CN103399517A - 一种无线智能开关及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线智能开关及其操作方法。所述无线智能开关包括能接受无线电能的电源模块，与电源模块耦合的用于验证无线密钥信息的验证模块，与验证模块和电源模块耦合的可读取外部无线参数信息的处理控制模块；所述电源模块从外部获得无线电能后启动验证模块，外部传输过来的密钥信息验证通过后启动处理控制模块，所述处理控制模块接收外部的无线参数信息后生成动作指令，被控设备根据动作指令完成相应的动作。本发明能节约能源、提高安全性和智能化。

Description

一种无线智能开关及其操作方法

技术领域

本发明涉及安防领域及智能家电等领域，更具体的说，涉及一种无线智能开关及其操作方法。

背景技术

市面上很多门禁、密码箱采用无线开关来控制其开启或关闭，增加了锁具的安全性。现有的无线开关一般都是将开锁信息植入锁具当中，在匹配IC卡的密钥信息后开锁。这种锁具的主要缺点在于，无线读卡器一直在工作(放射验证信号)，浪费能源，并且IC卡不能方便编设控制参数，有的还比较容易被复制，安全性和智能性低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能节约能源、提高安全性和智能性的无线智能开关及其操作方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种无线智能开关，所述无线智能开关包括能接受无线电能的电源模块，与电源模块耦合的用于验证无线密钥信息的验证模块，与验证模块和电源模块耦合的可读取外部无线参数信息的处理控制模块；

所述电源模块从外部获得无线电能后启动验证模块，外部传输过来的密钥信息验证通过后启动处理控制模块，所述处理控制模块接收外部的无线参数信息后生成动作指令，被控设备根据动作指令完成相应的动作。

进一步的，所述无线智能开关还包括可控开关模块和可选的用于供电的储能模块，所述储能模块通过可控开关模块分别耦合到验证模块和处理控制模块；可控开关模块的控制端分别耦合到电源模块和处理控制模块；

当电源模块获得无线电能后启动可控开关模块，当处理控制模块完成无线参数信息的接收和处理后控制可控开关模块或被控设备。

进一步的，所述电源模块包括感应线圈；所述验证模块包括接收射频信号的天线、与天线耦合的验证模块；所述处理控制模块分别跟天线和验证模块耦合；验证模块从天线接收密钥信息，验证通过后启动处理控制模块，所述处理控制模块再从天线读取无线参数信息。

进一步的，所述电源模块包括感应线圈；所述验证模块包括接收射频信号的天线、与天线耦合的验证模块；所述处理控制模块分别跟天线和验证模块耦合；验证模块从天线接收密钥信息，验证通过后启动处理控制模块，所述处理控制模块再从天线读取无线参数信息。

进一步的，所述处理控制模块包括智能器件。

进一步的，所述无线智能开关还包括可控开关模块和可选的用于供电的储能模块，所述储能模块通过可控开关模块分别耦合到验证模块和处理控制模块；可控开关模块的控制端分别耦合到电源模块和处理控制模块；所述处理控制模块包括单片机；

当电源模块获得无线电能后启动验证模块，验证通过后启动处理控制模块，当处理控制模块完成无线参数信息的接收和处理后控制可控开关模块或被控设备；

所述电源模块包括感应线圈、与感应线圈耦合的验证模块；所述处理控制模块分别跟感应线圈和验证模块耦合；验证模块从感应线圈接收能量和密钥信息，验证通过后启动处理控制模块，所述处理控制模块再从感应线圈读取无线参数信息。

一种如本发明所述无线智能开关的操作方法，包括步骤：

电源模块从外部获得无线电能后启动验证模块，验证模块获取密钥信息进行验证；如果验证通过，启动处理控制模块，处理控制模块接收外部的无线参数信息后生成动作指令，动作指令发往被控设备。

进一步的，所述电源模块通过感应线圈在外部的交变磁场中产生电能。

进一步的，所述验证模块通过射频方式接收密钥信息。

进一步的，所述无线智能开关还包括可控开关模块和可选的用于供电的储能模块，所述储能模块通过可控开关模块分别耦合到验证模块和处理控制模块；可控开关模块的控制端分别耦合到电源模块和处理控制模块；

当电源模块获得无线电能后启动可控开关模块，当处理控制模块完成无线参数信息的接收和处理后控制可控开关模块或被控设备。

本发明由于将电源模块和密钥信息集成到移动电子设备中，而固定在被控设备侧的无线智能开关在非打卡状态下不会工作。当需要打卡时，准备开锁的人员需要将本发明特殊要求的的移动电子设备(如NFC手机或RFID读写器)放置在无线智能开关上，移动电子设备中的供电模块给无线智能开关的电源模块供电，同时通过无线方式将密钥信息发出，电源模块启动验证模块读取密钥信息，如果验证通过，则开启门锁等被控设备。由于本发明的无线智能开关在非打卡状态没有通电，因此不会产生能耗，达到节约能源的目的。另外，密钥信息需要集成到移动电子设备上，这就需要重新改造现有的移动电子设备的软件或硬件，技术门槛和成本门槛都比较高，不容易仿造，提高了门锁的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例一无线智能开关的原理示意图；

图2是本发明实施例一无线智能开关感应线圈和天线集成的原理示意图；

图3是本发明实施例二无线智能开关的开锁方法流程示意图。

其中：10、手机；11、SIM卡；12、射频通信单元；13、电磁模块；20、无线智能开关；21、天线；22、验证模块；23、感应线圈；30、单片机；40、马达；50、门锁。

具体实施方式

本发明公开一种无线智能开关。无线智能开关包括能接受无线电能的电源模块，与电源模块耦合的用于验证无线密钥信息的验证模块，与验证模块和电源模块耦合的可读取外部无线参数信息的处理控制模块；

所述电源模块从外部获得无线电能后启动验证模块，外部传输过来的密钥信息验证通过后启动处理控制模块，处理控制模块接收外部的无线参数信息后生成动作指令，被控设备根据动作指令完成相应的动作。

无线智能开关可选用近场通信的方式进行控制，比如，通过NFC手机或RFID读写设备发出的无线能量来启动设备。无线智能开关的的开启、休眠或关闭是通过处理控制模块根据外部无线参数信息来控制的。为了增加安全性能，可以通过NFC手机或RFID读写设备修改设备密码，并设置黑名单。

本发明利用移动电子设备的电源发射模块，并将密钥信息集成到移动设备中，而固定在被控设备侧的无线智能开关在非打卡状态下不会工作。当需要打卡时，准备开锁的人员将本发明所需要的特定移动电子设备(如NFC手机或RFID读写设备)放置在无线智能开关上，移动电子设备中的供电模块给无线智能开关的电源模块供电，同时通过无线方式将密钥信息发出，电源模块启动验证模块读取密钥信息，如果验证通过，则开启门锁等被控设备。由于本发明的无线智能开关在没有收到NFC手机或RFID读写设备发出的无线能量和信号之前，整个系统是不耗电或休眠低功耗的，因此达到节约能源的目的。另外，密钥信息需要集成到移动电子设备上，这就需要重新改造现有的移动电子设备，技术门槛和成本门槛都比较高，不容易仿造，提高了门锁的安全性。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

本实施方式的无线智能开关包括能接受无线电能的电源模块，与电源模块耦合的用于验证无线密钥信息的验证模块，与验证模块和电源模块耦合的可读取外部无线参数信息的处理控制模块。

当无线智能开关需要较大功率驱动时，无线智能开关还可以增加可控开关模块和用于供电的储能模块，储能模块优先蓄电池，也可以采用外部的其它有线电源。储能模块通过可控开关模块分别耦合到验证模块和处理控制模块；可控开关模块的控制端分别耦合到电源模块和处理控制模块；处理控制模块的智能器件可以选用单片机等可编程芯片，也可以选用程序固定的逻辑芯片；

电源模块包括感应线圈；验证模块包括接收射频信号的天线、与天线耦合的验证模块；处理控制模块分别跟天线和验证模块耦合；验证模块从天线接收密钥信息，验证通过后启动处理控制模块，处理控制模块再从天线读取无线参数信息，然后生成动作指令控制被控设备。

当电源模块获得无线电能后启动可控开关模块，当处理控制模块完成无线参数信息的接收和处理后根据接收到的指令控制可控开关模块或被控设备。

被控设备可以是锁具，如门禁、保险箱、密码箱包的锁具；也可以是普通的家电产品，如冰箱、洗衣机、空调等，只要能进行控制的电子设备都能适用于本发明的锁具或智能开关。

提供无线电能和无线参数信息的模块可以集成到手机、平板电脑、智能手表、智能戒指或掌上游戏机等移动电子设备中。

无线智能开关可以集成到被控设备中，该无线智能开关无源、带密码验证。它可和手机进行无线传递参数(如NFC方式)，通过手机NFC传递的参数控制设备的一系列复杂动作。

如图1所示，以手机10为例，手机10都设有SIM卡11，SIM卡11对应有唯一的手机10号码，那么可以以手机10号码作为密钥信息，这样既简化了设计，又能确保足够的安全性。在现有的手机10上增加电磁模块13和射频通信单元12，电磁模块13产生交变磁场，射频通信单元12读取SIM卡11的密钥信息，然后通过射频方式发射出去。相应的，无线智能开关20设置感应线圈23作为电源模块；其验证模块包括接收射频信号的天线21、与天线21耦合的验证模块22；无线智能开关还包括与验证模块22耦合的单片机30，与单片机耦合的、用于驱动门锁50的马达40。当然，也可以如图2所示，将天线的功能集成到感应线圈中，验证模块和处理控制模块从感应线圈得到能量后再从感应线圈中读取无线参数信息。

整个控制过程中，被控设备是一种被动状态，被手机NFC等激活后才工作，无需主动寻卡。即除了通过手机的无线电源模块获取能量，再通过射频通信(RF)交换数据密码验证等特点。

除此之外，和普通的IC卡锁相比，本手机还可随时预设参数，并将该参数传递给设备。比如，可以通过预先在手机里设置参数，控制家里的灯开启并在2小时后自动熄灭。或控制洗衣机3小时后自动开启，参数里还含有预设的洗衣的模式。

本实施方式还公开一种如本发明无线智能开关的操作方法，包括步骤：

电源模块从外部获得无线电能后启动验证模块，验证模块获取密钥信息进行验证；如果验证通过，启动处理控制模块，处理控制模块接收外部的无线参数信息后生成动作指令，通过动作指令控制开关或被控设备。

电源模块通过感应线圈在外部的交变磁场中产生电能；验证模块通过射频方式接收密钥信息。

无线智能开关还包括可控开关模块和可选的用于供电的储能模块，储能模块通过可控开关模块分别耦合到验证模块和处理控制模块；可控开关模块的控制端分别耦合到电源模块和处理控制模块；

当电源模块获得无线电能后启动可控开关模块，当处理控制模块完成无线参数信息的接收和处理后控制可控开关模块或被控设备。

实施例二

如图3所示，本发明还公开一种采用本发明无线智能开关的开锁方法，无线智能开关还包括单片机和马达，开锁方法包括步骤：

A、启动开锁程序，将电源模块的电能传递到无线智能开关的电源模块；识别模块通过无线方式发射密钥信息；

B、电源模块启动验证模块，验证模块获取密钥信息进行验证，如果验证通过，开启门锁。

步骤A包括：电源模块产生交变磁场，电源模块通过感应线圈在交变磁场中产生电能；识别模块通过射频方式发射密钥信息。

步骤B包括：验证模块通过天线接收射频信号；并通过与天线耦合的验证模块验证密钥信息；通过验证后，单片机控制马达动作，驱动门锁开启。

本实施方式的移动电子设备为NFC手机，该NFC手机包括无线发射模块和给外部电子设备供电的无线供电模块，与无线发射模块耦合的存储有密钥信息的识别模块耦合和存储有控制指令的指令发送模块；无线供电模块启动时，指令发送模块的控制指令和识别模块的密钥信息通过无线发射模块传递到外部受控的电子设备(即被控设备)。

当然本发明的移动电子设备可以是平板电脑、智能手表、智能戒指或掌上游戏机、RFID读写设备等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线智能开关，其特征在于，所述无线智能开关包括能接受无线电能的电源模块，与电源模块耦合的用于验证无线密钥信息的验证模块，与验证模块和电源模块耦合的可读取外部无线参数信息的处理控制模块；

所述电源模块从外部获得无线电能后启动验证模块，外部传输过来的密钥信息验证通过后启动处理控制模块，所述处理控制模块接收外部的无线参数信息后生成动作指令，被控设备根据动作指令完成相应的动作。

2.如权利要求1所述的一种无线智能开关，其特征在于，所述无线智能开关还包括可控开关模块和可选的用于供电的储能模块，所述储能模块通过可控开关模块分别耦合到验证模块和处理控制模块；可控开关模块的控制端分别耦合到电源模块和处理控制模块；

当电源模块获得无线电能后启动验证模块，当验证通过后启动处理控制模块，当处理控制模块完成无线参数信息的接收和处理后控制可控开关模块或被控设备。

3.如权利要求1所述的一种无线智能开关，其特征在于，所述电源模块包括感应线圈、与感应线圈耦合的验证模块；所述处理控制模块分别跟感应线圈和验证模块耦合；验证模块从感应线圈接收能量和密钥信息，验证通过后启动处理控制模块，所述处理控制模块再从感应线圈读取无线参数信息。

4.如权利要求1所述的一种无线智能开关，其特征在于，所述电源模块包括感应线圈；所述验证模块包括接收射频信号的天线、与天线耦合的验证模块；所述处理控制模块分别跟天线和验证模块耦合；验证模块从天线接收密钥信息，验证通过后启动处理控制模块，所述处理控制模块再从天线读取无线参数信息。

5.如权利要求1所述的一种无线智能开关，其特征在于，所述处理控制模块包括智能器件。

6.如权利要求1所述的一种无线智能开关，其特征在于，所述无线智能开关还包括可控开关模块和可选的用于供电的储能模块，所述储能模块通过可控开关模块分别耦合到验证模块和处理控制模块；可控开关模块的控制端分别耦合到电源模块和处理控制模块；所述处理控制模块包括智能器件；

当电源模块获得无线电能后启动验证模块，验证通过后启动处理控制模块，当处理控制模块完成无线参数信息的接收和处理后控制可控开关模块或被控设备；

所述电源模块包括感应线圈、与感应线圈耦合的验证模块；所述处理控制模块分别跟感应线圈和验证模块耦合；验证模块从感应线圈接收能量和密钥信息，验证通过后启动处理控制模块，所述处理控制模块再从感应线圈读取无线参数信息。

7.一种如权利要求1所述无线智能开关的操作方法，包括步骤：

电源模块从外部获得无线电能后启动验证模块，验证模块获取密钥信息进行验证；如果验证通过，启动处理控制模块，处理控制模块接收外部的无线参数信息后生成动作指令，动作指令发往被控设备。

8.如权利要求7所述无线智能开关的操作方法，其特征在于，所述电源模块通过感应线圈在外部的交变磁场中产生电能。

9.如权利要求8所述无线智能开关的操作方法，其特征在于，所述验证模块通过射频方式接收密钥信息。

10.如权利要求9所述无线智能开关的操作方法，其特征在于，所述无线智能开关还包括可控开关模块和可选的用于供电的储能模块，所述储能模块通过可控开关模块分别耦合到验证模块和处理控制模块；可控开关模块的控制端分别耦合到电源模块和处理控制模块；

当电源模块获得无线电能后启动可控开关模块，当处理控制模块完成无线参数信息的接收和处理后控制可控开关模块或被控设备。

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