專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，特別涉及一種極少維護和聯(lián)網(wǎng)可靠的網(wǎng)絡(luò)智 能鎖具。
背景技術(shù)：
智能鎖具是一種區(qū)別于傳統(tǒng)機械鎖，在用戶識別、安全性、管理性方面更加智能化 的鎖具?，F(xiàn)有的智能鎖具，如IC卡鎖、TM卡鎖、指紋鎖、掌紋鎖和密碼鎖等，其基本結(jié)構(gòu)均是 由裝在鎖殼內(nèi)的機械部分、電控制裝置、輸入模塊、供電電路以及電能儲備裝置所組成。機 械部分至少包括有一上鎖執(zhí)行機構(gòu)，電控制部分包括有CPU、與CPU相連的存儲器、輸入模 塊等，前述的上鎖執(zhí)行機構(gòu)的控制端與CPU連接，接受CPU給出的控制指令，工作時，上鎖執(zhí) 行機構(gòu)在電控制裝置的控制下動作，從而實現(xiàn)門的開啟和閉鎖的功能。具有聯(lián)網(wǎng)功能的智 能鎖具還包括網(wǎng)絡(luò)模塊，網(wǎng)絡(luò)模塊一般與智能鎖具電控制裝置的CPU相聯(lián)，實現(xiàn)智能鎖具 和控制中心的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，以實現(xiàn)集中的控制與管理。在智能鎖具的電源方面，眾所周知，電能是智能鎖具能正常工作的必備條件，現(xiàn)有 智能鎖具供電的常規(guī)解決方案無非包括二種方式，一種是在鎖內(nèi)設(shè)置電源，另一種是通過 外部電源供電。鎖內(nèi)設(shè)置電源的方式最常見的是在鎖里設(shè)置干電池作為電源。通過外部電 源直接供電的方式，包括在門框合頁側(cè)安裝金屬過線器，并通過此金屬過線器將外部電源 直接引進智能鎖具內(nèi)。外部電源直接供電的方式還包括在門框與門鎖之間設(shè)置可聯(lián)接觸點 的方式，通過外部電源供電的情況下，均在鎖內(nèi)設(shè)置可充電電池作為儲能裝置，以備停電之 用。在鎖內(nèi)采用干電池作為電源的情況下，存在需要周期性更換電池的問題，采取前 述二種有線聯(lián)接供電方式的情況下，存在非常高的初始工程成本，同時在使用一段時間后， 連接線容易折斷或發(fā)生觸點老化的情況，將造成供電不良。另外在有線聯(lián)接供電方式的情況下，智能鎖具內(nèi)仍然要設(shè)置可充電電池作為儲能 裝置，充電電池也是一種有限壽命的器件，充電三百次后電池容量會逐漸下降，充電達1000 次以后，就基本達到了壽命極限。為此，還是存在要周期性更換的問題。智能鎖具聯(lián)網(wǎng)使用，是智能鎖具高層次應(yīng)用的需要，管理部門可以通過網(wǎng)絡(luò)對智 能鎖具進行實時和集中的控制管理，通過布線聯(lián)網(wǎng)的方案最主要的問題和有線聯(lián)接供電方 式一樣，存在布線的復(fù)雜性，以及使用一段時間后網(wǎng)線斷線的問題。通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊聯(lián)網(wǎng) 的方案存在的問題主要在于無線網(wǎng)絡(luò)的不確定性，在使用過程中，智能鎖具經(jīng)常性的掉網(wǎng)， 一方面增加了應(yīng)用單位的維護工作量，另一方面應(yīng)用單位在這種情況下也不能真正通過網(wǎng) 絡(luò)對智能鎖具做到適時的集中管理和控制。本實用新型的基本目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種較少維護工作的 網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，提高網(wǎng)絡(luò)智能鎖具的聯(lián)網(wǎng)可靠性則是本實用新型的更進一步目的。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，其包括電控制裝置、上鎖執(zhí)行機構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)模 塊、輸入模塊以及電能儲備裝置，所述電控制裝置包括CPU、數(shù)據(jù)存儲器以及時鐘電路，所述 電控制裝置聯(lián)接至網(wǎng)絡(luò)模塊、輸入模塊、上鎖執(zhí)行機構(gòu)以及電能儲備裝置的輸出側(cè)，其特征 在于所述電能儲備裝置是一以電容形式存儲電能的超級電容，同時還包括無線電能傳輸裝 置和/或設(shè)置在鎖內(nèi)的電能產(chǎn)生裝置，所述電能儲備裝置的充電側(cè)與無線電能傳輸裝置和 /或電能產(chǎn)生裝置的輸出側(cè)電連接，電能儲備裝置的輸出接至電控制裝置和輸入模塊。更進一步的要點則在于采用了總線型網(wǎng)絡(luò)模塊，并由鎖內(nèi)信號調(diào)制解調(diào)模塊和鎖 外信號調(diào)制解調(diào)模塊所構(gòu)成，所述鎖內(nèi)信號調(diào)制解調(diào)模塊的一側(cè)聯(lián)接到無線電能傳輸裝置 的接收線圈上，另一側(cè)聯(lián)接到電控制裝置，所述鎖外信號調(diào)制解調(diào)模塊的一側(cè)聯(lián)接到發(fā)射 線圈上，另一側(cè)聯(lián)接到供電線路上。采用無線電能傳輸裝置或在智能鎖具內(nèi)設(shè)置電能產(chǎn)生裝置向智能鎖具提供電力， 避免了有線聯(lián)接供電的麻煩和非常大的初始安裝成本的支出，還避免了有線聯(lián)接供電情況 下，有可能產(chǎn)生的斷線和接觸不良而引起的智能鎖具不能正常工作的問題。采用超級電容 作為電能儲備裝置，則有效地克服了現(xiàn)有智能鎖具要周期性更換電池或充電電池的問題。 本實用新型的基本目的從而得以實現(xiàn)。采用總線型網(wǎng)絡(luò)模塊，可確保智能鎖具高可靠地聯(lián)網(wǎng)，確保應(yīng)用單位能對智能鎖 具進行適時有效地集中管理和控制，本實用新型的進一步目的由此亦得以實現(xiàn)。在本實用新型的一個實施例中，所述的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具包括了電控制裝置、上 鎖執(zhí)行機構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)模塊、輸入模塊、電能儲備裝置，所述電控制裝置包括CPU、數(shù)據(jù)存儲器以 及時鐘電路，所述電控制裝置聯(lián)接至網(wǎng)絡(luò)模塊、輸入模塊、上鎖執(zhí)行機構(gòu)以及電能儲備裝置 的輸出側(cè)，其特征在于所述電能儲備裝置是一以電容形式存儲電能的超級電容，同時還包 括無線電能傳輸裝置和/或設(shè)置在鎖內(nèi)的電能產(chǎn)生裝置，所述電能儲備裝置的充電側(cè)與無 線電能傳輸裝置和/或電能產(chǎn)生裝置的輸出側(cè)電連接，電能儲備裝置的輸出接至電控制裝 置和輸入模塊。作為進一步改進，所述的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具其電能儲備裝置的充電側(cè)設(shè)置設(shè)有一 過渡電能儲備裝置，輸出側(cè)設(shè)置有一 DC - DC升壓穩(wěn)壓模塊。本實施例的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖 具相對前一實施例改善了超級電容的充電和能效比。作為進一步改進，所述電能產(chǎn)生裝置為由門或鎖部件驅(qū)動的發(fā)電裝置和/或太陽 能電池。

圖1是本實用新型實施例一的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具構(gòu)成示意圖。圖2是本實用新型實施例二的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具構(gòu)成示意圖。圖3是本實用新型實施例三的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具構(gòu)成示意圖。圖4是本實用新型實施例四的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具構(gòu)成示意圖。各圖中1為電控制裝置、2為上鎖執(zhí)行機構(gòu)、3為電能儲備裝置，4為輸入模塊、5為 無線電能傳輸裝置、6整流裝置、7為接收線圈、8為發(fā)射線圈、9為功率信號發(fā)生器、10為過渡電能儲備裝置、11為DC — DC升壓穩(wěn)壓模塊、12網(wǎng)絡(luò)模塊、13為鎖內(nèi)信號調(diào)制解調(diào)模塊、14為鎖外信號調(diào)制解調(diào)模塊、15為發(fā)電裝置、16為門或鎖 部件、17為總線型網(wǎng)絡(luò)模塊、20為太陽能電池、101為接近卡、102為智能卡、103為磁卡。
具體實施方式
實施例1 圖1為本實用新型實施例一的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具構(gòu)成示意圖，其包括電 控制裝置1、上鎖執(zhí)行機構(gòu)2、網(wǎng)絡(luò)模塊12、輸入模塊4、電能儲備裝置3，所述電控制裝置1 包括CPU、數(shù)據(jù)存儲器以及時鐘電路，且網(wǎng)絡(luò)模塊12、輸入模塊4、上鎖執(zhí)行機構(gòu)2分別與所 述電控制裝置1聯(lián)接，所述電能儲備裝置3是一以電容形式存儲電能的超級電容，電能儲備 裝置3的輸出側(cè)接至電控制裝置1和輸入模塊4，同時在本實施例中還包括了采用電磁感應(yīng) 原理實現(xiàn)電能無線傳輸?shù)臒o線電能傳輸裝置5，該無線電能傳輸裝置5的發(fā)射側(cè)位于鎖外， 包括功率信號發(fā)生器9和發(fā)射線圈8，接收側(cè)位于鎖內(nèi)，包括了接收線圈7和整流裝置6。接 收線圈7和發(fā)射線圈8 一般設(shè)置在智能鎖具所裝門鄰近并對應(yīng)的位置上，該裝置以非接觸 方式向智能鎖具提供電力，當(dāng)電流在發(fā)射線圈8中流動時，所產(chǎn)生的磁通量將成為媒介，導(dǎo) 致收線圈7中也產(chǎn)生電動勢。在本實施例中，無線電能傳輸裝置5的接收線圈7上的感應(yīng) 電流經(jīng)整流裝置6整流后向電能儲備裝置3充電，再由電能儲備裝置3向鎖內(nèi)電控制裝置 1、輸入模塊4等需要用電的系統(tǒng)供電。前述的電控制裝置1包括CPU、數(shù)據(jù)存儲器以及時鐘電路等(均未示出)，上鎖執(zhí)行 機構(gòu)2與電控制裝置1聯(lián)接，電控制裝置1發(fā)出的指令將控制上鎖執(zhí)行機構(gòu)2動作到鎖定位 置或解鎖位置。電能儲備裝置3為超級電容，其將接收線圈7因感應(yīng)而產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)變成 以電容方式存儲的電能，并向鎖內(nèi)用電系統(tǒng)，包括電控制裝置1、輸入模塊4等供電。電控制 裝置1還與網(wǎng)絡(luò)模塊12聯(lián)接，通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊12智能鎖具可以聯(lián)接到網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)向 控制中心發(fā)送智能鎖具的工作狀態(tài)，并接受控制中心發(fā)出的工作指令。輸入模塊4主要是 讀取來自接近卡101、智能卡102或磁卡103上的數(shù)據(jù)，并將其送入電控制裝置1中，電控制 裝置1負(fù)責(zé)對得到數(shù)據(jù)進行處理，與存儲在其中的數(shù)據(jù)進行比較，也可通過網(wǎng)絡(luò)與控制中 心主機中的數(shù)據(jù)進行比較，如果結(jié)果是肯定的，則控制上鎖執(zhí)行機構(gòu)2動作到相應(yīng)的位置。 在本實施例中所述的網(wǎng)絡(luò)模塊12為無線網(wǎng)絡(luò)模塊。本實施例的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，不包括電池或充電電池，不存在需要定期更換這 些部件的問題，同時由于采用了無線電能傳輸供電的方式，也克服了現(xiàn)有技術(shù)中有線聯(lián)接 供電所產(chǎn)生的問題。實施例二圖2為本實用新型實施例二的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具構(gòu)成示意圖，與實施 例一不同之處在于，電能儲備裝置5充電側(cè)設(shè)置有一過渡電能儲備裝置10，輸出側(cè)設(shè)置有 -DC-DC升壓穩(wěn)壓模塊11。所述過渡電能儲備裝置10的輸出接至電能儲備裝置3，輸入 接至無線電能傳輸裝置3接收側(cè)的輸出，所述DC - DC升壓穩(wěn)壓模塊11的輸入接至電能儲 備裝置3的輸出，輸出接至電控制裝置1和輸入模塊4，設(shè)置過渡電能儲備裝置10的目的在 于超級電容是一大電流充電的器件，無線電能傳輸裝置5由于智能鎖具安裝位置的限制， 以及無線電能傳輸方式結(jié)構(gòu)原理方面的原因，如果做成能滿足超級電容充電電流需要的系 統(tǒng)有一定的困難，實質(zhì)上即使是采取有線聯(lián)接供電的方式，也存在同樣的問題。而在非大 電流充電的情況下，超級電容的充電效率會有所下降，過渡電能儲備裝置10是一個轉(zhuǎn)換系 統(tǒng)，它的作用是將電能累積起來，當(dāng)電能累積到一定程度后，再以大電流供給的方式向電能儲備裝置3充電，以滿足電能儲備裝置3中的超級電容需要大電流充電的需要。所述過渡 電能儲備裝置10可以是一個簡單的電容充放電電路，該裝置中承擔(dān)充放電功能的電容的 容量相對超級電容而言極小，在本實施例中，電能儲備裝置3中的超級電容為法拉級電容， 過渡電能儲備裝置10中承擔(dān)充放電功能的電容為微法級電容，這樣其所需要的充電電流 不大，可以以恒流小電流的方式向其充電。在本實施例中，所述過渡電能儲備裝置10與電 能儲備裝置3之間通過一晶閘管聯(lián)接，當(dāng)過渡電能儲備裝置10中的充放電電容電能儲備到 一定量時，其電壓也上升到一定的數(shù)量級。這時控制晶閘管導(dǎo)通，從而過渡電能儲備裝置10 向電能儲備裝置3中的超級電容以較大電流的方式充電，瞬間將臨時存放在過渡電能儲備 裝置10中的電能充放到電能儲備裝置3中去。電能儲備裝置3的輸出側(cè)設(shè)置DC — DC升 壓穩(wěn)壓模塊11的作用在于降低電能儲備裝置3直接負(fù)載電路的最小工作電壓，因為正如前 所述的那樣，在本實用新型中，是采用超級電容作電能儲備裝置的，這樣做能有效提高電能 儲備裝置3供電的能效比，根據(jù)計算，當(dāng)電能儲備裝置3的有效輸出工作電壓從3. 6 V降 為IV時，以超級電容作為核心部件的電能儲備裝置3的能效比將從48%提高到96%。本實 施例的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，是對實施例一的方案的進一步優(yōu)化和改進。為了簡便起見，本實施例對之前實施例中已說明過的裝置、模塊、部件以及相互關(guān) 系等不再重復(fù)說明，在接下來對其它實施例的說明中，亦按這一原則處理。實施例三圖3是本實用新型實施例三的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具構(gòu)成示意圖，與實施 例二不同之處在于其包括電能產(chǎn)生裝置，所述電能產(chǎn)生裝置為發(fā)電裝置15，該發(fā)電裝置15 發(fā)出的電力經(jīng)其所帶的整流裝置6電連接到電能儲備裝置3，整流后向電能儲備裝置3充 電，所述發(fā)電裝置15由門或鎖部件16驅(qū)動，如由鎖把手驅(qū)動或門軸驅(qū)動。在本實施例中， 亦可同時再設(shè)置一太陽能電池20，作為對發(fā)電裝置15的補充，當(dāng)然直接用太陽能電池20 代替發(fā)電裝置15亦是可行的方案。在本實施例中所述發(fā)電裝置15由于其體積不能太大 的原因，所發(fā)出的電力仍然有限，太陽能電池20能提供的電量亦有限，故還是通過過渡電 能儲備裝置10向電能儲備裝置3充電。本實施例的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，不需要通過外部電 源供電，非常適合無源工作場合，特別地在本實施例中，無線網(wǎng)絡(luò)模塊12可采用手機網(wǎng)絡(luò) 模塊，智能鎖具通過手機網(wǎng)絡(luò)與控制中心聯(lián)網(wǎng)。實施例四圖4是本實用新型實施例四的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具構(gòu)成示意圖。與前面 所述實施例不同的是，在本實施例中所述網(wǎng)絡(luò)模塊為總線型網(wǎng)絡(luò)模塊17，并由鎖內(nèi)信號調(diào) 制解調(diào)模塊13和鎖外信號調(diào)制解調(diào)模塊14所構(gòu)成，鎖內(nèi)信號調(diào)制解調(diào)模塊13 —端與電控 制裝置1中的CPU相聯(lián)，另一端與接收線圈7聯(lián)接，將從CPU中取得的信號調(diào)制到智能鎖具 內(nèi)的無線電能傳輸裝置的接收線圈7上，鎖外信號調(diào)制解調(diào)模塊14 一端聯(lián)接在發(fā)射線圈8 上，另一端聯(lián)接在無線電能傳輸裝置5的供電線路上，將從無線電能傳輸裝置的發(fā)射線圈8 上解調(diào)出該信號，并將該信號再調(diào)制到無線電能傳輸裝置5的供電線路上，網(wǎng)絡(luò)中心的主 機，可通過相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器從電源線上解調(diào)出該信號進行處理，并將處理結(jié)果和指令調(diào) 制到供電線路上，該處理結(jié)果數(shù)據(jù)和指令將由鎖外信號調(diào)制解調(diào)模塊14解調(diào)出，并調(diào)制到 無線電能傳輸裝置的發(fā)射線圈8上，鎖內(nèi)信號調(diào)制解調(diào)模塊13從無線電能傳輸裝置的接收 線圈7上解調(diào)出該信號后，最終送達給智能鎖具的電控制裝置1，由電控制裝置1做出相應(yīng) 的處理。如果網(wǎng)絡(luò)控制中心主機的供電電路與無線電能傳輸?shù)难b置5的供電線路不在同一 變壓器側(cè)，可通過加設(shè)相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)接。本實施例的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具采用了一種新的聯(lián)網(wǎng)方式，利用了電源線，并可采用穩(wěn)定性較高的現(xiàn)場總線協(xié)議和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，聯(lián)網(wǎng)安全 可靠，同時還不需要另行布置網(wǎng)線。 以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
。但本實用新型保護范圍并不局限于 此。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型批露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化 或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)，因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要 求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，包括電控制裝置、上鎖執(zhí)行機構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)模塊、輸入模塊以及電能 儲備裝置，所述電控制裝置包括CPU、數(shù)據(jù)存儲器以及時鐘電路，所述電控制裝置聯(lián)接至網(wǎng) 絡(luò)模塊、輸入模塊、上鎖執(zhí)行機構(gòu)以及電能儲備裝置的輸出側(cè)，其特征在于所述電能儲備裝 置是一以電容形式存儲電能的超級電容，同時還包括無線電能傳輸裝置和/或設(shè)置在鎖內(nèi) 的電能產(chǎn)生裝置，所述電能儲備裝置的充電側(cè)與無線電能傳輸裝置和/或電能產(chǎn)生裝置的 輸出側(cè)電連接，電能儲備裝置的輸出接至電控制裝置和輸入模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，其特征在于所述的無線電能傳輸?shù)难b置 為采用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)電能無線傳輸?shù)难b置，該無線電能傳輸裝置的發(fā)射側(cè)位于鎖外， 包括功率信號發(fā)生器和發(fā)射線圈，接收側(cè)位于鎖內(nèi)，包括了接收線圈和整流裝置，所述接收 線圈和發(fā)射線圈設(shè)置在智能鎖具所裝門鄰近并對應(yīng)的位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，其特征在于電能儲備裝置的充電側(cè)設(shè)置 有一過渡電能儲備裝置，輸出側(cè)設(shè)置有一 DC - DC升壓穩(wěn)壓模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，其特征在于所述過渡電能儲備裝置是一 個電容充放電電路，該裝置中承擔(dān)充放電功能的電容是一微法級的電容，所述過渡電能儲 備裝置與電能儲備裝置之間通過一晶間管聯(lián)聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，其特征在于所述電能產(chǎn)生裝置為發(fā)電裝 置和/或太陽能電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，其特征在于網(wǎng)絡(luò)模塊為總線型網(wǎng)絡(luò)模 塊，并由鎖內(nèi)信號調(diào)制解調(diào)模塊和鎖外信號調(diào)制解調(diào)模塊所構(gòu)成，所述鎖內(nèi)信號調(diào)制解調(diào) 模塊的一側(cè)聯(lián)接到無線電能傳輸裝置的接收線圈上，另一側(cè)聯(lián)接到電控制裝置，所述鎖外 信號調(diào)制解調(diào)模塊的一側(cè)聯(lián)接到發(fā)射線圈上，另一側(cè)聯(lián)接到供電線路上。
專利摘要本實用新型的一種網(wǎng)絡(luò)智能鎖具，包括電控制裝置、上鎖執(zhí)行機構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)模塊、輸入模塊以及電能儲備裝置，其要點在于所述電能儲備裝置是一以電容形式存儲電能的超級電容，同時還包括向電能儲備裝置充電的無線電能傳輸裝置和/或設(shè)置在鎖內(nèi)的電能產(chǎn)生裝置，且所述電能儲備裝置的輸出接至電控制裝置和輸入模塊，本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的維護量大，聯(lián)網(wǎng)不可靠的問題。
文檔編號H02J15/00GK201868955SQ20102026191
公開日2011年6月15日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
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