【E-Lock】Nations N32G4FR 系列智能门锁方案

大家好，“我满分”的系列博文E-Lock 持续更新中，E-Lock 市场竞争越来越白热化，诸多 MCU 原厂都推出了智能门锁的解决方案，今天给大家介绍一家国产原厂的智能门锁门锁方案：Nations N32G4FR 系列智能门锁方案。

一. Nations N32G4FR 系列 MCU 介绍

N32G4FR 系列是国民技术主打指纹识别功能的系列 MCU，该系列 MCU 选型可以参考下面的选型表格：

N32G4FR 既然是主打指纹识别功能，其产品有如下特点高性能（Cortex M4@144MHz）、低功耗、集成指纹算法（SRAM 144KB，可以适配小面阵指纹算法）、电容触控（最高支持 16 通道 TSC）。

二. 智能门锁的规格和主要技术参数

国民技术的智能门锁方案N32G4FRx内嵌多款主流指纹算法组件、触控组件、安全组件、语音处理组件、可选蓝牙组件。框图参考如下：

 

方案规格

• 工作电压：4.5-6.5V
• 休眠功耗：<50uA（指纹+密码触控+卡片检测+RTC，配合触控模块最低25uA）
• 工作功耗：<200mA
• 工作温度：-25℃~65℃
• 指纹对比速度：＜200ms
• ESD：接触8KV/空气15KV

 

方案特点

• 支持多通道触控、具有高抗干扰能力、超低功耗唤醒
• 支持语音音导航，定制化的语音文件
• 稳定运行FreeRTOS系统，便于应用功能扩展
• OLED菜单显示、可支持任意修改菜单
• 支持临时密码、时效密码等多种开锁方式

 

方案优势

• 6合1单芯片SOC智能锁方案
• 高性能M4F内核，144MHz主频，144KB
• RAM/512KB Flash空间，满足小面积指纹算法资源性能需求
• 集成Touch功能，支持触控按键
• 集成DAC语音功能
• 集成硬件存储加密，保证指纹算法和指纹数据安全
• 集成国际、国密多种算法

 

在产品应用中，有不少客户可以提到如何进行低功耗的设计，在本方案中，一个重要的指标就是低功耗的配置，硬件电路从电源网络上着重关注降低功耗设计，主要包含了如下几个方面：

1. 首先满足门锁方案的低功耗唤醒，包括TSC触控唤醒、蓝牙唤醒开锁。MCU主控进入低功耗模式；同时，又可能的快速唤醒，STOP2为最合适的功耗模式。
2. 硬件的3.3V可控电源网络：语音、OLED、LED、SPI FLASH等，在低功耗下，关闭其电源降低功耗。
3. 硬件的3.3V常电网络：蓝牙、NFC检卡、指纹，模块自带低功耗模式，功耗较低。
4. 软件在进入低功耗时，关注各MCU管脚的状态配置；保持与外部期间的电压一致，防止电流消耗。

三. One more thing

有客户问到，我想要 BLE SOC 门锁方案应该怎么办，其实在上面的框图中已经给出了提示，国民技术的 N32WBx 系列标配 BLE5.0，可以满足您的功能需求，同样也是做出了参考方案，MCU 选型表格参考如下：

敬请大家关注“我满分”，E-Lock 道路上不迷路，下期将继续和大家分享 E-Lock，谢谢！

 

参考资料：

[1]Nations MCU 选型电子表格

[2]N32G4FRx 系列智能门锁方案用户手册V1.1