基于思瑞浦TPS325M51xx系列主控芯片的智能門鎖方案

智能門鎖產(chǎn)品，因其開鎖方式的便利性、開鎖權(quán)限的方便授予、開鎖記錄的可追溯性、外觀設(shè)計的美觀和多樣性、多場景的適用性、與智能家居系統(tǒng)的完美系統(tǒng)集成，以及防撬報警等安全性的顯著提升，正在得到市場的廣泛認(rèn)可。新場景的高比例使用，以及存量傳統(tǒng)機械門鎖的批量升級，給智能門鎖市場帶來了廣泛的商業(yè)機會。

智能門鎖種類

智能門鎖的品類非常豐富，根據(jù)不同的功能、技術(shù)、使用場景進(jìn)行分類，可以分為：

開門方式

半自動智能門鎖:用戶需要在驗證成功后手動轉(zhuǎn)動門把手來開門。

自動智能門鎖:在用戶驗證成功后，門鎖會自動開鎖。

應(yīng)用功能

基礎(chǔ)型:通常包括指紋識別和觸摸密碼等基本的解鎖方式。

高階功能:可能包括人臉識別、接近感應(yīng)、遠(yuǎn)程控制等更先進(jìn)的技術(shù)。

應(yīng)用場景

家用門鎖：適用于家庭住宅，提供家庭成員方便的進(jìn)出同時保障安全。

公寓鎖：適用于出租公寓或共享住宅，可能包括遠(yuǎn)程管理和臨時密碼功能。

柜鎖：用于文件柜、儲物柜等，提供額外的安全性和隱私保護(hù)。

箱包鎖：用于行李箱、背包等，防止旅行或運輸過程中的物品丟失或被盜。

智能門鎖的選擇應(yīng)根據(jù)個人需求、安全要求、預(yù)算和偏好來決定。例如，家庭用戶可能更注重便利性和易用性，而企業(yè)用戶可能更看重安全性和管理功能。無論哪種類型的智能門鎖，都旨在提供比傳統(tǒng)機械鎖更高級的安全和便利性。

眾多門鎖開發(fā)廠商都意識到了這個巨大商機，紛紛投入資源，開發(fā)出了琳瑯滿目的門鎖產(chǎn)品，給消費者帶來了充足的可選擇性。但是，因為在電子控制模塊關(guān)鍵部件的選擇方面的不慎，往往會帶來一些不必要的麻煩。而思瑞浦的TPS325M51xx系列主控芯片的智能門鎖方案，為這些問題提供完善的解決方案：

01 開鎖方式單一，因功能失效帶來無法解鎖

思瑞浦的智能門鎖方案提供多種開鎖方式，如指紋、面部識別、密碼、NFC 卡等。

02 門鎖電控模塊耗電嚴(yán)重，電池經(jīng)常沒電

1：思瑞浦的專利TPSensor模塊，能獨立在低功耗下檢測電容觸摸；

2：高性能的微控制器優(yōu)化電源管理，延長電池壽命；

3：具備低電量提醒功能，及時通知用戶更換電池，以及超低功耗換電池應(yīng)用模式。

03 觸摸不靈敏

TPS325M51xx擁有高分辨率的觸摸感應(yīng)功能（TPSensor），支持自電容和互電容感應(yīng)模式，提供高噪聲免疫能力，確保觸摸響應(yīng)靈敏。

04 靜電損壞

智能門鎖設(shè)計時會考慮到靜電放電（ESD）的防護(hù)，采用 TPS325M51xx的門鎖支持集成了ESD保護(hù)機制高達(dá)6KV，減少靜電對電路的損害。

智能門鎖主要框圖分門前，門后兩個部分：

TPS325M51xx優(yōu)勢

TPS325M51xx 系列為智能門鎖應(yīng)用提供了一整套的軟硬件參考設(shè)計，主要優(yōu)勢總結(jié)如下：

降低系統(tǒng)功耗

電容觸摸模塊能夠在低功耗狀態(tài)下獨立運行并監(jiān)測觸摸事件，無需持續(xù)喚醒整個系統(tǒng)，從而延長電池壽命并減少能源消耗。

節(jié)約系統(tǒng)成本

TPS325M51xx 采用全自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)級芯片(SoC)開發(fā)，有效控制了整體成本；高集成度減少了外部組件的需求，進(jìn)而減少了焊接點位和相關(guān)的制造成本。

減少開發(fā)難度

高集成度的設(shè)計減少了客戶在硬件和軟件開發(fā)上的復(fù)雜性，因為許多功能已經(jīng)集成在單一芯片上。

縮短開發(fā)周期

提供智能門鎖 Product Design Kit (PDK)，這是一個全面的開發(fā)工具包，包括硬件設(shè)計、基礎(chǔ)軟件框架和基礎(chǔ)測試等，幫助客戶快速啟動和完成產(chǎn)品開發(fā)。

此外，TPS325M51xx 還具備以下優(yōu)勢：

存儲容量

2MB 的 Flash 和 336KB 的 SRAM 提供了充足的存儲空間，可以存儲超過50枚指紋和長達(dá)300秒的語音信息，滿足大多數(shù)家庭應(yīng)用場景的需求。

多功能集成

集成了電容觸摸、指紋算法、NFC Type A卡、語音解碼和 OLED 顯示等多種功能，為用戶提供了全面的智能門鎖解決方案。

安全性

微控制器可能包含的安全特性，如加密模塊和安全啟動，可以提高智能門鎖的安全性。

靈活性和擴展性

由于其強大的處理能力和豐富的接口，TPS325M51xx 支持各種定制功能和未來的升級擴展。

以上這些TPS325M51xx的優(yōu)勢使其成為智能門鎖設(shè)計的理想選擇，為制造商提供了一個高效、可靠且具有成本效益的解決方案。

TPS325M51xx智能門鎖系統(tǒng)框圖

TPS325M51xx智能門鎖系統(tǒng)框圖

TPS325M51xx豐富資源以及針對智能門鎖方面的配置

TPS325M51xx 智能門鎖系統(tǒng)框圖可能包含的關(guān)鍵組件和功能模塊：

微控制器核心：

32位ARMSTAR 核心，帶有 FPU，運行頻率高達(dá)156 MHz。

存儲器：

2MB的Flash存儲器，用于存儲程序和用戶數(shù)據(jù)。

336KB的SRAM，包括不同用途的多個SRAM區(qū)塊。

觸摸感應(yīng)模塊（TPSensor）：

電容觸摸檢測，支持電容和互容感應(yīng)模式。

指紋傳感器接口：

用于連接和處理指紋傳感器數(shù)據(jù)，支持指紋算法。

NFC 接口：

支持 NFC Type A卡，用于近場通信和數(shù)據(jù)傳輸。

語音解碼模塊：

解碼語音信息，可能用于語音提示或命令。

OLED 顯示控制器：

控制 OLED 顯示屏，顯示門鎖狀態(tài)和信息。

電源管理單元（PMU）：

管理電源供應(yīng)，包括電池監(jiān)控和低功耗模式。

安全特性：

包括加密引擎（如AES）、真隨機數(shù)生成器（TRNG）和哈希函數(shù)（如SHA1/SHA2, MD5）。

通信接口：

包括 UART、SPI、I2C、CAN 等，用于與外部設(shè)備通信。

定時器和計數(shù)器：

用于時間控制和事件管理。

模擬前端（AFE）：

包括 ADC、DAC 和比較器，用于處理模擬信號。

外部接口：

包括 GPIO，用于連接外部傳感器和功能執(zhí)行模塊。

實時時鐘（RTC）：

保持時間信息，支持定時任務(wù)和喚醒。

開發(fā)支持：

如調(diào)試接口（SWD/JTAG）和嵌入式跟蹤宏單元。

如以上框圖展示，TPS325M51xx 通過其豐富的外設(shè)和接口，實現(xiàn)智能門鎖的多功能性和高安全性。

TPS325M51xx智能門鎖開發(fā)套件

開發(fā)套件（PDK）基于TPS32 SDK的底層框架，加入了智能鎖應(yīng)用中主要功能的中間件支持（包括觸摸庫，指紋庫，語音解碼庫，NFC讀卡庫，OTA升級等）；另外還包含了智能鎖方案的硬件/固件參考設(shè)計文檔（如NFC，觸摸）以及重要的測試結(jié)果文檔。

智能鎖方案板

為智能鎖應(yīng)用量身定制的參考方案板，涵蓋了智能鎖應(yīng)用需要的一些最基礎(chǔ)的功能（如觸摸、指紋、NFC刷卡、語音提示、低功耗等），幫助客戶快速高效地遷移智能鎖應(yīng)用層代碼，完成整體產(chǎn)品設(shè)計。

智能鎖方案SDK（Middleware）

音頻（Audio）

支持解碼和播放 MP3 音頻文件，允許智能門鎖提供語音提示、警報或其他音頻反饋。這可以改善用戶交互，尤其對于視力受限的用戶或在視覺提示不實用的情況下。

觸摸傳感器庫（TPSenor@Library）

支持電容觸摸功能，使智能門鎖能夠擁有觸摸界面，不僅外觀上更美觀，使用起來也比機械按鈕更方便，提供更流暢的用戶體驗。

近場通信（NFC）

支持 NFC（近場通信），允許智能門鎖讀取和注冊 NFC 卡或標(biāo)簽。這個功能可用于無鑰匙進(jìn)入，用戶只需輕觸他們的 NFC 卡即可開門。

指紋傳感器

支持注冊和識別指紋信息，提供高水平的安全性和便利性。用戶可以使用他們的指紋來解鎖門，這是一種快速且安全的身份驗證方法。

設(shè)備固件升級（Device Firmware Update, DFU）

支持在設(shè)備上執(zhí)行固件更新，確保智能門鎖可以接收安全補丁、新功能和改進(jìn)。這對于維護(hù)設(shè)備在其生命周期內(nèi)的安全性和功能性至關(guān)重要。

這些特性共同構(gòu)成了一個既安全又多功能，同時用戶友好且具有前瞻性的智能門鎖系統(tǒng)。TPS325M51xx 系列微控制器以其高性能的 ARM 核心和豐富的外設(shè)，提供了實現(xiàn)這些高級特性所需的處理能力和接口支持。

智能鎖方案測試匯總

智能門鎖測試總結(jié)如下：

發(fā)生了誤觸發(fā)，但沒有掛斷

通過了 B 級測試標(biāo)準(zhǔn)

發(fā)生了誤觸發(fā)，但沒有掛斷

通過了 B 級測試標(biāo)準(zhǔn)

在低溫 -25℃ 下連續(xù)運行12小時

在高溫 70℃ 下連續(xù)運行12小時

在溫度 45℃、濕度 95% 的條件下連續(xù)運行48小時

通過了 A 級測試標(biāo)準(zhǔn)，沒有發(fā)生誤觸發(fā)，且靈敏度沒有變化

對講機測試（Walky-Talky）

特斯拉線圈測試（"Tesla Coil"）

溫度測試

這些測試結(jié)果表明智能門鎖在不同的環(huán)境條件下，如電磁干擾和極端溫度濕度條件下，都能保持一定的穩(wěn)定性和可靠性。B 級測試的通過意味著產(chǎn)品在面對特定干擾時可能會有誤觸發(fā)，但系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行而不會發(fā)生崩潰或掛起。A 級測試的通過則顯示了在更為嚴(yán)苛的環(huán)境條件下，產(chǎn)品不僅沒有誤觸發(fā)，而且保持了其性能的穩(wěn)定性和一致性。這對于確保智能門鎖在實際使用中的耐用性和可靠性至關(guān)重要。

思瑞浦MCU在智能門鎖市場的業(yè)務(wù)前景

TPS325M51xx的高性能和豐富的功能為智能門鎖提供了強大的技術(shù)支持，使得門鎖更加安全、便捷和可靠。通過這些技術(shù)，用戶可以享受到更加舒適和無憂的智能生活體驗。TPS325M51xx為智能門鎖提供了全面的產(chǎn)品級的參考設(shè)計，并組建了完整的技術(shù)支持團隊，以解決產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)和量產(chǎn)支持需要。產(chǎn)品自投入量產(chǎn)以來，已獲得多家客戶評估，并得到積極的市場反饋，包括對產(chǎn)品性能、穩(wěn)定性、安全性和易用性的認(rèn)可?？蛻粼谠u估后，普遍認(rèn)為TPS325M51xx非常適合他們的產(chǎn)品，希望與思瑞浦建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，積極準(zhǔn)備將其智能鎖產(chǎn)品推向市場，進(jìn)行量產(chǎn)。

隨著技術(shù)持續(xù)革新和市場不斷發(fā)展，思瑞浦將以TPS325M51xx為契機，持續(xù)拓展智能鎖產(chǎn)品，涵蓋MCU和模擬產(chǎn)品，以滿足市場對更高性能和更多功能的不斷追求。

TPS325M51xx在智能鎖領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊的市場前景和客戶基礎(chǔ)，相信智能鎖的成功量產(chǎn)不僅證明了其可靠性和市場競爭力，也為其他潛在客戶在選擇類似解決方案時提供了有力的參考。有任何產(chǎn)品或技術(shù)需求，可以隨時聯(lián)系思瑞浦。

應(yīng)廣大行業(yè)客戶及相關(guān)開發(fā)者的需求，思瑞浦將在7月18日，聯(lián)合電子發(fā)燒友網(wǎng)，舉辦專門針對智能門鎖應(yīng)用的線上技術(shù)交流。對思瑞浦主控芯片，以及如何使用思瑞浦的主控芯片設(shè)計出在技術(shù)、成本等各方面都有競爭力的產(chǎn)品，做詳細(xì)的分享。歡迎廣大智能門鎖產(chǎn)業(yè)鏈的合作伙伴和技術(shù)愛好者上線交流討論。

關(guān)于思瑞浦

思瑞浦微電子科技（蘇州）股份有限公司（英文：3PEAK INCORPORATED，股票代碼：688536），公司始終堅持研發(fā)高性能、高質(zhì)量和高可靠性的集成電路產(chǎn)品，包括信號鏈模擬芯片、電源管理模擬芯片和數(shù)?；旌夏M前端，并逐漸融合嵌入式處理器， 為客戶提供全方面的解決方案。其應(yīng)用范圍涵蓋信息通訊、工業(yè)控制、新能源和汽車、醫(yī)療健康等眾多領(lǐng)域。