CN101156177A - 耗电减少的电子锁系统 - Google Patents

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Abstract

一种电子锁系统，包括设置于门内的电子锁和设置于门外的用于以无线方式向电子锁提供电力的装置。

Description

耗电减少的电子锁系统
技术领域
本发明总的来说涉及锁系统，且更具体地涉及一种用于允许对多单元建筑的单个单元进行访问的电子锁系统。
背景技术
一般通过电池或有线电源来对电子锁供电。在旅馆、汽车旅馆、旅店等情况下，实际上所有的电子锁都是电池供电的。在任何一种情况下，这些锁的功能，尤其是客房入口门上的这些锁的功能，对于财产的管理来说是关键的。
对于电池供电的锁，存在与周期性更换电池有关的较大购买开销和劳力消耗，其中一般大约每两年需要进行一次更换。对于具有独立电子锁系统的旅馆来说，必须基于“最短预期电池寿命”来安排电池更换的时间，而不考虑一些电池是否可能在更换时间点之后还具有几个月或甚至一年的延续的功能。对于作为中央控制系统的一部分的锁，通过能够报告低电池状态的锁可以稍微减少上述开销。然后可以根据“按需”时间表来更换该锁系统中的电池，但是还存在监视这些锁以及在需要时在物理上更换失效电池所涉及的较大开销。
对于从门外的有线电源供电的电子锁来说，存在非常高的初始安装费，因为必须对电源进行安装，必须从该位置布线到门的外围，且一般必须对门进行取芯钻孔以允许从外围上的点布线到锁装置自身。这些系统也必须依赖于门的铰链侧的灵活布线或者门的一边上的双触点，该双触点与门垛或者防冲击板上的第二组双触点配合。在任何一种情况下，在有线电源中存在固有的机械故障率，也存在如果电源出故障，则锁将停止工作的较大风险，除非在锁中提供了电池备份或者提供了以某种方式与外部电源互连的电池备份。还存在潜在的与由于取芯钻孔而改变门或者改变门结构有关的消防规范问题。
据估计，在电池供电的电子锁中，80％或更多的电力消耗与维持“读取”各种访问卡(access card)(例如磁条卡、智能卡和接近卡)、将访问事件存储在存储器中、操作LED指示器等所需的电子电路有关，也与正常电池漏电或自放电有关。该锁必须保持在等待下一次访问卡事件发生的连续待命状态。在在线系统中，增加了如下需要：通过无线装置向某种形式的网关或者电子中继装置发送各种数据或者从该网关或电子中继装置传送各种数据，其中该网关或者电子中继装置通过有线或无线装置连接到中央计算服务器。
在这些电池供电的锁中，低于20％的电力消耗与上锁和解锁动作直接相关。将该电力消耗取时间平均，大约为2μA～10μA。
除了上述问题之外，电池供电的电子锁一般还体积大且不美观。原则上，锁组件的体积大是由于需要容纳电池组(例如四个AA电池)、访问卡槽(对于磁条卡和智能卡)以及处理并存储进入活动和一些情况下的外出活动所需的电路。
因此，希望获得一种需要较少的维护、使用较少的电力、具有较少组件且尺寸最小的锁系统。
发明内容
为了克服上述问题，本发明不需要在门锁内设置电池组，且在一些实施例中将访问卡读/写组件和相关电路、控制电路以及存储器存储电路中的至少一个从门锁单元重新设置到与门紧邻且有连续电力供给的位置。在本发明的一些典型实施例中，这意味着锁系统智能的一些或全部从门锁单元自身被移开并转移到可以有连续电力供给的更方便且更容易到达的位置。
在本发明的一个实施例中，电子锁系统包括设置于门内的电子锁和与门邻近而设置的控制器。该控制器包括访问装置，通过该访问装置可以访问电子锁。该控制器设置成与电子锁进行无线通信并以无线方式向电子锁提供电力。
在另一个实施例中，电子锁系统包括设置于门内的电子锁和与门邻近而设置的控制器，该控制器连接到向其提供电力的电源，其中控制器包括访问装置，通过该访问装置可以访问电子锁，该控制器设置成与电子锁进行无线通信，且电子锁包括用于向锁提供电力的发电机。
在又一实施例中，本发明提供一种操作设置于门内的电子锁的方法，该方法包括以下步骤：向与门邻近而设置的控制器的访问装置呈现访问卡，该访问卡包括存储的标识数据；在控制器处理该标识数据；当标识数据可接受时在控制器产生无线激活信号；将该激活信号发送到电子锁；以及响应于该激活信号，激活电子锁并使电子锁可操作，其中当电子锁可操作时，通过来自电子锁的存储装置的能量向电子锁供电，其中通过由控制器产生的无线信号对该存储装置充电。
在本发明的进一步实施例中，电子锁系统包括设置于门内的电子锁和设置于门外的能够以无线方式向电子锁提供电力的装置，其中电子锁包括访问装置，通过该访问装置可以访问该锁。
通过以下详细说明和附图，本领域技术人员可以理解本发明的以上讨论的特征和优势以及其它特征和优势。
附图说明
现在参考附图，在附图中相同的附图标记表示相同的组件：
图1是本发明一个典型实施例中的锁系统的示意图；
图2是本发明另一个实施例中的锁系统的示意图；
图3是本发明另一个实施例中的锁系统的示意图；
图4是本发明另一个实施例中的锁系统的示意图；以及
图5是本发明另一个实施例中的锁系统的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明一个实施例的典型电子锁系统10。系统10包括门锁单元12和相应的锁控制组件14。如以下详细讨论的那样，该控制组件14与门锁单元12通信、控制门锁单元12的操作并向门锁单元12提供电力。
门锁单元12包括次级访问控制电子装置16，该电子装置16具有简单微处理器(未示出)和连接到上锁机构18并能够在控制电子装置16的指令下将上锁机构18致动到锁定位置或解锁位置的致动器(未示出)。该门锁单元12还包括唤醒电路20，通过从锁控制组件14接收的电磁信号22对该唤醒电路20供电，且该唤醒电路20连接到次级访问控制电子装置16。门锁单元12还包括能量存储装置24(例如超电容器、太阳电池板装置等)，该能量存储装置从锁控制组件14接收电磁信号26，将该电磁信号转换成以电容方式存储的电能，并连接到次级访问控制电路16。门锁单元12另外还包括连接到次级访问控制电路16的无线收发器28，该无线收发器能够通过无线通信30与锁控制组件14连接。
有利地，门锁单元12具有最小尺寸。在本实施例中，单元12(不包括上锁机构18)不大于典型的火柴盒。这意味着电子门锁单元12实际上不大于传统的机械门锁组件。
锁控制组件14与门锁单元12紧邻。这样的位置可以例如与紧挨着入口门外的墙壁上的门铃板并排布置或者布置在入口灯开关上或其内、请勿打扰/整理房间牌上或其内、照亮的房间号牌上或其内或者任何其它与门锁单元邻近的装置上或其内。
锁控制组件14包括具有微处理器(未示出)和电子存储器(未示出)的初级访问控制电子装置32。无线收发器34连接到初级访问控制电子装置32且设置成通过无线通信30与门锁单元12连接。控制组件14还包括唤醒信号发生器36，该发生器连接到初级访问控制电子装置32且产生电磁唤醒信号32。功率信号发生器38也连接到初级访问控制电子装置32。发生器38用于产生由门锁单元12的存储装置24接收的电磁功率信号26。
功率信号发生器38一般包括任何能够以无线方式发送电磁信号26的装置。电磁信号26可以采取射频(RF)信号、光信号等任何合适的形式。能量存储装置24一般包括能够接收该电磁信号26且配置成将该信号26转换成电能的任何相应装置。例如，功率信号发生器38和能量存储装置24可以包括传统的AM/FM天线，其中电磁信号26包括RF信号。可替选地和/或另外地，功率信号发生器38可以包括受控或非受控光源，因此电磁信号26包括光信号。能量存储装置24可以相应地包括用于接收光信号26并将其转换成电力的太阳电池板装置。可替选地和/或另外地，功率信号发生器38和能量存储装置24可以包括分裂气隙变压器或适于为电磁信号26的发送和接收提供方便的任何其它类型的磁耦合或电容耦合装置。
控制组件14还包括访问读取器/写入器40，该读取器/写入器连接到初级访问控制电子装置32且配置成从磁条卡、智能卡和接近卡等访问卡42读取数据。锁控制组件14由电源44供电，电源44可以是例如开关模式电源、变压器、传统或可再充电电池组或者上述的任何组合，且电源44向初级访问控制电子装置32提供连续电力。锁控制组件14可以通过网络连接46连接到网络(LAN、WAN等)、相关联的服务器和/或附加外设并与之进行通信。锁控制组件14可以通过任何合适的协议(例如TCP/IP、UDP/IP、Inncom International，Inc.专有的P5协议等)与网络通信。连接46按照需要可以是有线的或无线的。优选地通过射频(RF)通信进行控制组件14与网络之间和/或控制组件14与门锁单元12之间的无线通信，但是可替选地和/或另外地，可以使用红外(IR)或其它类型的通信(例如超声波(U/S)等)。该无线RF通信可以利用例如802.11b射频协议、WI-FI、蓝牙、802.15.4，或者任何其它合适的无线协议。
现在参考图1说明系统10的操作。可以注意到，门锁单元12不包括电池等独立电源。如上所述，这有利地获得小尺寸的门锁单元。然而，门锁单元12确实需要特定的用来操作上锁机构18、通过无线收发器28进行通信等的电力。执行这些功能以及更多功能所需的电力来自锁控制组件14的功率信号发生器38。发生器38产生主要包括脉冲或连续电磁发射的电磁功率信号26。上述发射由能量存储装置24接收并转换成存储的电能。从电磁辐射到电能的转换是通过公知的与RFID标签相关的操作大体相同的方式进行的。在本发明的情况下，电能被存储在能量存储装置24的电容性电路中以供门锁单元12的次级访问控制电路16按需使用。
系统10的典型操作的例子开始于将磁条卡或智能卡42插入访问读取器/写入器40的壁装槽组件。访问读取器/写入器40读取编码在访问卡42中的数据并将该数据从读取器/写入器40发送至初级访问控制电子装置32。控制电子装置32判断该数据是否适于允许对上锁的门的访问。该判断包括例如比较所读取的数据与本地存储在控制电子装置32中的数据或通过网络连接46远程访问的数据。如果该判断是肯定的，则控制电子装置32指示唤醒信号发生器36向门锁单元12的唤醒电路部件20发送电磁唤醒信号36。应该注意，该唤醒信号22与由功率信号发生器38产生的电磁功率信号26明显不同。
在接收到唤醒信号22时，唤醒电路20向次级访问控制电子装置16发送电荷，次级访问控制电子装置16被唤醒和激活。唤醒信号发生器36、发射的唤醒信号22、唤醒电路20以及所导致的门锁单元10的激活可以包括例如2005年1月26日提交的名为“PROXIMITY WAKE-UPACTIVATION OF ELECTRONIC CIRCUITS”的相关美国专利申请(序列号不可用)中所描述的那些，该申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
在发送唤醒信号22后，初级控制电子装置32立即指示无线收发器34向次级控制电子装置16发送无线指令，对上锁机构18进行解锁。如上所述由能量存储装置24供电的次级控制电子装置16通过与之相连的无线收发器28接收该指令，并且在接收到该指令时，次级电子装置16触发致动器，该致动器使上锁机构18解锁。然后，次级控制电子装置16(通过无线收发器28、34的路径)向初级控制电子装置32发回解锁动作的确认。影响上锁机构18的解锁的致动器可以具有任何合适的公知配置且例如可以通过现有的独立部件制造，或者通过使用纳米技术制造成小型化的致动器。
上述所有动作都存储在初级控制电子装置32的存储器中。可以根据来使用所存储的动作记录。例如，可以通过连接46将该记录发送到网络或其它装置，或通过个人数字助理(PDA)或其它类似装置等手持单元访问该记录。
系统10可采用多种天线配置(未示出)来方便锁控制组件14和门锁单元12之间的电磁传输22、26，在适当时还有电磁传输30。也就是说，例如，在锁控制组件14中可以有单个天线分别用于唤醒和功率信号传输22和26，在门锁单元12中可以有两个天线接收这些传输，并且在门锁单元12和锁控制组件14中可以分别有单独的天线用于发送和接收电磁控制和数据通信30。在这种情况下，在该配置中总共有五个天线。另一个例子包括在锁控制组件14和门锁单元12中分别使用单个天线来发送和/或接收系统10的两个部件12和14之间所有的电磁通信。也就是说，在这种情况下，系统10仅包括两个天线。
上述操作序列的变化有许多。例如，代替基于磁条卡或智能卡访问，该系统可以采用接近识别技术。也就是说，读取器40可以配置成访问并读取一般称为接近卡的访问卡42内所存储的数据。当该接近卡42与锁控制组件14足够近时，该接近卡42由从功率信号发生器38发射的脉冲激活。一旦被激活，接近卡42发送标识其自身的编码射频响应，即包括标识数据的RF响应。然后如以上针对处理磁条卡/智能卡数据所述，通过初级控制电子装置32处理并评估该响应。如果标识数据通过验证，那么初级控制电子装置32触发与如上所述相同的事件序列。也就是说，门锁单元12被激活且上锁机构18被致动(即，被打开)。如果接近卡的标识数据(或者如以上说明，从磁条卡或智能卡读取的数据)未通过初级控制电子装置32的验证，则不给予试图进入者访问权。可将拒绝指示发送给试图进入者(例如可视的显示、可听见的声音等)，且将试图进入的记录存储在初级控制电子装置32和/或通过连接46发送到网络或其它装置。
电子锁系统10提供了尺寸明显减小且结构简化的门锁单元12。锁单元12不包括电池等内部电源，且需要的维护因此减少了许多。另外，锁单元12保持在可以在任意时刻激活锁单元12且提供锁单元12的有效功能的状态。
图2示出本发明的替选实施例的电子锁系统100。系统100与系统10相似且包括其许多特征和设置。在此始终用一致的附图标记表示相同的元件，且为了简化，不再重新引入这些元件也不再进行不必要的说明。系统100与系统10明显不同之处在于前者既不包括后者的唤醒信号发生器36也不包括后者的唤醒电路20。相反，在系统100中，通过来自能量存储装置24的连续供电，次级访问控制电子装置16保持在持续就绪状态。也就是说，锁控制组件14的功率信号发生器38连续发射电磁脉冲26，由存储装置24接收该电磁脉冲26并将其转换成用来向次级控制电子装置16提供连续电力的能量。
电子锁系统100与系统10相似地操作，但不包括上述唤醒/激活步骤。也就是说，访问读取器40从可能进入者的访问卡42读取数据；初级控制电子装置32验证所读取的数据的真实性；如果通过验证，从初级控制电子装置32向次级控制电子装置16发送控制信号30(注意，不需要上电激活次级电子装置16；次级电子装置16处于连续激活状态)；且次级控制电子装置16通过致动器对上锁机构18进行解锁并通过无线收发器28和34向初级电子装置32确认该解锁。
该系统有利地减小了门锁单元112已经较小的尺寸并通过去除唤醒电路进一步简化了单元112。另外，通过去除门锁单元112激活步骤简化了解锁步骤。
图3示出本发明的另一替选实施例。在图3中，电子锁系统200包括系统100的所有元件并进一步包括与门锁单元12的次级控制电子装置16连接的感测装置201。该感测装置201位于与锁系统200相关联的门的外部锁把手202中或连接到该外部锁把手202。在使用中，首先将访问卡42呈现给系统200的读取器40(即，在磁条卡或智能卡的情况下插入卡或刷卡，在接近卡的情况下将卡移到邻近的位置)。如以上参照图1所述，读取器40读取并评估存储在访问卡42中的数据以判断是否给予访问权。随后，可能进入者触摸和/或稍微转动外部锁把手202。对把手202的触摸/操作激活感测器201并因而导致内部电路唤醒第二控制电子装置16并(通过如上所述的无线收发器路径)询问初级电子装置32是否应该解锁。如果初级控制电子装置32正从所呈现的访问卡42接收合适的访问数据，则如关于本发明前述实施例所述，初级控制电子装置32指示次级控制电子装置16解(即打开)锁。如以上参照系统10所述，通过从功率信号发生器38发射的断续或连续的电磁功率信号26向系统200的门锁单元212提供电力。也就是说，系统200不必需要像前述系统100那样多的电力。
目前所说明的电子锁系统200不包括以上参照图1所述的唤醒装置。在系统200的该配置中，仅通过感测装置激活门锁单元212。
然而，如果特定的应用需要，锁系统200可选地可以包括唤醒装置。也就是说，锁控制组件214可以包括用于选择性地发送电磁唤醒信号22的唤醒信号发生器36(图3中虚线所示)。门锁单元212可相应地包括接收唤醒信号22并将其转换成激活次级访问控制电子装置16所使用的能量的唤醒电路20(也用虚线示出)。在该配置中，门锁单元212不是如以上关于系统100所述由功率信号发生器38和能量存储装置24连续供电。而是当不需要单元212的操作时，门锁单元212保持非活动状态。在该非活动状态中，如以上关于系统10所述，通过功率信号发生器36向能量存储装置24周期性地发送电磁功率信号26，该能量存储装置将信号26转换成电能并存储该能量以便随后向门锁单元212供电。因此在该配置中，可以通过感测装置201或唤醒电路20激活门锁单元212，且当该门锁单元被激活时，通过存储在存储装置24中的电能向该门锁单元供电。
如以上关于系统200所述的用于激活门锁单元的感测装置不限于该特定实施例。也就是说，此处说明的任何典型实施例以及在本发明的宽范围之内所构思的任何其它实施例都可以包括感测装置，通过接触或者操作该感测装置，该感测装置激活整个或部分电子锁系统。该感测装置可以与上述唤醒电路结合使用或者替代该唤醒电路来使用。
图4描绘了本发明另一替选实施例中的电子锁系统300。系统300与系统10相似，除了前者不需要后者的功率信号发生器，且可选地不需要后者的唤醒信号发生器和唤醒电路。因此，对系统300的供电和操作与系统10十分不同。
系统300包括以上参照本发明前述实施例所说明的能量存储装置24。然而，此处能量存储装置24从与系统300相关联的门部件302机械连接的发电机301接收能量，门部件的例子如门的把手或铰链等。通过门部件302的移动来激励该发电机301，且发电机301能够向能量存储装置24提供足以将所需的电荷给予装置24的电能。因此，门锁单元312具有所需的存储在能量存储装置24中的可用电力。发电机301从门部件302的单次激励产生足够的电能以允许对门锁单元312进行多次操作，即多次进入该门。
系统300与前述本发明实施例类似地操作，但是不需要唤醒和功率信号产生、发送和接收过程。相反，通过能量存储装置24和发电机301的相互作用在内部向系统300供电。也就是说，通过发电机301的动作使能量存储装置24保持有电状态。
在使用系统300时，发电机301还触发存储装置24来唤醒非活动的锁单元312。也就是说，当操作门部件302时，发电机301被激励，并向能量存储装置24发送功率信号，从而使该功率信号得以接收和存储。如以下更详细说明的，能量存储装置24包括分立逻辑元件，响应于发电机功率信号，该逻辑元件向次级控制电子装置16发送激活信号，该激活信号唤醒并激活该次级控制电子装置16。
例如，可以如下使用系统300。可能进入者首先将他/她的访问卡42呈现给控制组件314，控制组件314试图验证该进入者的凭证。在呈现访问卡42之后，进入者操纵门部件302，例如门把手，并激活发电机301，发电机301将功率信号发送到能量存储装置24。该功率信号由存储装置24接收，且如上所述，在存储装置中被转换成存储的能量。此外，响应于上述功率信号，能量存储装置24唤醒锁单元312。在访问卡42通过验证后，控制组件314通过无线收发器34和28将“解锁”信号30发送到唤醒的锁单元312，然后该锁单元312对上锁机构18进行解锁，并通过收发器向控制单元314确认该解锁。
如上所述，在该实施例中，系统300不需要唤醒信号发生器、唤醒电路，也不需要例如关于系统10所述的功率信号发生器。然而，如果需要，系统300可选地可以采用唤醒装置。也就是说，锁控制组件314可以包括唤醒信号发生器36(图4中虚线所示)，且门锁单元312相应地可以包括唤醒电路20，该唤醒电路用于从发生器36接收电磁唤醒信号22并将该信号22转换成用来激活次级控制电子装置16的电能，如参照本发明其它实施例所述。
例如，除了如上所述使用发电机301来唤醒锁单元312，或者作为其替选，还可以采用唤醒信号发生器36和唤醒电路20。也就是说，可能进入者将他/她的访问卡42呈现给控制组件314，控制组件314在验证后通过发生器36将电磁唤醒信号22发送到锁单元312。唤醒电路20接收信号22并唤醒次级访问控制电子装置16。然后，控制组件314通过无线收发器34和28向次级控制电子装置16发送“解锁”信号30。响应于该信号30，控制电子装置16对上锁机构18进行解锁并向控制组件314确认该解锁。一旦被唤醒，锁单元312从能量存储装置24取得工作电力。如上所述，通过发电机301的动作来对存储装置24充电。也就是说，当可能进入者向控制组件314呈现他/她的访问卡42时，他/她将操纵门部件302并从而激励发电机301，使发电机301将其功率信号发送到能量存储装置24，该能量存储装置24将该信号转换成用于现在或以后操作锁单元312的存储能量。
另外，电子锁系统300的门锁单元312还可以包括连接到能量存储装置24和/或次级访问控制电子装置16的电源303(也以虚线示出)。电源303包括备用电源，且可以是传统或可再充电电池或电池组。如果备用电源303是可再充电电池组或存储电力的任何合适的装置，则发电机301也连接到该电源303以在发电机301工作时对该电源303充电。(该关系在图4中以虚线示出)。因此，例如，当发电机301的两次激励之间经过较长的时间段且能量存储装置上的电荷相应地耗散的情况下，可以通过电源303来补充电荷。可替选地，当电源303直接连接到次级控制电子装置16时，可以将电力直接提供给电子装置16以对其进行激活和操作。
针对系统300所说明的发电机和电源特征当然不限于本发明的该实施例。这些特征可以单独或相结合地应用于此处说明的其它实施例以及在本发明的宽范围内构思的那些附加实施例。
以上参照系统10、100和200所说明的能量存储装置24还包括检测功率信号发生器38发射的电磁功率信号26并响应于所检测的接收的功率信号26的特征变化来唤醒次级访问控制电子装置16的可选功能。信号特征的变化包括功率信号26的终止、暂时中止及其调制变化中的至少一种。
在本发明的该实施例中，能量存储装置24的分立逻辑元件检测功率信号26的特征变化，且响应于该特征变化来唤醒门锁单元12。一旦被唤醒，门锁单元12可如以上关于本发明的前述实施例所述而工作。
例如，能量存储装置可检测到功率信号26的终止。当检测到功率信号26的终止时，能量存储装置24唤醒次级电子装置16，该次级电子装置16然后通过无线收发器28向锁控制组件14、114、214，和/或直接向网络46和/或外设(见以下讨论)发送消息。该消息可以是例如功率信号26已停止以及系统10、100、200需要维护的警报。
在另一个例子中，功率信号26的暂时中止可用来有目的地唤醒次级电子装置16。也就是说，除了上述唤醒信号/唤醒电路例程之外或作为其替选，还可以通过发生器38有目的地暂时中止功率信号26。能量存储装置24检测到该中止，且作为响应，唤醒并激活锁12、112、212的次级电子装置16。然后，锁12如以上在各实施例中所述工作。
同样地，可以改变对功率信号26的调制以便用信号通知能量存储装置24唤醒锁12、112、212。也就是说，该变化可以被能量存储装置24的分立逻辑元件检测到，并且响应于该变化，上述分立逻辑元件将锁唤醒，然后可以按照需要来操作该锁。
返回图4的电子锁系统300，能量存储装置24中的分立逻辑元件可用来检测相继的通过激励发电机301发送到存储装置24的功率信号之间的时间段的延长。能量存储装置24还可用来检测其存储能量何时达到预定最小值。在检测到达到预定最小值的情况下，能量存储装置24可唤醒次级电子装置16，从而激活门锁单元312，并允许其操作和/或通信。该通信例如可以是发送系统300需要维护的消息。此外，在检测到达到预定最小值时，装置24另外或者可替选地从电源303取得电力。
目前作为例子已经说明了锁装置12、112、212、312的无线收发器28，该无线收发器28被配置成与对应的锁控制组件14、114、214、314，且尤其与初级访问控制电子装置32的无线收发器34以无线方式通信和/或交换数据。另外和/或可替选地，如图1～4所示，无线收发器28可以设置成与装置50通信，装置50不是锁控制组件的直接部件。该装置50可以包括例如温度调节装置、置顶盒、照明控制模块、电话/控制控制台或者辅助通信装置。此外，无线收发器28可被配置成以直接方式与网络无线交互，而不与锁控制组件通过接口连接。
在又一典型实施例中，可以将门锁单元10、100、200和300的次级访问控制电子装置16配置成与装置52进行通信，该装置52例如布置在门锁单元或者门锁单元所在的门内的其它地方。该装置52包括例如视觉、听觉或触觉信号装置、相机、另一通信装置等。次级访问控制电子装置16可以通过任何合适的有线或无线装置与装置52交互。在采用无线装置的情况下，次级访问控制电子装置16可通过无线收发器28与装置52通信。可以通过能量存储装置24对装置52供电，或者装置52包括自身的电源。可以通过唤醒电路20或其自身的类似唤醒电路装置或通过刚刚说明的能量存储装置24激活装置52。当然，本发明预期了这些和另外讨论的典型实施例的各种组合和修改。
此处通过例子说明了对电子锁系统的访问，该访问包括涉及到磁条卡、智能卡和接近卡的标识卡访问技术。然而，本发明的电子锁系统不限于上述卡访问配置。例如，可能进入者可通过钥匙、键区、触摸板或屏幕，或者通过指纹扫描、视网膜扫描等生物识别手段，或者任何其它已知的或可设想的访问手段、技术或凭证来试图访问电子锁系统。
图5示出本发明另一实施例中的电子锁系统400。该系统400包括位于门404内的门锁单元402，且进一步包括以上关于电子锁系统10、100、200和300讨论的功率信号发生器38。
功率信号发生器38位于门锁单元402和门404的外部。通过电源44对功率信号发生器38供电，电源44如前所述可以是开关模式电源、变压器、传统或可再充电电池组或上述的任何组合。
门锁单元402包括访问控制电子装置406，该装置包括微处理器(未示出)和致动器(未示出)，该致动器连接到上锁机构18且能够选择性地将上锁机构18致动到锁定和解锁位置。门锁单元402还包括连接到访问控制电子装置406的访问读取器/写入器40。访问读取器/写入器40被配置成从访问卡42读取访问凭证(例如来自磁条卡、智能卡、接近卡等的数据)，将该数据发送到访问控制电子装置406，且提示门锁单元402有潜在进入者尝试访问(如以下进一步的讨论)。访问控制电子装置406配置成处理访问读取器/写入器40所读取的访问凭证，并判断是否允许访问。该判断涉及例如将所读取的访问凭证与本地存储在访问控制电子装置406中的存储数据进行比较。
系统400的门锁单元402还包括连接到访问控制电子装置406和访问读取器/写入器40的能量存储装置24(例如超电容器)。如以上详细说明的，能量存储装置24被配置成从功率信号发生器38接收电磁信号26，并进一步被配置成将这些信号26转换成以电容方式存储的能量。存储在存储装置24中的能量被选择性地提供给访问控制电子装置406作为工作电力。存储装置24还包括分立逻辑元件，该逻辑元件在尝试访问时从访问读取器/写入器40接收信号，并且响应于该信号来唤醒访问控制电子装置406。
功率信号发生器38连续地或间断地将功率信号26发送到能量存储装置24，使得装置24保持有电且能够在需要时向访问控制电子装置406提供工作电力。访问控制电子装置406保持处于非活动、低功耗状态(如之前关于锁12、112、212和312所述)，直到被能量存储装置24唤醒。
系统400的典型操作的例子开始于可能进入者通过刷访问卡42、将访问卡42插入读取器40或使卡42靠近读取器40来向访问读取器/写入器40呈现访问卡42。访问读取器/写入器40感测到该访问尝试并将合适的信号发送至能量存储装置24，作为响应，该能量存储装置24唤醒访问控制电子装置406。基本上同时，访问读取器/写入器40读取访问卡42所呈现的潜在进入者的访问凭证，并且将相应的数据发送至唤醒的访问控制电子装置406。控制电子装置406通过比较该所读取的数据与本地存储在访问控制电子装置406中的数据来判断该数据是否适于允许进入门404。如果判断结果是肯定的，则访问控制电子装置406对上锁机构18进行解锁并允许进入者进入。
在一个替选实施例中，门锁单元402保持在持续的激活和就绪状态。也就是说，在该替选实施例中，访问控制电子装置406不需要唤醒激活。而是能量存储装置24向访问控制电子装置406连续地提供工作电力。相应地，功率信号发生器38连续地或间断地提供信号26以维持能量存储装置24上的必要电荷，从而向门锁单元402提供连续的工作电力。在该实施例中，通过访问读取器/写入器40读取可能进入者的访问尝试，并将访问凭证直接发送到活动的访问控制电子装置406以评估该凭证，并允许或者拒绝对门204的访问。也就是说，在该实施例中，访问控制电子装置406的唤醒是不需要的。
电子锁系统400可以包括前述实施例中的特征和元件。例如，门锁单元402可以包括电子锁系统200的感测装置201和把手202。另外和/或可替选地，门锁单元402可以包括系统300的发电机301和门部件302。
此外，电子锁系统400可选地可以包括图5中虚线示出的关于前述实施例所讨论的无线收发器28。访问控制电子装置406可以通过无线收发器28与位于门404外部的装置50以无线方式通信，锁系统400设置在门404内。如上所述，装置50可以是门外的任何装置或多个装置，且可以例如包括温度调节装置、置顶盒、照明控制模块、电话/控制控制台和辅助通信装置等中的至少一个。另外和/或可替选地，访问控制电子装置406可以通过无线收发器28与图5中图示的网络51以无线方式通信。网络51可以是与安装有门404和锁系统400的多单元住所相关联的任何类型的网络。例如，网络51可以包括多单元建筑的中央电子锁控制系统(central electronic lock control system，CELS)骨干网、因特网等。上面已经讨论了无线收发器支持该通信并为该通信提供方便的方式和模式，因此不再赘述。
尽管已经参照优选实施例说明了本发明，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明范围的条件下，可以进行各种变化，并且本发明中的元件可以用等同物替代。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以做出许多修改来使特定情况或事项适于本发明的宗旨。因此，本发明不限于作为为实现本发明而构思出来的最佳模式而公开的特定实施例，相反，本发明包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。而且，使用措词第一、第二等并不表示任何顺序或重要性，而只是用来将一个元件与另一个元件区别开来。

Claims (34)

1.一种电子锁系统，包括：
设置于门内的电子锁；以及
与门邻近而设置的控制器；
其中，所述控制器包括访问装置，通过所述访问装置可以访问所述电子锁；以及
其中，所述控制器设置成以无线方式与所述电子锁通信且以无线方式向所述电子锁提供电力。
2.根据权利要求1所述的电子锁系统，其中，所述控制器设置成产生无线激活信号，其中，响应于所述激活信号而激活所述电子锁，且因此所述电子锁变为可操作的。
3.根据权利要求2所述的电子锁系统，其中，所述控制器包括用于产生所述无线激活信号的唤醒信号发生器，且所述电子锁包括用于接收所述无线激活信号并将所述无线激活信号转换成用于激活所述电子锁的电能的唤醒电路。
4.根据权利要求2所述的电子锁系统，其中，所述控制器设置成在所述控制器验证了所述访问装置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所述的电子锁系统，其中，所述访问装置配置成从用户呈现给所述访问装置的访问卡读取所述用户数据。
6.根据权利要求5所述的电子锁系统，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所述的电子锁系统，其中，所述控制器进一步设置成产生无线功率信号，且其中，所述电子锁响应于所述功率信号而被供电。
8.根据权利要求7所述的电子锁系统，其中，所述电子锁包括能量存储装置，所述能量存储装置设置成接收所述功率信号并将所述功率信号转换成存储的电能。
9.根据权利要求8所述的电子锁系统，其中，所述能量存储装置包括电容器。
10.根据权利要求7所述的电子锁系统，其中，所述功率信号包括以脉冲或连续方式产生的电磁发射。
11.根据权利要求8所述的电子锁系统，其中，当所述电子锁变为可操作时，通过所述存储的电能向所述电子锁供电。
12.根据权利要求7所述的电子锁系统，其中，所述门包括多单元建筑的单个单元的门，且其中，所述控制器连接到与多单元建筑相关联的网络。
13.根据权利要求1所述的电子锁系统，其中，所述电子锁包括设置成感测对门的操作的感测装置，其中，所述电子锁响应于感测到所述对门的操作而被激活，且因此所述电子锁变为可操作的。
14.根据权利要求13所述的电子锁系统，其中，所述对门的操作包括以下操作中的至少一种：接触所述电子锁的外部把手和操纵所述电子锁的外部把手。
15.根据权利要求1所述的电子锁系统，其中，所述控制器通过向所述电子锁选择性地发送无线信号来向所述电子锁提供所述电力，其中，所述电子锁配置成接收所述无线信号，将所述无线信号转换成电能，并将所述电能用于以下操作中的至少一种：激活所述电子锁以使所述锁可操作和当所述锁可操作时操作所述电子锁。
16.一种电子锁系统，包括：
设置于门内的电子锁；以及
与门邻近而设置的控制器，所述控制器连接到用于向所述控制器提供电力的电源；
其中，所述控制器包括访问装置，通过所述访问装置可以访问所述电子锁；
所述控制器设置成与所述电子锁以无线方式通信；
所述电子锁包括用于向所述锁提供电力的发电机。
17.根据权利要求16所述的电子锁系统，其中，对门部件的操纵驱动所述发电机向所述电子锁提供所述电力。
18.根据权利要求16所述的电子锁系统，其中，所述门部件包括门把手和门铰链中的至少一个。
19.根据权利要求16所述的电子锁系统，其中，所述电子锁还包括能量存储装置，用于接收并存储所述发电机提供的能量。
20.一种操作设置于门内的电子锁的方法，所述方法包括：
向与门邻近而设置的控制器的访问装置呈现访问卡，所述访问卡包括存储的标识数据；
所述控制器处理所述标识数据；
当所述标识数据可接受时所述控制器产生无线激活信号；
将所述激活信号发送到所述电子锁；以及
响应于所述激活信号激活所述电子锁并使所述电子锁可操作；
其中当所述电子锁可操作时，通过来自所述电子锁的存储装置的能量向所述电子锁供电，其中通过由所述控制器产生的无线信号对所述存储装置充电。
21.根据权利要求1所述的电子锁系统，其中，所述电子锁配置成与网络和房间装置中的至少一个进行无线通信。
22.根据权利要求8所述的电子锁系统，其中，所述能量存储装置配置成检测所述功率信号的变化并响应于所述变化来激活所述锁。
23.根据权利要求22所述的电子锁系统，其中，所述变化包括所述功率信号的终止、所述功率信号的暂时中止和所述功率信号的调制的变化中的至少一个。
24.根据权利要求16所述的电子锁系统，其中，所述电子锁配置成与网络和房间装置中的至少一个进行无线通信。
25.根据权利要求19所述的电子锁系统，其中，所述能量存储装置配置成检测相继的所述发电机向所述锁提供电力的事件之间的时间段的延长，且其中，所述能量存储装置进一步配置成响应于所述时间段的延长来激活所述锁和/或响应于所述时间段的延长从替选电源取得电力。
26.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：
所述存储装置检测所述无线信号的变化；以及
响应于所述变化来激活所述电子锁并使所述电子锁可操作。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述变化包括所述功率信号的终止、所述功率信号的暂时中止和所述功率信号的调制的变化中的至少一个。
28.一种电子锁系统，包括：
设置于门内的电子锁，包括访问装置，通过所述访问装置可以访问所述锁；以及
设置于门外的功率信号发生器，配置成以无线方式向所述电子锁提供电力。
29.根据权利要求28所述的电子锁系统，其中，所述访问装置设置成检测可能进入者的访问凭证，所述电子锁还包括控制器，配置成验证所述访问凭证并对所述电子锁进行上锁和解锁。
30.根据权利要求29所述的电子锁系统，其中，所述电子锁还包括能量存储装置，设置成从所述功率信号发生器接收功率信号，并将所述功率信号转换成存储的电能。
31.根据权利要求30所述的电子锁系统，其中，所述能量存储装置包括电容器，且其中，所述功率信号包括以脉冲方式产生的电磁发射。
32.根据权利要求30所述的电子锁系统，其中，所述能量存储装置设置成响应于所述访问装置对所述访问凭证的检测来激活所述电子锁，且因此所述电子锁变为可操作的。
33.根据权利要求28所述的电子锁系统，其中，所述门包括多单元建筑的单个单元的门，且其中，所述锁设置成与门外的装置进行无线通信。
34.根据权利要求33所述的电子锁系统，其中，所述门外的装置包括与门邻近而设置的装置、设置于所述单个单元内的装置以及网络中的至少一种。
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