一种电子钥匙低功耗供电方案的休眠及唤醒方法

1.一种电子钥匙低功耗供电方案的休眠及唤醒方法，其特征在于，
电子钥匙监测到其串口为表示该电子钥匙处于空闲状态的第一电平时，启动电子钥匙的计时模块进行计时，当计时值达到设定的阈值时，将电子钥匙的串口管脚配置为I/O口，并将该I/O口配置为外部中断功能使能，使电子钥匙进入休眠模式；
电子钥匙与锁具接触时，锁具向电子钥匙发送第二电平的串口握手指令作为起始位信号，使电子钥匙的串口管脚产生外部中断，将电子钥匙唤醒到工作模式。
2.如权利要求1所述的休眠及唤醒方法，其特征在于，
所述第一电平是表示逻辑1的高电平；
所述第二电平是表示逻辑0的低电平。
3.如权利要求2所述的休眠及唤醒方法，其特征在于，
休眠前将串口管脚配置为具有下降沿中断的外部中断功能的I/O口；
休眠模式下的电子钥匙的串口管脚为第一电平，通过第二电平的起始位信号产生下降沿，对电子钥匙的串口管脚产生使其唤醒的外部中断。
4.如权利要求1所述的休眠及唤醒方法，其特征在于，
唤醒后，将电子钥匙的串口管脚从I/O口配置回串口模式，与锁具进行串口通信。
5.如权利要求1 4中任意一项所述的休眠及唤醒方法，其特征在于，
~
锁具是无源电子锁具，在与电子钥匙接触时，通过电子钥匙的内置电池为无源电子锁具供电。

一种电子钥匙低功耗供电方案的休眠及唤醒方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及了一种电子钥匙低功耗供电方案，涉及了采用内置电池供电的电子钥匙的休眠与唤醒机制的低功耗供电方案，从而实现更低的功耗，延长电子钥匙的待机时间，提高用户体验。\n背景技术\n[0002] 目前电子钥匙采用内置电池供电，为了增加用户体验和便于携带，电子钥匙的体积较小。鉴于目前的电池技术和电子钥匙的空间，电子钥匙内部的电池容量无法做的过大。\n频繁的充电将大大降低用户的体验。为了提高电子钥匙的单次充电使用时间，在无法增加电池容量的背景下，降低功耗是一种更好的解决手段。实际中，电子钥匙只在开锁瞬间处于工作状态，其它大部分时间处于待机状态。如果将电子钥匙只在工作瞬间置于正常工作状态，其它的待机状态时，将其置为低功耗的休眠状态，将大大降低电子钥匙的平均功耗。\n[0003] 而电子钥匙从休眠状态唤醒到正常工作状态，从正常工作状态进入休眠状态，需要一种工作机制，该机制使用的技术直接影响到休眠与唤醒状态切换的时间、准确度等。唤醒时间影响到用户的体验，如果时间过长，则用户体验较差，给用户造成该钥匙反应迟钝、钥匙损坏的错觉。若唤醒的过于灵敏，则造成频繁唤醒钥匙，误唤醒等情况，无法更好的降低电子钥匙的功耗。而且假如电子钥匙能够准确地识别工作与待机状态、及时地进入休眠状态，会大大降低电子钥匙的功耗。因此，电子钥匙良好的休眠与唤醒机制，可大大降低电子钥匙的正常工作时间，更准确、理高效、更迅速地进入低功耗的休眠状态，减少唤醒的时间，提高用户体验，降低电子钥匙的功耗，延长一定电池容量情况下，单次充电的电子钥匙的使用时间。\n[0004] 因此，如何实现具备上述功能的电子钥匙低功耗供电方案休眠、唤醒机制是亟需解决的问题。\n[0005] 电子钥匙适合用于无源电子锁具。无源电子锁具拥有无需电源布线，适用范围广，拥有形态多等特点，集合了传统机械锁与现代的门禁系统的优点，又完美的屏蔽了两者的缺点。首先，无源电子锁具可以拥有传统的挂锁、门锁等形态，可用于改造替代传统锁具，同时又拥有门禁系统的可追踪日志功能，得益于与传统锁具相同的形态，其开销步骤和使用方法一致，可大大降低学习成本。其次，无源电子锁具为无源系统，无需布置专用的电源、通信线，大大提高了适用环境灵活性，在偏远、分布广的地区尤为适用。无需维护门禁系统的线缆，无需担心通过破坏线缆实现恶意打开门禁等优点。\n发明内容\n[0006] 本发明对适用于无源电子锁具的电子钥匙，提供一种电子钥匙低功耗供电的方案，并能够高效准确地实现电子钥匙的休眠与唤醒，从而实现节能，降低功耗的目的。\n[0007] 为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种电子钥匙低功耗供电方案的休眠及唤醒方法，电子钥匙监测到其串口为表示该电子钥匙处于空闲状态的第一电平时，启动电子钥匙的计时模块进行计时，当计时值达到设定的阈值时，将电子钥匙的串口管脚配置为I/O口，并将该I/O口配置为外部中断功能使能，使电子钥匙进入休眠模式；\n[0008] 电子钥匙与锁具接触时，电子钥匙为锁具供电，锁具向电子钥匙发送第二电平的串口握手指令作为起始位信号，使电子钥匙的串口管脚产生外部中断，将电子钥匙唤醒到工作模式。\n[0009] 优选地，所述第一电平是表示逻辑1的高电平；\n[0010] 所述第二电平是表示逻辑0的低电平。\n[0011] 优选地，休眠前将串口管脚配置为具有下降沿中断的外部中断功能的I/O口；休眠模式下的电子钥匙的串口管脚为第一电平，通过第二电平的起始位信号产生下降沿，对电子钥匙的串口管脚产生使其唤醒的外部中断。\n[0012] 优选地，唤醒后，将电子钥匙的串口管脚从I/O口配置回串口模式，与锁具进行串口通信。\n[0013] 优选地，锁具是无源电子锁具，在与电子钥匙接触时，通过电子钥匙的内置电池为无源电子锁具供电。\n[0014] 本发明的优点在于：采用内置电池供电的电子钥匙的休眠与唤醒机制的低功耗供电方案，在电子钥匙休眠前，将电子钥匙的串口设置为普通I/O口，并将该接口使能外部中断功能，从而降低功耗。当电子钥匙与锁具接触后，电子钥匙为锁具供电，锁具通过串口向电子钥匙发送串口握手指令作为起始位，向电子钥匙的串口管脚产生一个外部中断将电子钥匙唤醒。本发明在不增加硬件结构的情况下，实现更低的功耗，延长电子钥匙的待机时间，提高用户体验。\n附图说明\n[0015] 图1为本发明休眠唤醒体制的原理图。\n具体实施方式\n[0016] 本发明提供一种电子钥匙低功耗供电方案的休眠及唤醒方法，该电子钥匙适用于无源电子锁具。\n[0017] 无源电子锁具实现“无源”的方法在于将锁内安装类似于门禁系统的控制板，电源部分集成在电子钥匙内，同时电子钥匙内部集成了可打开锁具的密钥。当电子钥匙去打开锁具时，电子钥匙给锁具供电的同时，锁具与钥匙进行通信，电子钥匙将密钥下载到锁具内，锁具判断密钥是否正确，如果正确则会记录密钥，打开门锁。因此，电子钥匙在没有接触锁具为其供电时为低功耗的休眠状态。当电子钥匙接触到锁具，为锁具供电、通信时，需要唤醒到正常工作状态。电子钥匙与锁具通信结束，离开锁具或超时后，重新进入休眠状态。\n因此，电子钥匙的休眠与唤醒的触发条件为电子钥匙与锁具通信的起始与结束超时。\n[0018] 电子钥匙与对应的无源锁具之间的通信采用的方式为串口通信。故而，通过检测电子钥匙的串口即可判断电子钥匙与无源锁具是否接触，是否需要唤醒，是否完成开锁进入休眠状态。\n[0019] 串口的通信协议过程为，串口在未通信的空闲状态时，为逻辑“1”，即高电平。当产生通信时，首先产生一个起始位信号。起始位信号为一个逻辑“0”的信号，即低电平，表示通信传输的开始。发送过起始信号后，根据约定的波特率进行数据的传输。传输完成后，置为高电平，即为空闲状态。\n[0020] 根据上述的串口通信协议，当检测到串口为空闲状态后，开始计时，时间超过设定的阈值后，将电子钥匙置为休眠状态。当检测到串口通信时，将电子钥匙从休眠状态中唤醒到正常工作状态，与锁具进行数据通信。\n[0021] 当使用串口唤醒机制时，电子钥匙的串口也需要处于工作状态，而串口的功耗又偏高。故而，这种省电模式还未达到最低的功耗。因此，为了进一步降低电子钥匙的功耗，在休眠模式下，将电子钥匙的串口也置入休眠状态。此时，串口已经不再能唤醒电子钥匙，电子钥匙休眠后将无法工作。\n[0022] 电子钥匙在休眠后，还支持外部中断唤醒。根据串口的通信协议，串口通信在空闲状态为高电平，起始位为低电平，这个过程实质上产生了一个下降沿，符合外部中断唤醒的条件。在不增加硬件结构的情况下，为了实现唤醒电子钥匙的功能，在电子钥匙休眠前，将电子钥匙的串口设置为普通I/O口，并将该接口使能外部中断功能。当电子钥匙与锁具接触到后，电子钥匙为锁具供电，锁具通过串口向电子钥匙发送串口握手指令，即起始位，向电子钥匙的串口管脚产生一个下降沿，产生一个外部中断，内部即可将电子钥匙唤醒。\n[0023] 如图1所示，所述的电子钥匙的休眠与唤醒工作流程如下：\n[0024] 休眠：假设当前电子钥匙处于正常工作状态。电子钥匙监测串口通信。若当前钥匙与锁具正在通信，则电子钥匙继续当前的工作，与锁具通信，完成开锁、信息沟通、备份记录等功能。当电子钥匙与锁具通信完成，或用户将钥匙离开锁具，监测到串口为高电平，电子钥匙与锁具无数据通信后，电子钥匙内部启动计时模块，当计时模块达到设定的阈值后，将钥匙的串口管脚配置为普通的I/O口，并将该I/O口配置下降沿的外部中断功能。此时，电子钥匙完成本次工作，将其进入休眠模式。休眠模式下，电子钥匙关闭所有外设，进入省电低功耗模式。完成休眠过程。\n[0025] 唤醒：假设当前电子钥匙处于低功耗省电的休眠模式。当用户使用电子钥匙与锁具通过探针接触，电子钥匙向锁具供电，两者之间的串口通过探针接通。锁具与电子钥匙进行串口握手，向电子钥匙发送起始位。电子钥匙的串口管脚当前配置为普通I/O口，且拥有下降沿中断的外部中断功能。在休眠状态下串口管脚为高电平，起始位为低电平，即产生了一个下降沿。此时，电子钥匙通过外部中断将电子钥匙进行唤醒到正常工作模式。唤醒后，将电子钥匙的串口管脚配置从普通的I/O口配置回串口模式。配置完成后，电子钥匙恢复串口功能，与锁具继续进行串口通信。完成唤醒过程。\n[0026] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。