基于思瑞浦TPS325M51xx系列主控芯片的智能门锁方案

智能门锁产品，因其开锁方式的便利性、开锁权限的方便授予、开锁记录的可追溯性、外观设计的美观和多样性、多场景的适用性、与智能家居系统的完美系统集成，以及防撬报警等安全性的显著提升，正在得到市场的广泛认可。新场景的高比例使用，以及存量传统机械门锁的批量升级，给智能门锁市场带来了广泛的商业机会。

智能门锁种类

智能门锁的品类非常丰富，根据不同的功能、技术、使用场景进行分类，可以分为：

开门方式

半自动智能门锁:用户需要在验证成功后手动转动门把手来开门。

自动智能门锁:在用户验证成功后，门锁会自动开锁。

应用功能

基础型:通常包括指纹识别和触摸密码等基本的解锁方式。

高阶功能:可能包括人脸识别、接近感应、远程控制等更先进的技术。

应用场景

家用门锁：适用于家庭住宅，提供家庭成员方便的进出同时保障安全。

公寓锁：适用于出租公寓或共享住宅，可能包括远程管理和临时密码功能。

柜锁：用于文件柜、储物柜等，提供额外的安全性和隐私保护。

箱包锁：用于行李箱、背包等，防止旅行或运输过程中的物品丢失或被盗。

智能门锁的选择应根据个人需求、安全要求、预算和偏好来决定。例如，家庭用户可能更注重便利性和易用性，而企业用户可能更看重安全性和管理功能。无论哪种类型的智能门锁，都旨在提供比传统机械锁更高级的安全和便利性。

众多门锁开发厂商都意识到了这个巨大商机，纷纷投入资源，开发出了琳琅满目的门锁产品，给消费者带来了充足的可选择性。但是，因为在电子控制模块关键部件的选择方面的不慎，往往会带来一些不必要的麻烦。而思瑞浦的TPS325M51xx系列主控芯片的智能门锁方案，为这些问题提供完善的解决方案：

01 开锁方式单一，因功能失效带来无法解锁

思瑞浦的智能门锁方案提供多种开锁方式，如指纹、面部识别、密码、NFC 卡等。

02 门锁电控模块耗电严重，电池经常没电

1：思瑞浦的专利TPSensor模块，能独立在低功耗下检测电容触摸；

2：高性能的微控制器优化电源管理，延长电池寿命；

3：具备低电量提醒功能，及时通知用户更换电池，以及超低功耗换电池应用模式。

03 触摸不灵敏

TPS325M51xx拥有高分辨率的触摸感应功能（TPSensor），支持自电容和互电容感应模式，提供高噪声免疫能力，确保触摸响应灵敏。

04 静电损坏

智能门锁设计时会考虑到静电放电（ESD）的防护，采用 TPS325M51xx的门锁支持集成了ESD保护机制高达6KV，减少静电对电路的损害。

智能门锁主要框图分门前，门后两个部分：

TPS325M51xx优势

TPS325M51xx 系列为智能门锁应用提供了一整套的软硬件参考设计，主要优势总结如下：

降低系统功耗

电容触摸模块能够在低功耗状态下独立运行并监测触摸事件，无需持续唤醒整个系统，从而延长电池寿命并减少能源消耗。

节约系统成本

TPS325M51xx 采用全自主知识产权的系统级芯片(SoC)开发，有效控制了整体成本；高集成度减少了外部组件的需求，进而减少了焊接点位和相关的制造成本。

减少开发难度

高集成度的设计减少了客户在硬件和软件开发上的复杂性，因为许多功能已经集成在单一芯片上。

缩短开发周期

提供智能门锁 Product Design Kit (PDK)，这是一个全面的开发工具包，包括硬件设计、基础软件框架和基础测试等，帮助客户快速启动和完成产品开发。

此外，TPS325M51xx 还具备以下优势：

存储容量

2MB 的 Flash 和 336KB 的 SRAM 提供了充足的存储空间，可以存储超过50枚指纹和长达300秒的语音信息，满足大多数家庭应用场景的需求。

多功能集成

集成了电容触摸、指纹算法、NFC Type A卡、语音解码和 OLED 显示等多种功能，为用户提供了全面的智能门锁解决方案。

安全性

微控制器可能包含的安全特性，如加密模块和安全启动，可以提高智能门锁的安全性。

灵活性和扩展性

由于其强大的处理能力和丰富的接口，TPS325M51xx 支持各种定制功能和未来的升级扩展。

以上这些TPS325M51xx的优势使其成为智能门锁设计的理想选择，为制造商提供了一个高效、可靠且具有成本效益的解决方案。

TPS325M51xx智能门锁系统框图

TPS325M51xx智能门锁系统框图

TPS325M51xx丰富资源以及针对智能门锁方面的配置

TPS325M51xx 智能门锁系统框图可能包含的关键组件和功能模块：

微控制器核心：

32位ARMSTAR 核心，带有 FPU，运行频率高达156 MHz。

存储器：

2MB的Flash存储器，用于存储程序和用户数据。

336KB的SRAM，包括不同用途的多个SRAM区块。

触摸感应模块（TPSensor）：

电容触摸检测，支持电容和互容感应模式。

指纹传感器接口：

用于连接和处理指纹传感器数据，支持指纹算法。

NFC 接口：

支持 NFC Type A卡，用于近场通信和数据传输。

语音解码模块：

解码语音信息，可能用于语音提示或命令。

OLED 显示控制器：

控制 OLED 显示屏，显示门锁状态和信息。

电源管理单元（PMU）：

管理电源供应，包括电池监控和低功耗模式。

安全特性：

包括加密引擎（如AES）、真随机数生成器（TRNG）和哈希函数（如SHA1/SHA2, MD5）。

通信接口：

包括 UART、SPI、I2C、CAN 等，用于与外部设备通信。

定时器和计数器：

用于时间控制和事件管理。

模拟前端（AFE）：

包括 ADC、DAC 和比较器，用于处理模拟信号。

外部接口：

包括 GPIO，用于连接外部传感器和功能执行模块。

实时时钟（RTC）：

保持时间信息，支持定时任务和唤醒。

开发支持：

如调试接口（SWD/JTAG）和嵌入式跟踪宏单元。

如以上框图展示，TPS325M51xx 通过其丰富的外设和接口，实现智能门锁的多功能性和高安全性。

TPS325M51xx智能门锁开发套件

开发套件（PDK）基于TPS32 SDK的底层框架，加入了智能锁应用中主要功能的中间件支持（包括触摸库，指纹库，语音解码库，NFC读卡库，OTA升级等）；另外还包含了智能锁方案的硬件/固件参考设计文档（如NFC，触摸）以及重要的测试结果文档。

智能锁方案板

为智能锁应用量身定制的参考方案板，涵盖了智能锁应用需要的一些最基础的功能（如触摸、指纹、NFC刷卡、语音提示、低功耗等），帮助客户快速高效地迁移智能锁应用层代码，完成整体产品设计。

智能锁方案SDK（Middleware）

音频（Audio）

支持解码和播放 MP3 音频文件，允许智能门锁提供语音提示、警报或其他音频反馈。这可以改善用户交互，尤其对于视力受限的用户或在视觉提示不实用的情况下。

触摸传感器库（TPSenor@Library）

支持电容触摸功能，使智能门锁能够拥有触摸界面，不仅外观上更美观，使用起来也比机械按钮更方便，提供更流畅的用户体验。

近场通信（NFC）

支持 NFC（近场通信），允许智能门锁读取和注册 NFC 卡或标签。这个功能可用于无钥匙进入，用户只需轻触他们的 NFC 卡即可开门。

指纹传感器

支持注册和识别指纹信息，提供高水平的安全性和便利性。用户可以使用他们的指纹来解锁门，这是一种快速且安全的身份验证方法。

设备固件升级（Device Firmware Update, DFU）

支持在设备上执行固件更新，确保智能门锁可以接收安全补丁、新功能和改进。这对于维护设备在其生命周期内的安全性和功能性至关重要。

这些特性共同构成了一个既安全又多功能，同时用户友好且具有前瞻性的智能门锁系统。TPS325M51xx 系列微控制器以其高性能的 ARM 核心和丰富的外设，提供了实现这些高级特性所需的处理能力和接口支持。

智能锁方案测试汇总

智能门锁测试总结如下：

发生了误触发，但没有挂断

通过了 B 级测试标准

发生了误触发，但没有挂断

通过了 B 级测试标准

在低温 -25℃ 下连续运行12小时

在高温 70℃ 下连续运行12小时

在温度 45℃、湿度 95% 的条件下连续运行48小时

通过了 A 级测试标准，没有发生误触发，且灵敏度没有变化

对讲机测试（Walky-Talky）

特斯拉线圈测试（"Tesla Coil"）

温度测试

这些测试结果表明智能门锁在不同的环境条件下，如电磁干扰和极端温度湿度条件下，都能保持一定的稳定性和可靠性。B 级测试的通过意味着产品在面对特定干扰时可能会有误触发，但系统能够稳定运行而不会发生崩溃或挂起。A 级测试的通过则显示了在更为严苛的环境条件下，产品不仅没有误触发，而且保持了其性能的稳定性和一致性。这对于确保智能门锁在实际使用中的耐用性和可靠性至关重要。

思瑞浦MCU在智能门锁市场的业务前景

TPS325M51xx的高性能和丰富的功能为智能门锁提供了强大的技术支持，使得门锁更加安全、便捷和可靠。通过这些技术，用户可以享受到更加舒适和无忧的智能生活体验。TPS325M51xx为智能门锁提供了全面的产品级的参考设计，并组建了完整的技术支持团队，以解决产业链的技术和量产支持需要。产品自投入量产以来，已获得多家客户评估，并得到积极的市场反馈，包括对产品性能、稳定性、安全性和易用性的认可。客户在评估后，普遍认为TPS325M51xx非常适合他们的产品，希望与思瑞浦建立长期稳定的合作关系，积极准备将其智能锁产品推向市场，进行量产。

随着技术持续革新和市场不断发展，思瑞浦将以TPS325M51xx为契机，持续拓展智能锁产品，涵盖MCU和模拟产品，以满足市场对更高性能和更多功能的不断追求。

TPS325M51xx在智能锁领域的应用具有广阔的市场前景和客户基础，相信智能锁的成功量产不仅证明了其可靠性和市场竞争力，也为其他潜在客户在选择类似解决方案时提供了有力的参考。有任何产品或技术需求，可以随时联系思瑞浦。

应广大行业客户及相关开发者的需求，思瑞浦将在7月18日，联合电子发烧友网，举办专门针对智能门锁应用的线上技术交流。对思瑞浦主控芯片，以及如何使用思瑞浦的主控芯片设计出在技术、成本等各方面都有竞争力的产品，做详细的分享。欢迎广大智能门锁产业链的合作伙伴和技术爱好者上线交流讨论。

关于思瑞浦

思瑞浦微电子科技（苏州）股份有限公司（英文：3PEAK INCORPORATED，股票代码：688536），公司始终坚持研发高性能、高质量和高可靠性的集成电路产品，包括信号链模拟芯片、电源管理模拟芯片和数模混合模拟前端，并逐渐融合嵌入式处理器， 为客户提供全方面的解决方案。其应用范围涵盖信息通讯、工业控制、新能源和汽车、医疗健康等众多领域。