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在我之前的文章中讲了智能锁行业的前景和大体的设计思路,目前市面上的智能锁的功能和使用方法趋于成熟化、标准化、结构设计方面更是如此,所以很多的设计者把目光集中到了外观的设计方面,毕竟外观是人们对于产品设计的直观感觉,可是不要忘了,智能锁的核心其实是在主控电路的设计,主控板的功能设置在很大方面决定了智能锁的外观、结构及功能差异性。
在详细讲述主控板设计之前,我先对主控板做一个大概的介绍,因为并不是所有人都了解这个行业,甚至有些人是不知到主控板到底是什么,首先你可以把主控板当成电脑的主板,在主控板的周围分布着开关锁电机接口、门状态或锁舌状态检测接口、wifi接口、蓝牙接口、NFC天线接口、密码键盘或触控板接口、生物识别模块接口,这么多的接口必然要求主控板设计过程中需要合理配置相应的电路参数以保证智能锁安全可靠的运行。有了这些大致的认识,那么接下来首先来看一下主控板的原理框图:
从原理框图种可以看出,主控板主要有五大部分构成:主处理器、生物识别模块接口、触控键盘接口、开锁电机驱动电路、通信接口,每个部分的功能相对独立,通过通信模块与APP或外部智能卡完成整个智能锁功能实现,具体的到每个部分的功能我详细描述一下:
一、主处理器:主控板的核心部件,用于协调外部控制电路启停,获取外部输入信息,通常使用普通单片机作为主处理器。
二、开锁电机驱动电路:分为两种,一种是大电流驱动,通常用于使用持续供电电源的智能锁,另一种是小电流,通常用于使用电池供电的智能锁。除了驱动之外,这部分的电路含包括门状态检测传感器接口,例如门磁、锁舌检测开关等。最常见的电路设计为H桥式电路,如果有兴趣可以百度一下。
三、通信接口:一般的智能锁主控板都会包含WIFI模块、BLE蓝牙模块、某些场合也会用到NFC功能,接口一般采用UART、SPI、I2C接口,用于实现远程开锁和本地开锁功能,同时也可以定时上报锁状态信息,遇到突发状态如暴力拆锁也可以及时上报。
四、触控键盘接口:通用的键盘一般采用12键设计,通过独立的识别芯片与主控板相连,接口通常是I2C接口。
五、生物识别模块接口:初听这个名字可能大家会有点觉得很高大上的感觉,其实在生活中我们经常能够看到和用到,最简单的就是指纹模块,好一点的有虹膜检测模块、指脉模块、掌纹模块等,主控板一般通过UART、SPI接口与这些模块相连,获取对应的注册指纹信息,识别非法入侵,在某些安全级别比较高的场合会采用复合模块检测来提高安保级别。
以上就是主控板各功能模块的介绍,基本上涵盖了目前市面上常见的智能锁功能,其他的细节部分如果大家有兴趣,我会抽出一些时间在以后的文章中有针对性的详细说明。