种智能锁抗干扰方法。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种智能锁抗干扰系统。
为解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种智能锁抗干扰方法，其包括：
触摸检测模块检测指纹模组上是否有触摸信号；
若是有触摸信号，发送唤醒信号至微处理器，微处理器定期重复读取触摸检测模块的输出电平；
根据读取的输出电平判断指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号；
若是持续稳定的信号，微处理器控制指纹识别模块采集当前指纹传感图像；
判断所采集的指纹传感图像是否为有效的皮肤纹路图像；
若是，提取当前指纹传感图像中的指纹特征值；
判断所提取的指纹特征值数量是否超过预设数量；
若是，则唤醒智能锁锁体。
其进一步技术方案为：所述根据读取的输出电平判断指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号，具体包括：
判断所读取的输出电平是否超过80％以上为触发电平，且最终是否保持在触发电平；其中，所述触发电平为指纹模组区域被触摸时产生的与初始电平相反的电平。
其进一步技术方案为：若指纹模组上的触摸信号不是持续稳定的信号，则判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
其进一步技术方案为：若所采集的指纹传感图像不是有效的皮肤纹路图像，则判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
其进一步技术方案为：若所提取的指纹特征值数量不超过预设数量，则判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
其进一步技术方案为：所述唤醒智能锁锁体之后，还包括：比对所提取的指纹特征值与预先存储的指纹信息是否一致，若一致则进行开锁。
其进一步技术方案为：所述唤醒智能锁锁体具体包括：
唤醒智能锁锁体的显示屏、语音交互模块和触摸键盘及其背光灯，以提示用户继续进行开门验证。
为解决上述技术问题，根据本发明的另一方面，提供一种智能锁抗干扰系统，其包括：
触摸检测模块，用于检测指纹模组上是否有触摸信号，若是有触摸信号则发送唤醒信号至微处理器；
指纹识别模块，用于采集当前指纹传感图像；
微处理器，包括:
控制处理模块，用于在接收到唤醒信号后定期重复读取触摸检测模块的输出电平；
第一判断模块，用于根据读取的输出电平判断指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号；
所述控制处理模块，还用于在触摸信号为持续稳定的信号时控制指纹识别模块工作，以获取当前指纹传感图像；
第二判断模块，用于判断当前指纹传感图像是否为有效的皮肤纹路图像；
提取模块，用于在当前指纹传感图像为有效的皮肤纹路图像时提取当前指纹传感图像中的指纹特征值；
第三判断模块，用于判断所提取的指纹特征值数量是否超过预设数量；
所述控制处理模块，还用于在指纹特征值数量超过预设数量时唤醒智能锁锁体的显示屏、语音交互模块和触摸键盘及其背光灯，以与用户进行交互。
其进一步技术方案为：所述控制处理模块还用于在触摸信号不是持续稳定的信号时，判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号；在采集的指纹传感图像不是有效的皮肤纹路图像时，判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号；或者在提取的指纹特征值数量不超过预设数量时，判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
其进一步技术方案为：所述微处理器还包括比对模块，所述比对模块用于在唤醒智能锁锁体的显示屏、语音交互模块和触摸键盘及其背光灯后比对所提取的指纹特征值与预先存储的指纹信息是否一致；所述控制处理模块还用于在提取的指纹特征值与预先存储的指纹信息一致时，驱动智能锁锁体电机工作以进行开锁。
与现有技术相比，本发明通过检测指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号，可检测该触摸信号是否是干扰源为短暂的静电放电干扰产生的，排除静电放电干扰后通过判断采集的当前指纹传感图像是否为有效的皮肤纹路图来检测该触摸信号是否是干扰源为较长时间的射频电磁场辐射干扰产生的，并在排除电磁场辐射干扰后通过提取当前指纹传感图像中的指纹特征值，以通过指纹特征值的数量来检测该触摸信号是否是用户误触碰指纹模组而产生的，在滤除了上述三种干扰后才唤醒智能锁锁体，即本发明只有在判定为真正意图明显的用户指纹验证操作时，才会唤醒智能锁锁体，以避免锁体键盘或显示屏在干扰中亮起等误动作，从而实现排除过滤干扰、避免非指纹触摸唤醒的目的，给予用户良好的使用体验。
附图说明
图1是本发明智能锁抗干扰方法一具体实施例的流程示意图。
图2是本发明智能锁抗干扰系统一具体实施例的结构框图示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
参照图1，图1为本发明智能锁抗干扰方法一具体实施例的流程示意图。在附图所示的实施例中，所述智能锁抗干扰方法包括：
S101、触摸检测模块检测指纹模组上是否有触摸信号，若是，执行步骤S102。
本发明中，所述触摸检测模块可采用金属环电路触发检测，金属环电路包括设置在指纹模组周围的一圈金属环和与微处理器连接的触摸检测电路，金属环经过触摸检测电路连接到微处理器的唤醒信号引脚，当金属环被触摸时，反馈在电路中产生电平变化，通过检测电平变化可获知是否有触摸信号；或者是采用指纹传感器检测，指纹传感器表面分布有探测点，当按压指纹传感器表面达到触发面积以上，指纹传感器会通过引脚输出唤醒信号至微处理器。
可理解地，若检测到没有触摸信号时，触摸检测模块可定期重复检测指纹模组区域是否被触摸。
S102、发送唤醒信号至微处理器，微处理器定期重复读取触摸检测模块的输出电平。
本实施例中，微处理器每隔10ms读取来自触摸检测模块的输出电平，可理解地，即每隔10ms读取其唤醒信号引脚的电平值，并记录，重复读取20次。得到20组记录值以后，分析这些值的变化。
本发明中，指纹模组未被触发时，微处理器读取到的唤醒信号引脚的电平值定义为初始电平；当指纹模组区域被触摸时，微处理器读取到的唤醒信号引脚的电平值定义为触发电平。
S103、根据读取的输出电平判断指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号，若是，执行步骤104-S107，若否，执行步骤S109。
本实施例中，如果记录值大部分持续且维持在触发电平，则认为可能是真实的触发。
具体地，该步骤中，判断所读取的输出电平是否超过80％以上为触发电平，且最终是否保持在触发电平，若否，则此次信号为干扰信号，很大可能是静电放电干扰，忽略此次触摸信号，不进行任何处理；而若是，则可排除干扰源为短暂的静电放电干扰。
S104、微处理器控制指纹识别模块采集当前指纹传感图像。
S105、判断所采集的指纹传感图像是否为有效的皮肤纹路图像，若是，执行步骤S106，若否，执行步骤S109。
若干扰源为较长时间的射频电磁场辐射干扰，或低温天气水珠凝结所致的导电现象干扰，或指纹模组区域的触摸检测功能采用表面受压变化检测方式时由于指纹传感器表面探测点受压(非人体按压)而产生稳定的触摸唤醒信号造成的干扰，步骤S102～S103无法排除此类干扰，因指纹传感器生成传感图像的原理是电容充放电计算，而人体皮肤上有凹凸的纹路，指纹传感器在皮肤触摸下才能形成皮肤纹路图像，上述几类干扰无法在指纹传感器上形成有效的指纹传感图像，因此，若指纹传感图像不是有效的皮肤纹路图像，则此次信号为干扰信号，忽略此次触摸信号，不进行任何处理，若是有效的皮肤纹路图像，则可排除上述干扰。
S106、提取当前指纹传感图像中的指纹特征值。
该步骤中，特征值指的是指纹纹路中的分叉、漩涡等特别形状的特征转化而成的数据。
可理解地，指纹模组还可能受到用户的误触摸，即可能是用户手掌等皮肤区域触碰到了指纹传感器，这种并非目的明确的指纹识别动作而导致的触摸信号，步骤S104～S105无法排除此类干扰。本发明通过检测是否能够从指纹传感图像中提取足够多的指纹特征值来检测是否是用户误触摸，若无法提取出足够的符合特征点的数据，则此次信号为干扰信号，忽略此次触摸信号，不进行任何处理，若可提取出超过预设数量的特征值则可排除用户手掌等部位误触摸的干扰。
S107、判断所提取的指纹特征值数量是否超过预设数量，若是，执行步骤S108，若否，执行步骤S109。
S108、唤醒智能锁锁体，且比对所提取的指纹特征值与预先存储的指纹信息是否一致，若一致则进行开锁。
该步骤中，当确定为真正意图明显的用户指纹验证操作时，唤醒智能锁锁体的显示屏、语音交互模块和触摸键盘及其背光灯，以与用户交互，提示用户继续进行开门验证，并在验证通过时开锁。
S109、判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
该步骤中，若判定触摸信号为干扰信号，则微处理器不对该触摸信号做任何处理。
可知，本发明提出一种软件层面的抗干扰方法，相比于以往的硬件方式抗干扰，通过持续信号检测、传感图像检测以及指纹特征值检测这三个层次的软件逻辑判断，可以应对更多的干扰场景，且在进行上述软件逻辑判断的过程中，仅微处理器与指纹检测模块和指纹识别模块在静默运行，执行检测和判断，在判定为真正意图明显的用户指纹验证操作之前，不会唤醒显示屏和键盘灯光等用户交互界面，避免了键盘或显示屏在干扰中亮起等误动作，给予用户良好的使用体验。
参照图2，图2为本发明为智能锁抗干扰系统一具体实施例的结构框图示意图。在附图所示的实施例中，所述智能锁抗干扰系统包括触摸检测模块10、指纹识别模块30以及微处理器20；其中，所述触摸检测模块10用于检测指纹模组上是否有触摸信号，若是有触摸信号则发送唤醒信号至微处理器20；所述指纹识别模块30用于采集当前指纹传感图像；所述微处理器20包括控制处理模块201、第一判断模块202、第二判断模块203、提取模块204、第三判断模块205以及比对模块206，所述控制处理模块201用于在接收到唤醒信号后定期重复读取触摸检测模块10的输出电平；所述第一判断模块202用于根据读取的输出电平判断指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号；所述控制处理模块201还用于在触摸信号为持续稳定的信号时控制指纹识别模块30工作，以获取当前指纹传感图像；所述第二判断模块203用于判断当前指纹传感图像是否为有效的皮肤纹路图像；所述提取模块204用于在当前指纹传感图像为有效的皮肤纹路图像时提取当前指纹传感图像中的指纹特征值，本实施例中，特征值指的是指纹纹路中的分叉、漩涡等特别形状的特征转化而成的数据；所述第三判断模块205用于判断所提取的指纹特征值数量是否超过预设数量；所述控制处理模块201还用于在指纹特征值数量超过预设数量时唤醒智能锁锁体40的显示屏、语音交互模块和触摸键盘及其背光灯，以与用户进行交互；所述比对模块206用于在唤醒智能锁锁体40的显示屏、语音交互模块和触摸键盘及其背光灯后比对所提取的指纹特征值与预先存储的指纹信息是否一致；且所述控制处理模块201还用于在提取的指纹特征值与预先存储的指纹信息一致时，驱动智能锁锁体40电机工作以进行开锁。
进一步地，所述控制处理模块201还用于在触摸信号不是持续稳定的信号时，判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号；在采集的指纹传感图像不是有效的皮肤纹路图像时，判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号；或者是在提取的指纹特征值数量不超过预设数量时，判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
优选地，本实施例中，触摸检测模块10可采用金属环电路触发检测，金属环电路包括设置在指纹模组周围的一圈金属环和与微处理器20连接的触摸检测电路，金属环经过触摸检测电路连接到微处理器20的唤醒信号引脚，当金属环被触摸时，反馈在电路中产生电平变化，通过检测电平变化可获知是否有触摸信号；或者是可采用指纹传感器检测，指纹传感器表面分布有探测点，当按压指纹传感器表面达到触发面积以上，指纹传感器会通过引脚输出唤醒信号至微处理器20；通过微处理器20中的第一判断模块202来检测是否是时间较短的静电放电干扰，通过第二判断模块203来检测是否是时间较长的电磁辐射干扰或者是其他干扰；并可通过第三判断模块205检测是否是用户误触摸干扰，可进行三个层次的软件逻辑判断，从而排除多方面干扰，避免非指纹触摸唤醒时键盘或显示屏在干扰中亮起等误动作。
综上所述，本发明通过检测指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号，可检测该触摸信号是否是干扰源为短暂的静电放电干扰产生的，排除静电放电干扰后通过判断采集的当前指纹传感图像是否为有效的皮肤纹路图来检测该触摸信号是否是干扰源为较长时间的射频电磁场辐射干扰产生的，并在排除电磁场辐射干扰后通过提取当前指纹传感图像中的指纹特征值，以通过指纹特征值的数量来检测该触摸信号是否是用户误触碰指纹模组而产生的，在滤除了上述三种干扰后才唤醒智能锁锁体，即本发明只有在判定为真正意图明显的用户指纹验证操作时，才会唤醒智能锁锁体，以避免锁体键盘或显示屏在干扰中亮起等误动作，从而实现排除过滤干扰、避免非指纹触摸唤醒的目的，给予用户良好的使用体验。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。而对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能锁抗干扰方法，其特征在于，所述智能锁抗干扰方法包括：
触摸检测模块检测指纹模组上是否有触摸信号；
若是有触摸信号，发送唤醒信号至微处理器，微处理器定期重复读取触摸检测模块的输出电平；
根据读取的输出电平判断指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号；
若是持续稳定的信号，微处理器控制指纹识别模块采集当前指纹传感图像；
判断所采集的指纹传感图像是否为有效的皮肤纹路图像；
若是，提取当前指纹传感图像中的指纹特征值；
判断所提取的指纹特征值数量是否超过预设数量；
若是，则唤醒智能锁锁体。
2.如权利要求1所述的智能锁抗干扰方法，其特征在于：所述根据读取的输出电平判断指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号，具体包括：
判断所读取的输出电平是否超过80％以上为触发电平，且最终是否保持在触发电平；其中，所述触发电平为指纹模组区域被触摸时产生的与初始电平相反的电平。
3.如权利要求1所述的智能锁抗干扰方法，其特征在于：若指纹模组上的触摸信号不是持续稳定的信号，则判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
4.如权利要求1所述的智能锁抗干扰方法，其特征在于：若所采集的指纹传感图像不是有效的皮肤纹路图像，则判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
5.如权利要求1所述的智能锁抗干扰方法，其特征在于：若所提取的指纹特征值数量不超过预设数量，则判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
6.如权利要求1所述的智能锁抗干扰方法，其特征在于：所述唤醒智能锁锁体之后，还包括：比对所提取的指纹特征值与预先存储的指纹信息是否一致，若一致则进行开锁。
7.如权利要求1所述的智能锁抗干扰方法，其特征在于：所述唤醒智能锁锁体具体包括：
唤醒智能锁锁体的显示屏、语音交互模块和触摸键盘及其背光灯，以提示用户继续进行开门验证。
8.一种智能锁抗干扰系统，其特征在于，所述智能锁抗干扰系统包括：
触摸检测模块，用于检测指纹模组上是否有触摸信号，若是有触摸信号则发送唤醒信号至微处理器；
指纹识别模块，用于采集当前指纹传感图像；
微处理器，包括:
控制处理模块，用于在接收到唤醒信号后定期重复读取触摸检测模块的输出电平；
第一判断模块，用于根据读取的输出电平判断指纹模组上的触摸信号是否为持续稳定的信号；
所述控制处理模块，还用于在触摸信号为持续稳定的信号时控制指纹识别模块工作，以获取当前指纹传感图像；
第二判断模块，用于判断当前指纹传感图像是否为有效的皮肤纹路图像；
提取模块，用于在当前指纹传感图像为有效的皮肤纹路图像时提取当前指纹传感图像中的指纹特征值；
第三判断模块，用于判断所提取的指纹特征值数量是否超过预设数量；
所述控制处理模块，还用于在指纹特征值数量超过预设数量时唤醒智能锁锁体的显示屏、语音交互模块和触摸键盘及其背光灯，以与用户进行交互。
9.如权利要求8所述的智能锁抗干扰系统，其特征在于：所述控制处理模块还用于在触摸信号不是持续稳定的信号时，判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号；在采集的指纹传感图像不是有效的皮肤纹路图像时，判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号；或者在提取的指纹特征值数量不超过预设数量时，判定该触摸信号为干扰信号，忽略此次触摸信号。
10.如权利要求8所述的智能锁抗干扰系统，其特征在于：所述微处理器还包括比对模块，所述比对模块用于在唤醒智能锁锁体的显示屏、语音交互模块和触摸键盘及其背光灯后比对所提取的指纹特征值与预先存储的指纹信息是否一致；所述控制处理模块还用于在提取的指纹特征值与预先存储的指纹信息一致时，驱动智能锁锁体电机工作以进行开锁。
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