CN103403282B - 包括传感器的门锁 - Google Patents

Abstract

门组件，其包括：被连接到门框并且可绕枢转轴枢转的门板，被耦接到所述门板并且可操作用于选择性地抑制所述门从关闭的位置移动到打开位置的门闩，以及被耦接到所述门闩并且可操作用于检测所述门的加速度并输出与所述门板在第一方向上的加速度相对应的加速度数据的传感器。控制器被耦接到所述门闩和所述传感器。所述控制器可操作用于分析所述加速度数据以确定所述加速度的起因。

Description

包括传感器的门锁

背景技术

本发明涉及门锁。更特别地，本发明涉及包括能够检测门的运动的传感器的门锁。

电子门锁通常被使用在商业环境中并且越来越被使用在住宅应用中。所述电子门锁中的一些能够提供警报功能或者能够作为输入被连接到警报系统以增强建筑物或设施的安全性。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供了门组件，其包括：被连接到门框并且可绕枢转轴枢转的门板，被耦接到所述门板并且可操作用于选择性地抑制所述门从关闭的位置移动到打开位置的门闩，以及被耦接到所述门闩并且可操作用于检测所述门的加速度并输出对应于所述门板在第一方向上的加速度的加速度数据的传感器。控制器被耦接到所述门闩以及所述传感器。所述控制器可操作用于分析所述加速度数据来确定所述加速度的起因。

在另一个实施例中，本发明提供了门组件，其包括：被连接到门框并且可绕枢转轴枢转的门板，被耦接到所述门板并且可操作用于选择性地抑制所述门板从关闭的位置移动到打开位置的门闩，以及被耦接到所述门闩并且可操作用于检测由向心力产生的所述门板的第一加速度的第一传感器。第二传感器被耦接到所述门闩并且可操作用于检测所述门的第二加速度，并且控制器被耦接到所述门闩、所述第一传感器和所述第二传感器。所述控制器可操作用于至少部分地基于在所述第二加速度紧前面由所述第一传感器进行的测量来确定所述第二加速度是否是正常门关闭的结果。

在另一个实施例中，本发明提供了确定门处的第一加速度的起因的方法。所述方法包括：支持所述门围绕铰链轴枢转移动，将门闩耦接到所述门，所述门闩可操作用于选择性地抑制所述门从关闭的位置移动到打开位置，以及感测被施加到所述门的加速度。所述方法还包括：感测所述门绕所述铰链轴的角运动以及通过分析所述第一加速度的大小结合在所述第一加速度紧前面测量的所述角运动的大小来确定所述第一加速度的起因。

在又另一个实施例中，本发明提供了门组件，其包括：被连接到门框并且可绕枢转轴枢转的门板，被耦接到所述门板并且可操作用于选择性地抑制所述门板从关闭的位置移动到打开位置的门闩，以及被耦接到所述门闩并且可操作用于检测所述门板绕所述枢转轴的转动以及用于检测所述门板的加速度的传感器。控制器被耦接到所述门闩和所述传感器。所述控制器可操作用于至少部分地基于在所述加速度紧前面由所述门板的所述转动的所述传感器进行的测量来确定由所述传感器测量的加速度是否是正常门关闭的结果。

通过考虑详细的描述以及附图，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是包括电子门锁的门的一部分的立体图；

图2是图1的电子门锁的分解的立体图；

图3是图1的电子门锁的加速度检测电路的示意图；

图4是图1的门的顶视示意视图；

图5是在正常关闭期间门的所测量的加速度的图形表示；以及

图6是在试图强行进入期间门的所测量的加速度的图形表示。

具体实施方式

在详细地阐释本发明的任何实施例之前，将被理解的是：本发明在其应用中不限于在下面的描述中所提出的或在下面的附图中所示出的构造和部件的布置的细节。本发明能够其它实施例并且能够以各种方式被实践或被实施。并且，将被理解的是：此处所使用的措辞和术语是为了描述的目的并且不应被认为是限制。此处“包括”、“包含”或“具有”以及其变体的使用是意指包含在其之后列出的项和其等同物以及附加的项。除非另外被指明或被限制，术语“被安装”、“被连接”、“被支撑”和“被耦接”以及其变体被广义地使用并且涵盖直接以及间接两种方式安装、连接、支撑和耦接。此外，“被连接”以及“被耦接”不限于物理或机械连接或耦接。

图1示出了门道或门组件10，其包括枢转地被支撑在框20内的门板15。锁机构25被耦接到所述门板15并且可操作用于选择性地抑制所述门板15从关闭的位置移动到打开位置。所述锁机构包括闩30和电子致动器33，所述电子致动器33具有内部部分35和被附接到所述门板15的外部部分以电子地控制经由所述门10的进出。图1示出了所述电子致动器33的所述内部部分35。典型地，所述电子致动器33的所述内部部分35包括外壳40和致动器，所述外壳40覆盖做出进出决定的电子器件，所述致动器移动所述机械部件以打开所述门10。所述电子致动器33的所述外部部分典型地包括输入设备，诸如从希望进入的用户读取数据的小键盘、读卡器、生物计量扫描仪等等。在所述电子致动器33的所述外部部分35处提供的数据随后被用于做出进出决定或被传送到做出所述进出决定的远程设备。

在继续进行之前，应被注意的是：此处所包含的描述目的在于包括电子致动器33的系统。然而，如果期望，本发明也可以被应用于纯机械的门锁。

如在图2中所示出的，所述电子致动器33的内部部分35包括外壳40，所述外壳40包含电路板45，所述电路板45支撑电源50、传感器55和控制器60。所述电源50包括一个或多个以纽扣电池形式的电池65，其可操作用于向所述电路板45提供主电力或者可替代地提供主电源故障情况下的备用电力。在一种构造中，在所述一个或多个电池65提供备用电力的情况下，AC电源被提供作为主电力。应被注意的是：如果期望，可以采用具有许多不同的电压输出、形状和尺寸的许多不同的电池。

传感器55被放置在所述电路板45上并且被连接到所述电源50和所述控制器60。在一种构造中，所述传感器55包括能够测量在一个或多个方向上的加速度的加速度计。在优选的构造中，微机电系统（MEMS）装置被采用作为所述加速度计。所述MEMS加速度计能够测量在一个或多个轴上的加速度，其中三个轴是优选的。适于在所示出的设备中使用的基于MEMS的加速度计的例子由FREESCALE SEMICONDUCTOR（其具有在Tempe，Arizona中的主要业务地）制造，并且以部件号MMA7330L和MMA7341L被销售。

为了此应用的目的，测量在多于一个的方向上的加速度的单个传感器55可以被认为是多个独立的传感器55，所述多个独立的传感器55中的每个测量在单一方向上的加速度，或者可以被认为是单个传感器55。此处所注记的合适的基于MEMS的加速度计中的每个提供了与三个方向中的一个方向上的加速度相对应的唯一输出信号。因此，外部设备接收三个独立的信号，这三个独立的信号可以由单个加速度测量设备或三个独立的加速度测量设备提供。在其他构造中，可以采用一个或多个独立的单轴传感器55来测量加速度。

所述控制器60被放置在所述电路板45上，由所述电源50供电，并且从所述传感器55接收信号。在一种构造中，所述控制器60接收单一加速度信号。所述信号被所述控制器60分析以确定所测量的加速度是否超过预先确定的阈值70。如果所述阈值70被超过，则所述控制器60可以存储所测量的数据并且如果所测量的数据指示试图强行进入则可以启动警报。然而，如果仅加速度的一个轴被测量，则在所述门板15被猛然关上或被快速地关闭时所述系统易于假警报。因此，在优选的构造中，向所述控制器60提供指示在两个或更多方向上的加速度的信号。

在一些构造中，所述控制器60包括可操作在休眠状态或操作状态中以节省电力的微控制器。当检测到超过唤醒阈值75的加速度时，所述微控制器或控制器60从所述休眠状态转换到所述操作状态以执行确定所述加速度的起因所必需的分析。

图4示意性地示出了所述门道10，其中所述门板15在打开位置中。将沿其测量加速度的轴示出为X-轴80、Y-轴85和Z-轴90。所述X-轴80在宽度或水平方向上从所述门板15的被连接到所述框20的边缘95延伸到所述门板15的选择性地与所述门框啮合的边缘100。所述Y-轴垂直于所述X-轴并且从所述门的底部边缘垂直延伸到所述门的顶部边缘。所述Z-轴垂直于所述X-轴和所述Y-轴并且在所述门在所述打开位置和所述关闭的位置之间移动时在实质上与由所述加速度计的位置所定义的弧相切的方向上延伸。

图5图示了在正常门关闭期间用测量在至少两个方向上的加速度的系统进行的测量。更特别地，图5示出了当所述门板15从静止的打开位置移动到静止的关闭位置时在所述X-轴上（作为第一曲线105）和所述Z-轴上（作为第二曲线110）测量的加速度。当用户开始关闭所述门板15时，在X和Z两个方向上测量加速度。最终，所述门板15的角加速度接近零，以致所述门板15以恒定的角速度朝向所述关闭的位置移动。因此，所述Y-轴和Z-轴方向上的加速度接近零。然而，所述门板15的所述恒定的角速度产生实质上恒定的向心加速度，所述向心加速度被检测并且被显示为所述X-轴方向上的加速度。当所述门板15在接近所述关闭的位置接触所述框20时，所述角速度（以及所述X-轴加速度）开始下降。同时地，在所述Z-方向上以及可能在所述Y-方向上测量到加速度。这些加速度的大小和这些加速度的方向取决于所述门板15的速度以及所采用的锁机构25而变化。因此，不同的门10将产生不同的加速度的模式，其中所述第二曲线110示出了一个例子。

图5也示出了一个可能的唤醒阈值75和一个可能的警报阈值70。当然，如果期望，可以采用其他阈值水平70、75。此外，可以取消所述唤醒阈值75，并且如果期望，所述控制器60可以总是保持在所述操作状态中。

所述控制器60将会把图5的曲线标识为指示正常门关闭。特别地，所述控制器60将检测所述第二曲线110的末端处的加速度，并且在它们超过所述警报阈值70时将会把它们标识成可能的试图强行进入。然而，在所述第一曲线105中示出的加速度紧前面的加速度的非零水平将被所述控制器60检测并且将指示正好在所述大的加速度之前所述门板15正在移动。所述控制器60因此将至少部分地通过分析正好在所述大的检测的加速度之前的所述第二曲线110的加速度来确定由所述第一曲线105所指示的高的加速度的起因。因此，如果用户猛然关上所述门板15，由此在所述关闭的末端处产生比所示出的那些显著更高的加速度或者高于所述警报设置点70的加速度，则所述控制器60将阻止所述警报被触发。

在采用单个轴传感器55的构造中，所述传感器55将典型地被定向为测量沿着所述Z-方向90的加速度。因此，在如图5中所示出的正常门关闭期间，仅所述第二曲线110将是可获得的。然而，所述控制器60仍然能够基于由于用户将所述门从静止的状态加速到移动状态所导致的初始加速度随之是几秒之后在与所述门框20接触期间所产生的加速度来将此标识为正常门关闭事件。

图6示出了在试图强行进入期间来自所述传感器55的所测量的加速度。典型地，强行进入在所述Z-轴90上产生显著的加速度，而在所述X-轴80和Y-轴85方向上产生更小的加速度。不存在与在所述门板15朝向所述关闭的位置移动期间所产生的X-轴80加速度相似的加速度，由此使得对所述控制器60而言更易于将此标识为试图强行进入而不是正常关闭。因此，所述控制器可以记录所述加速度以将所述试图强行进入存档并且可以触发警报，即使没有超过所述警报阈值70。

如普通技术人员将认识到的，所述控制器60可以被编程为基于所测量的加速度来标识许多不同的正常活动以进一步减少可能发生的假警报。使用多个加速度计或者测量各个方向上的加速度的单个加速度计向所述控制器60提供了附加的信息，以使得更易于从试图强行进入中过滤正常活动。

使用多轴传感器55提供了监视门打开和关闭的能力。因此，可以跟踪门打开或关闭的次数并且可以基于打开和关闭的数量来设置维护计划。此外，所述门的状态可以被监视以验证它们处于期望的状态中。例如，可以监视通向受保护的区域的门以验证它们处于期望的位置中。因此，可以监视被假定保持关闭的门以验证在其打开之后预定的时间段内所述门关闭。如果所述门没有关闭，则可以触发警报。在包括仅单个轴传感器55的布置中，可以采用其他传感器，诸如门位置传感器、闩位置传感器等等。如普通技术人员将认识到的，所述多轴传感器55是有利的，因为其能够监视所述门位置和所述门状态，而不需要附加的传感器。

因此，除了别的之外，本发明提供了包括可操作用于测量振动的锁的门系统。更特别地，本发明提供了包括能够感测并检测试图强行进入的锁的门系统。本发明的各种特征和优点在下面的权利要求中被提出。

Claims (20)

1.一种门组件，包括：

被连接到门框并且可绕枢转轴枢转的门板；

被耦接到所述门板并且可操作用于选择性地抑制所述门板从关闭的位置移动到打开位置的门闩；

被耦接到所述门闩并且可操作用于检测所述门板的加速度并输出与所述门板在第一方向上的加速度相对应的加速度数据的传感器；以及

被耦接到所述门闩和所述传感器的控制器，所述控制器可操作用于分析所述加速度数据以确定所述加速度的起因是否是正常门开启或关闭，或者其是否是意图的强行进入的结果。

2.如权利要求1所述的门组件，其中所述门闩包括可操作用于将所述门板锁定在所述关闭的位置中的锁。

3.如权利要求1所述的门组件，进一步包括警报，所述警报可由所述控制器响应于指示强行进入企图的加速度数据来触发。

4.如权利要求1所述的门组件，其中所述传感器包括可操作用于检测在多个方向上的加速度的大小的多轴传感器。

5.如权利要求1所述的门组件，其中所述控制器包括可操作在休眠状态和操作状态中的微控制器，并且其中所述微控制器保持在所述休眠状态中，直到检测到超过非零预设置阈值的加速度。

6.如权利要求1所述的门组件，其中所述传感器可操作用于测量第二加速度和由向心力产生的第一加速度，并且其中所述控制器至少部分地响应于所述第一加速度的测量来确定所述第二加速度的起因。

7.一种门组件，包括：

被连接到门框并且可绕枢转轴枢转的门板；

被耦接触到所述门板并且可操作用于选择性地抑制所述门板从关闭的位置移动到打开位置的门闩；

被耦接到所述门闩并且可操作用于检测由向心力产生的所述门板的第一加速度的第一传感器；

被耦接到所述门闩并且可操作用于检测所述门板的第二加速度的第二传感器；以及

被耦接到所述门闩、所述第一传感器和所述第二传感器的控制器，所述控制器可操作用于至少部分地基于在所述第二加速度紧前面由所述第一传感器进行的测量来确定所述第二加速度是否是正常门关闭的结果。

8.如权利要求7所述的门组件，其中所述门闩包括可操作用于将所述门板锁定在所述关闭的位置中的锁。

9.如权利要求7所述的门组件，其中所述第一传感器包括可操作用于测量在第一方向上的所述第一加速度的大小的加速度计。

10.如权利要求9所述的门组件，其中所述第二传感器包括可操作用于测量在第二方向上的所述第二加速度的大小的加速度计。

11.如权利要求7所述的门组件，其中所述第一传感器和所述第二传感器是可操作用于检测在多个方向上的加速度的大小的多轴加速度计的一部分。

12.如权利要求7所述的门组件，其中所述控制器包括可操作在休眠状态和操作状态中的微控制器，并且其中所述微控制器保持在所述休眠状态中，直到所述第一传感器和所述第二传感器中的一个检测到超过预设置的阈值的加速度。

13.一种确定门处的第一加速度的起因的方法，包括：

支撑所述门适于围绕铰链轴枢转移动；

将门闩耦接到所述门，所述门闩可操作用于选择性地抑制所述门从关闭的位置移动到打开位置；

感测被施加到所述门的加速度；

感测所述门绕所述铰链轴的角运动；

通过分析所述第一加速度的大小结合在所述第一加速度紧前面测量的所述角运动的大小来确定所述第一加速度的起因。

14.如权利要求13所述的方法，其中感测加速度包括感测所述加速度的大小和方向。

15.如权利要求14所述的方法，其中感测角运动包括感测所述门沿着实质上从所述铰链轴水平延伸的向心轴的加速度的大小。

16.如权利要求15所述的方法，其中响应于在检测到所述门沿着所述向心轴的非零角运动的紧后面的第一方向上的第一加速度而检测到正常门关闭。

17.一种门组件，包括：

被连接到门框并且可绕枢转轴枢转的门板；

被耦接到所述门板并且可操作用于选择性地抑制所述门板从关闭的位置移动到打开位置的门闩；

被耦接到所述门闩并且可操作用于检测所述门板绕所述枢转轴的转动以及可操作用于检测所述门板的加速度的传感器；以及

被耦接到所述门闩和所述传感器的控制器，所述控制器可操作用于至少部分地基于在所述加速度紧前面由所述门板的所述转动的传感器进行的测量来确定由所述传感器测量的加速度是否是正常门关闭的结果。

18.如权利要求17所述的门组件，其中所述传感器包括可操作用于检测在多个方向上的加速度的大小的多轴加速度计。

19.如权利要求18所述的门组件，其中所述传感器测量在第一方向上的加速度，所述第一方向上的加速度由向心力导致并且指示所述门板绕所述枢转轴的转动。

20.如权利要求17所述的门组件，其中所述控制器包括可操作在休眠状态和操作状态中的微控制器，并且其中所述微控制器保持在所述休眠状态中，直到所述传感器检测到超过预设置的阈值的加速度。