CN106204831A - 一种电子门锁系统 - Google Patents

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郭平
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方娇莉
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Abstract

本发明涉及一种电子门锁系统，属于门禁技术领域。包括锁体、锁壳以及嵌入锁壳内的控制装置，所述控制装置包括嵌入锁体内的电机、电机驱动模块、供电切换电路、内置电池、应急电源接口、密码键盘、TM读头以及微控制器。本发明公开的电子门锁系统，提供了一种基于TM卡的具有多种开门方式和多路供电方式电子门锁系统，实用性高，安全稳定而且成本低。

Description

一种电子门锁系统
技术领域
本发明涉及一种电子门锁系统，属于门禁技术领域。
背景技术
电子门锁往往比机械门锁使用方便而且安全性高，目前，电子门锁系统已经得到了广泛应用。但现有电子门锁系统主要有射频方式和指纹方式的电子门锁，往往价格高昂，普通用户很难承受。采用TM卡方式，其电路相对简单、成本低廉，也是常用于门禁系统的一种权鉴方式。发明人在实现本发明的过程中发现，现有的TM电子门锁往往存在开门方式单一的情况，也就是说，往往采用单一TM卡ID号进行开门权鉴，如果TM卡方式出现故障或忘记带卡后，没有备选的开门方式，导致易用性和可靠性不高。同时，现有电子门锁的供电方式也比较单一，通常采用电池供电，而当电池电量低而用户又没能及时更换电池，就可能就会导致无法开门的情况，也使得系统的可靠性不高。另外，现有技术提供的电子门锁，往往采用管理钥匙方式来授权开门钥匙，授权钥匙时要多次碰卡，而且钥匙管理也就变得复杂，使用起来也不太方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电子门锁系统，能够提供多种供电方式和多种开门方式，且使用简单、方便。
本发明的技术方案是：一种电子门锁系统，包括锁体、锁壳以及嵌入锁壳内的控制装置，所述控制装置包括嵌入锁体内的电机、电机驱动模块、供电切换电路、内置电池、应急电源接口、密码键盘、TM读头以及微控制器；所述TM读头与微控制器连接，用于读取TM卡ID号；所述密码键盘与微控制器连接，用于获取用户输入密码；所述内置电池和应急电源接口通过供电切换电路与微控制器连接，向所述微控制器及控制装置供电；所述微控制器通过电机驱动模块与电机连接，用于在验证TM卡ID号或密码有效后，驱动电机转动，以使锁体处于可开启状态，并在经过指定时间阈值后反转电机，使锁体处于不可开启状态。
所述电子门锁系统还包括：220V交流电源接口，所述220V交流电源接口通过电源转换电路将220V交流电源转换为直流后，通过供电切换电路向所述微控制器及控制装置供电。
所述电子门锁系统还包括：低电压检测电路，所述低电压检测电路与微控制器的A/D转换口连接，用于向微控制器提供侦测到的外部电压值，以计算供电电压值，在供电电压小于指定阈值时，发出报警提示。
所述微控制器还连接了授权按钮，用于切换正常状态和授权状态，当处于授权状态时，读取有效TM卡ID号或密码并存储在微控制器内置闪存中。
所述微控制器还连接了复位按钮，用于对微控制器进行复位操作。
所述微控制器还连接了蜂鸣器、LED指示灯，用于发出各种操作或报警提示。
所述供电切换电路由三个二极管构成，即第一二极管、第二二极管和第三二极管，内置电池输出端与第一二极管的正极连接，应急电源接口的输出端与第二二极管的正极连接，内置电池输出端与第一二极管的正极连接，220V交流电源接口的直流输出端与第三二极管的正极连接；第一二极管、第二二极管和第三二极管的负极均连接到+5V输出端。
所述低电压检测电路为由电阻和二级管构成的分压器，二极管负极接地正极接电阻，电阻另一端接+5V，二极管正极为供电切换电路输出端，供电切换电路输出端连接到微控制器的A/D转换口。
所述应急电源接口采用MiniUSB接口。
本发明的有益效果是：公开了一种电子门锁系统，提供了一种基于TM卡的具有多种开门方式和多路供电方式电子门锁系统，并有效提高了系统的可靠性高和可用性，安全稳定而性价比高。
附图说明
图1是本发明实施例的硬件架构图；
图2是本发明实施例的220V交流电源转6V直流电源的电路图；
图3是本发明实施例的供电切换电路图；
图4是本发明实施例的低电压检测电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
如图1所示，为本发明一种电子门锁系统的硬件架构图。该系统包括锁体1、锁壳以及嵌入锁壳内的控制装置，所述控制装置包括嵌入锁体内的电机2、电机驱动模块3、供电切换电路4、内置电池5、应急电源接口6、微控制器8、密码键盘11以及TM读头12。
具体地，所述TM读头12与微控制器8连接，用于读取TM卡ID号，TM卡采用DALLAS公司DS1990卡，微控制器8可采用STC15W401AS。所述密码键盘11与微控制器8连接，用于获取用户输入密码。所述微控制器8还连接了授权按钮13，用于切换正常状态和授权状态，当处于授权状态时，读取有效TM卡ID号或密码并存储在微控制器8的内置闪存中。
通常，微控制器8上电后，默认状态为正常状态，当有授权按钮按下时，状态切换为授权状态，此时用户可用TM卡对TM读头碰卡后，进行授权操作，或输入密码授权密码操作。授权后的密码和TM卡ID号均存储在微控制器8内置的闪存中，在所述微控制器内置闪存中，至少划分了两个存储区域，即密码存储区域和TM卡ID号存储区域，分别用于存储用户密码和TM卡ID号。本质上说，TM卡ID号和密码通常情况下是不一样的，完全可以存储在同一区域，但划分区域，有助于快速的查找。当授权完成后，再按下授权按钮，则状态切换为正常状态。为了安全，通常授权按钮安装在后壳，或者安装在控制装置的印刷电路板上。
所述微控制器8还连接了蜂鸣器10、LED指示灯9，用于发出各种操作或报警提示。在授权过程中，通过声光提示来指示用户进行授权操作。通常LED指示灯9采用双色LED灯，这样通过声光组合，可以对用户进行各种友好的操作提示。
所述内置电池5和应急电源接口6通过供电切换电路4与微控制器8连接，向微控制器8及控制装置供电，其中，应急电源接口6采用比较普及的MiniUSB接口，便于充电宝等常用的5V供电电源接入，方便用户使用。系统还包括220V交流电源接口7，所述220V交流电源接口7通过电源转换电路将220V交流电源转换为直流后，再通过供电切换电路4向所述微控制器8及控制装置供电。
如图2所示，220V交流电源接口7输入的220V交流电经过变压器TR7降压为11V，再经过由二极管D71、D72、D73、D74构成的桥式整流电路转换为11V直流电压，之后，再通过三端稳压模块LM7806后输出6V电压并连接到供电切换电路4。在安装电子门锁时，条件允许的情况下，如门锁内容易引入交流电源，可以通过直接接入220V交流接口，避免了需要更换电池带来的麻烦。
如图3所示，所述供电切换电路4由三个二极管构成，即第一二极管D41、第二二极管D42和第三二极管D43，内置电池输出端与第一二极管D41的正极连接，应急电源接口的输出端与第二二极管D42的正极连接，内置电池输出端与第一二极管D41的正极连接，220V交流电源接口的直流输出端与第三二极管D43的正极连接；第一二极管D41、第二二极管D42和第三二极管D43的负极均连接到+5V输出端。内置电池5输入电压为Vin1、应急电源接口6输入电压为Vin2、220V交流电源转换为直流输入Vin3，通常设定Vin1为5.5V，Vin2为5V，Vin3为6V。当Vin3有输入电压时，根据二极管的特性，可以确保Vin1、Vin2截止，而仅由Vin3供电；在Vin1，Vin3无电压输入或电压较低，导致系统不能正常工作时，可通过充电宝等应急电源由应急电源接口6向所述微控制器8及控制装置供电。本实施例所采用供电切换电路简单实用。
所述微控制器8还连接了复位按钮14，用于对微控制器8进行复位操作。在微控制器8运行过程中可能出现各种异常，因此，为了提高稳定性，有必要提供复位按钮14，当微控制器8出现异常时，通过复位按钮14进行复位，重启微控制器8。复位电路可采用STC官方技术手册提供的标准复位电路。
所述微控制器8通过电机驱动模块3与电机2连接，用于驱动电机2转动。其中，电机驱动模块在本实施例中采用L9110电机驱动芯片。
如图4所示，所述低电压检测电路15为由电阻R15和二级管D15构成的分压器，二极管负极接地，正极接电阻R15，电阻R15另一端接+5V，二极管正极为供电切换电路输出端VAD，供电切换电路输出端VAD连接到微控制器8的A/D转换口。在本实施例中，微控制器8采用8位A/D转换，微控制器8以+5V端供电电压V+5V为基准电压进行AD转换，得到一个A/D转换值N，由于二极管的电压值在一定电流下往往是固定的，一般为0.6~0.7V，根据实际情况在0.6~0.7V之间取一固定值作为二极管的值电压值VAD，根据公式V+5V =VAD*256/ N，可大致估算出V+5V的实际电压值，当V+5V实际电压值小于指定阈值时，比如4.9V，微控制器8驱动蜂鸣器10发出低电压报警提示，以提示用户及时更换电池。如果要提高精度，那么A/D转换可采用10位A/D转换。
实际应用中，首先需要对TM卡或密码进行授权，并将授权的TM卡ID号或密码存储在微控制器8的内置闪存中。在授权后，当碰卡或输入密码后，微控制器8进一步判断TM卡ID或密码的有效性，基本判断方法为：微控制器8读取TM卡ID号或密码，如果是密码则在微控制器8的内置闪存的密码存储区域中查找，如果是TM卡ID号，则在微控制器8的内置闪存的TM卡ID号存储区域中查找，若微控制器8的内置闪存中存储了该TM卡ID号或密码，则微控制器8判断为有效的TM卡ID号或密码，对有效的TM卡ID号或密码，微控制器8通过电机驱动模块3驱动电机2转动，使锁体1处于可开启状态，此时，用户转动手柄即可开门。在间隔指定时间阈值后，比如2s，微控制器8驱动电机2反转，使锁体1处于不可开启状态。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种电子门锁系统，包括锁体、锁壳以及嵌入锁壳内的控制装置，其特征在于：所述控制装置包括嵌入锁体内的电机、电机驱动模块、供电切换电路、内置电池、应急电源接口、密码键盘、TM读头以及微控制器；所述TM读头与微控制器连接，用于读取TM卡ID号；所述密码键盘与微控制器连接，用于获取用户输入密码；所述内置电池和应急电源接口通过供电切换电路与微控制器连接，向所述微控制器及控制装置供电；所述微控制器通过电机驱动模块与电机连接，用于在验证TM卡ID号或密码有效后，驱动电机转动，以使锁体处于可开启状态，并在经过指定时间阈值后反转电机，使锁体处于不可开启状态。
2.根据权利要求1所述的电子门锁系统，其特征在于：还包括220V交流电源接口，所述220V交流电源接口通过电源转换电路将220V交流电源转换为直流后，通过供电切换电路向所述微控制器及控制装置供电。
3.根据权利要求1所述的电子门锁系统，其特征在于：还包括低电压检测电路，所述低电压检测电路与微控制器的A/D转换口连接，用于向微控制器提供侦测到的外部电压值，以计算供电电压值，在供电电压小于指定阈值时，发出报警提示。
4.根据权利要求1所述的电子门锁系统，其特征在于：所述微控制器还连接了授权按钮，用于切换正常状态和授权状态，当处于授权状态时，读取有效TM卡ID号或密码并存储在微控制器内置闪存中。
5.根据权利要求1所述的电子门锁系统，其特征在于：所述微控制器还连接了复位按钮，用于对微控制器进行复位操作。
6.根据权利要求1所述的电子门锁系统，其特征在于：所述微控制器还连接了蜂鸣器、LED指示灯9，用于发出各种操作或报警提示。
7.根据权利要求1或者2所述的电子门锁系统，其特征在于：所述供电切换电路由三个二极管构成，即第一二极管、第二二极管和第三二极管，内置电池输出端与第一二极管的正极连接，应急电源接口的输出端与第二二极管的正极连接，内置电池输出端与第一二极管的正极连接，220V交流电源接口的直流输出端与第三二极管的正极连接；第一二极管、第二二极管和第三二极管的负极均连接到+5V输出端。
8.根据权利要求3所述的电子门锁系统，其特征在于：所述低电压检测电路为由电阻和二级管构成的分压器，二极管负极接地正极接电阻，电阻另一端接+5V，二极管正极为供电切换电路输出端，供电切换电路输出端连接到微控制器的A/D转换口。
9.根据权利要求1所述的电子门锁系统，其特征在于：所述应急电源接口采用MiniUSB接口。
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