一款用于智能锁免触解锁、身份识别的集成“24G微波雷达模块+蓝牙SoC”双芯片架构的模组

    一款主要用于身份识别的集成“24G微波雷达模块+蓝牙SoC”双芯片架构的模组——WT4301A-C01L。今天我们先聊一个几乎每天都会用到、却很少有人想过底层逻辑的场景——智能门锁的免触解锁。

    设想一下这个画面：你拎着满手的快递走到家门口，手不方便掏手机，更别提去输密码或者按指纹了。理想的状态应该是——你走近，锁屏幕自动亮起，手机蓝牙悄悄地完成连接，门锁“认出”了你，主动告诉你“ 请开门”，你伸手一推，门就开了。整个过程，没有一次点击，没有一次输入。

    这个理想状态，恰恰是今天的主角——WT4301A-C01L正在做的事情。

双芯片架构24G雷达+蓝牙SoC的分工方案

    要实现这种"无感解锁"，本质上要解决两个先后发生的问题：

第一，怎么知道有人来了；

第二，知道有人来了之后，怎么快速确认这个人是不是“自己人”。

    这两件事情如果交给同一套系统同时高强度运转，功耗必然扛不住——毕竟门锁大多是电池供电，谁也不想天天换电池。于是WT4301A-C01L给出的方案很聪明：把这两件事拆给两颗芯片分别负责，一颗24G微波雷达模块负责"站岗放哨"，一颗蓝牙SoC负责"验明身份"，两者协同工作，谁也不用一直加班  

    这个思路其实和门卫大爷的工作模式很像。大爷不可能一直盯着门口喊"谁啊"，他会先扫一眼有没有人靠近；

    真有人来了，他才起身开口问话、核对身份。雷达模块干的就是"扫一眼"这个轻量级的活儿，而蓝牙芯片干的是"核对身份"这个相对费力气的活儿——只有在真正需要的时候才会被叫醒。

16uA待机方案-雷达如何做到常开不耗电

    这套系统平时是什么状态？答案是：雷达在低功耗地持续工作，蓝牙芯片则处于深度睡眠。

    WT4301A-C01L工作在24～24.25GHz的微波频段，通过250MHz的连续扫频带宽持续探测周围有没有物体在靠近。

    这个持续探测过程消耗的电流有多低呢？整颗模组的待机电流只有16uA，而真正进入工作状态时，电流也只有7～11mA，比起动辄上百毫安的蓝牙常规工作模式，几乎可以忽略不计。 

    这也是为什么它可以做到7×24小时不间断地"望风"，而不用担心电池寿命的原因。

  那雷达要看多远？这个距离并不是写死的，而是可以通过协议指令灵活配置的。协议里的100号指令支持设置唤醒距离和灵敏度，距离以毫米为单位下发，灵敏度则是0～32的数值，数值越大越灵敏。也就是说，门锁厂商完全可以根据实际安装环境——比如门口有没有台阶、走廊宽不宽——去调校这个感应半径，避免有人路过门口却没打算进门也触发唤醒的情况。

唤醒即回连-HID协议栈°如何跳过配对环节

    那么，当雷达真的探测到有效的靠近信号之后，接下来发生了什么？

    这时候雷达模块会立刻唤醒处于深度睡眠状态的蓝牙主控芯片。芯片一旦被唤醒，第一件事不是等待，而是马上调用本地存储的配对信息，主动执行HID自动回连协议栈，去和手机的蓝牙完成无线重连。整个衔接过程，用户是完全无感的——你只是往前走了两步，锁屏就亮了，手机蓝牙也在同一时间悄悄接上了，没有任何一步需要你动手。  

这里有个细节值得展开讲讲：为什么可以做到"自动"回连，而不需要每次都重新配对？

    这背后靠的是模组支持的多身份ID绑定能力——最多可以绑定70台设备的配对信息。也就是说，无论是你自己的手机，还是家里其他成员的手机，只要提前绑定过一次，后续雷达一唤醒蓝牙，芯片调出的配对信息就能直接对上号，不需要你每次靠近都重新走一遍配对流程。这就好比小区门口的老保安，认脸的名单他早就记熟了，看一眼就知道是谁，不用每次都翻花名册。

    正是靠这套反馈机制，门锁主控才能判断"人确实已经走到门口，而且身份也确认无误了"，进而给出"请开门"的语音或者提示，用户此时直接推门即可，全程不需要输入密码，也不需要按压指纹。

10秒休眠机制-人走待机的闭环设计

    一套好的低功耗方案，不能只在"唤醒"这件事上省电，也得在"该睡就睡"这件事上足够果断。WT4301A-C01L的处理方式是：只要蓝牙连接断开，并且雷达也持续探测不到新的动作信号，系统会在10秒后自动进入休眠。

    这个"人走待机"的机制，配合前面提到的"人来唤醒"，正好形成一个完整的低功耗闭环——不需要用户手动关闭任何功能，系统自己就能感知"有没有人在门口"这件事，并据此决定是保持清醒还是继续睡觉。

    值得一提的是，即便真的进入了休眠状态，模组也不是完全"失联"的芯片支持通过串口休眠指令主动进入低功耗睡眠，此后除非主机主动唤醒，其他设备是无法把它叫醒的，而串口只要收到任意数据也能立刻唤醒。

    这种设计给了产品开发者充分的自由度，既可以让雷达自主判断唤醒时机，也可以在特殊场景下，由主控直接接管唤醒的节奏。

白名单+MAC绑定-连接层的安全冗余设计

聊到这里，细心的小伙伴可能会问了：蓝牙这么容易连接，会不会有安全隐患？万一别人的手机也想蹭连怎么办？

这个顾虑，WT4301A-C01L已经考虑到了。模组本身默认是不允许新设备配对连接的，只有主动执行"允许新设备配对连接"的指令，模组才会打开这扇门，而且进入配对模式后20秒会自动退出，不会一直敞开着。

除此之外，模组还支持设置白名单MAC地址并开启白名单使能开关，只有在白名单里的设备才能建立连接，这些配置信息也都具备掉电记忆能力，不用担心断电重启后设置归零。

这就相当于，门卫不仅认脸，手里还攥着一份正式的准入名单，双重把关，安全性上多了一道保险。

UART指令集-留给方案商的开发空间

    回过头来看，WT4301A-C01L能够在电子锁场景里跑通“人来即开”的体验，靠的不是某一项黑科技，而是把"感应"和"识别"这两件事情，用两颗芯片、一套低功耗协同机制，严丝合缝地拼接在了一起：雷达负责持续、低功耗地感知有没有人靠近，蓝牙负责在被唤醒的那一刻迅速完成身份核验，而标准化的UART协议指令，则给了门锁厂商足够的空间去调节唤醒距离、灵敏度、白名单等各项参数，适配不同的安装环境和安全等级。

    除了门锁，这套方案用适用其他无感解锁、语音提示、人机交互的等场景。对用户来说，体验是极简的。这份极简体验的背后，是24G微波雷达和蓝牙SoC之间一场配合得当的接力赛。