CN106150209A - 通过锁舌供电的电子锁及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过锁舌供电的电子锁，包括：锁体，其具有导电的锁舌；以及锁扣，在所述锁扣内布置有与外部电源导电地连接的触头；其中当锁舌接近或接触所述触头时，所述外部电源通过锁舌为电子锁供电。此外，本发明还涉及一种用于运行通过锁舌供电的电子锁的方法。利用本发明的电子锁和运行方法，可以以低成本解决电子锁的功耗问题，从而不仅使得电子锁能够使用诸如WIFI通信、OLED或LCD显示功能、烟雾报警器、门状态监控之类的各种耗能的附加功能，而且解决了常规电子锁的等待时间长的问题，此外，还能降低因不满足低能耗设计造成的高故障率。

Description

通过锁舌供电的电子锁及其运行方法

技术领域

本发明总的来说涉及安防领域，具体而言涉及通过锁舌供电的电子锁及其运行方法。

背景技术

传统的机械锁由于密码数量少、安全性受制于机械结构、无法更新升级等缺点日益被具有诸如防盗报警功能的多功能电子锁代替。然而，由于电子锁必须安装在可活动的门上，因此门的活动性导致没有布线可能性，从而致使电子锁无法通过导线被供电，而是仅能通过电池供电。

目前市售电子锁通常采用4节5号(AA)电池来供电，因此这样的电子锁必然属于低功耗产品。例如，西勒奇(Schlage)SEL310/320电子锁在使用4节5号(AA)电池的情况下可以运行约一年时间。为了降低功耗，现有产品大多采用持续休眠、间歇式工作的方法，也就是说，正常工作的时间远远小于休眠时间。然而，这种运行模式具有如下缺点：(1)功能受到限制，因为诸如WIFI通信、OLED或LCD显示功能、烟雾报警器、门状态监控之类的附加功能需要消耗较多电能，这是低功耗电子锁所不能承担的；(2)等待时间长，这是因为电子锁每次在工作前都必须从休眠模式中被唤醒，由此导致较长的等待时间，影响用户体验；(3)故障率高，这是因为由于功耗限制，对电子锁的设计提出了巨大的挑战，而不能应对功耗的高要求往往造成产品频发故障。

发明内容

本发明的任务是提供一种通过锁舌供电的电子锁及其运行方法，利用所述电子锁或运行方法，可以以低成本解决电子锁的功耗问题，从而解决上述诸多问题。

在本发明的设备方面，该任务通过一种通过锁舌供电的电子锁来解决，该电子锁包括：

锁体，其具有导电的锁舌；以及

锁扣，在所述锁扣内布置有与外部电源导电地连接的触头；

其中当所述锁舌接近或接触所述触头时，所述外部电源通过锁舌为电子锁供电。

例如，所述锁舌可以包括正锁舌和负锁舌以分别与锁扣内的正触头和负触头接触，从而形成回路。但是锁舌也可以是包括正触点和负触点的仅仅一个锁舌，所述正触点和负触点分别与触头的正触点和负触点接触来形成回路，具体实施方式可以根据需要来选择。通过本发明的电子锁，可以以低成本解决电子锁的功耗问题，从而不仅使得电子锁能够使用诸如WIFI通信、OLED或LCD显示功能、烟雾报警器、门状态监控之类的各种耗能的附加功能，而且解决了常规电子锁的等待时间长的问题，因为在电子锁随时能够被供电的情况下无需频繁进入休眠状态，此外，还能降低因不满足低能耗设计造成的高故障率。

在本发明的一个优选方案中规定，该电子锁还包括：

可再充电电池，其布置在锁体侧，所述可再充电电池被配置为在锁体与锁扣分离时充当备用电源。通过该优选方案，可以取消锁体侧的普通电池，转而采用可再充电电池，从而避免频繁更换电池。

在本发明的另一优选方案中规定，该电子锁还包括：门闭合检测装置，其被配置为检测安装有所述电子锁的门的闭合，并且在门闭合的情况下将触头接通到外部电源。通过该优选方案，可以仅仅在门闭合时才将锁扣内的触头接通到外部电源，从而提高安全性，防止用户误触带电的触头。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述门闭合检测装置包括霍尔开关，所述霍尔开关布置在锁扣内，并且所述锁体还包括磁体，所述磁体提供穿过锁舌的磁场，所述霍尔开关被配置为在锁舌足够接近锁扣时输出指示门闭合的信号。所述指示门闭合的信号例如是高电平或低电平信号，其中所述高电平或低电平信号例如被输送给门闭合检测装置的控制电路，该控制电路根据该信号将锁扣内的触头接通到外部电源。其它形式的信号也是可设想的，例如突发脉冲等等。通过该扩展方案，可以提高检测门闭合的可靠性，因为霍尔开关的灵敏度较高，从而进一步提高安全性。

在本发明的另一扩展方案中规定，所述门闭合检测装置包括压力传感器，所述压力传感器布置在触头处，所述压力传感器被配置为在锁舌接触触头时输出指示门闭合的信号。通过该扩展方案，可以低成本和简单构造实现门闭合的可靠检测。

在本发明的又一扩展方案中规定，所述门闭合检测装置包括闭路检测装置，所述电子锁还包括锁体侧的两个触点和锁扣侧的两个触点，其中所述闭路检测装置在锁体侧的两个触点和锁扣侧的两个触点接触以形成回路时输出指示门闭合的信号。例如，在四个触点接触以形成回路时，该回路中的闭路检测装置向门闭合检测装置发送指示门闭合的信号以将触头接通到外部电源。通过该扩展方案，可以低成本和简单构造实现门闭合的可靠检测。

在本发明的另一扩展方案中规定，该电子锁还包括电源适配器，其被配置为将外部电源的电压转换成低直流电压、例如DC 3-12V。借助于该扩展方案，可以将诸如220V之类的外部电压转换为适用于电子锁、且更加安全的低电压。

在本发明的又一扩展方案中规定，该电子锁还包括电源管理模块，其被配置为仅当可再充电电池的电量低于阈值时才在门闭合时对可再充电电池进行充电。该阈值例如可以被设置为80％。其它阈值也是可设想的。电源管理模块还可以根据电量设置充电模式，例如涓流充电、恒流充电或恒压充电。借助于该扩展方案，可以减少充电次数，从而提高可再充电电池的寿命，还可以减少因充电带来的发热。

在本发明的一个优选方案中规定，所述锁舌和所述触头分别包括无线充电线圈，并且其中当锁舌接近所述触头时，所述外部电源以无线充电方式通过锁舌为电子锁供电。通过该优选方案，可以以非接触方式实现对锁体的供电，从而与接触式供电相比实现更加可靠的供电，因为仅须锁舌足够接近触头、而无须接触就能充电。

在本发明的方法方面，前述任务通过一种用于运行通过锁舌供电的电子锁的方法来解决，其中所述电子锁包括锁体，其具有导电的锁舌；以及锁扣，在所述锁扣内布置有与外部电源导电地连接的触头，该方法包括下列步骤：

将门闭合以使所述锁舌接近或接触所述触头；以及

由所述外部电源通过锁舌为电子锁供电。

通过本发明的方法，同样可以以低成本解决电子锁的功耗问题，从而不仅使得电子锁能够使用诸如WIFI通信、OLED或LCD显示功能、烟雾报警器、门状态监控之类的各种耗能的附加功能，而且解决了常规电子锁的等待时间长的问题，因为在电子锁随时能够被供电的情况下无需频繁进入休眠状态，此外，还能降低因不满足低能耗设计造成的高故障率。

在本发明的一个优选方案中规定，所述电子锁还包括门闭合检测装置，该方法还包括：

借助于所述门闭合检测装置来检测安装有所述电子锁的门的闭合；以及

在门闭合的情况下将触头接通到外部电源。

通过该优选方案，可以仅仅在门闭合时才将锁扣内的触头接通到外部电源，从而提高安全性，防止用户误触带电的触头。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述门闭合检测装置包括霍尔开关，所述霍尔开关布置在锁扣内，并且所述锁体还包括磁体，所述磁体提供穿过锁舌的磁场，该方法还包括：

借助于所述霍尔开关在锁舌足够接近锁扣时输出指示门闭合的信号；以及

将触头接通到外部电源。

通过该扩展方案，可以提高检测门闭合的可靠性，因为霍尔开关的灵敏度较高，从而进一步提高安全性。

在本发明的另一扩展方案中规定，所述门闭合检测装置包括压力传感器，所述压力传感器布置在触头处，该方法还包括：

借助于所述压力传感器在锁舌接触触头时输出指示门闭合的信号；以及

将触头接通到外部电源。

通过该扩展方案，可以低成本和简单构造实现门闭合的可靠检测。

在本发明的又一扩展方案中规定，所述门闭合检测装置包括闭路检测装置，该方法还包括：

借助于所述闭路检测装置在锁舌接触触头以形成回路时示出指示门闭合的信号；以及

将触头接通到外部电源。

通过该扩展方案，可以低成本和简单构造实现门闭合的可靠检测。

在本发明的另一扩展方案中规定，所述电子锁还包括电源管理模块，该方法还包括：

借助于电源管理模块在可再充电电池的电量低于阈值时在门闭合时对可再充电电池进行充电。借助于该扩展方案，可以减少充电次数，从而提高可再充电电池的寿命，还可以减少因充电带来的发热。

附图说明

下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的通过锁舌供电的电子锁的第一实施例；

图2示出了根据本发明的通过锁舌供电的电子锁的第二实施例；

图3示出了根据本发明的通过锁舌供电的电子锁的第三实施例；以及

图4示出了用于运行根据本发明的通过锁舌供电的电子锁的方法的流程。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的通过锁舌供电的电子锁100的第一实施例。在图1的实施例中，电子锁100的门闭合检测装置是通过霍尔开关106和被示为磁性锁舌113的磁体来实现的，但是这仅仅示例性的，其它实施方式也可以可设想的，例如门闭合检测装置还可以通过压力传感器(参见图2)、闭路检测装置(参见图3)等等来实现。另外还应当指出，门闭合检测装置和可再充电电池109都是可选的，而不是必需的。

如图1所示，电子锁100包括安装在门103上的锁体101和安装在门框112上的锁扣102。

锁体101包括被实现为导电的正锁舌105a和负锁舌105b的锁舌以用于分别连接到锁扣102中的正触头104a和负触头104b，其中正触头104a和负触头104b又分别连接到外部电源111的正接线柱和负接线柱(未示出)，由此完成闭合回路。应当指出，将锁舌实现为正锁舌105a和负锁舌105b这两个分开的部分仅仅是示例性的，在其它实施例中，可以将正锁舌105a和负锁舌105b实现为同一锁舌上的两个触点。同理，锁扣102内的正触头104a和负触头104b同样也可以实现为同一触头上的两个不同的触点。

电子锁100还包括布置在锁体侧的电源管理模块108，其被配置为仅当可再充电电池109的电量低于阈值时才在门闭合时对可再充电电池109进行充电，电源管理模块108还被配置为在门闭合的情况下为电子锁供电。该阈值例如可以被设置为80％。其它阈值也是可设想的。电源管理模块108还可以根据电量设置充电模式，例如涓流充电、恒流充电或恒压充电。例如，在超低电压的情况下(例如电量低于20％)可以采用涓流充电模式，在过低电压的情况下(例如电量为20％-90％)可以采用恒流充电模式，而在较高电压的情况下(例如电量高于90％)可以采用恒压充电模式。在充电过程中，电源管理模块108还可以监控充电温度，以避免过热。借助于该电源管理模块108，可以减少充电次数，保护可再充电电池，从而提高可再充电电池的寿命，还可以减少因充电带来的发热。

电子锁100还包括布置在锁体侧的可再充电电池109，其用于在门103与门框112分离时充当锁体101的备用电源。可再充电电池109可以是锂电池、蓄电池、镍氢电池等等。

电子锁100还包括布置在锁扣侧的电源适配器110，其被配置为将外部电源111的电压转换成适用于电子锁100的低电压，例如3-12V，其它电压也是可设想的。

在第一实施例中，电子锁100的门闭合检测装置包括布置在锁体侧的磁性锁舌113和布置在锁扣侧的霍尔开关106。磁性锁舌113用于为导电的正锁舌105a和负锁舌105b提供磁场。该门闭合检测装置的运行原理如下：当门103闭合时，正锁舌105a和负锁舌105b与锁扣中的正触头104a和104b接触，霍尔开关106检测到锁舌到位并且向门闭合检测装置的控制电路107发送指示门闭合的信号；控制电路107根据所述信号将正触头104a和负触头104b接通到外部电源111。通过门闭合检测装置可以提高安全性，因为仅当门闭合后才向触头提供电压，从而避免用户误触带电的触头。而通过第一实施例的采用霍尔开关的门闭合检测装置，可以提高检测门闭合的可靠性，因为霍尔开关的灵敏度较高，从而进一步提高安全性。

电子锁100的运行流程如下：当门103闭合时，外部电源111通过导电的正锁舌105a和负锁舌105对锁体101进行供电和/或对其可再充电点电池109进行充电。而门103被打开并且由此锁体101与锁扣102分离时，锁体101利用自己的电源、例如可再充电电池109或不可再充电电池(未示出)运行。由此，可以以低成本解决电子锁的功耗问题，从而不仅使得电子锁能够使用诸如WIFI通信、OLED或LCD显示功能、烟雾报警器、门状态监控之类的各种耗能的附加功能，而且解决了常规电子锁的等待时间长的问题，因为在电子锁随时能够被供电的情况下无需频繁进入休眠状态，此外，还能降低因不满足低能耗设计造成的高故障率。

图2示出了根据本发明的通过锁舌供电的电子锁100的第二实施例。图2的第二实施例与图1的第一实施例的主要区别在于，门闭合检测装置包括布置在触头处的压力传感器123，其中在图2中，压力传感器123被示例性地示为布置在负触头104b处，但是这仅仅是示例性的，在其它实施例中，压力传感器123也可以布置在正触头104a处，或者在仅仅一个触头的情况下布置在该触头处。第二实施例的门闭合检测装置的运行原理如下：当门103闭合时，负锁舌105b接触负触头104b，使得压力传感器123被触发并向门闭合检测装置的控制电路107发送指示门闭合的信号，控制电路107根据所述信号将正触头104a和负触头104b接通到外部电源111。采用压力传感器123的门闭合检测装置是一个简单和低成本且可靠的用于提高安全性的方案。

图3示出了根据本发明的通过锁舌供电的电子锁100的第三实施例。图3的第三实施例与图1的第一实施例的主要区别在于，门闭合检测装置包括布置在正触头104a与负触头104b之间的闭路检测装置114，其中闭路检测装置114与正触头104a和负触头104b导电地连接。第三实施例的门闭合检测装置的运行原理如下：当门103闭合时，正锁舌105a接触正触头104a，负锁舌105b接触负触头104b，从而与闭路检测装置114形成回路，闭路检测装置114检测到流经的电流，并向门闭合检测装置的控制电路107发送指示门闭合的信号，控制电路107根据所述信号将正触头104a和负触头104b接通到外部电源111，同时，闭路检测装置114将正触头104a与104b之间的连接断开以防止外部电源的正接线柱与负接线柱之间的短路。闭路检测装置114例如为电流计。采用闭路检测装置114的门闭合检测装置的特点在于简单和低成本。

此外，在一个优选的扩展方案中，所述锁舌和所述触头(在此，仅仅需要一个锁舌和一个触头)分别包括无线充电线圈(未示出)，并且其中当锁舌接近(但无需接触)所述触头时，所述外部电源以无线充电方式通过锁舌为电子锁供电。通过该优选方案，可以以非接触方式实现对锁体的供电，从而与接触式供电相比实现更加可靠的供电，因为仅须锁舌足够接近触头、而无须接触就能充电。

图4示出了用于运行根据本发明的通过锁舌供电的电子锁的方法400的流程。在图4中，虚线框表示可选步骤，而不是必要步骤。

在步骤402，将门闭合以使所述锁扣101的锁舌105a和105b接近或接触锁扣102的触头104a和104b。

在可选步骤404，借助于门闭合检测装置来检测安装有所述电子锁100的门103的闭合，并且在门闭合的情况下将触头104a和104b接通到外部电源111。如上所述，所述门闭合检测装置可以采取多种形式，例如霍尔传感器和磁性锁舌或压力传感器。

在步骤406，由外部电源111通过锁舌105a和105b为锁体101供电。由此减少对锁体侧电池的依赖，从而实现各种高功耗才能带来的优点。

在可选步骤408，对锁体侧的可再充电电池109进行充电。通过采用可再充电电池109，可以减少更换电池的次数。

虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是对本领域技术人员显而易见的是，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。

Claims (13)

1.一种通过锁舌供电的电子锁，包括：

锁体，其具有导电的锁舌；以及

锁扣，在所述锁扣内布置有与外部电源导电地连接的触头；

其中当所述锁舌接近或接触所述触头时，所述外部电源通过锁舌为电子锁供电。

2.根据权利要求1所述的电子锁，还包括：

可再充电电池，其布置在锁体侧，所述可再充电电池被配置为在锁扣与锁扣分离时充当备用电源。

3.根据权利要求1所述的电子锁，还包括门闭合检测装置，其被配置为检测安装有所述电子锁的门的闭合，并且在门闭合的情况下将触头接通到外部电源。

4.根据权利要求3所述的电子锁，其中所述门闭合检测装置包括霍尔开关，所述霍尔开关布置在锁扣内，并且所述锁体还包括磁体，所述磁体提供穿过锁舌的磁场，所述霍尔开关被配置为在锁舌足够接近锁扣时输出指示门闭合的信号。

5.根据权利要求3所述的电子锁，其中所述门闭合检测装置包括压力传感器，所述压力传感器布置在触头处，所述压力传感器被配置为在锁舌接触触头时输出指示门闭合的信号。

6.根据权利要求1所述的电子锁，还包括电源适配器，其被配置为将外部电源的电压转换成低直流电压。

7.根据权利要求1所述的电子锁，还包括电源管理模块，其被配置为仅当可再充电电池的电量低于阈值时才在门闭合时对可再充电电池进行充电。

8.根据权利要求1所述的电子锁，其中所述锁舌和所述触头分别包括无线充电线圈，并且其中当锁舌接近所述触头时，所述外部电源以无线充电方式通过锁舌为电子锁供电。

9.一种用于运行通过锁舌供电的电子锁的方法，其中所述电子锁包括锁体，其具有导电的锁舌；以及锁扣，在所述锁扣内布置有与外部电源导电地连接的触头，该方法包括下列步骤：

将门闭合以使所述锁舌接近或接触所述触头；以及

由所述外部电源通过锁舌为电子锁供电。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述电子锁还包括门闭合检测装置，该方法还包括：

借助于所述门闭合检测装置来检测安装有所述电子锁的门的闭合；以及

在门闭合的情况下将触头接通到外部电源。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述门闭合检测装置包括霍尔开关，所述霍尔开关布置在锁扣内，并且所述锁体还包括磁体，所述磁体提供穿过锁舌的磁场，该方法还包括：

借助于所述霍尔开关在锁舌足够接近锁扣时输出指示门闭合的信号；以及

将触头接通到外部电源。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述门闭合检测装置包括压力传感器，所述压力传感器布置在触头处，该方法还包括：

借助于所述压力传感器在锁舌接触触头时输出指示门闭合的信号；以及

将触头接通到外部电源。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述电子锁还包括电源管理模块，该方法还包括：

借助于电源管理模块在可再充电电池的电量低于阈值时在门闭合时对可再充电电池进行充电。