CN101864873B - 一种智能电子门锁 - Google Patents

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Abstract

一种智能电子门锁,包括锁芯、锁胆及钥匙,锁芯的锁孔内装有机械弹子,锁胆上设有钥匙孔,还包括控制单元、电源、按键开关及电控弹子,所述控制单元连接有匙码读取模块及储存模块,电控弹子安装于锁芯的锁孔内,锁胆侧面设凹槽;钥匙内设有数码芯片;在钥匙插入钥匙孔且控制单元上电时,如果密码相同,则钥匙正常开锁,如果密码信息不同,则闭锁。本发明结合了机械锁结构和电子结构的优点,所采用的接电方式,能够保证电子门锁低耗电工作,可以使用电池供电,并能够保证使用寿命,因此其使用范围更广,能够方便的安装于各种房屋、建筑、居家场所,替换原有的锁具,用户不需要改变原有使用习惯,便可以方便的进行使用。

Description

—种智能电子门锁
技术领域
[0001] 本发明涉及一种防盗装置,尤其是一种一种智能电子门锁。
背景技术
[0002] 随着我国科学技术和经济的快速发展,人们对居家的概念已从最初的满足简单的居住要求,发展到注重对住宅的人性化需求,例如目前针对人们生活质量而建立的一系列的安全、舒适、快捷、方便的生活小区,其中,对与居家环境的安全是最为重要的要求之一。目前的小区、居家环境的安全,除了人为的因素外,对安全防范报警系统的设置也是不可缺少的重要措施。长久以来,人们对房屋的传统安防手段,主要是通过装设坚固的防盗铁门,防护栏并配合机械结构的锁具来实现,这种封闭型的防护措施不但有碍观瞻,而且防范效
果也不尽理想,尤其是没有针对各种突发情况进行的报警、通知措施,业已不能满足多元化的安全防范要求。
[0003]目前市面上推广着一类电子门锁,它是随着电子技术的发展而出现的,在使用的方便性、智能管理等方面是机械锁无法比拟的,因此在一些行业得到广泛应用。目前市场上常见的主要是磁卡、IC卡、TM卡、射频卡电子锁。其工作原理基本相同,都是将数据信息存储在卡上,每次开门时,锁体里的读卡机构读取卡中信息,将所读信息同预先存储的信息相比较,一致,说明卡是合法的,用户可正常开门;不一致,说明卡是非法的,门锁死,同时报警设备开始工作。然而这些电子锁中,采用磁卡、IC卡结构,由于易损坏,安全性不强,已渐渐被淘汰;而TM卡及射频卡则相应使用更方便,其中,这些电子锁为了防止电子锁出故障或掉电后房门锁死,一般都还保留了机械锁芯,但是如此一来,在电子锁掉电后,就成为一把普通的机械琐,存在很大的安全漏洞;并且,由于电子锁一般需要长期处于通电设防状态,供电方式主要都采用市电供电,对于家庭用户来说,安装、使用都不方便,特别是对于室内已经装修好的家庭来说尤甚,因此,现在的电子锁都还仅适用在宾馆、酒店、停车场、公共储物柜等有人值守或安全性较低的场合,不适用于家庭使用,且中国锁业协会也建议家庭使用高性能的机械防盗锁,而不是电子防盗锁。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种针对人们的居家住宅、房屋设计,适合于普通家庭使用的一种智能电子门锁。
[0005] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006] 一种智能电子门锁,包括锁芯、锁胆及钥匙,锁芯的锁孔内装有机械弹子,锁胆上设有钥匙孔及弹子孔,还包括控制单元、电源、按键开关及电控弹子,所述控制单元连接有匙码读取模块及储存模块,控制单元一端与电源一极连接,另一端通过按键开关连接至电源另一极,所述按键开关安装于锁芯内,其开关位与钥匙孔的位置相对应,使得钥匙能够在插入钥匙孔时压迫按键开关闭合,令控制单元上电;所述电控弹子安装于锁芯的锁孔内,所述锁胆侧面设有与电控弹子位置对应的凹槽;所述钥匙内设有能设置密码信息的数码芯片;在钥匙插入钥匙孔且控制单元上电时,控制单元能够控制匙码读取模块读取数码芯片的密码信息,并与储存模块中的原密码信息进行比较,当密码信息相同时,钥匙正常开锁,当密码信息不同时,控制单元控制电控弹子弹入到凹槽内,卡住锁胆进行闭锁;
[0007] 所述电控弹子包括由永磁铁和螺线管,该螺线管套装于该永磁铁外,该螺线管与控制单兀连接。
[0008] 作为上述方案的进一步改进,所述按键开关并联连接有取电开关,所述取电开关包括安装于锁芯的锁孔内的取电弹子,取电弹子一端与电源一极连接,另一端为可伸缩触点,所述锁胆与控制单元连接,且其侧面上设有绝缘位;锁胆在位于平衡位置时,绝缘位与触点连接,控制单元与电源断开;锁胆转离平衡位置时,绝缘位转离触点,取电弹子与锁胆相联,使控制单元与电源联通形成回路。
[0009] 作为上述方案的进一步改进,所述控制单元连接有编码电路,编码电路输出端连接有无线发射电路,一种智能电子门锁还设有电话报警器,该电话报警器包括与无线发射电路配对的无线接收及解码电路,连接无线接收及解码电路的控制模块,所述控制模块连 接有语音电路、DTMF收发电路及通过GSM网络发送报警信号给用户手机的GSM模块,所述语音电路及DTMF收发电路与电话挂机控制电路连接,所述电话挂机控制电路能够通过电话插座连接用户电话,实现电话报警。
[0010] 本发明的有益效果是:本发明所提供的一种智能电子门锁,结合了机械锁结构和电子结构的优点,所采用的接电方式,能够保证电子门锁低耗电工作,可以使用电池供电,并能够保证使用寿命,因此其使用范围更广,能够方便的安装于各种房屋、建筑、居家场所,替换原有的锁具,用户不需要改变原有使用习惯,便可以方便的进行使用,具有着理想的使用效果;本发明对技术性开锁及暴力开锁的防盗性高,并且还可以根据要求,设置各种报警方式,如电话报警、手机网络报警或蜂鸣报警等,令使用效果更好,防盗性能更高;可见,本发明是一种居家用锁具的理想替代品。
附图说明
[0011] 下面结合附图和具体实施方式作进一步说明:
[0012] 图I为本发明的取电的原理框图;
[0013] 图2为本发明取电的原理图;
[0014] 图3为本发明电子部分的原理框图;
[0015] 图4为取电开关的原理示意图;
[0016] 图5为电控弹子的接电原理图;
[0017] 图6为双取电电路的电路原理图;
[0018] 图7为电压检测单元的电路原理图;
[0019] 图8为延时上电电路的原理图;
[0020] 图9为电话报警器的原理框图。
具体实施方式
[0021] 参照图f图3,本发明所提供的一种智能电子门锁,主要可分为机械部分和电子部分,其中机械部分和传统机械锁具相同,包括锁芯I、锁胆2及钥匙3,锁芯I的锁孔内装有机械弹子10,锁胆2上设有钥匙孔20,其工作原理和传统机械锁一样,是通过机械弹子10和锁胆2的配合进行闭锁,通过钥匙3插入钥匙孔20,顶起机械弹子10,则可以转动锁胆2,进而开锁;
[0022] 此外,电子部分包括有控制单元4、电源5、按键开关11及电控弹子12,以及与控制单元4连接的匙码读取模块41及储存模块42,并还可以优选连接有蜂鸣器驱动电路47及LED指示单元48,在需要时驱动蜂鸣器47进行报警及LED指示单元48进行状态指示。控制单元4 一端与电源5 —极连接,另一端GND通过按键开关11连接至电源5的GND_BAT极,按键开关11为一类似弹子的机械结构,安装于锁芯I内,其头部为开关位,位置与与钥匙孔20的位置相对应,当钥匙20在插入钥匙孔20时,可通过钥匙20开关位压下,使得按键开关11闭合,控制单元4的GND与电源5的GND_BAT接通,令控制单元4上电;所述电控弹子12安装于锁芯I的锁孔内,其结构亦为类似弹子的结构,其优选方案为一永磁铁121和螺线管122,将螺线管122套装于永磁铁121的外组成,其中螺线管122与控制单元4连接,锁胆2侧面设有与电控弹子12位置对应的凹槽21,在螺线管122接电产生磁场时,永磁铁121会因磁场作用而弹起,进入凹槽21内,卡死锁胆2 ;此外,钥匙3内设有能设置密码信息的数码芯片31,与匙码读取模块41相配对;并且作为优选方式,可采用射频识别技术:匙码读取 模块41为RFID射频读取模块,数码芯片31为RFID芯片,因此只要在控制单元4给匙码读取模块41上电的情况下,将钥匙3移近锁芯2,匙码读取模块41就能够读取数码芯片31的相关信息,并反馈给控制单元4。采用射频识别技术,耗电量少,且使用效果理想,避免了匙码读取模块41与数码芯片31的物理接触,另本发明的机械锁结构结合电子结构的技术方案更为方便、理想。
[0023] 本发明的基本工作原理是:在钥匙3插入钥匙孔20时,压迫按键开关11的开关位,使得案件开关11闭合,控制单元4上电,此时控制单元4控制匙码读取模块41读取钥匙3内的数码芯片31的密码信息,并与储存模块42中的原密码信息进行比较,如果密码信息相同,则整个锁具相当于机械锁的结构,钥匙3与机械弹子10配合而正常开锁;如果密码信息不同,则控制单元4会控制电控弹子12弹入到凹槽21内,卡住锁胆2,令锁胆2不能转动,从而达到闭锁功能。
[0024] 如图5所示,作为优选的方案,螺线管12的具体接电方式为:螺线管122 —端接电源5的供电极VCC,另一端连接一三极管123的基极,三极管123发射极接地,基极与控制单元4连接,三极管123的基极是受控制单元4控制的,在合法开锁时,控制单元4相对应引脚低电平,进一步,三极管123基极的控制电压DCF为低电平,三极管123不导通,当非法开锁时,控制单元4引脚高电平,进一步传输至三极管123,三极管123基极的控制电压DCF为高电平,使得发射极和集电极导通,螺线管12有电流通过,产生磁场,进而推起永磁铁121,伸入锁胆2的凹槽21内,制动锁胆2。另外,优选锁胆2的凹槽21朝向下,电控弹子12竖直设置于锁胆2下方,在螺线管122掉电后,永磁铁121因自身重力掉落回螺旋管122内,达到了自动复位的效果,系统不需要另外消耗电量,更为省电。
[0025] 本发明中,控制单元4的取电,是通过按键开关11实现的,但是如果仅有按键开关11取电,会有使用不便的问题,因此如图I、图2、图4、图6所示,作为本发明的优选方案,可采用双取电电路,即在按键开关11上并联连接取电开关13,所述取电开关13包括安装于锁芯I的锁孔内的取电弹子131,取电弹子131 —端与电源5 —极连接,另一端为可伸缩触点1311,且另锁胆2与控制单元4电气连接,并在其侧面上设有绝缘位22,这样,取电开关13相当于由取电弹子131及锁胆2共同组成,触点1311与绝缘位22接触时,相当于开关断开,触点1311与锁胆2的金属部分连接时,相当于开关闭合;因此,锁胆2在位于平衡位置时,绝缘位22与触点1311连接,控制单元4与电源5断开;锁胆2转离平衡位置时,绝缘位22转离触点1311,取电弹子131与锁胆2相联,使控制单元4与电源5联通形成回路。
[0026] 采用双取电电路的方式,使得取电更加可靠,确保匙码读取模块41能够正确读取钥匙3的数码芯片31 ;并且,由于在电子锁上电后,控制单元4尽兴复位,完成必要的初始化工作都需要一定时间,并且采用射频的匙码读取模块41接电工作后,也要一定的时间建立稳定的电磁场,两个时间之和要大于钥匙3快抒半圈的时间,如果仅有一种取电方式的话,可能会出现钥匙3拧过半圈后,匙码读取模块41还未读取钥匙3中数码芯片31的数据,锁就被打开的问题;而采用两个开关取电,可以解决上述问题,此外,作为优选实施方式,按键开关11可装在锁芯2中间的锁孔内,则钥匙3插入钥匙孔20 —半时,按键开关11闭合,控制单元4开始取电,而在钥匙3插到底,开始旋转之前,控制电路4和匙码读取模块41基本可完成各项初始化工作和对钥匙3的读取、判断;另外,采用双取电的方式可以做到先读 取钥匙3内数码芯片31的数据,再判断是否弹出电控弹子12,降低了系统功耗。
[0027] 由于采用电池供电,会有电池电压降低的问题,当电压降低到某一个程度时,某些模块,如匙码读取模块41可能会因电压不足而无法正常工作,因此作为优选实施方式,所述控制单元4连接有电池电压检测单元43,所述电池电压检测单元43输入端与电源5连接。如图7为电压检测单元43的一种实施例,其中BATTERY接电源5的正极,PW_L0W同与控制单元4的I/O 口相连。当BATTERY大于预设定的值时,三极管Q31、Q32都导通,PW_L0W为高电平;而当BATTERY小于该预定值时,三极管Q31、Q32都截至,PW_L0W为低电平,控制单元4检测到低电平后,进行相应报警处理,如控制LED亮,以及蜂鸣器工作等,提示用户更换电池。
[0028] 另外,由于采用双取电实现上电,同时借助于机械结构实现的双取电存在两个问题,一是按键开关11、取点开关13都是通过机械接触导通电源5与控制单元4的,机械接触存在着接触不稳定,接触电阻不断变化的问题,反映到电路中就是电路的工作电压不稳定;二是当锁芯2转动至平衡位置,拔出钥匙3后,系统掉电,此时系统可能还有很多工作未完成,如检测电池电压的工作、非法开门时报警的工作等。因此希望系统能在钥匙拔出后,仍然保持有电,将所有的工作都完成后,系统再掉电,增设了延时上电电路44,其串接于控制单元4与电源5之间。如图8所示为其一种实现方式,其中,BATTERY接电源5的正极,GNDT同控制单元4的I/O 口相连,三极管Q18的集电极接控制单元4地极GND,发射极接电池地极GND_BAT,控制单元4上电,完成初始化工作后,将GNDT置为高,三极管Q18饱和导通,实现了电源5地与控制单元4地的导通,这时,即便是按键开关11、取点开关13都断开,控制单元4仍然有电,在完成所有的工作后,再通过将GNDT置低,断开这条通路。
[0029] 如图9所示本发明为实现报警方案,其采用了无线连接一电话报警器6的方案,其中,控制单元4连接有编码电路45,编码电路45输出端连接有无线发射电路46,该电话报警器6包括与无线发射电路46配对的无线接收及解码电路61,连接无线接收及解码电路61的控制模块62,所述控制模块62连接有语音电路63、DTMF收发电路64及通过GSM网络发送报警信号给用户手机的GSM模块65,所述语音电路63及DTMF收发电路64与电话挂机控制电路66连接,所述电话挂机控制电路66能够通过电话插座67连接用户电话,实现电话报警。在控制单元4判断需要报警时,发出信号给编码电路45编码,通过无线发射电路46发送出去,报警器6的控制模块62通过无线接收及解码电路61的信号,当报警信号的地址码与解码电路61的地址码相同时,控制模块62得到相应报警信号的报警类型;控制模块62根据报警类型,通过GSM模块65由GSM网络给用户终端发送诸如“有人非法开门! ”的报警信息,或通过DTMF收发电路,由市话网络拨打用户预先设定好的电话号码,同时启动语音电路63,将将预先录制好的语音信号通过电话线传给用户。并且,在报警完成后,控制模块62从实时时钟芯片读取报警时间,并将“报警类型+报警时间”写入相应EEPROM,便于用户利用PC机将这些信息读出。另外,还可以设置LED显示,更为直观。
[0030] 综上可见,本发明结合了机械锁结构和电子结构的优点,所采用的接电方式,能够保证电子门锁低耗电工作,可以使用电池供电,并能够保证使用寿命,因此其使用范围更广,能够方便的安装于各种房屋、建筑、居家场所,替换原有的锁具,用户不需要改变原有使用习惯,便可以方便的进行使用,具有着理想的使用效果;并且,本发明对技术性开锁及暴力开锁的防盗性高,并且还可以根据要求,设置各种报警方式,如电话报警、手机网络报警 或蜂鸣报警等,令使用效果更好,防盗性能更高,是一种居家用锁具的理想替代品。

Claims (9)

1.智能电子门锁,包括锁芯(I)、锁胆(2)及钥匙(3),锁芯(I)的锁孔内装有机械弹子(10 ),锁胆(2 )上设有钥匙孔(20 ),其特征在于:还包括控制单元(4 )、电源(5 )、按键开关(11)及电控弹子(12),所述控制单元(4)连接有匙码读取模块(41)及储存模块(42),控制单元(4)一端与电源(5)—极连接,另一端通过按键开关(11)连接至电源(5)另一极,所述按键开关(11)安装于锁芯(I)内,其开关位与钥匙孔(20 )的位置相对应,使得钥匙(20 )能够在插入钥匙孔(20)时压迫按键开关(11)闭合,令控制单元(4)上电;所述电控弹子(12)安装于锁芯(I)的锁孔内,所述锁胆(2)侧面设有与电控弹子(12)位置对应的凹槽(21);所述钥匙(3)内设有能设置密码信息的数码芯片(31);在钥匙(3)插入钥匙孔(20)且控制单元(4)上电时,控制单元(4)能够控制匙码读取模块(41)读取数码芯片(31)的密码信息,并与储存模块(42)中的原密码信息进行比较,当密码信息相同时,钥匙(3)正常开锁,当密码信息不同时,控制单元(4)控制电控弹子(12)弹入到凹槽(21)内,卡住锁胆(2)进行闭锁,所述按键开关(11)并联连接有取电开关(13),所述取电开关(13)包括安装于锁芯(I)的锁孔内的取电弹子(131),取电弹子(131)—端与电源(5)—极连接,另一端为可伸缩触点(1311),所述锁胆(2)与控制单元(4)连接,且其侧面上设有绝缘位(22 );锁胆(2 )在位于平衡位置时,绝缘位(22 )与触点(1311)连接,控制单元(4)与电源(5)断开;锁胆(2)转离平衡位置时,绝缘位(22)转离触点(1311),取电弹子(131)与锁胆(2)相联,使控制单元(4)与电源(5)联通形成回路。
2.根据权利要求I所述的智能电子门锁,其特征在于:所述电控弹子(12)包括永磁铁(< 121)和螺线管(122),该螺线管(122)套装于该永磁铁(121)上,螺线管(122)与控制单元(4)连接。
3.根据权利要求2所述的智能电子门锁,其特征在于:所述螺线管(122)—端接电源的供电极(VCC),另一端连接三极管(123)的基极,所述三极管(123)发射极接地,基极与控制单元(4)连接。
4.根据权利要求2或3所述的智能电子门锁,其特征在于:所述锁胆(2)的凹槽(21)朝向下,所述电控弹子(12)竖直设置于锁胆(2 )下方。
5.根据权利要求I所述的智能电子门锁,其特征在于:所述控制单元(4)连接有电池电压检测单元(43),所述电池电压检测单元(43)输入端与电源(5)连接。
6.根据权利要求I所述的智能电子门锁,其特征在于:所述控制单元(4)与电源(5)之间串接有延时上电电路(44)。
7.根据权利要求I所述的智能电子门锁,其特征在于:所述控制单元(4)连接有编码电路(45 ),编码电路(45 )输出端连接有无线发射电路(46 ),智能电子门锁还设有电话报警器(6 ),该电话报警器(6 )包括与无线发射电路(46 )配对的无线接收及解码电路(61),连接无线接收及解码电路(61)的控制模块(62),所述控制模块(62)连接有语音电路(63)、DTMF收发电路(64)及通过GSM网络发送报警信号给用户手机的GSM模块(65),所述语音电路(63)及DTMF收发电路(64 )与电话挂机控制电路(66 )连接,所述电话挂机控制电路(66 )能够通过电话插座(67 )连接用户电话,实现电话报警。
8.根据权利要求I所述的智能电子门锁,其特征在于:所述匙码读取模块(41)为RFID射频读取模块,所述钥匙(3)内的数码芯片(31)为RFID芯片。
9.根据权利要求I所述的智能电子门锁,其特征在于:所述按键开关(11)安装于锁芯(I)中间的锁孔内。
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PB01 Publication
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GR01 Patent grant
LICC "enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model"
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20101020

Assignee: Zhongshan Jun'an Digital Technology Co., Ltd.

Assignor: Shen Dongfeng

Contract record no.: 2013440000065

Denomination of invention: Intelligent electronic lock

Granted publication date: 20121205

License type: Common License

Record date: 20130306

Application publication date: 20101020

Assignee: Zhongshan Jun'an Digital Technology Co., Ltd.

Assignor: Shen Dongfeng

Contract record no.: 2013440000065

Denomination of invention: Intelligent electronic lock

Granted publication date: 20121205

License type: Common License

Record date: 20130306

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ZHUHAI WEIMA TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SHEN DONGFENG

Effective date: 20150422

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C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150422

Address after: Sixth, L 519000, main building, No. 10, science and technology road, Harbour Road, Tang Wan Town, Guangdong, Zhuhai

Patentee after: Zhuhai Wei Ma Science and Technology Ltd.

Address before: 528400 No. 89 Industrial Avenue, Zhongshan, Guangdong, Tanzhou

Patentee before: Shen Dongfeng

Effective date of registration: 20150422

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Patentee after: Zhuhai Wei Ma Science and Technology Ltd.

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Patentee before: Shen Dongfeng

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Assignee: Zhongshan Jun'an Digital Technology Co., Ltd.

Assignor: Shen Dongfeng

Contract record no.: 2013440000065

Date of cancellation: 20150420

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Assignor: Shen Dongfeng

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Denomination of invention: Intelligent electronic lock

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Granted publication date: 20121205

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Zhuhai branch

Pledgor: Zhuhai Wei Ma Science and Technology Ltd.

Registration number: 2016980000311

Denomination of invention: Intelligent electronic lock

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Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Zhuhai branch

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PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
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Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Zhuhai branch

Pledgor: Zhuhai Wei Ma Science and Technology Ltd.

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Date of cancellation: 20180613

Granted publication date: 20121205

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Zhuhai branch

Pledgor: Zhuhai Wei Ma Science and Technology Ltd.

Registration number: 2016980000311

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20101020

Assignee: Beijing ruitejia Technology Co.,Ltd.

Assignor: ZHUHAI WEIMA TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021440000037

Denomination of invention: An intelligent electronic door lock

Granted publication date: 20121205

License type: Common License

Record date: 20210129