CN106296885A - 由喇叭无线供电的电子锁系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子锁及电子锁系统，特指一种由喇叭无线供电的电子锁系统。

Description

由喇叭无线供电的电子锁系统

技术领域

本发明涉及电子锁及电子锁系统，特指一种由喇叭无线供电的电子锁系统。

背景技术

目前各种类型的电子锁，如指纹锁，电子密码锁、IC卡锁、感应卡锁和无线遥控锁等，主要由电池供电工作，会增加使用/维护成本和带来电池无电问题。为防止电池无电造成不能开锁，锁具研发/生产厂商设计了多种应对方案，如保留机械钥匙、设置备用电池组、配置外接电池接口和电量不足预警等，这些措施既不能完美解决存在问题，还会产生新的不利因素：

A、增加电池组一会增大锁的体积，二因电池有自放电特性，备用效果不好；

B、配置的电源接口通常为9V层叠电池(仪表专用电池)，不方便购买；

C、保留机械钥匙则导致防盗开的安全性能等同于机械锁。

随着移动通讯和移动互联网技术的发展，对大多数人而言，智能手机已成为生活和工作中不可缺少的随身工具，智能手机的各种控制功能不断被开发利用，利用智能手机的NFC(Near Field Communication)向电子门锁供电，并传输数据控制开锁的技术解决方案也已被提出。如美国专利号为US8774714，名称为“External power supply system for a lock comprising NFC-type contactlesscommunication means”的发明专利，目的在于取消电子门锁的供电电池。

技术问题

但US8774714专利中描述的技术解决方案适用的手机种类受限制。原因在于，并非所有的智能手机都有NFC功能，非智能手机则完全没有，一些品牌手机的NFC功能还被锁定应用范围(如美国苹果公司的iPhone6和iPhone6Plus手机)，再有，用NFC供电开锁还需要配置专用的应用软件。

技术解决方案

鉴于现有由智能手机NFC供电并控制开锁的技术解决方案，存在适用手机种类少的问题，本发明的目的在于提供一种通用于各种类型手机，由其向电子门锁无线供电并控制开锁的技术解决方案，而且不需要专用的应用软件也可以控制开锁。

本发明的技术解决方案采用手机喇叭无线传输电力的方式，工作原理为：喇叭由交流电流驱动时，周围会产生交变磁场，即产生电磁能量泄漏。手机的喇叭为扁薄形状，不便磁屏蔽并造成较高的电磁能量泄漏，而且最大音量时喇叭的输出功率达1W，泄漏的电磁能量便得有利用价值，选择与之配套的电力接收装置，在使用状态下靠近喇叭收集泄漏的电磁能量，转换为电力输出后便可以用于驱动电子门锁。

如果将数据信息调制于驱动喇叭的音频或超音频电流中，便能在传送电力的同时实现数据传输。

本发明的第一个方面在于提供一种由喇叭无线供电的电子锁系统，包括：手持装置，所述手持装置包含至少一个喇叭，被配置用于产生加载预定数据的预定频率的交流电流，并驱动喇叭产生交变磁场；以及，锁体，所述锁体至少包含电力接收器、控制器和致动器，其中电力接收器被配置谐振于预定频率无线接收交变磁场，并将交变磁场转换为电力输出，向控制器和致动器提供电力支持，其中控制器被配置用于验证预定数据，并依据验证结果控制致动器。

这样一来，本发明的电子锁系统便能够实现由手持装置的喇叭无线供电，同时经由喇叭传送数据的方式控制电子门锁。

本发明的第二个方面在于提供一种由喇叭无线供电的电子锁系统，包括：手持装置，所述手持装置包含至少一个喇叭和第一通讯器，被配置用于产生预定频率的交流电流并驱动喇叭产生交变磁场，其中第一通讯器为低功耗蓝牙通讯器，被配置用于发送预定数据；以及，锁体，所述锁体至少包含电力接收器、第二通讯器、控制器和致动器，其中电力接收器被配置谐振于预定频率无线接收交变磁场，并将交变磁场转换为电力输出，向第二通讯器、控制器和致动器提供电力支持，其中第二通讯器为低功耗蓝牙通讯器，被配置用于接收预定数据，其中控制器被配置用于验证预定数据，并依据验证结果控制致动器。

这样一来，本发明的电子锁系统便能够实现由手持装置的喇叭无线供电，另经蓝牙通讯控制电子门锁。

本发明的第三个方面是根据上述第一、第二个方面所述的电子锁系统，其中电力接收器至少包含磁芯、线圈和储能电容器，其中线圈安置于磁芯中，其中储能电容器被配置用于存储电力。

这样一来，本发明的电子锁系统便能够收集泄漏的电磁能量，并将微弱电力累积加强为工作电力。

本发明的第四个方面是根据上述第一、第二个方面所述的电子锁系统，其中交流电流中进一步包含具备声音指示功能的音频电流。

这样一来，本发明的电子锁系统给操作者带来方便。

本发明的第五个方面是根据上述第一、第二个方面所述的电子锁系统，其中锁体进一步包含被配置用于设置配对的按键。

这样一来，本发明的电子锁系统在配对设置方面给使用者带来方便。

本发明的第六个方面是根据上述第一个方面所述的电子锁系统，其中锁体进一步包含被配置用于传送数据的第二喇叭。

这样一来，第一方面发明的电子门锁系统便能够实现数据双向通讯。

本发明的第七个方面是根据上述第一、第二个方面所述的电子锁系统，其中锁体进一步包含被配置用于指示工作状态的指示灯。

这样一来，本发明的电子锁系统给使用者带来方便。

本发明的第八个方面是根据上述第一、第二个方面所述的电子锁系统，其中手持装置包括具备外放喇叭的手机和具备外放喇叭的其它装置。

这样一来，本发明的电子锁系统在开锁方案方面有更多选择。

本发明的第九个方面是根据上述第一、第二个方面所述的电子锁系统，其中锁体进一步包含被配置用于网络通讯的网络通讯器。

这样一来，本发明的电子锁系统便具备网络管理功能。

附图说明

图1是作为说明本发明工作原理的实施例一的方框示意图；

图2是作为说明本发明工作原理的实施例二的方框示意图。

实施方式

以下，参考附图并详细描述本发明的优选实施例。应当理解详细描述和指示发明的优选实施例，仅打算用于示例性的目的而并不意味着对本发明的范围进行限制。同时，为了避免模糊本发明的主题，省略了对本技术领域公知的结构或处理的详细描述。

如图1所示的电子锁系统10a，分别由手持装置12、锁体14俩物理单元组成。

手持装置12至少包含第一喇叭22和麦克风24。所以，手持装置12既可以是包含喇叭和麦克风的手机，也可以是包含喇叭和麦克风的其它装置，如专用电子钥匙或MP3、MP4播放器。

锁体14至少包含控制器40、电力接收器41、第二喇叭42、致动器43、指示灯44、按键45和网络通讯器46，其中指示灯44为LED指示灯和网络通讯器46为射频通讯器。

电力接收装置41至少包含磁芯B、线圈L、谐振电容器Cf和储能电容器Cp，其中线圈L安置于磁芯B中，与谐振电容器Cf构成并联谐振回路并谐振于预定频率，其中储能电容器Cp用于存储由线圈L接收(由未图示的整流电路转换)的电力。

致动器43为锁体14中未图示的离合装置的驱动部件，当致动器43被驱动置位于未图示的锁定状态时，允许人力操作锁体14实现未图示的开锁操作，而当致动器43处于未图示的非锁定状态时，锁体14禁止操作开锁。

在图1所示的电子锁系统10a中，当手持装置12靠近锁体14，并将第一喇叭22靠近电力接收器41的预定位置，如果第一喇叭22被加载了预定数据的预定频率的交流电流驱动时，线圈L和谐振电容器Cf谐振预定频率方式接收第一喇叭22周边泄漏的交变磁场能量，经未图示的整流器转换为直流电流后供给储能电容器Cp，当储能电容器Cp中累积的电量足够大时，便分别输送给控制器40、致动器43、指示灯44和网络通讯器46。

用于驱动第一喇叭22的交变电流，工作频率选择在人耳不敏感的高音频和超音频范围，既不会对人耳产生过度的声音刺激，还能提高电力的传输效率。但没有声音，操作者会不方便，所以，可在交变电流中加载预定的音频电流，如一小节歌曲的音频电流来提示工作状态。

控制器40在获得电力支持时，还将从电力接收器41接收到的电流中解调出预定数据并验证，依据验证结果控制致动器43动作(即驱动致动器43置位于未图示的锁定状态)。

为保证数据通讯可靠，第二喇叭42用于向麦克风24反方向传输数据(如应答数据)，实现数据的双向通讯。

致动器43被驱动置位于未图示的锁定状态后，指示灯44可由控制器40或其它未图示的开关(如与致动器43联动的未图示的检测开关)控制发光，提示操作者允许开锁。

使用前需要将手持装置12与锁体14配对，即将手持装置12的身份信息注册在锁体14中，因此，在锁体14中设置有按键45。

锁体14获得第一喇叭22提供的电力支持的状态下，点压按键45，控制器40便产生触发中断，按预定程序注册手持装置12的身份信息。

网络通讯器46被配置用于与未图示的网络适配器通讯，网络通讯器46为低功耗射频通讯器。

由于网络通讯器46的存在，手持装置12与锁体14的配对和开锁控制可以通过网络管理实现，即由网络通讯器46与未图示的服务器通讯，由后台服务器负责注册管理和开锁控制。

虽然本实施例配置了网络通讯器46为例子，在实施应用中，如不需要网络通讯功能，也可以将其取消。

再有，虽然本实施例列举了由LED指示灯44指示工作状态为例，除此之外，也可以选择其它具有提示功能的指示器，如声音指示器和能够显示字符或图案的图形指示器。

如图2所示的电子锁系统10b，分别由手持装置12、锁体16俩物理单元组成。

手持装置12至少包含喇叭22和第一通讯器24，其中第一通讯器24为低功耗蓝牙(Bluetooth4.0)通讯器。所以，手持装置12既可以是包含喇叭和蓝牙通讯器的手机，也可以是包含喇叭和蓝牙通讯器的专用装置(如专用电子钥匙)。

锁体16至少包含控制器40、电力接收器41、第二通讯器42、致动器43、指示灯44、按键45和网络通讯器46，其中第二通讯器42为低功耗蓝牙(Bluetooth4.0)通讯器，其中指示灯44为LED指示灯和网络通讯器46为射频通讯器。

电力接收装置41至少包含磁芯B、线圈L、谐振电容器Cf和储能电容器Cp，其中线圈L安置于磁芯B中，并与谐振电容器Cf构成并联谐振回路并谐振于预定频率，其中储能电容器Cp用于存储由线圈L接收(由未图示的整流电路转换)的电力。

致动器43为锁体16中未图示的离合装置的驱动部件，当致动器43被驱动置位于未图示的锁定状态时，允许人力操作锁体16实现未图示的开锁操作，而当致动器43处于未图示的非锁定状态时，锁体16禁止操作开锁。

在图2所示的电子锁系统10b中，当手持装置12靠近锁体16，并将第一喇叭22靠近电力接收器41的预定位置，如果第一喇叭22被预定频率的交流电流驱动时，线圈L和谐振电容器Cf谐振于预定频率方式接收喇叭22周边泄漏的交变磁场能量，经未图示的整流器转换为直流电流后供给储能电容器Cp，当储能电容器Cp中累积的电量足够大时，便分别输送给控制器40、第二通讯器42、致动器43、指示灯44和网络通讯器46。

控制器40在获得电力支持时，控制第二通讯器42与第一通讯器24通讯，将接收到的预定数据进行验证，并依据验证结果控制致动器43动作(即驱动致动器43置位于未图示的锁定状态)。

余下的指示灯44、按键45和网络通讯器46的工作原理，与图1所示的实施例一中的同名部件相同，不重复描述。

工业实用性

由于外放喇叭是手机中的基本配置，本发明的电子锁系统，使得所有的手机都能够用作无电池电子门锁的开锁工具。

用于驱动手机喇叭的交变电流，可以由音频播放软件播放包含预定数据的音频文件(如MP3文件)来产生，无需安装专用软件。

由于不需要安置供电电池，可采用多个独立的控制电路进行控制，各控制电路相互备份，为取消机械钥匙创造条件。

通过以上实施例，已对本发明的电子锁系统作了详细说明，但上述实施例的讨论，不应当被理解为对本发明的权利要求限制为任何特定的实施例或实施例组。通过上述实施例的描述，本领域的技术人员对本发明的各种修改将变得更加清楚和更加容易，因此，应当理解在其中进行的修改和改变，并不会背离本发明的权利要求中所提出的合理诉求。

Claims (9)

1.由喇叭无线供电的电子锁系统，包括：

手持装置，所述手持装置包含至少一个喇叭，被配置用于产生加载预定数据的预定频率的交流电流，并驱动喇叭产生交变磁场；以及，

锁体，所述锁体至少包含电力接收器、控制器和致动器，其中电力接收器被配置谐振于预定频率无线接收交变磁场，并将交变磁场转换为电力输出，向控制器和致动器提供电力支持，其中控制器被配置用于验证预定数据，并依据验证结果控制致动器。

2.由喇叭无线供电的电子锁系统，包括：

手持装置，所述手持装置包含至少一个喇叭和第一通讯器，被配置用于产生预定频率的交流电流并驱动喇叭产生交变磁场，其中第一通讯器为低功耗蓝牙通讯器，被配置用于发送预定数据；以及，

锁体，所述锁体至少包含电力接收器、第二通讯器、控制器和致动器，其中电力接收器被配置谐振于预定频率无线接收交变磁场，并将交变磁场转换为电力输出，向第二通讯器、控制器和致动器提供电力支持，其中第二通讯器为低功耗蓝牙通讯器，被配置用于接收预定数据，其中控制器被配置用于验证预定数据，并依据验证结果控制致动器。

3.根据权要求1、2所述的电子锁系统，其中电力接收器至少包含磁芯、线圈和储能电容器，其中线圈安置于磁芯中，其中储能电容器被配置用于存储电力。

4.根据权利要求1、2所述的电子锁系统，其中交流电流中进一步包含具备声音指示功能的音频电流。

5.根据权利要求1、2所述的电子锁系统，其中锁体进一步包含被配置用于设置配对的按键。

6.根据权利要求1所述的电子锁系统，其中锁体进一步包含被配置用于传送数据的第二喇叭。

7.根据权利要求1、2所述的电子锁系统，其中锁体进一步包含被配置用于指示工作状态的指示灯。

8.根据权利要求1、2所述的电子锁系统，其中手持装置包括具备外放喇叭的手机和具备外放喇叭的其它装置。

9.根据权利要求1、2所述的电子锁系统，其中锁体进一步包含被配置用于网络通讯的网络通讯器。