超低功耗在智能门锁行业的应用

1. 名词解释

在本体上以电子方式识别、处理人体生物特征信息、电子信息、网络通讯信息等并控制机械执行机构实施启闭的门锁”叫电子智能门锁。通俗地理解，智能门锁是电子信息技术与机械技术相结合的全新的锁具品类，是在传统机械锁基础上升级改进的，在用户的识别、管理安全等方面更加智能化、便利化的锁具。

2. 智能门锁分类(按使用场景)

     1. 防盗门

         常见的家用门锁，主要是wifi 连接家里的路由器

     2. 室内智能锁

         一般用于办公室的指纹或者工牌识别，半智能3

    3.酒店智能锁

        前台发卡，修改卡里相关的数据，客户可以拿着卡直接去刷

    4. 民宿智能锁

        人员流动频繁，无法发卡,布线麻烦，没有电流补充，没有固定wifi

综上，民宿对功耗要求极高，并且需要联网，技术难度也更高，本文重点介绍超低功耗在民宿行业的使用

3. 民宿智能锁

3.1 当前的民宿使用方案分析

	4G	NB	蓝牙
优点	网络稳定	安装方便 价格便宜	功耗低
缺点	功耗高 价格稍高	网络环境差，经常连不上	安装麻烦 需要增加网关，成本高 需要单独配网，客户使用也麻烦

    综上： 4G 方案价格因素相对方案成本来说不是主要因素，网络方面4G 对 NB网络有着无法比拟的优势，尤其是非一线城市以及农村的民宿，如何解决功耗高尼，咱们具体场景具体分析。

3.2 场景分析

     由于各地的法规不一样，有的地方需要身份证验证后就可以入户，有的需要人脸识别和身份证共同验证，从因此主要分为如下两种场景：

1. 场景1： 系统需要在客人进门之前，先下发客人的信息发到对应的门锁(比如人脸信息，下发的实时性要求不高)，等客人开门时候进行比对，成功后开门，平时保持低功耗随时待唤醒状态

1. 场景2:   客人在开门的时候，即时将身份证或者指纹信息传给云端进行比对，平时保持超低功耗等待本地唤醒

针对这两种场景，分别适用于我司提供 超低功耗方案的www.airpsm.cn 中的STD(标准模式),PSM+(超低功耗模式)：

3.3 解决方案

先普及一下合宙超低功耗方案：

1. PRO:休眠模式下远程可以快速唤醒，功耗低

1. STD：休眠模式下远程可以在2分钟之内唤醒，功耗很低

1. PSM+：远程不可以唤醒，但是可以快速上传，功耗极低

3.3.1 场景1(需要2分钟内下发客户信息)  -- STD+可以解决

注：STD+ 是 STD 模式的升级版，功耗更低，但是有概率会丢包(可以重发解决)

 

 在场景1中，要求门锁可以长时间长链接待机，并且可以在2分钟内接收到云端下发的信息，因此对长链接低功耗要求很高,我们实测的长链接STD待机功耗数据如下，

Air780E低功耗开发板数据报告
测试模块型号		Air780E	测试模块载体	低功耗开发板
测试模块IMEI		869861060509259	测试人员	拓毅恒
低功耗模式	STD+
软件版本号	Air780E:AirM2M_780E_V1146_LTE_LPAT_TEMP
通讯延时	最小通讯延时：1s 最大通讯延时：2min
状态模式	纯待机模式		五分钟心跳一次模式
运营商类型	中国电信		中国电信	中国电信
测试时长	3h		3h	3h
信号值	15		17	21
平均电流	245uA		无天线(模拟弱信号)：569uA	有天线：424uA
数据包长度	无数据		6字节
AT指令			AT指令
AT+CSQ AT+CNETLIGHT=0 AT+UPGRADE="AUTO",0 AT+POWERMODE="STD" AT+CIPSTART="TCP",112.125.89.8,41394			AT+CSQ AT+CNETLIGHT=0 AT+UPGRADE="AUTO",0 AT+POWERMODE="STD" AT+CIPSTART="TCP",112.125.89.8,41394 AT^HEARTBEATHEX=6,"313233343536" AT^HEARTCONFIG=0,0,300 AT^HEARTCONFIG=1,0,300

以一节5号电池700毫安时计算，8节总共5600毫安时，则在5分钟心跳的情况下，需要平均功耗低于648ua,显然，在弱网环境下780E 也可以满足要求

3.3.2 场景2(开门时需要立即上报) --- PSM+可以解决

 在场景2中，要求门锁可以长时间待机，对休眠功耗有极致要求，并且要求可以收到刷卡信息后，立即上报云端，我们实测的长链接待机功耗数据如下:

Air780E低功耗开发板数据报告
测试模块型号	Air780E	低功耗开发板
测试模块IMEI	869861060509259	拓毅恒
低功耗模式	PSM+
软件版本号	Air780E:AirM2M_780E_V1147_LTE_LPAT
通讯延时	1.5-3秒
状态模式	纯待机模式	12小时上报一次
运营商类型	电信/移动/联通	电信/移动/联通
测试时长	72小时	72小时
信号值	18	18
平均功耗	7uA	12uA
数据包长度
AT指令
	AT+CSQ AT+CNETLIGHT=0 AT+UPGRADE="AUTO",0 AT+POWERMODE="PSM+",0,1	AT+CSQ AT+CNETLIGHT=0 AT+UPGRADE="AUTO",0 AT+POWERMODE="PSM+",0,1 AT+CIPSTART="TCP",112.125.89.8,41394

注：

1. PSM+ 功耗基本不受网络环境影响

1. PSM+ 支持移动电信联通

以一节5号电池700毫安时计算，8节总共5600毫安时，则在24小时开一次门的情况下,可以使用使用超过6年。

相关资料请看:  www.airpsm.cn