CN116959149A - 智能锁唤醒系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能锁的技术领域，具体公开了一种智能锁唤醒系统及方法；其中，智能锁唤醒系统包括控制处理器、雷达传感器以及智能锁执行元器件；雷达传感器包括射频组件，以及分别与射频组件电性连接的发射天线和接收天线；射频组件与控制处理器电性连接；发射天线具有至少两个；智能锁执行元器件与控制处理器电性连接。本方案通过将雷达传感器创新性地应用于智能锁，实现对来客的智能识别，具体为控制处理器对多个发射天线发出的电磁波通过接收天线接收后，进行分析目标行动轨迹，并判断是否启动智能锁执行元器件；减少了智能锁的来客误报，提升了使用体验。

Description

智能锁唤醒系统及方法

技术领域

本发明涉及智能锁的技术领域，具体涉及一种智能锁唤醒系统及方法。

背景技术

智能锁主要是在传统机械锁的基础上，嵌入较多的电子元器件，以在安全、识别、管理等方面更加智能化。

目前，智能锁一般都具备来客预报功能，主要是通过双红外对管进行物体接近感应。具体而言，只要双红外对管中间有遮挡物，智能锁即被唤醒，并立马将识别到来客的消息通知屋内的主人。

但是，在实际应用中，智能锁经常发生误报。例如，门外路人仅仅是经过走廊，智能锁也会被唤醒并通知主人，此种情况下的唤醒并非符合用户的意愿，比较影响智能锁的使用体验。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种智能锁唤醒系统及方法，以缓解智能锁经常发生来客误报的问题。

第一方面，本发明提供了一种智能锁唤醒系统包括控制处理器、雷达传感器以及智能锁执行元器件；其中，雷达传感器包括射频组件，以及分别与射频组件电性连接的发射天线和接收天线；射频组件与控制处理器电性连接；发射天线具有至少两个；智能锁执行元器件与控制处理器电性连接。

有益效果：本方案通过将雷达传感器创新性地应用于智能锁，实现对来客的智能识别，具体为控制处理器对多个发射天线发出的电磁波通过接收天线接收后，进行分析目标行动轨迹，并判断是否启动智能锁执行元器件；减少了智能锁的来客误报，提升了使用体验。

在一种可选的实施方式中，智能锁执行元器件包括扬声器，扬声器设于内锁面板，并与控制处理器电性连接。

有益效果：本方案能够在雷达传感器感应到来客靠近后，经控制处理器控制扬声器告知屋内的主人，增强使用体验。

在一种可选的实施方式中，智能锁执行元器件还包括摄像头和显示器；其中，摄像头设于外锁面板，与控制处理器电性连接；显示器设于内锁面板，与控制处理器电性连接。

有益效果：本方案能够在雷达传感器感应到来客靠近后，经控制处理器启动外锁处的摄像头对周围情况进行摄录，并通过内锁的显示器进行察看，增强使用体验；此外，感应到来客才启动摄像头，还能降低摄像头的功耗。

在一种可选的实施方式中，智能锁执行元器件还包括智能识别组件和自动开锁机构；其中，智能识别组件设于外锁面板，与控制处理器电性连接；自动开锁机构与控制处理器电性连接。

有益效果：本方案能够在雷达传感器感应到来客靠近后，经控制处理器启动智能识别组件对来客进行识别，当判断为预设的家庭成员时，即可控制自动开锁机构执行开锁动作，增强使用体验。

在一种可选的实施方式中，智能识别组件包括指纹识别模块。

有益效果：本方案为智能识别组件的具体实施方式，通过指纹识别开锁更加安全智能。

在一种可选的实施方式中，智能识别组件包括人脸识别模块。

有益效果：本方案为智能识别组件的具体实施方式，通过人脸识别开锁更加安全智能。

在一种可选的实施方式中，智能识别组件包括声音识别模块。

有益效果：本方案为智能识别组件的具体实施方式，通过声音识别开锁更加安全智能。

在一种可选的实施方式中，雷达传感器为毫米波雷达传感器。

有益效果：毫米波雷达传感器使用的毫米波具有频带宽、波长短等基本特性，适用于近距离场景。

第二方面，本发明还提供了一种智能锁唤醒方法，使用第一方面中的智能锁唤醒系统，包括如下步骤：

各个发射天线分别向外锁周围空间发射电磁波；

接收天线接收被目标反射回来的电磁波，并经射频组件传输至控制处理器；

控制处理器将电磁波转换成电信号，并通过计算各个发射天线发出电磁波至返回电信号的时间延迟、信号频率以及信号幅度，分析判断目标的方位、距离以及行动轨迹；

当控制处理器判断目标的行动轨迹为不断靠近智能锁至预设距离时，控制处理器控制启动智能锁执行元器件。

有益效果：本方案通过将雷达传感器创新性地应用于智能锁，实现对来客的智能识别，减少了智能锁的来客误报，提升了使用体验。

在一种可选的实施方式中，步骤“各个发射天线分别向外锁周围空间发射电磁波”包括：

无目标情况下，各个发射天线分别向外锁周围空间发射低频电磁波；

当控制处理器判断预设检测区域出现目标时，控制处理器通过射频组件控制发射天线发射高频电磁波。

有益效果：本方案中雷达传感器能够发射并接收两种频率的电磁波，能够智能降低功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的外锁的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的雷达传感器的正面结构示意图；

图3为本发明实施例所述的雷达传感器的背面结构示意图；

图4为本发明实施例所述的智能锁唤醒方法的流程图。

附图标记说明：

1、雷达传感器；11、发射天线；12、接收天线；13、射频组件；14、螺钉孔；15、连接器；2、外锁；3、控制处理器。

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。

为了加深对本发明方案的理解，需要结合相关技术对技术问题进行详细阐述，具体内容如下：

智能锁主要是在传统机械锁的基础上，嵌入较多的电子元器件，以在安全、识别、管理等方面更加智能化。目前，智能锁一般都具备来客预报功能，主要是通过双红外对管进行物体接近感应。具体而言，只要双红外对管中间有遮挡物，智能锁即被唤醒，并立马将识别到来客的消息通知屋内的主人。

但是，在实际应用中，智能锁经常发生误报。例如，门外路人仅仅是经过走廊，智能锁也会被唤醒并通知主人，此种情况下的唤醒并非符合用户的意愿，比较影响智能锁的使用体验。

此外，在相关技术中，也有通过PIR对智能锁进行接近感应。

具体而言，被动式红外传感器(Passive Infrared Sensor，简称PIR)是一种常见的传感器，用于检测人体的热量辐射。它可以感知人体的运动，通过检测环境中的红外辐射变化来判断是否有人经过。被动式红外传感器通常由以下几个主要组件构成：

红外感测器：用于检测环境中的红外辐射变化；

镜片：用于聚焦红外辐射，以提高传感器的灵敏度和检测范围；

滤光片：用于屏蔽非红外波段的光，以减少干扰；

放大器和电路：用于处理检测到的红外信号并输出相应的电信号。

被动式红外传感器常用于安防系统、自动照明和自动门禁等场景。它们通常以模块化的形式出现，可以很容易地与其他电子设备集成。

因此，PIR主要通过感应人体发出的红外辐射来分辨是否有人接近，能够做到有人接近锁具时就唤醒智能锁并通知主人。但是，PIR敏感度不是很高，也容易产生误报。

为了缓解上述的技术问题，本发明提供了一种智能锁唤醒系统及方法，下面结合图1至图4对本发明的实施例进行详细描述。

首先，本发明提供了一种智能锁唤醒系统包括控制处理器3、雷达传感器1以及智能锁执行元器件；其中，雷达传感器1包括射频组件13，以及分别与射频组件13电性连接的发射天线11和接收天线12；射频组件13与控制处理器3电性连接；发射天线11具有至少两个；智能锁执行元器件与控制处理器3电性连接。

具体地，本方案通过将雷达传感器1创新性地应用于智能锁，实现对来客的智能识别，具体为控制处理器3对多个发射天线11发出的电磁波通过接收天线12接收后，进行分析目标行动轨迹，并判断是否启动智能锁执行元器件；减少了智能锁的来客误报，提升了使用体验。

在一些实施例中，智能锁执行元器件包括扬声器，扬声器设于内锁面板，并与控制处理器3电性连接。本方案能够在雷达传感器1感应到来客靠近后，经控制处理器3控制扬声器告知屋内的主人，增强使用体验。

在一些实施例中，智能锁执行元器件还包括摄像头和显示器；其中，摄像头设于外锁2面板，与控制处理器3电性连接；显示器设于内锁面板，与控制处理器3电性连接。本方案能够在雷达传感器1感应到来客靠近后，经控制处理器3启动外锁2处的摄像头对周围情况进行摄录，并通过内锁的显示器进行察看，增强使用体验；此外，感应到来客才启动摄像头，还能降低摄像头的功耗。

在一些实施例中，智能锁执行元器件还包括智能识别组件和自动开锁机构；其中，智能识别组件设于外锁2面板，与控制处理器3电性连接；自动开锁机构与控制处理器3电性连接。本方案能够在雷达传感器1感应到来客靠近后，经控制处理器3启动智能识别组件对来客进行识别，当判断为预设的家庭成员时，即可控制自动开锁机构执行开锁动作，增强使用体验。

在一些实施例中，智能识别组件包括指纹识别模块。本方案为智能识别组件的具体实施方式，通过指纹识别开锁更加安全智能。

在一些实施例中，智能识别组件包括人脸识别模块。本方案为智能识别组件的具体实施方式，通过人脸识别开锁更加安全智能。

在一些实施例中，智能识别组件包括声音识别模块。本方案为智能识别组件的具体实施方式，通过声音识别开锁更加安全智能。

在一些实施例中，雷达传感器1为毫米波雷达传感器。毫米波雷达传感器使用的毫米波具有频带宽、波长短等基本特性，适用于近距离场景。

具体地，雷达是英文Radar的音译，源于Radio Detection and Ranging的缩写，原意是“无线电探测和测距”，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。毫米波雷达是指一种工作在毫米波频段(millimeter wave)的雷达传感器1。

更为具体地，国际电信联盟(ITU)发布的《无线电规则》(2020年)和我国《无线电频率划分规定》中，将无线电频率在30-300GHz的频段(波长1-10mm)称呼为毫米波频段。目前国内使用的24GHz、60GHz、77GHz、80GHz等雷达产品统归为毫米波雷达。作为雷达系列中的高频段产品，毫米波雷达具有频带宽、波长短、大气传播损耗较大等基本特性。

毫米波雷达具有显著的实用优势，但需要说明的是，我们并不是否定其他传感器的作用，毫米波雷达的大气传播损耗较大，适用于近距离场景，而在远程和超远程应用中，微波雷达仍然是探测目标的主力军。因此，本方案还可搭配微波、红外、激光等雷达系统进行互补使用。

其次，本发明还提供了一种智能锁唤醒方法，参照图4，使用智能锁唤醒系统，包括如下步骤：

各个发射天线11分别向外锁2周围空间发射电磁波；

接收天线12接收被目标反射回来的电磁波，并经射频组件13传输至控制处理器3；

控制处理器3将电磁波转换成电信号，并通过计算各个发射天线11发出电磁波至返回电信号的时间延迟、信号频率以及信号幅度，分析判断目标的方位、距离以及行动轨迹；

当控制处理器3判断目标的行动轨迹为不断靠近智能锁至预设距离时，控制处理器3控制启动智能锁执行元器件。

具体地，本发明可以利用毫米波雷达对门外的行人进行轨迹追踪，包括发射天线11和接收天线12。发射天线11由一组或多组组成，会向周围空间发射一定频率的电磁波，这些电磁波具有一定的能量和速度当遇到被探测物体时，会发生反射、散射等现象，一部分电磁波会被反射回来，被接收天线12收到。

更为具体地，毫米波雷达的发射天线11，一般由两个及以上的天线组成。单天线雷达无法监测行走轨迹。控制处理器3，即芯片，会将接收到的电磁波转换成电信号，并通过计算返回信号的时间延迟、频率、幅度等参数，可以分析出目标距离、位置和行动轨迹等信息。本发明就是利用对行人的行走轨迹进行追踪，只有当检测到行人的行走轨迹确实是不断向门锁靠近，门锁才会唤醒从而方便接下来的各项开门识别。当检测到行人只是从门口经过，而没有不断接近门锁时，智能锁将不会启动，以此来减少门锁的误启动。

在一些实施例中，步骤“各个发射天线11分别向外锁2周围空间发射电磁波”包括：

无目标情况下，各个发射天线11分别向外锁2周围空间发射低频电磁波；

当控制处理器3判断预设检测区域出现目标时，控制处理器3通过射频组件13控制发射天线11发射高频电磁波。

本方案中雷达传感器1能够发射并接收两种频率的电磁波，能够智能降低功耗。

具体地，雷达传感器1发射以及接收的电磁波由射频组件13进行调制和解调，本雷达传感器1波会有两种发射频率，即无人时处于低帧率模式，此时功耗低，检测波频率也相应较低，但只能检测到有没有人存在。当检测到有行人进入雷达检测区域时，立即切换为高帧率模式，此时智能锁就能去感应行人的移动轨迹和行走速度，从而去判断行人是否要接近门锁。

更为具体地，由于既要监测行人的行走轨迹，又要有低帧率到高帧率的切换，雷达预设检测的区域一般为以智能锁为中心，以5米半径画圆的范围。

特别地，参照图1至图3，毫米波雷达在锁上的安装位置，安装于外锁2的正前方，通过连接器15与智能锁电性插接，且通过紧固件穿过螺钉孔14进行加固。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种智能锁唤醒系统，其特征在于，包括：

控制处理器；

雷达传感器，包括射频组件，以及分别与所述射频组件电性连接的发射天线和接收天线；所述射频组件与所述控制处理器电性连接；所述发射天线具有至少两个；

智能锁执行元器件，与所述控制处理器电性连接。

2.根据权利要求1所述的智能锁唤醒系统，其特征在于，所述智能锁执行元器件包括：

扬声器，设于内锁面板，与所述控制处理器电性连接。

3.根据权利要求2所述的智能锁唤醒系统，其特征在于，所述智能锁执行元器件还包括：

摄像头，设于外锁面板，与所述控制处理器电性连接；

显示器，设于内锁面板，与所述控制处理器电性连接。

4.根据权利要求3所述的智能锁唤醒系统，其特征在于，所述智能锁执行元器件还包括：

智能识别组件，设于外锁面板，与所述控制处理器电性连接；

自动开锁机构，与所述控制处理器电性连接。

5.根据权利要求4所述的智能锁唤醒系统，其特征在于，所述智能识别组件包括指纹识别模块。

6.根据权利要求4所述的智能锁唤醒系统，其特征在于，所述智能识别组件包括人脸识别模块。

7.根据权利要求4所述的智能锁唤醒系统，其特征在于，所述智能识别组件包括声音识别模块。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的智能锁唤醒系统，其特征在于，所述雷达传感器为毫米波雷达传感器。

9.一种智能锁唤醒方法，其特征在于，使用权利要求1至8中任一项所述的智能锁唤醒系统，包括如下步骤：

各个发射天线分别向外锁周围空间发射电磁波；

接收天线接收被目标反射回来的电磁波，并经射频组件传输至控制处理器；

控制处理器将电磁波转换成电信号，并通过计算各个发射天线发出电磁波至返回电信号的时间延迟、信号频率以及信号幅度，分析判断目标的方位、距离以及行动轨迹；

当控制处理器判断目标的行动轨迹为不断靠近智能锁至预设距离时，控制处理器控制启动智能锁执行元器件。

10.根据权利要求9所述的智能锁唤醒方法，其特征在于，步骤“各个发射天线分别向外锁周围空间发射电磁波”包括：

无目标情况下，各个发射天线分别向外锁周围空间发射低频电磁波；

当控制处理器判断预设检测区域出现目标时，控制处理器通过射频组件控制发射天线发射高频电磁波。