CN114320029B - 一种低功耗抗干扰的智能门锁及唤醒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低功耗抗干扰的智能门锁及唤醒方法，其门锁包括主控MCU、触控面板、指纹模块和NFC天线电路，主控MCU通过IO接口与触控面板、NFC天线电路连接，所述主控MCU包括TKey触控按键组件和NFC检卡组件，TKey触控按键组件分别通过IO接口与所述触控面板和指纹模块连接，所述NFC检卡组件通过IO接口与所述NFC天线电路连接，所述指纹模块包括指纹传感器和触摸电极，通过扫描TKey，来判断指纹触摸唤醒。这样，减少了外围元器件、电路设计，降低成本；同时减少IO资源控制，不用通讯，减少初始化工作，节约工作时间，降低功耗；芯片内部相互独立多组供电，增加屏蔽通道，提高抗干扰能力，提升智能门锁性能，降低了门锁的功耗。

Description

一种低功耗抗干扰的智能门锁及唤醒方法

技术领域

本发明涉及智能门锁技术领域，尤其涉及一种低功耗抗干扰的智能门锁及唤醒方法。

背景技术

近年来，全民安全意识普遍提升，对家居生活的信息化和智能化的要求不断提高，对安全系统也提出了新的要求。门锁经历了金属钥匙到如今的指纹、密码、卡片多功能智能锁。随着智能家居时代的悄然到来，作为智能家居领域普及性最广泛的一环，智能门锁市场近几年的发展很迅猛。越来越多的用户都已经开始用上了智能门锁。

随着智能家居的发展，智能门锁产业迅速兴起，作为智能家居的入口，智能门锁的发展也受到多方面的关注，所有的标准中都对电源性能提出了要求规定，要求使用电池供电时，应保证锁连续正常开、关不少于3000次；正常工作状态，锁平均工作电流应不大于500mA，休眠状态工作电流应不大于50uA。同时也对智能锁的抗干扰能力以及环境适用性提出了要求，要求环境发生变化，或者有干扰时，锁不会有误动作及功能丧失，锁仍能正常工作。

目前市面上智能门锁低功耗唤醒方案有如下几种：

1.主控MCU、无低功耗检卡模式NFC读卡芯片、无低功耗扫描按键模式多通道Touch触控芯片、带低功耗触摸检测的指纹模组等分离方案。该方案电源部分需要设计三路电源，一路常供电，给指纹触摸检测、MCU使用；一路可控供电，给指纹模组主控使用；另一路可控供电给读卡芯片、触控芯片使用。休眠时指纹模组主控断电，指纹模组触控电路会自动检测指纹触摸，当检测到指纹触摸时，会产生中断信号给主控MCU；与此同时主控MCU需要定时给读卡芯片、触控芯片上电，开启读卡模式、扫描按键模式，检测完后再关闭。当检测到卡片、按键触摸或者指纹模组给出的中断时，MCU会退出休眠，进入工作模式。其不足之处在于电源电路复杂，每次都需要与读卡芯片、触控芯片通讯，耗时较长，功耗下不来，而且Touch触控按键、NFC检卡会存误触发，相互间也会产生干扰，会导致误唤醒。

2.主控MCU、无低功耗检卡模式NFC读卡芯片、检卡电路、低功耗扫描按键模式多通道Touch触控芯片、带低功耗触摸检测的指纹模组等分离方案。该方案电源部分需要设计三路电源，一路常供电，给指纹触摸检测、触控芯片、MCU使用；一路可控供电，给指纹模组主控使用；另一路可控供电给读卡芯片使用。休眠时指纹模组主控断电，低功耗触控芯片和指纹模组待机时会自动检测触摸事件，检测到触摸时产生中断通知MCU；与此同时主控MCU需要定时唤醒，给读卡芯片上电，开启读卡芯片的发射、接收天线，检卡电路检测卡片，检测完成后再关闭。当检测到卡片或指纹模组、触控芯片给出的中断时，MCU会退出休眠，进入工作模式。其不足之处在于成本较高，需要增加额外检测电路，同样每次都需要与读卡芯片通讯，影响功耗，而且Touch触控按键、NFC检卡会存误触发，相互间也会产生干扰，会导致误唤醒。

3.主控MCU、低功耗检卡模式NFC读卡芯片、低功耗扫描按键模式多通道 Touch触控芯片、带低功耗触摸检测的指纹模组等分离方案。该方案电源部分需要设计两路电源，一路常供电，给指纹触摸检测、触控芯片、读卡芯片、MCU使用；一路可控供电，给指纹模组主控使用。休眠时指纹模组主控断电，读卡芯片、触控芯片、指纹模组休眠待机时自动检测卡片和触摸事件，检测到触摸事件或卡片时产生中断通知控制MCU，系统退出休眠，进入工作模式，不足之处在于成本很高，功耗依赖与选用的芯片和指纹模组。同样Touch触控按键、NFC检卡会存误触发，相互间也会产生干扰，会导致误唤醒。

综上所述，现有技术的不足之处在于电源电路复杂，每次都需要与读卡芯片、触控芯片通讯，耗时较长，影响功耗；触控按键、NFC检卡会存误触发，相互间也会产生干扰，会导致误唤醒。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低功耗抗干扰的智能门锁及唤醒方法。

本发明所提供的一种低功耗抗干扰的智能门锁，包括：主控MCU、触控面板、指纹模块和NFC天线电路，主控MCU通过IO接口与所述触控面板、NFC天线电路连接，所述主控MCU包括TKey触控按键组件和NFC检卡组件，TKey触控按键组件分别通过IO接口与所述触控面板和指纹模块连接，所述NFC检卡组件通过 IO接口与所述NFC天线电路连接；所述指纹模块包括指纹传感器和触摸电极，指纹传感器通过SPI接口与所述主控MCU1连接，触摸电极通过IO接口与所述 TKey触控按键组件连接，通过扫描TKey，来判断指纹触摸唤醒。

优选地，所述主控MCU内设有电源管理单元，电源管理单元采用相互独立的多组电源供电电路，每组电源供电电路分别与所述TKey触控按键组件、NFC检卡组件连接；所述电源管理单元包括主区和待机区，主区为芯片正常运行的主供电区，待机区为芯片进入低功耗待机的供电区。

优选地，所述TKey触控按键组件包括主动屏蔽通道，在屏蔽电极上增加与所述触摸电极相同的扫描信号，主控MCU通过多组触摸通道和主动屏蔽通道与所述触控面板上的按键一一对应连接。

优选地，所述主控MCU还包括SPI信号单元和wakeup检测信号单元，wakeup 检测信号单元与所述触摸电极连接，用于检测指纹触摸事件，执行低功耗模式的唤醒；SPI信号单元上的多组信号端口分别与指纹传感器上的对应端口连接，用于指纹图像采集。

优选地，所述主控MCU还包括发送信号单元，用于发射射频信号；接收信号单元，用于接收返回的射频信号；所述NFC天线电路包括发送匹配电路、接收匹配电路，发送信号单元和发送匹配电路连接，接收信号单元和接收匹配电路连接。

优选地，所述NFC检卡组件包括发射器电路、ADC检卡电路以及接收器电路，发射器电路向NFC天线电路模块发送射频信号，通过天线实现与卡片间的通讯，接收器电路接收NFC天线电路模块返回的信号，接收器电路包括卡片检测信号处理电路，卡片检测信号处理电路上设有检波电路、解调电路和解码电路，将射频信号的变化量传递到ADC检卡电路，主控MCU模块通过有卡和无卡ADC采集的结果不同来判断是否卡片是否存在。

优选地，所述主控MCU中集成自电容式TKey触摸控制电路、发送器电路、接收器电路、ADC检卡电路；自电容式TKey触摸控制电路通过内部低压差线性稳压器或者运算放大器输出电压Vkey多次对外部按键分布电容Cx充电，多次将 Cx的电荷释放到内部采样电容Cs中，计数器同时记录充放电次数；经过多次充电后，Cs电压超过比较器负端基准电压Vref后，比较输出翻转，同时计数器停止得到计数值Nx；通过充电的次数和已知的采样电容Cs，计算出Cx的大小；当外部按键发生触摸事件时，由于人体手指和按键电极间会形成一个新的电容，此时Cx会增加，通过检测Cx的增加量，获得新的Nx’值，减去原来的Nx得到Δ Nx值，通过ΔNx的大小变化来判断是否产生触摸按键事件，当手指抬起时，Cx 的增量由大变小，相应的ΔNx变小，则判断按键抬起，其中，Vkey表示对应按键的通道电容充电电压；Cs表示对应按键的外置放电电容；Cx表示对应按键的通道电容。

本发明所提供的一种低功耗抗干扰的智能门锁的唤醒方法，包括如下步骤：

步骤S1，系统经过自动校准机制进入休眠状态，智能门锁休眠时关闭指纹模块电源、关闭TKey触控按键组件、NFC检卡组件电源、关闭主区电源，只保留待机区工作；

步骤S2，通过时钟定时唤醒，唤醒后降低系统频率，关掉不相关的模块的时钟，开启检测，主控MCU对NFC检卡组件与TKey触控按键组件进行分时扫描，先打开TKey触控按键组件电源，开启TKey触控按键组件扫描，TKey触控按键组件检测完成后关闭TKey触控按键组件电源，判断有无触摸，若有触摸，则退出休眠；若没有触摸，则打开发射器电源，打开NFC电源，开启扫描；扫描完成，关闭发射器电源，关闭NFC检卡组件电源；判断有无卡片，若有则退出休眠状态，若无则判断是否校准，若是则返回上述自动校准的步骤，若否则进入休眠状态；

步骤S3，系统在休眠状态下，通过指纹、卡片或者触摸按键来退出休眠模式，进入工作状态。

步骤S1中，所述自动校准机制包括TKey自校准机制，若检测到的ΔNx值长时间改变，则认为是环境改变导致，超出一定时间，TKey则会自动校准并更新每个按键对应的比对阀值；NFC自校准机制，系统会自动更新NFC用作对比的阈值。

本发明所提供的低功耗抗干扰的智能门锁的唤醒方法，还包括：

设定一个自校准门限值和产生自校准事件的连续计数值，当ΔNx值连续大于自校准门限值的次数超过设定的产生自校准事件的连续计数值时，系统将会校准新的基准线值，生成新的ΔNx值，从而可以计算出新的用作比对的阈值，进入TKey自校准机制；

设定一个自校准阈值区间和自校准连续计数值，将每次检测的ADC值累加，当累加次数等于设定的自校准连续计数值，取平均值，判断该平均值是否在自校准阈值区间，若在自校准阈值区间，NFC就会自校准，将该平均值设为新的比对阈值，进入NFC自校准机制；

检测到ΔNx值连续超过设定的按键按下门限值N次后，再进入相应状态，进入TKey滤波防抖机制。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、普通的智能门锁方案对外围元器件的依赖强、要求高，外围电路设计复杂，本发明提出的技术方案减少了外围元器件，减少了外围电路设计，减少连线，节约IO资源，降低了成本。

2、普通的智能门锁方案可能会存在功能丧失、误唤醒，本发明提出的技术方案增强的TKey、NFC抗干扰能力和环境适应能力，有效避免了TKey和NFC模块间互干扰，有效避免因环境变化、静电造成TKey、NFC误触发，从而有效避免智能门锁功能丧失、误唤醒。

3、普通的智能门锁方案没有实现更精细的功耗管理技术，本发明提出的技术使得智能门锁在待机休眠时平均电流和工作时平均电流大幅降低；4节干电池 6V供电时智能门锁可连续正常开、关次数大幅提升。根据300套智能门锁，10000 次实验测试，智能门锁的低功耗模式平均电流为22uA，比标准要求的休眠状态工作电流应不大于50uA下降了56％；工作模式平均电流为45mA，比标准要求的平均工作电流应不大于500mA下降了91％。

附图说明

图1为本发明所述低功耗抗干扰的智能门锁的示意图；

图2为本发明中电源管理单元示意图；

图3为本发明中主控MCU与触摸面板连接图；

图4为本发明中主控MCU与指纹模块连接图；

图5为本发明中主控MCU与NFC天线电路连接图；

图6为本发明中NFC检卡原理框图；

图7为本发明TKey触摸按键原理框图；

图8为本发明中智能门锁唤醒检测流程图；

图9为本发明中TKey滤波防抖示例图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1，本发明提供了一种低功耗抗干扰的智能门锁，包括：主控MCU1、触控面板8、指纹模块9和NFC天线电路12，主控MCU1通过IO接口与触控面板 8、NFC天线电路12连接，所述主控MCU1包括TKey触控按键组件2和NFC检卡组件3，所述TKey触控按键组件2分别通过IO接口与触控面板8和指纹模块9 连接，所述NFC检卡组件3通过IO接口与所述NFC天线电路12连接；所述指纹模块9包括指纹传感器10和触摸电极11，指纹传感器10通过SPI接口与所述主控MCU1连接，触摸电极11通过IO接口与所述TKey触控按键组件2连接，通过扫描TKey，来判断指纹触摸唤醒，所谓的智能门锁唤醒，就是智能门锁系统在休眠状态下，可以通过指纹、卡片或者触摸按键来退出休眠模式，进入工作状态。

本领域技术人员可以理解，智能门锁唤醒方案主要由四部分组成，即主控 MCU1、触控面板8、指纹模块9、NFC天线电路12，其中MCU高度集成，芯片内部集成了TKey触控按键组件2和NFC检卡组件3，MCU高度集成，完全集成了 TKey模块、NFC模块，可以减少IO资源控制，减少相关初始化工作，不用与TKey 模块、NFC模块通讯，节省工作时间，从而降低功耗。指纹模块9包含指纹传感器10和触摸电极11。主控MCU 1即主控芯片，通过IO接口4与触控面板相连，通过IO接口5与指纹模块9中的触摸电极11相连，通过SPI接口6与指纹模块 9中的指纹传感器10相连，通过IO接口7与NFC天线电路12相连。指纹模块9 不需要常供电，指纹模块9包含一个触摸电极11，与TKey的一路通道相连，通过扫描TKey，来判断指纹触摸唤醒。这样智能门锁在休眠时，指纹模块9可以断电，完全没有静态功耗。

本发明采用的技术方案是硬件上高度集成，相互独立的多组电源供电，增加屏蔽通道；软件上设计了自动校准机制，滤波防抖机制，同时也设计一个高效快速的检测流程，有效避免NFC模块和TKey模块误触发，有效避免模块间的干扰以及环境变化产生的干扰，有效避免系统误唤醒和功能丧失，提高工作稳定性，减少工作时间，降低功耗。

如图2所示，芯片内部采用相互独立的多组电源供电，所述主控MCU1内设有电源管理单元PMU，电源管理单元PMU采用相互独立的多组电源供电电路，每组电源供电电路分别与所述TKey触控按键组件2、NFC检卡组件3连接。多组电源供电电路一侧与VDD端、VDDA端连接，另一侧分别与TKey触控按键组件2、 NFC检卡组件3连接。NFC检卡组件3内还设有发射器电路，发射电路也与电源管理单元PMU上Vtx口连接的电源供电电路独立连接，多组电源供电电路包括依次连接POWER1、开关及VKey接口，依次连接POWER2、开关及Vnfc接口，依次连接的POWER3、开关及Vtx接口等。MCU芯片内部采用相互独立的多组电源供电， MCU可控制各模块供电，有效避免模块间相互干扰，减少了常供电模块，降低功耗。

MCU整个电源分为主区和待机区域两个部分，主区为芯片正常运行的主供电区，待机区是芯片进入低功耗待机的供电区。芯片内部采用相互独立的多组电源供电，MCU可控制各模块供电。有效避免模块间相互干扰，减少了常供电模块，降低功耗。

TKey电路包括主动屏蔽通道，可降低噪声源干扰，在其它导体接近触摸电极时，增加TKey稳定性。

进一步，图3描述了主控MCU芯片与触控面板具体的连接方式，MCU通过12 路TVCX触摸通道和1路VSHIELD主动屏蔽通道与触控面板相连。

本领域技术人员可以理解，触摸面板上的数字1端口与MCU芯片上的TVCX0 端口连接，触摸面板上的数字1端口与MCU芯片上的TVCX0端口连接，触摸面板上的数字2端口与MCU芯片上的TVCX1端口连接，触摸面板上的数字3端口与MCU芯片上的TVCX2端口连接，触摸面板上的数字4端口与MCU芯片上的TVCX3 端口连接，触摸面板上的数字5端口与MCU芯片上的TVCX4端口连接，触摸面板上的数字6端口与MCU芯片上的TVCX5端口连接，触摸面板上的数字7端口与 MCU芯片上的TVCX6端口连接，触摸面板上的数字8端口与MCU芯片上的TVCX7 端口连接，触摸面板上的数字9端口与MCU芯片上的TVCX8端口连接，触摸面板上的*端口与MCU芯片上的TVCX9端口连接，触摸面板上的数字0端口与MCU芯片上的TVCX10端口连接，触摸面板上的#端口与MCU芯片上的TVCX11端口连接，触摸面板上的VSHIELD端口与MCU芯片上的VSHIELD端口连接。

图4描述了主控MCU与指纹模块具体的连接方式，包括SPI信号、wakeup 检测信号和电源。SPI信号包括MOSI、MISO、SS、SCK四个，接指纹传感器，用于指纹图像采集；wakeup检测信号接触摸电极，主要用于检测指纹触摸事件，做低功耗模式的唤醒；另外指纹模块的电源3.3V是由主控芯片提供，在指纹模块不工作的时候，主控芯片可以切断指纹模块电源，避免静态功耗。

本领域技术人员可以理解，SPI信号单元包括MOSI端口、MISO端口、SCK 端口及SS端口，MCU芯片上的接地GND端口与指纹模块上的接地GND端口连接并接地，MCU芯片上VDD端口接电源，MCU芯片上的MOSI端口、MISO端口、SCK 端口、SS端口、Wakeup端口、PWR端口分别与指纹模块上的MISO端口、MOSI 端口、SCK端口、SS端口、PAD端口、VDD端口一一对应连接。

图5描述了主控MCU芯片与NFC天线电路具体的连接方式，包括TX信号和 RX信号。TX信号包括TX1、TX2两个，用于发射射频信号，RX信号用于接收返回的射频信号。本领域技术人员可以理解，TX发送信号单元包括TX1发送信号单元和TX2发送信号单元，TX1和TX2分别与TX发送匹配电路连接。

图6为NFC检卡原理框图，其工作原理为内部发射器部分向天线电路发送射频信号，通过天线实现与卡片间的通讯，接收器部分接收天线电路返回的信号，其中接收器部分提供一个卡片检测信号处理电路，包含检波电路、解调和解码电路，最终将射频信号的变化量传递到ADC检卡电路，MCU利用有卡和无卡ADC采集的结果不同来判断是否卡片是否存在。

图7为自电容触摸按键原理框图，其工作原理为通过内部LDO或者OPA输出电压Vkey多次对外部按键分布电容Cx充电，多次将Cx的电荷释放到内部采样电容Cs中，计数器同时记录充放电次数。经过多次充电后，Cs电压超过比较器负端基准电压Vref后，比较输出翻转，同时计数器停止得到计数值Nx。通过充电的次数和已知的采样电容Cs，可以计算出Cx的大小。当外部按键发生触摸事件时，由于人体手指和按键电极间会形成一个新的电容，此时Cx会增加。通过检测Cx的增加量，获得新的Nx’值，减去原来的Nx得到ΔNx值，通过ΔNx的大小变化来判断是否产生了触摸按键事件。当手指抬起时，Cx的增量会由大变小，相应的ΔNx也会变小，这样可以判断按键抬起。

TKey部分包含VSHIELD主动屏蔽通道，在屏蔽电极上加上和触摸按键电极一样的扫描信号，使得电极和地线之间的寄生电容不再需要充电，起到降低寄生电容的作用，屏蔽触摸电极还可以降低噪声源干扰，还可以在其他导体接近触摸电极时，增加稳定性。

在主控MCU中完全集成自电容式TKey触摸控制电路、发送器电路、接收器电路、ADC检卡电路，外部只需天线电路、触控面板、指纹模块。该方案虽然使封装变得相对复杂，但减少了外围元器件，减少了电路设计，降低成本；同时也减少IO资源控制，不用通讯，减少初始化工作，节约工作时间，降低功耗；芯片内部相互独立多组供电，增加屏蔽通道，提高抗干扰能力。一方面大大提升智能门锁性能，另一方面也提出了降低功耗的办法，使得该智能门锁方案更具有市场竞争力。

图8为设计的高效快速的检测流程，智能门锁休眠时关闭指纹模块电源、关闭TKey、NFC电源、关闭主区电源，只保留待机区工作。通过RTC定时唤醒，唤醒后降低系统频率，关掉不相关的模块的时钟，然后开启检测，MCU会对NFC与 TKey进行分时扫描。具体实现就是先打开TKey电源，开启TKey扫描，TKey检测完成后关闭TKey电源，有触摸时，唤醒门锁，无触摸就打开发射器和NFC电源，NFC描完成后，关闭发射器和NFC电源，有卡时，唤醒门锁，无卡时进入自校准流程，最后进入休眠。

自动校准机制包含TKey自校准和NFC自校准：

如果检测到的ΔNx值长时间改变，则认为是环境改变导致，超出一定时间， TKey则会自动校准并更新每个按键对应的比对阀值。具体实现方法就是设定一个自校准门限值和产生自校准事件的连续计数值，当ΔNx值连续大于自校准门限值的次数超过设定的产生自校准事件的连续计数值时，系统将会校准新的基准线值，生成新的ΔNx值，从而可以计算出新的用作比对的阈值。这样有效避免了因环境变量的干扰造成的按键误触发或者按键失灵，减少门锁被误唤醒和功能丧失，提高了门锁稳定性。

系统会自动更新NFC用作对比的阈值。具体实现方法就是设定一个自校准阈值区间和自校准连续计数值，将每次检测的ADC值累加，当累加次数等于设定的自校准连续计数值，取平均值，判断该平均值是否在自校准阈值区间，在的话， NFC就会自校准，将该平均值设为新的比对阈值。本发明设计的NFC自动校准机制，为了防止环境变量的干扰，会自动更新用作对比的阈值。

图9是一个防抖示例说明，在软件上添加滤波防抖方法，避免了一些静电带来的干扰。具体实现方法就是检测到ΔNx值连续超过设定的按键按下门限值N 次后，再进入相应状态。

在上述低功耗抗干扰的智能门锁的基础上，本实施例提供了一种低功耗抗干扰的智能门锁的唤醒方法，包括如下步骤：

步骤S1，系统经过自动校准机制进入休眠状态，智能门锁休眠时关闭指纹模块电源、关闭TKey触控按键组件、NFC检卡组件电源、关闭主区电源，只保留待机区工作；

步骤S2，通过RTC定时唤醒，唤醒后降低系统频率，关掉不相关的模块的时钟，开启检测，主控MCU对NFC检卡组件与TKey触控按键组件进行分时扫描，先打开TKey触控按键组件电源，开启TKey触控按键组件扫描，TKey触控按键组件检测完成后关闭TKey触控按键组件电源，判断有无触摸，若有触摸，则退出休眠；若没有触摸，则打开发射器电源，打开NFC电源，开启扫描；扫描完成，关闭发射器电源，关闭NFC检卡组件电源；判断有无卡片，若有则退出休眠状态，若无则判断是否校准，若是则返回上述自动校准的步骤，若否则进入休眠状态；

步骤S3，系统在休眠状态下，通过指纹、卡片或者触摸按键来退出休眠模式，进入工作状态。

所谓的智能门锁唤醒方案，主要体现在低功耗卡片检测、多通道电容触摸按键检测、指纹触摸检测等。

最后应说明的是：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 (9)

1.一种低功耗抗干扰的智能门锁，其特征在于，包括：主控MCU、触控面板、指纹模块和NFC天线电路，主控MCU通过IO接口与触控面板、NFC天线电路连接，所述主控MCU包括TKey触控按键组件和NFC检卡组件，TKey触控按键组件分别通过IO接口与所述触控面板和指纹模块连接，所述NFC检卡组件通过IO接口与所述NFC天线电路连接；所述指纹模块包括指纹传感器和触摸电极，指纹传感器通过SPI接口与所述主控MCU连接，触摸电极通过IO接口与所述TKey触控按键组件连接，通过扫描TKey，来判断指纹触摸唤醒；所述主控MCU中集成自电容式TKey触摸控制电路、发送器电路、接收器电路、ADC检卡电路；自电容式TKey触摸控制电路通过内部低压差线性稳压器或者运算放大器输出电压Vkey多次对外部按键分布电容Cx充电，多次将Cx的电荷释放到内部采样电容Cs中，计数器同时记录充放电次数；经过多次充电后，Cs电压超过比较器负端基准电压Vref后，比较输出翻转，同时计数器停止得到计数值Nx；通过充电的次数和已知的采样电容Cs，计算出Cx的大小；当外部按键发生触摸事件时，由于人体手指和按键电极间会形成一个新的电容，此时Cx会增加，通过检测Cx的增加量，获得新的Nx’值，减去原来的Nx得到ΔNx值，通过ΔNx的大小变化来判断是否产生触摸按键事件，当手指抬起时，Cx的增量由大变小，相应的ΔNx变小，则判断按键抬起，其中，Vkey表示对应按键的通道电容充电电压；Cs表示对应按键的外置放电电容；Cx表示对应按键的通道电容。

2.如权利要求1所述的低功耗抗干扰的智能门锁，其特征在于，所述主控MCU内设有电源管理单元，电源管理单元采用相互独立的多组电源供电电路，每组电源供电电路分别与所述TKey触控按键组件、NFC检卡组件连接；所述电源管理单元包括主区和待机区，主区为芯片正常运行的主供电区，待机区为芯片进入低功耗待机的供电区。

3.如权利要求2所述的低功耗抗干扰的智能门锁，其特征在于，所述TKey触控按键组件包括主动屏蔽通道，在屏蔽电极上增加与所述触摸电极相同的扫描信号，主控MCU通过多组触摸通道和主动屏蔽通道与所述触控面板上的按键一一对应连接。

4.如权利要求3所述的低功耗抗干扰的智能门锁，其特征在于，所述主控MCU还包括SPI信号单元和wakeup检测信号单元，wakeup检测信号单元与所述触摸电极连接，用于检测指纹触摸事件，执行低功耗模式的唤醒；SPI信号单元上的多组信号端口分别与指纹传感器上的对应端口连接，用于指纹图像采集。

5.如权利要求4所述的低功耗抗干扰的智能门锁，其特征在于，所述主控MCU还包括发送信号单元，用于发射射频信号；接收信号单元，用于接收返回的射频信号；所述NFC天线电路包括发送匹配电路、接收匹配电路，发送信号单元和发送匹配电路连接，接收信号单元和接收匹配电路连接。

6.如权利要求5所述的低功耗抗干扰的智能门锁，其特征在于，所述NFC检卡组件包括发射器电路、ADC检卡电路以及接收器电路，发射器电路向NFC天线电路模块发送射频信号，通过天线实现与卡片间的通讯，接收器电路接收NFC天线电路模块返回的信号，接收器电路包括卡片检测信号处理电路，卡片检测信号处理电路上设有检波电路、解调电路和解码电路，将射频信号的变化量传递到ADC检卡电路，主控MCU模块通过有卡和无卡ADC采集的结果不同来判断是否卡片是否存在。

7.一种低功耗抗干扰的智能门锁的唤醒方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，系统经过自动校准机制进入休眠状态，智能门锁休眠时关闭指纹模块电源、关闭TKey触控按键组件、NFC检卡组件电源、关闭主区电源，只保留待机区工作；

步骤S2，通过时钟定时唤醒，唤醒后降低系统频率，关掉不相关的模块的时钟，开启检测，主控MCU对NFC检卡组件与TKey触控按键组件进行分时扫描，先打开TKey触控按键组件电源，开启TKey触控按键组件扫描，TKey触控按键组件检测完成后关闭TKey触控按键组件电源，判断有无触摸，若有触摸，则退出休眠；若没有触摸，则打开发射器电源，打开NFC电源，开启扫描；扫描完成，关闭发射器电源，关闭NFC检卡组件电源；判断有无卡片，若有则退出休眠状态，若无则判断是否校准，若是则返回上述自动校准的步骤，若否则进入休眠状态；

步骤S3，系统在休眠状态下，通过指纹、卡片或者触摸按键来退出休眠模式，进入工作状态；

所述主控MCU中集成自电容式TKey触摸控制电路、发送器电路、接收器电路、ADC检卡电路；自电容式TKey触摸控制电路通过内部低压差线性稳压器或者运算放大器输出电压Vkey多次对外部按键分布电容Cx充电，多次将Cx的电荷释放到内部采样电容Cs中，计数器同时记录充放电次数；经过多次充电后，Cs电压超过比较器负端基准电压Vref后，比较输出翻转，同时计数器停止得到计数值Nx；通过充电的次数和已知的采样电容Cs，计算出Cx的大小；当外部按键发生触摸事件时，由于人体手指和按键电极间会形成一个新的电容，此时Cx会增加，通过检测Cx的增加量，获得新的Nx’值，减去原来的Nx得到ΔNx值，通过ΔNx的大小变化来判断是否产生触摸按键事件，当手指抬起时，Cx的增量由大变小，相应的ΔNx变小，则判断按键抬起，其中，Vkey表示对应按键的通道电容充电电压；Cs表示对应按键的外置放电电容；Cx表示对应按键的通道电容。

8.如权利要求7所述的低功耗抗干扰的智能门锁的唤醒方法，其特征在于，步骤S1中，所述自动校准机制包括TKey自校准机制，若检测到的ΔNx值长时间改变，则认为是环境改变导致，超出一定时间，TKey则会自动校准并更新每个按键对应的比对阀值；NFC自校准机制，系统会自动更新NFC用作对比的阈值。

9.如权利要求8所述的低功耗抗干扰的智能门锁的唤醒方法，其特征在于，还包括：

设定一个自校准门限值和产生自校准事件的连续计数值，当ΔNx值连续大于自校准门限值的次数超过设定的产生自校准事件的连续计数值时，系统将会校准新的基准线值，生成新的ΔNx值，从而可以计算出新的用作比对的阈值，进入TKey自校准机制；

设定一个自校准阈值区间和自校准连续计数值，将每次检测的ADC值累加，当累加次数等于设定的自校准连续计数值，取平均值，判断该平均值是否在自校准阈值区间，若在自校准阈值区间，NFC就会自校准，将该平均值设为新的比对阈值，进入NFC自校准机制；

检测到ΔNx值连续超过设定的按键按下门限值N次后，再进入相应状态，进入TKey滤波防抖机制。

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