CN110907842A - 智能门锁电量检测装置、方法和智能门锁 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能门锁电池电量检测装置，智能门锁包括电池和电机模块，电量检测装置包括控制模块；控制模块，分别与电池以及电机模块电性连接，用于在接收用户输入的门锁操作指令后，采集电池的浮空电压，并将电机模块与电池接通，以控制电机模块工作，还检测电池的当前内阻，再根据电池的当前内阻以及电机模块的最大工作电流，计算电池的跌落电压，且利用跌落电压以及浮空电压判断电池的电量状态。本申请还提供了一种方法和智能门锁。使得可以有效解决不同厂家电池的差异性造成的判断误差，同时避免由于使用环境温度的差异导致电池高电压实际上却无法提高足够能量的判断错误，进而提高了电池剩余电量的检测准确度，提高了用户体验。

Description

智能门锁电量检测装置、方法和智能门锁

技术领域

本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种智能门锁电量检测装置、方法和智能门锁。

背景技术

智能家居行业的发展给人们的生活带来了巨大的改变，如智能门锁相对于普通门锁，增加了联网功能，拓展了人们的使用场景，使用户不在锁旁边也能对锁进行控制，当用户不在家而又有临时用户需要打开门锁时，目前采用的方式是让用户通过手机直接进行远程开锁以实现对临时用户开门。目前的智能门锁普遍采用电池供电模式，由于门锁能耗大，因此用户需要根据智能门锁的电量情况确定是否进行更换电池。现有技术，目前门锁判定电池电量的方法有两种：

一种方式是采集电池电压，通过电池电压的高低判断电池是否电量充足；但是，不同品牌的电池在同样电压的情况下电量不同，而且在不同环境温度下，电池电压所对应的电池电量也不同，即电池电压并不能准确地代表电池的电量；需要在电池使用时，计算得到的电池电量才足够准确。

另一种方式是，使用库仑计，通过对电池电流电压的积分判断电池消耗了多少电能；但是，使用库仑计可以准确地判断电池消耗的电能，但必须提前知道电池已有的电能才能计算剩余的电能，对于客户端，使用什么品牌的电池可能是不确定的，因此该方法受限于必须提前知道电池的总能量，另外对于低功耗产品，本身库仑计器件就会造成一定的能量。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供的一种智能门锁电量检测装置、方法和智能门锁，可以有效解决不同厂家电池的差异性造成的电池电量判断误差，同时避免由于环境温度的差异导致电池高电压实际上却无法提供足够能量的判断错误。

为了实现上述目标，本发明提供了一种智能门锁电池电量检测装置，应用于智能门锁中，所述智能门锁包括电池和电机模块，所述电量检测装置包括控制模块；所述控制模块，分别与所述电池以及所述电机模块电性连接，用于在接收用户输入的门锁操作指令后，采集所述电池的浮空电压，并将所述电机模块与所述电池接通，以控制所述电机模块工作，还检测所述电池的当前内阻，再根据所述电池的当前内阻以及所述电机模块的最大工作电流，计算所述电池的跌落电压，且利用所述跌落电压以及所述浮空电压判断所述电池的电量状态。

可选地，所述控制模块，进一步地用于在所述电机模块与所述电池接通后，采集所述电机模块两端的工作电压以及流过所述电机模块的电流，根据所述浮空电压、所述工作电压以及流过所述电机模块的电流，计算所述电池的当前内阻，再根据所述跌落电压以及所述浮空电压，计算所述电池输送至所述电机模块的电压，将计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压与预设的智能门锁工作电压阈值进行比对，确定所述电池的电量状态。

可选地，所述电量检测装置还包括开关电路，所述开关电路的一端与所述电机模块电性连接，所述开关电路的另一端与所述电池电性连接；

所述开关电路，用于接收所述控制模块发送的控制指令，将所述电机模块与所述电池之间的连接断开或者接通。

可选地，所述开关电路包括继电器和继电器驱动电路，其中，所述继电器驱动电路用于：根据来自所述控制模块的接通控制指令控制所述继电器将所述电机模块与所述电池接通，以及根据来自所述控制模块的断开控制指令控制所述继电器将所述电机模块与所述电池断开连接；或者，

所述开关电路包括一个晶体管，所述晶体管用于根据来自所述控制模块的控制指令实现闭合或断开。

可选地，所述控制模块，还用于当计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压小于预设的智能门锁第一电压阈值时，则确定所述电池处于第一低电量状态，并控制发出提醒。

可选地，所述控制模块，还用于当计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压小于预设的智能门锁第二电压阈值时，则确定所述电池处于第二低电量状态，并控制所述所述电机模块与所述电池之间的连接断开。

可选地，所述智能门锁第一电压阈值大于所述智能门锁第二电压阈值，且所述智能门锁相第二电压阈值为所述所述智能门锁的最低工作电压值。

本申请还提供了一种智能门锁电池电量检测方法，所述方法应用于智能门锁，所述智能门锁包含有电池以及电机模块，所述方法包括：在接收到用户输入的门锁操作指令后，检测所述电池的浮空电压以及所述电池的当前内阻；根据所述电池的当前内阻以及所述电机模块的最大工作电流，计算得到所述电池的跌落电压；利用所述跌落电压以及所述浮空电压判断所述电池的电量状态。

可选地，所述检测所述电池的当前内阻，包括：在接收到用户输入的门锁操作指令后，控制所述电机模块与所述电池接通，采集所述电机模块两端的工作电压以及流过所述电机模块的电流，根据所述浮空电压、所述工作电压以及流过所述电机模块的电流，计算所述电池的当前内阻；所述利用所述跌落电压以及所述浮空电压判断所述电池的电量状态，包括：根据所述跌落电压以及所述浮空电压，计算所述电池输送至所述电机模块的电压，将计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压与预设的智能门锁工作电压阈值进行比对，确定所述电池的电量状态。

本申请还提供了一种智能门锁，所述智能门锁包括如上所述的电量检测装置,以及与所述电量检测装置电性连接的电池和电机模块。

本发明实施例提供的一种智能门锁电量检测装置、方法和智能门锁，是在接收用户输入的门锁操作指令后，实时检测浮空电压和跌落电压，根据实时检测的浮空电压和跌落电压判断电池的电量，因而在用户需要对门锁进行操作(例如开门或者关门)时，能够检测门锁电池当前的实际电量，而不是根据电池电压直接判断电池电量，从而可以有效解决不同厂家电池的差异性造成的电池电量判断误差问题，同时避免由于环境温度的差异导致电池高电压却无法提供足够能量的判断错误，进而提高了电池剩余电量的检测准确度，提高了用户体验。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的电量检测装置的电路结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的电量检测模块的电路结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的电量检测模块的电路结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的智能门锁电池电量检测方法流程图；

图5为本申请一实施例提供的智能门锁的结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求收及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

如图1所示，本申请提供了一种智能门锁电池电量检测装置，应用于智能门锁中，所述智能门锁包括电池和电机模块，所述电量检测装置包括控制模块，该控制模块可以是微控制单元(MCU，Microcontroller Unit)。其中，电池、电量检测模块和电机模块相互电性连接，电池检测模块中的控制模块通过发送和接收信号采集电池和电机模块的参数，以及控制电机模块进行工作或停止工作。

其中，所述电池用于为所述电机模块进行供电以使得电机工作实现所述智能门锁的开门与关门。在本实施方式中，电池为家用电池。在其他实施方式中，电池也可以为充电电池，或是其他可以提供电源的元件。

其中，如图2所示，所述控制模块分别与所述电池以及所述电机模块电性连接，用于在接收用户输入的门锁操作指令后，采集所述电池的浮空电压，并将所述电机模块与所述电池接通，以控制所述电机模块工作。

如图3所示，在一可选的实施方式中，所述电量检测装置还包括开关电路，所述开关电路的一端与所述电机模块电性连接，所述开关电路的另一端与所述电池电性连接；所述开关电路用于接收所述控制模块发送的控制指令，将所述电机模块与所述电池之间的连接断开或者接通。

所述开关电路包括继电器和继电器驱动电路，其中，所述继电器驱动电路用于：根据来自所述控制模块的接通控制指令控制所述继电器将所述电机模块与所述电池接通，以及根据来自所述控制模块的断开控制指令控制所述继电器将所述电机模块与所述电池断开连接；或者，所述开关电路包括一个晶体管，所述晶体管用于根据来自所述控制模块的控制指令实现闭合或断开。

具体地，在电池处于低功耗的状态下，电池的电流消耗小于50uA，此时，控制模块对电池测量到的电池电压为浮空电压，由于，负载电流非常小，此时测量到的电压受电池内阻影响可以忽略。

控制模块还检测所述电池的当前内阻，再根据所述电池的当前内阻以及所述电机模块的最大工作电流，计算所述电池的跌落电压，且利用所述跌落电压以及所述浮空电压判断所述电池的电量状态。

智能门锁的电池的电量状态在不同环境温度下，因为内阻变化大，导致检测结果差别很大，所以需要在使用的时候，实时检测，才能得到电池当前准确的电量状态数据。在本实施方式中，智能门锁每次在接收到用户的门锁操作指令时，都需要确定出电池的当前内阻。

具体地，在本实施方式中，控制模块在所述电机模块与所述电池接通后，采集所述电机模块两端的工作电压以及流过所述电机模块的电流，根据所述浮空电压、所述电压以及流过所述电机模块的电流，计算所述电池的当前内阻。其中，当控制模块在接通电机模块和电池之后，流过电机模块的电流会对电池进行拉载，此时，浮空电压、所述电压以及流过所述电机模块的电流存在如下关系：U1＝I*R+U2，其中，U1为浮空电压，I为流过电机模块的电流，U2为当前接通电机模块和电池时，所述电机模块两端的工作电压，R为电池的当前内阻，因此，可以确定当前内阻R＝(U1-U2)/I。

在本实施方式中，由于已知电机模块的最大工作电流和实时计算出的电池的当前内阻，因此，可以通过△U＝Imax*R，计算得到跌落电压，其中，Imax为电机模块的最大工作电流，R为电池的当前内阻。

在本实施方式中，控制模块在利用所述跌落电压以及所述浮空电压判断所述电池的电量状态时，可以通过根据所述跌落电压以及所述浮空电压，计算所述电池输送至所述电机模块的电压，将计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压与预设的智能门锁工作电压阈值进行比对，确定所述电池的电量状态。

具体地，在实际应用中，通过浮空电压与跌落电压做差的方式得到电池输送至电机模组的电压，进而通过将电池输送至电机模组的电压与智能门锁的工作电压阈值进行比对，以确定电池的电量状态，例如，是否足以支撑智能门锁的电机进行工作或是支撑智能门锁进行其他的工作。

电池在工作过程中，随着放电时间的增加，电池的电量会不断减少，进而导致电池的电压也不断降低，导致电池电压的跌落，但因为环境因素对电池的电压影响，使得通过直接测得电池的电压情况会与其真实的电量存在不对等的情况，因此，通过在门锁每次转动之前，需要确定出电池输送到电机模块的电压，这样会有效地避免了环境因素对电池的影响而导致电量检测结果不准确的情况发生。

在一可选的实施方式中，控制模块还用于当计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压小于预设的智能门锁第一电压阈值时，则确定所述电池处于第一低电量状态，并控制发出提醒。

在一可选的实施方式中，控制模块还用于当计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压小于预设的智能门锁第二电压阈值时，则确定所述电池处于第二低电量状态，并控制所述所述电机模块与所述电池之间的连接断开。举例而言，所述第二电压阈值为智能门锁的最低工作电压。

在本实施方式中，智能门锁第一电压阈值大于所述智能门锁第二电压阈值。

通过上述实施方式，在接收用户输入的门锁操作指令后，实时检测浮空电压和跌落电压，根据实时检测的浮空电压和跌落电压判断电池的电量，因而在用户需要对门锁进行操作(例如开门或者关门)时，能够检测门锁电池当前的实际电量，而不是根据电池电压直接判断电池电量，从而可以有效解决不同厂家电池的差异性造成的判断误差，同时避免由于环境温度的差异导致电池高电压却无法提高足够能量的判断错误，进而提高了电池剩余电量的检测准确度，提高了用户体验。

如图4所示，本申请实施例提供一种智能门锁电池电量检测方法，该方法应用于智能门锁，所述方法包括：

步骤S710，在接收到用户输入的门锁操作指令后，检测所述电池的浮空电压以及所述电池的当前内阻；

步骤S720，根据所述电池的当前内阻以及所述电机模块的最大工作电流，计算得到所述电池的跌落电压；

步骤S730，利用所述跌落电压以及所述浮空电压判断所述电池的电量状态。

具体地，在步骤S710中，所述电池用于为所述电机模块进行供电以使得电机工作实现所述智能门锁的开门与关门。在本实施方式中，电池为家用电池。在其他实施方式中，电池也可以为充电电池，或是其他可以提供电源的元件。在电池处于低功耗的状态下，电池的电流消耗小于50uA，此时，对电池测量到的电池电压为浮空电压，由于，负载电流非常小，该测量到的电压受电池内阻影响可以忽略。。

在一可选的实施方式中，步骤S710可以包括如下步骤：在接收到用户输入的门锁操作指令后，控制所述电机模块与所述电池接通，采集所述电机模块两端的工作电压以及流过所述电机模块的电流，根据所述浮空电压、所述电压以及流过所述电机模块的电流，计算所述电池的当前内阻。

其中，将电机模块与电池接通之后，流过电机模块的电流会对电池进行拉载，此时，浮空电压、电机模块两端的工作电压以及流过所述电机模块的电流存在如下关系：U1＝I*R+U2，其中，U1为浮空电压，I为流过电机模块的电流，U2为当前接通电机模块和电池时，所述电机模块两端的工作电压，R为电池的当前内阻，因此，可以确定当前内阻R＝(U1-U2)/I。

在步骤S720中，由于已知电机模块的最大工作电流和实时计算出的电池的当前内阻，因此，可以通过△U＝Imax*R，计算得到跌落电压，其中，Imax为电机模块的最大工作电流，R为电池的当前内阻。

在一可选的实施方式中，步骤S730可以包括如下步骤：根据所述跌落电压以及所述浮空电压，计算所述电池输送至所述电机模块的电压，将计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压与预设的智能门锁工作电压阈值进行比对，确定所述电池的电量状态。

电池在工作过程中，随着放电时间的增加，电池的电量会不断减少，进而导致电池的电压也不断降低，导致电池电压的跌落，但因为环境因素对电池的电压影响，使得通过直接测得电池的电压情况会与其真实的电量存在不对等的情况，因此，通过在门锁每次转动之前，需要确定出电池输送到电机模块的电压，这样会有效地避免了环境因素导致电量检测结果不准确的情况发生。

在一可选的实施方式中，当计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压小于预设的智能门锁第一电压阈值时，则确定所述电池处于第一低电量状态，并控制发出提醒。

在一可选的实施方式中，当计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压小于预设的智能门锁第二电压阈值时，则确定所述电池处于第二低电量状态，并控制所述所述电机模块与所述电池之间的连接断开。举例而言，所述第二电压阈值为智能门锁的最低工作电压。

在本实施方式中，智能门锁第一电压阈值大于所述智能门锁第二电压阈值。

通过上述实施方式，在接收用户输入的门锁操作指令后，实时检测浮空电压和跌落电压，根据实时检测的浮空电压和跌落电压判断电池的电量，因而在用户需要对门锁进行操作(例如开门或者关门)时，能够检测门锁电池当前的实际电量，而不是根据电池电压直接判断电池电量，从而可以有效解决不同厂家电池的差异性造成的判断误差的问题，同时避免由于环境温度的差异导致电池高电压实际上却无法提供足够能量的判断错误，进而提高了电池剩余电量的检测准确度，提高了用户体验。

图5为本申请一实施例提供一种智能门锁，所述智能门锁包括上述的电量检测装置以及与该电量检测装置电性连接的电池和电机模块。本实施例中的电池和电机模块均可以为上述实施例中的电池和电机模块，这里不做赘述。

通过上述实施方式，使得可以有效解决不同厂家电池的差异性造成的判断误差，同时避免由于环境温度的差异导致电池高电压实际上却无法提供足够能量的判断错误，进而提高了电池剩余电量的检测准确度，提高了用户体验。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

上述各实施方式中的对应的技术特征在不导致方案矛盾或不可实施的前提下，可以相互使用。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种智能门锁电池电量检测装置，其特征在于，应用于智能门锁中，所述智能门锁包括电池和电机模块，所述电量检测装置包括控制模块；

所述控制模块，分别与所述电池以及所述电机模块电性连接，用于在接收用户输入的门锁操作指令后，采集所述电池的浮空电压，并将所述电机模块与所述电池接通，以控制所述电机模块工作，还检测所述电池的当前内阻，再根据所述电池的当前内阻以及所述电机模块的最大工作电流，计算所述电池的跌落电压，且利用所述跌落电压以及所述浮空电压判断所述电池的电量状态。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块，进一步地用于在所述电机模块与所述电池接通后，采集所述电机模块两端的工作电压以及流过所述电机模块的电流，根据所述浮空电压、所述工作电压以及流过所述电机模块的电流，计算所述电池的当前内阻，再根据所述跌落电压以及所述浮空电压，计算所述电池输送至所述电机模块的电压，将计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压与预设的智能门锁工作电压阈值进行比对，确定所述电池的电量状态。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电量检测装置还包括开关电路，所述开关电路的一端与所述电机模块电性连接，所述开关电路的另一端与所述电池电性连接；

所述开关电路，用于接收所述控制模块发送的控制指令，将所述电机模块与所述电池之间的连接断开或者接通。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述开关电路包括继电器和继电器驱动电路，其中，所述继电器驱动电路用于：根据来自所述控制模块的接通控制指令控制所述继电器将所述电机模块与所述电池接通，以及根据来自所述控制模块的断开控制指令控制所述继电器将所述电机模块与所述电池断开连接；或者，

所述开关电路包括一个晶体管，所述晶体管用于根据来自所述控制模块的控制指令实现闭合或断开。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于当计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压小于预设的智能门锁第一电压阈值时，则确定所述电池处于第一低电量状态，并控制发出提醒。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于当计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压小于预设的智能门锁第二电压阈值时，则确定所述电池处于第二低电量状态，并控制所述所述电机模块与所述电池之间的连接断开。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述智能门锁第一电压阈值大于所述智能门锁第二电压阈值，且所述智能门锁第二电压阈值为所述所述智能门锁的最低工作电压值。

8.一种智能门锁电池电量检测方法，其特征在于，所述方法应用于智能门锁，所述智能门锁包含有电池以及电机模块，所述方法包括：

在接收到用户输入的门锁操作指令后，检测所述电池的浮空电压以及所述电池的当前内阻；

根据所述电池的当前内阻以及所述电机模块的最大工作电流，计算得到所述电池的跌落电压；

利用所述跌落电压以及所述浮空电压判断所述电池的电量状态。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述检测所述电池的当前内阻，包括：

在接收到用户输入的门锁操作指令后，控制所述电机模块与所述电池接通，采集所述电机模块两端的工作电压以及流过所述电机模块的电流，根据所述浮空电压、所述工作电压以及流过所述电机模块的电流，计算所述电池的当前内阻；

所述利用所述跌落电压以及所述浮空电压判断所述电池的电量状态，包括：

根据所述跌落电压以及所述浮空电压，计算所述电池输送至所述电机模块的电压，将计算得到的所述电池输送至所述电机模块的电压与预设的智能门锁工作电压阈值进行比对，确定所述电池的电量状态。

10.一种智能门锁，其特征在于，所述智能门锁包括如权利要求1-7所述的电量检测装置,以及与所述电量检测装置电性连接的电池和电机模块。

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