超低功耗的指纹检测唤醒装置、指纹传感器及智能指纹门锁的制作方法

[0001]
本实用新型涉及智能指纹门锁的超低功耗的指纹检测唤醒技术领域，更具体地，涉及一种超低功耗的指纹检测唤醒装置、指纹传感器及智能指纹门锁。


背景技术：

[0002]
智能指纹门锁应用要求在空闲状态下处于极低功耗状态，通常需要达到数ua级，此时就需要整个系统中的绝大部分组件处于断电模式，靠仅有的电源留存组件在手指按压时，将其他电子组件唤醒，进而唤醒整个门锁系统以便正常运行起来。
[0003]
市场上主流门锁系统唤醒方式包括：(1)触控芯片检测唤醒：采用电容型触控芯片检测到手指按压，触发系统唤醒运行，典型应用为以汇顶科技指纹识别传感器为基础的智能指纹门锁；(2)bezel ring检测唤醒：通过不断发射脉冲信号至模组内置的金属bezel ring，并通过积分电路检测到手指按压，触发系统唤醒运行，典型应用为以fpc指纹识别传感器为基础的智能指纹门锁。
[0004]
指纹传感器的采集是一个很耗电的过程，通常达到ma级，即使放慢采集帧率，平均下来也要达到数十ua电流。上述两种方法的功耗水平虽然能满足门锁要求的，但却增加了系统的复杂性和在某些场景下的不可靠性，比如靠触控唤醒方案，在低温情况下不灵敏，这就限制了很多极寒地区的使用限制；而bezel ring方案增加了系统成本。因此，急需开发一种新的超低功耗指纹检测唤醒装置、指纹传感器及智能指纹门锁。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种超低功耗的指纹检测唤醒装置、指纹传感器及智能指纹门锁。
[0006]
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：根据本实用新型的第一方面，提供一种超低功耗的指纹检测唤醒装置，包括检测面阵以及与其对应设置的指纹检测电路；
[0007]
所述检测面阵，为所述指纹检测电路的检测区域，用于接受用户手指按压操作；
[0008]
所述指纹检测电路，周期性开启，用于检测所述检测面阵的用户手指按压操作，并判断是否检测到所述检测面阵的手指按压信息；以及，当检测到所述检测面阵的手指按压信息时，发出唤醒命令至所述智能指纹门锁进行系统唤醒及指纹检测识别。
[0009]
优选地，所述检测面阵均分为多个子检测面阵，所述检测面阵包括第一子检测面阵、第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第五子检测面阵；
[0010]
所述指纹检测电路均分为多个子检测电路，所述指纹检测电路包括第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路；
[0011]
所述第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路分别与所述第一子检测面阵、第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第五子检测面阵一一对应设置。
[0012]
优选地，所述第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第五子检测面阵位于所述第一子检测面阵周侧；
[0013]
所述第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路位于所述第一子检测电路周侧。
[0014]
优选地，所述第一子检测电路位于所述指纹检测电路的中心位置，对应的，所述第一子检测面阵位于所述检测面阵的中心位置。
[0015]
优选地，所述指纹检测电路包括n*m个检测单元电路，所述子检测电路包括k*l个检测单元电路；
[0016]
所述检测面阵为n*m个检测单元电路的检测区域，所述子检测面阵为 k*l个检测单元电路的检测区域。
[0017]
优选地，所述第一子检测电路周期性开启，检测所述第一子检测面阵的用户手指按压操作，并判断是否检测到所述第一子检测面阵的手指按压信息；
[0018]
所述第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和/或第五子检测电路依次开启分别检测对应的所述第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和/或第五子检测面阵的手指按压信息，并判断所述第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和/或第五子检测电路是否检测到所述手指按压信息。
[0019]
优选地，所述指纹检测电路为时分复用的检测电路。
[0020]
优选地，所述指纹检测电路分时分别控制所述第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路启动或关闭。
[0021]
根据本实用新型的另一方面，还提供一种超低功耗的指纹传感器，包括上文所述的超低功耗的指纹检测唤醒装置。
[0022]
根据本实用新型的另一方面，还提供一种超低功耗的智能指纹门锁，包括上文所述的超低功耗的指纹传感器。
[0023]
实施本实用新型超低功耗指纹检测唤醒装置、指纹传感器及智能指纹门锁的技术方案，具有如下优点或有益效果：本实用新型检测唤醒通过将检测面阵细分为多个子检测面阵，以及将指纹检测电路细分为多个子检测电路，分时开启多个子检测电路，进而降低了芯片工作时间，大大增加芯片了休眠时间，实现了指纹检测阶段的超低功耗，做到指纹检测实现“系统唤醒”和“指纹采集”二合一的独特功能。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，附图中：
[0025]
图1是本实用新型超低功耗的指纹检测唤醒装置实施例的唤醒流程示意图；
[0026]
图2是本实用新型超低功耗的指纹检测唤醒装置实施例的唤醒详细流程示意图；
[0027]
图3是本实用新型超低功耗的指纹检测唤醒装置实施例的示意图；
[0028]
图4是本实用新型超低功耗的指纹检测唤醒装置实施例的检测面阵对比示意图；
[0029]
图5是本实用新型超低功耗的指纹检测唤醒装置实施例的低功耗流程示意图。
具体实施方式
[0030]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种示例性实施例，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型公开的一些方面相一致的装置和方法的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
[0031]
为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0032]
目前，指纹传感器的指纹采集是一个非常耗电的过程，通常达到ma级，即使放慢采集帧率，平均下来也要达到数十ua电流，本实用新型指纹传感器在设计之初就内置了指纹检测电路，指纹检测(fd，finger detect)是一个耗时极短的过程，只有数十us(微秒)，所以才能做到指纹检测实现“系统唤醒”和“指纹采集”二合一的独特功能，这种极具人性化的设计思路会受到智能指纹门锁领域的普遍认可。如图3所示，当检测面阵大时(左图)，指纹检测电路持续工作时间长，耗电量大，因此，通过减小检测面阵(右图)，降低芯片工作时间，增加芯片休眠时间，进而实现指纹检测阶段的低功耗。
[0033]
实施例一：
[0034]
如图1-2所示，本实用新型提供一种超低功耗的指纹检测唤醒方法实施例，应用于智能指纹门锁，所述智能指纹门锁包括检测面阵以及与其对应设置的指纹检测电路；该方法包括步骤：
[0035]
s100、周期性开启指纹检测电路，检测检测面阵的用户手指按压操作，所述指纹检测电路判断是否检测到检测面阵的手指按压信息；如有，则执行 s200；如否，则继续执行s100；具体的，周期性开启指纹检测电路的间隔时间，可以通过逻辑单元或芯片等预先设置好，进而，指纹检测电路自动周期性开启。
[0036]
s200、所述指纹检测电路发出唤醒命令至智能指纹门锁进行系统唤醒及指纹检测识别。
[0037]
在本实施例中，所述指纹检测电路用于实时检测检测面阵的用户手指按压操作(即获取用户的手指按压信息)，对其进行指纹检测识别。当指纹检测电路检测到有用户的手指按压信息时，指纹检测电路发出唤醒命令至智能指纹门锁进行系统唤醒及指纹检测识别，具体的，唤醒智能指纹门锁的mcu 进而开启指纹检测识别，以及后续开锁动作。当前仅仅通过指纹检测电路检测用户的手指按压信息，其功耗非常低，非常适合智能指纹门锁。
[0038]
在本实施例中，所述指纹检测电路，周期性开启，用于检测检测面阵的用户手指按压操作，并判断是否检测到检测面阵的手指按压信息；以及，当检测到检测面阵的手指按压信息时，发出唤醒命令至智能指纹门锁进行系统唤醒及指纹检测识别。
[0039]
如图3所示，在本实施例中，所述检测面阵，为指纹检测电路的检测区域，用于接受用户手指按压操作；所述检测面阵均分为多个子检测面阵，数量可以3个、4个、5个、6个
……
，具体数量在此不做限制。为了更好的表述，在此仅以5个子检测面阵为例，例如，所述检测面阵包括第一子检测面阵、第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第
五子检测面阵；所述第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第五子检测面阵位于第一子检测面阵周侧；具体的，子检测面阵、第一子检测面阵、第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第五子检测面阵仅在名称及设置位置上有区别。
[0040]
具体的，所述指纹检测电路均分为多个子检测电路，数量可以3个、4 个、5个、6个
……
，具体数量在此不做限制。为了更好的表述，在此，仅以 5个子检测电路为例，例如，所述指纹检测电路包括第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路；所述第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路位于第一子检测电路周侧；具体的，子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路仅在名称及设置位置上有区别。
[0041]
具体的，所述第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路分别与第一子检测面阵、第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第五子检测面阵一一对应设置，用于分别检测对应子检测面阵的用户手指按压操作。更为具体的，所述第一子检测电路位于指纹检测电路的中心位置，对应的，所述第一子检测面阵位于检测面阵的中心位置。
[0042]
依照手指按压习惯，通常会按在检测面阵的中央，选择第一子检测面阵设置在差不多检测面阵的中心位置区域，但为了防止因噪声或误碰该中心位置区域引起误判，因此，在检测到中心位置区域采样累加值超过设定阈值外，还要判断周围一些检测面阵区域的采样累加值，如果是正常手指按压的话，覆盖的检测面阵区域通常是比较大的，那么外围的一些检测面阵区域也是能满足阈值判断的(满足至少大于等于一个子检测面阵区域)。
[0043]
具体的，所述指纹检测电路包括n(n行)*m(m列)个检测单元电路，所述子检测电路包括k(k行)*l(l行)个检测单元电路，进而，整个指纹检测电路包括(n/k)*(m/l)个子检测电路；对应的，所述检测面阵为n*m个检测单元电路的检测区域，所述子检测面阵为k*l个检测单元电路的检测区域，进而，整个检测面阵包括(n/k)*(m/l)个子检测面阵。例如，第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路，每一个其实是2行8列检测单元电路构成的子检测电路(即为对应的子检测面阵)，里面有16个检测单元电路。
[0044]
在本实施例中，所述指纹检测电路可以为时分复用的检测电路，进而分时分别控制第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路启动或关闭。具体的，即指纹检测电路可以为一个完整的检测电路，其采用分时复用进行控制；优选的，各子检测电路可以通过改变“行/列地址”来实现子检测面阵区域的切换，即在指纹检测阶段，其他各子检测电路均处于关闭状态，只有第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路会周期性启动，确保整个指纹检测电路的超低功耗。另外，这些子检测面阵的区域分布主要是为了尽可能的分散；确保检测识别准确，对系统进行唤醒。
[0045]
在本实施例中，所述s100步骤具体包括：
[0046]
s101、周期性开启第一子检测电路，检测第一子检测面阵的用户手指按压操作。
[0047]
s102、判断第一子检测电路是否检测到第一子检测面阵的手指按压信息；如有，则执行s103；如否，则执行s101。
[0048]
s103、开启第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和/或第五子检测
电路分别检测对应的第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和/或第五子检测面阵的手指按压信息。
[0049]
具体的，可以依次开启第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和/或第五子检测电路分别检测对应的第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和/或第五子检测面阵的手指按压信息。
[0050]
s104、判断第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和/或第五子检测电路是否检测到手指按压信息；如有，则执行s200；如否，则执行 s101。
[0051]
如图5所示，所述s104步骤，具体为：一旦检测到第一子检测面阵1 的手指按压信息后，顺序依次开启第二子检测面阵2、第三子检测面阵3、第四子检测面阵4、第五子检测面阵5的对应的子指纹检测电路，4个子检测面阵中检测到大于等于1个子检测面阵的按压后，即可判断指纹检测完成，进而对门锁系统进行唤醒及进行指纹检测识别。
[0052]
本实用新型检测唤醒通过将检测面阵细分为多个子检测面阵，以及将指纹检测电路细分为多个子检测电路，分时开启多个子检测电路，进而降低了芯片工作时间，大大增加芯片了休眠时间，实现了指纹检测阶段的超低功耗，做到指纹检测实现“系统唤醒”和“指纹采集”二合一的独特功能。
[0053]
实施例二：
[0054]
本实施例提供一种超低功耗的指纹检测唤醒装置实施例，用于执行实施例一所述的超低功耗的指纹检测唤醒方法，详细操作详见实施例一所述，超低功耗的指纹检测唤醒装置包括检测面阵以及与其对应设置的指纹检测电路；具体的，所述检测面阵，为指纹检测电路的检测区域，用于接受用户手指按压操作；所述指纹检测电路，周期性开启，用于检测检测面阵的用户手指按压操作，并判断是否检测到检测面阵的手指按压信息；以及，当检测到检测面阵的手指按压信息时，发出唤醒命令至智能指纹门锁进行系统唤醒及指纹检测识别。
[0055]
在本实施例中，所述指纹检测电路用于实时检测检测面阵的用户手指按压操作(即获取用户的手指按压信息)，对其进行指纹检测识别。当指纹检测电路检测到有用户的手指按压信息时，指纹检测电路发出唤醒命令至智能指纹门锁进行系统唤醒及指纹检测识别，具体的，唤醒智能指纹门锁的mcu 进而进行指纹检测识别，以及后续开锁动作。当前仅仅通过指纹检测电路检测手指按压信息，其功耗非常低，非常适合智能指纹门锁。
[0056]
在本实施例中，所述指纹检测电路，周期性开启，用于检测检测面阵的用户手指按压操作，并判断是否检测到检测面阵的手指按压信息；以及，当检测到检测面阵的手指按压信息时，发出唤醒命令至智能指纹门锁进行系统唤醒及指纹检测识别。具体的，周期性开启指纹检测电路的间隔时间，可以通过逻辑单元或芯片等预先设置好，进而，指纹检测电路自动周期性开启。
[0057]
在本实施例中，所述检测面阵，为指纹检测电路的检测区域，用于接受用户手指按压操作；所述检测面阵均分为多个子检测面阵，数量可以3个、4 个、5个、6个
……
，具体数量在此不做限制。为了更好的表述，在此，仅以 5个子检测面阵为例，例如，所述检测面阵包括第一子检测面阵、第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第五子检测面阵；所述第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第五子检测面阵位于第一子检测面阵周侧；具体的，子检测面阵、第一子检测面阵、第二子检测面阵、第三子检测面阵、第
四子检测面阵和第五子检测面阵仅在名称及设置位置上有区别。
[0058]
具体的，所述指纹检测电路均分为多个子检测电路，数量可以3个、4 个、5个、6个
……
，具体数量在此不做限制。为了更好的表述，在此，仅以 5个子检测电路为例，例如，所述指纹检测电路包括第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路；所述第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路位于第一子检测电路周侧；具体的，子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路仅在名称及设置位置上有区别。
[0059]
具体的，所述第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路分别与所述第一子检测面阵、第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和第五子检测面阵一一对应设置。优选的，所述第一子检测电路位于指纹检测电路的中心位置，对应的，所述第一子检测面阵位于检测面阵的中心位置。
[0060]
在本实施例中，所述第一子检测电路周期性开启，检测所述第一子检测面阵的用户手指按压操作，并判断是否检测到所述第一子检测面阵的手指按压信息；所述第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和/或第五子检测电路依次开启分别检测对应的所述第二子检测面阵、第三子检测面阵、第四子检测面阵和/或第五子检测面阵的手指按压信息，并判断所述第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和/或第五子检测电路是否检测到所述手指按压信息。
[0061]
依照手指按压习惯，通常会按在检测面阵的中央，选择第一子检测面阵设置在差不多检测面阵的中心位置区域，但为了防止因噪声或误碰该中心位置区域引起误判，因此，在检测到中心区域采样累加值超过设定阈值外，还要判断周围一些检测面阵区域的采样累加值，如果是正常手指按压的话，覆盖的检测面阵区域通常是比较大的，那么外围的一些检测面阵区域也是能满足阈值判断的(满足至少大于等于一个子检测面阵区域)。
[0062]
具体的，所述指纹检测电路包括n(n行)*m(m列)个检测单元电路，所述子检测电路包括k(k行)*l(l行)个检测单元电路；进而，整个指纹检测电路包括(n/k)*(m/l)个子检测电路；对应的，所述检测面阵为n*m个检测单元电路的检测区域，所述子检测面阵为k*l个检测单元电路的检测区域，进而，整个检测面阵包括(n/k)*(m/l)个子检测面阵。例如，第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路，每一个其实是2行8列检测单元电路构成的子检测电路(即为对应的子检测面阵)，里面有16个检测单元电路。
[0063]
在本实施例中，所述指纹检测电路可以为时分复用的检测电路，进而，所述指纹检测电路分时分别控制第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路启动或关闭。具体的，即指纹检测电路可以为一个完整的检测电路，其采用分时复用进行控制；优选的，各子检测电路可以通过改变“行/列地址”来实现子检测面阵区域的切换，即在指纹检测阶段，其他各子检测电路均处于关闭状态，只有第一子检测电路、第二子检测电路、第三子检测电路、第四子检测电路和第五子检测电路会周期性启动，确保整个指纹检测电路的超低功耗。另外，这些子检测面阵的区域分布主要是为了尽可能的分散；确保检测识别准确，对系统进行唤醒。
[0064]
本实用新型检测唤醒通过将检测面阵细分为多个子检测面阵，以及将指纹检测电路细分为多个子检测电路，分时开启多个子检测电路，进而降低了芯片工作时间，大大增加
芯片了休眠时间，实现了指纹检测阶段的超低功耗，做到指纹检测实现“系统唤醒”和“指纹采集”二合一的独特功能。
[0065]
实施例三：
[0066]
本实用新型提供一种超低功耗的指纹传感器实施例，包括实施例二所述的超低功耗的指纹检测唤醒装置，所述指纹检测唤醒装置用于执行实施例一所述的超低功耗的指纹检测唤醒方法。
[0067]
实施例四：
[0068]
本实用新型还提供一种超低功耗的智能指纹门锁实施例，包括实施例三所述的超低功耗的指纹传感器。
[0069]
本实用新型检测唤醒通过将检测面阵细分为多个子检测面阵，以及将指纹检测电路细分为多个子检测电路，分时开启多个子检测电路，进而降低了芯片工作时间，大大增加芯片了休眠时间，实现了指纹检测阶段的超低功耗，做到指纹检测实现“系统唤醒”和“指纹采集”二合一的独特功能。
[0070]
在阅读完本文描述的内容之后，本领域的技术人员应当明白，本文描述的各种特征可通过方法、数据处理系统或计算机程序产品来实现。因此，这些特征可不采用硬件的方式、全部采用软件的方式或者采用硬件和软件结合的方式来表现。此外，上述特征也可采用存储在一种或多种计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式来表现，该计算机可读存储介质中包含计算机可读程序代码段或者指令，其存储在存储介质中。可读存储介质被配置为存储各种类型的数据以支持在装置的操作。可读存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现。如静硬态盘、随机存取存储器(sram)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、可编程只读存储器(prom)、只读存储器(rom)、光存储设备、磁存储设备、快闪存储器、磁盘或光盘和/或上述设备的组合。
[0071]
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。