CN101142597A - 电子电路的接近唤醒激活 - Google Patents

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CN101142597A CNA2006800082537A CN200680008253A CN101142597A CN 101142597 A CN101142597 A CN 101142597A CN A2006800082537 A CNA2006800082537 A CN A2006800082537A CN 200680008253 A CN200680008253 A CN 200680008253A CN 101142597 A CN101142597 A CN 101142597A
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Abstract

一种锁系统，包括用于产生无线激活信号的网关装置和与网关装置通信的电子锁，电子锁响应于激活信号而被激活，由此电子锁变得可操作。

Description

电子电路的接近唤醒激活
技术领域
本发明总体上涉及电子电路的选择性激活，更具体地，涉及用于选择性地激活经常在旅店和其它多单元建筑物中发现的那种类型的电子锁装置。
背景技术
多单元建筑物如旅店、汽车旅馆、客栈等装备有安装在门中的电子锁装置，其提供包括为了安全和保险的目的而控制访问的各种功能。这样的锁装置经常包括特定的访问控制电子设备，其能够读取并且尝试验证潜在进入者的凭证，并且如果得到验证，则用信号通知锁机构以打开该锁，从而允许进入。典型的访问控制电子设备包括用于从磁条卡、智能卡、接近卡等读取数据的读卡机，并且进一步包括验证这种数据以及适当地用信号通知锁机构所需要的电路。该访问控制电子设备通常由设置在门中的电池来供电。
多单元建筑物中的电子锁越来越多地被采用作为中心电子锁控制系统(central electronic lock control system，CELS)的一部分。这样的系统利用各种手段以便从中枢(backbone)上的中心服务器到各个门锁进行通信。这样的手段包括硬连线、红外线和射频(RF)。
一般而言，基于RF的CELS系统，不管是使用磁条卡、智能卡还是接近访问卡，都已经随着RF网状网络和类似的技术的到来而变得更加经济可行。然而，这样的基于RF的系统由于需要过多的电池消耗以将锁电路保持在“活着但休眠”或“半昏睡”模式(即，允许外部信号唤醒该锁以使得它能够传送数据以及接收数据和命令的状态)，因此不能工作在“实时”工作模式。
为了克服电池消耗问题，基于RF的CELS系统已经采用了周期性唤醒程序。例如，这使得锁以周期间隔(例如三分钟)被唤醒，在该时间所述锁将它的“活着”状态传送给CELS中枢中被供电的、集中控制的部分，如果有消息流量，则接收控制相关的数据(例如新的锁访问码)或向CELS服务器传送数据(例如进入事件的审核线索数据)。对于许多应用，这种解决方案是“足够的”，但是它除去或减小了某些重要的CELS特征如“远程房间分配转移”的有效性。重要的是，它还减小了真正的在线解决方案的固有可靠性。
此外，在接近卡与电子锁机构结合使用的情况下，不管是在“孤立”环境还是在CELS环境中，门上的电池供电的电子锁每几分钟就需要传送低功率RF“ping”信号，以使得当有正确接近卡的旅客将卡放置在锁附近时，该卡使用来自“ping”信号的RF能量并且将它的识别/访问码传送回锁。如果访问码是正确的，那么访问控制电子设备将打开锁并且允许访问。对于电池供电的接近锁系统，困难是来自锁的周期性“ping”信号通常会使电池寿命减少百分之五十(50％)或更多。
类似地，在磁条或智能卡电子锁机构的情况下，使锁持续地保持在活着的状态中会加速电池消耗，这是不期望的。可替选地，使锁机构保持在休眠或昏睡状态中并且周期性地进行激活以将该机构连接到CELS中枢并未提供真正的在线解决方案。
因此，需要这样一种用于电子电路的激活系统，其克服这些缺点，并且提供延长的电池寿命和用于操作和通信的实时解决方案。更具体地，需要一种用于电子锁的激活系统，其仅当锁操作是必需的时候才激活锁，并且反之则允许锁机构保持在非活动的状态，从而保存该机构的内部电源，但是仍允许锁根据需要或期望、由于在任何时间的激活而成为可用。
发明内容
通过一个示例性系统来克服或减轻上面所描述的现有技术的缺陷，当不需要锁操作时，所述示例性系统将电子锁装置设置到非活动模式，并且在任何时间，当需要锁操作或与锁通信时，所述示例性系统能够激活锁装置。在一个实施例中，网关装置与锁装置通信，其中锁对应多单元建筑物中的单元。锁装置将保持在没有电池消耗的非活动模式，除非在锁本身本地地或在网关装置发生引起锁激活的事件或满足引起锁激活的条件。
本领域的技术人员根据下面详细的描述和附图将认识和理解本发明的上述和其他的特征和优点。
附图说明
现在参考附图，其中同样的数字表示同样的部件：
图1是多房间单元中的示例性房间的平面视图；
图2是本发明的电子锁系统的示意性方框图。
具体实施方式
图1示出多单元建筑物的示例性房间10，该房间包括许多装置，这些装置用于提高居住者的安全和便利以及多单元建筑物的职员的工作效率。一个这样的装置是房间的门14上的锁装置12。多单元建筑物例如可以包括旅馆、汽车旅馆、客栈、宿舍、合作社、公寓、公寓式住房等，其能够为他们的旅客或住户(居住者)的安全和便利提供各种服务和设施。
参考图2，锁装置12包括用于对锁定机构16进行控制和操作的访问控制电子设备14。比如在这种情况下，访问控制电子设备14包括微控制器(未示出)，所述微控制器具有联合存储器即随机存取存储器(工作存储器)和非易失性存储器(引导代码和编程指令)以及用于通过局域网(LAN)或广域网(WAN)提供数据通信的接口。访问控制电子设备14能够以任何合适的协议(例如TCP/IP、UDP/IP、WiFi、802.15.4、ZigBee、Inncom International公司的proprietary P5协议等)通过网络进行通信。访问控制电子设备14借助于无线通信配置与网络对接，所述无线通信配置包括与访问控制电子设备14的微控制器相连接的无线收发器18。无线收发器18优选地经由射频通信来进行通信，但是可以可替选地和/或附加地利用红外线(IR)或其他类型的通信(例如超声(U/S)等)。无线RF通信可以利用例如802.11b射频协议、WI-FI、Bluetooth或任何其他合适的协议。访问控制电子设备14由电源20来供电，如图2所示。电源20优选地是电池(传统的或可再充电的)，但可以包括任何合适的电源，包括储能电容器等。
访问控制电子设备14的微控制器在此通常描述为具有集成的元件。然而，将认识到所述存储器和接口可以是分立元件，正如在本技术领域中众所周知的。此外，微控制器可以可替选地包括微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程逻辑控制器(PLC)或其他合适的器件，在本技术领域中这些器件中的每一种都是众所周知的，并且每种器件的配置对于本领域的技术人员来说都是显然的。
图2的锁装置12进一步包括唤醒电路22，其被设置成与访问控制电子设备14通信。正如将要进一步详细论述的，唤醒电路22能够接收指定的无线电磁信号24，并且利用该信号来唤醒访问控制电子设备14，从而激活锁装置12。
正如将要在此进一步详细论述的，当检测到所传送的数据或指令或者要传送数据的请求时，访问控制电子设备14的微控制器处理所述数据或请求。如果是对数据如进入房间的日期和时间或者锁或系统本身的状态的请求，则处理的结果经由收发器18传送给网络或系统的其他外围设备以便进行进一步处理。在发送指令的情况下，控制电子设备14可以激励锁中的机构来打开或关闭锁以相应地锁定或打开门14，或者电子设备14可以将锁设置成活动或非活动状态。在正在发送数据的情况下，所述微控制器可以保存识别或访问信息以用于将来的验证功能。
本发明的系统进一步包括网关装置30，其可在房间10内或紧邻房间之外使用，并且优选地设置成接近门14和锁装置12。网关装置30包括具有微控制器(未示出)的控制电路和数据通信部32(control circuitry anddata communication section，CCDCS)，所述微控制器具有联合存储器即随机存取存储器(工作存储器)和非易失性存储器(引导代码和编程指令)以及用于利用网络(LAN、WAN等)有线或无线地提供数据通信34的接口。CCDCS 32包括无线收发器(未示出)，所述无线收发器连接到微控制器以便相对于锁装置12的收发器18来提供和接收无线(优选地是RF)通信。
正如将要进一步详细地在此论述的，网关装置30进一步包括电磁唤醒信号产生部36，所述电磁唤醒信号产生部36被设置成与CCDCS 32通信，并且被配置成选择性地将无线电磁唤醒信号24传送给锁装置的唤醒电路22。网关装置30由电源38供电，所述电源可以通过有线或无线手段来提供必需的功率。优选地，电源38是有线连续功率源，其还可以用于将功率提供给房间10的其他特征和组件。
尽管CCDCS 32的微控制器被描述为具有集成的元件，将认识到所述存储器和接口可以是分立元件，正如本技术领域中众所周知的。并且，微控制器可以可替选地包括微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程逻辑控制器(PLC)或其他合适的器件，在本技术领域中这些器件中的每一种都是众所周知的，并且每种器件的配置对于本领域的技术人员来说都是显然的。
被供电的网关装置30处于锁装置12的外部，并且可以例如设置在入口灯开关、门铃、请勿打扰/整理房间板、照明的房间号码板或接近锁12的任何其他装置之处或之内。
网关装置30能够以任何合适的协议(例如TCP/IP、UDP/IP、WiFi、802.15.4、ZigBee、Inncom International公司的proprietary P5协议等)通过网路进行通信。网关装置30以合适的协议借助于传统的有线或无线通信配置来与网络对接。此外，如上所述，网关装置30以任何合适的协议经由无线通信来与锁装置12进行通信。优选的无线通信包括电磁信号如射频(RF)信号，例如802.11b射频协议、WI-FI、Bluetooth或任何其他合适的协议。
正如将要论述的，在使用中，本发明的系统允许锁装置12保持非活动一直到需要其操作为止，因此不动用用于工作功率的电池20，同时仍提供在线、实时的系统。本质上，锁仅响应于居住者的访问尝试和响应于由信号产生器36所发送的唤醒信号而被激活。可以发送唤醒信号36以激活锁装置12，以便于从网关装置30的数据或命令传送或其他通信，以便进行系统可靠性检查或执行应急打开命令等。
当不需要对锁装置12的这部分操作时，将锁装置12设定为非活动。在这种模式中，访问控制电子设备14从电池20消耗最少功率或不消耗功率。
在锁装置12允许凭借磁条卡或凭借智能卡来访问的情况下，通过潜在的居住者将卡刷过或插入到读卡器(未示出)中来唤醒或激活访问控制电子设备，所述读卡器形成访问控制电子设备14的一部分。即，控制电子设备14可以包括通过刷卡或插入卡而被触发、然后激活控制电子设备14的一些已知类型的开关。读卡器读取存储在卡中的数据并尝试验证该数据。如果得到验证，则控制电子设备14用信号通知锁定机构16打开锁，从而提供访问。卡数据的验证可以本地地发生在锁装置12内，或者可以经由无线收发器18利用网关装置30或网络的远程设施。
除了这种磁条/智能卡本地事件激活以外，可以通过网关装置30来选择性地激活锁装置12。如上所述，网关装置30的唤醒信号产生部36被配置成将电磁RF唤醒信号24发送到锁装置12的唤醒电路22。电路22是电磁接近型电路，其将唤醒信号24转换成用于将访问控制电子设备14激发成激活状态的电能。网关装置30可以根据需要在任何时间发送唤醒信号24以选择性地激活锁装置12，以便于允许数据的传送、通信、命令等，以便进行系统可靠性检查、执行应急打开命令等。一旦访问控制电子设备14被激活，它们就利用电源20以便于供电。当完成锁装置12的操作时，控制电子设备14将锁12恢复到非活动状态。
在锁装置12允许凭借接近卡的访问的情况下，网关装置30的信号产生器36传送要由接近卡所接收的附加电磁接近信号40。根据需要，该接近信号40(优选地是不同于唤醒信号24的RF信号)可以是对于接近装置来说是常见的间歇ping信号，或者是连续信号。当潜在的进入者靠近锁装置12时，相应地使得接近卡足够接近网关装置30以接收接近信号40。当接收信号40时，接近卡被激活并且又传送包含存储在卡内的相关数据的识别信号41。网关装置30的CCDCS 32在装置30内本地地接收和验证识别信号40，或经由网络连接34来接收和验证识别信号40。如果识别信号41被验证，则网关装置30下命令传送唤醒信号24，所述唤醒信号24由唤醒电路22接收，然后启动锁装置12的激活。网关装置30几乎同时将无线打开信号31传送给无线收发器18，所述无线收发器指示访问控制电子设备14打开锁定机构16，从而授予进入者访问权。在可替选的设置中，当感测由接近卡所传送的识别信号41时，网关装置30可以凭借唤醒电路22来简单地激活锁装置12。然后，可以以上面相对于磁条/智能卡系统配置所论述的方式，通过锁装置12来进行接近卡的识别数据的验证。
除了这种磁条卡/智能卡和接近卡激活以外，还可以根据需要，通过网关装置30来选择性地激活锁装置12。即，在任何时间，网关装置30的信号产生部36可以传送唤醒信号24以便于激活锁装置12，从而允许经由无线收发器18的数据或命令传送和/或通信，以便进行系统可靠性检查等。
作为实例，锁装置12的无线收发器18到现在为止已经被描述为配置成例如利用网关装置30并且特别利用网关30的CCDCS来无线地传送和/或交换数据。另外和/或可替选地，无线收发器18可以设置成与装置42通信，所述装置42不是网关30的直接组件。这种装置42可以包括例如自动调温器、机顶盒、照明控制模块、电话/控制台或辅助通信装置。此外，无线收发器18可以配置成以直接的方式与网络进行无线交互，而无需与网关30对接。
在另一示例性的实施例中，可以将锁装置12的访问控制电子设备14配置成与设置在例如锁装置12中或锁装置12所在的门14中的装置43进行通信。装置43可以包括例如视觉的、听觉的或触觉的信号装置、相机、另外的通信装置等。访问控制电子设备14可通过任何合适的有线或无线设置与装置43进行交互。在采用无线设置的情况下，访问控制电子设备14可以通过无线收发器18与装置43进行通信。装置43可以通过锁装置的电源20来被供电，或者可以包括它自己的电源。装置43可以通过唤醒电路22或通过它自己的类似的唤醒电路设置来被激活。当然，本发明构思了这些和另外所论述的示例性实施例的各种组合和修改。
当不需要或不必要操作锁装置12或与锁装置12通信时，该系统致使锁装置12保持在休眠的、非活动的状态。在这种休眠的、非活动的状态中，锁装置12从电源20消耗最少的功率或不消耗功率。该系统仅在预定的触发事件(例如，所论述的居住者的访问尝试或由信号产生器36所发送的唤醒信号)发生时才激活锁装置12。仅在这种激活的状态中，锁装置12才从电源20消耗有影响的功率。因此，锁装置12的功率需要得以充分地减小，同时提供了用于访问和激励锁装置的在线、实时系统。
将会理解，可以通过支持RF通信的手持装置如个人数字助理(PDA)来传送和接收该系统所利用的RF无线通信。这种装置可以由工作人员便利地携带，以便使工作人员能够访问并检查锁或电路的状态，或者根据需要唤醒锁。
描述于此的微控制器能够在本发明的范围内执行许多所描述的处理。即，微控制器对于完成所期望的任务具有足够的处理能力。例如，正如先前所描述的，微控制器可以收集并处理进入/访问数据以便于对进入和离开房间进行自动监控。此外，根据该数据处理，微控制器可以产生进入和离开日期和时间以及激活来源的报告。该报告可被打印、显示和/或存档。
可以产生访问数据的日志。该日志将有益于以后分析异常或标记旅客的可疑行为。此外，该日志将有利于维护或安全部门针对可能的系统故障或安全漏洞来监控多单元建筑物。该日志可直接发送到如公司/企业之内的主要安全职能部门或对建筑物的安全负有责任的外部供应商。
作为实例，电子锁系统的访问已经在此描述为包括涉及磁条卡、智能卡和接近卡的识别卡接入技术。然而，本发明的电子锁系统不限于这种卡接入配置。例如，潜在的进入者可以借助于钥匙、键盘、触摸板或触摸屏或者借助于生物测定手段如指纹扫描、视网膜扫描等或者任何其他公知的或可想象得到的接入手段或技术来尝试接入电子锁系统。
尽管已经参考优选的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，可以做出各种改变并且可以用等同物替换其元件，而不脱离本发明的范围。此外，可以做许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导，而不脱离本发明的基本范围。因此，意图是本发明不限于所公开的作为构思用于执行本发明的最佳模式的特定实施例，本发明将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。并且，术语第一、第二等的使用不表示任何顺序或重要性，而是术语第一、第二等用于区分一个元件与另一个元件。

Claims (22)

1.一种锁系统，包括：
网关装置，被设置用以产生无线激活信号；以及
与所述网关装置通信的电子锁，所述电子锁响应于所述激活信号而被激活，由此所述电子锁变得可操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述激活信号包括电磁发射，并且，其中所述电子锁包括唤醒电路，所述唤醒电路配置成接收所述电磁发射、将所述电磁发射转换成电能并且使用所述电能来激活所述电子锁。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述网关装置包括用于产生所述无线激活信号的激活信号产生器，并且，其中所述电子锁包括唤醒电路，所述唤醒电路用来接收所述无线激活信号并且用来将所述无线激活信号转换成用于将所述电子锁激活的电能。
4.根据权利要求2所述的系统，进一步包括：
访问装置；
其中所述网关装置被设置用以当所述网关装置和所述电子锁中的至少一个通过所述访问装置验证所读取的用户数据时，产生所述无线激活信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述访问装置被配置成将所述用户数据从用户所出示的所述访问卡读取到所述访问装置。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述访问卡包括磁条卡、智能卡和接近卡中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子锁包括电源，仅当所述锁可操作时，所述电源将工作功率提供给所述电子锁。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子锁被设置在门上，并且所述网关装置被设置成接近所述门，并且，其中所述电子锁被配置成将所述激活信号转换成电能，并且使用所述电能以激活所述电子锁并使得所述锁可操作。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述网关装置与多单元建筑物的网络进行通信，所述网关装置能够将数据传送给所述网络并且从所述网络接收数据，以及选择性地将所述数据传送给所述锁。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子锁被配置成当所述锁可操作时与所述网关装置进行无线通信。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述激活信号是射频(RF)信号。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述网关装置被进一步设置用以产生将由接近卡接收的接近信号。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述接近卡被设置用以响应于所述接近信号而产生识别信号，其中所述网关装置尝试验证所述识别数据，并且，其中当所述识别数据得到验证时，所述激活信号产生并且所述锁打开。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子锁和所述网关装置中的至少一个被设置成对潜在进入者的凭证进行证实，并且当所述凭证得到证实时打开所述锁。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述锁被设置用以当可操作时，激励锁定机构、与所述网关进行无线通信以及从内部电源接收功率。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子锁被配置成用于与网络和房间装置中的至少一个进行无线通信。
17.一种电子锁，包括：
访问装置；以及
唤醒电路；
其中所述电子锁响应于在所述访问装置处的访问尝试和由所述唤醒电路接收的无线激励信号中的至少一个来被激活，由此所述电子锁变得可操作。
18.根据权利要求17所述的电子锁，进一步包括电源，仅当所述锁可操作时，所述电源将工作功率提供给所述电子锁。
19.根据权利要求17所述的电子锁，进一步包括网关装置，所述网关装置包括用于产生所述无线激活信号的激活信号产生器，并且，其中所述唤醒电路被设置用以接收所述无线激活信号并且将所述无线激活信号转换成用于将所述电子锁激活的电能。
20.根据权利要求19所述的电子锁，其中所述访问装置发射电磁接近信号，其中所述访问尝试包括用户将接近装置放置得接近所述访问装置。
21.根据权利要求17所述的系统，其中所述电子锁被配置成用于与网络和房间装置中的至少一个进行无线通信。
22.一种操作电子锁的方法，所述方法包括：
将所述电子锁设置于非激活状态，在所述非激活状态下，工作功率不被提供给所述电子锁；
响应于无线激活信号和访问尝试中的至少一个来激活所述电子锁，由此所述电子锁变得可操作，并且由此工作功率被提供给所述电子锁。
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PB01 Publication
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