CN106384416A - 一种智能锁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能锁，所述智能锁包括NFC开锁模块、单片机、电源管理模块、电能储存模块、控制模块和电动机，所述NFC开锁模块接收并存储外部设备发送来的密码信息，所述单片机读取所述NFC开锁模块中存储的密码信息并进行密码验证；同时所述NFC开锁模块将与外部设备通信时产生的电能输出给所述电源管理模块，经电源管理模块进行稳压处理后给所述单片机供电；所述NFC开锁模块产生的电能也经所述电能储存模块进行存储并输送给所述控制模块，由所述控制模块推动电动机完成开/合锁，同时所述控制模块也连接单片机，件侧电能储存模块是否存储到合适的电能。本发明提供的智能锁，不需接电源即可实现自供电，具有较高的可靠性和安全性。

Description

一种智能锁
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域中的智能锁领域，特别涉及一种智能锁。
背景技术
锁产品种类繁多，可应用于各类不同的场合。通用的机械锁具，成本低、可靠性高，能用于各类环境。但因机械钥匙易复制，保密性差，不适合保密性能和管理功能要求高的场所，所以智能锁应运而生。
目前的智能锁都需要电池/电源供电，当电池电力耗尽或遭遇停电时，只能更换电池或使用应急后备电源，但通常使用者都不会随身携带电池或后备电源，这导致产生不愉快的使用体验，一些紧急情况下还会造成严重后果。目前的智能锁由于存在电池/后备电源接口，通过对这些接口的攻击，可能损坏里面的电路或接口而造成严重后果。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种智能锁，不需连接电源即可使用。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种智能锁，所述智能锁包括NFC开锁模块、单片机、电源管理模块、电能储存模块、控制模块和电动机，所述NFC开锁模块接收并存储外部设备发送来的密码信息，所述单片机读取所述NFC开锁模块中存储的密码信息并进行密码验证；同时所述NFC开锁模块将与外部设备通信时产生的电能输出给所述电源管理模块，经电源管理模块进行稳压处理后给所述单片机供电；所述NFC开锁模块产生的电能也经所述电能储存模块进行存储并输送给所述控制模块，由所述控制模块推动电动机完成开/合锁，同时所述控制模块也连接单片机，件侧电能储存模块是否存储到合适的电能。
具体的，所述NFC开锁模块包括NFC芯片，所述NFC芯片的LA端和LB端连接NFC天线，所述NFC芯片的FD端和VCC端连接所述电源管理模块，所述NFC芯片的EN端连接所述电能储存模块，所述NFC芯片的SCL端连接所述单片机的P1.0端，所述NFC芯片的SDA端连接所述单片机的P1.1端。具体的，所述电源管理模块包括稳压芯片，所述稳压芯片的VIN端连接所述NFC芯片的FD端，所述稳压芯片的VOUT端连接所述单片机的P1.2端，也连接所述NFC芯片的VCC端，所述稳压芯片的GND端连接手术NFC芯片的EN端，也连接所述电能储存模块。
具体的，所述电能储存模块包括二极管和电容，所述二极管的正极连接所述NFC芯片的EN端和稳压芯片的GND端，所述二极管的负极通过所述电容接地，也连接所述控制模块。
具体的，所述控制模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、三极管和场效应管，所述场效应管的源极连接所述电容的一端和二极管的负极，也通过所述第一电阻连接所述单片机的P1.3端，还通过所述第二电阻连接第三电阻的一端和场效应管的栅极，所述场效应管的漏极连接所述电动机，第三电阻的另一端连接所述三极管的集电极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极通过所述第四电阻连接所述单片机的P1.4端。
进一步地，所述单片机的型号为C8051F988-GM。
进一步地，所述NFC芯片的型号为NT3H1101。
进一步地，所述稳压芯片的型号为LM1117，稳定输出电压为3.3V。
进一步地，所述场效应管的型号为SI2301。
进一步地，所述三极管的型号为S9014。
相较于现有技术，本发明提供的智能锁，通过利用NFC通信时产生的电能实现自供电，解决了目前智能锁面临电池耗尽或停电时的问题；而且由于没有可攻击的电池/电源接口，提高了智能锁的可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明所提供的智能锁的结构框图。
图2为本发明所提供的智能锁的电路原理图。
具体实施方式
本发明提供一种智能锁，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供的智能锁，包括NFC开锁模块11、单片机12、电源管理模块13、电能储存模块14、控制模块15和电动机16，所述NFC开锁模块的第一输出端连接所述电源管理模块13的输入端，所述电源管理模块13的输出端同时连接所述NFC开锁模块11和单片机12的输入端，所述单片机12的输出端连接所述NFC开锁模块11，所述NFC开锁模块11的第二输出端还连接所述电能储存模块14，所述电能储存模块14通过所述控制模块15连接所述电动机16，所述控制模块15也连接所述单片机12。
所述NFC开锁模块11接收并存储外部设备发送来的密码信息，所述单片机12读取所述NFC开锁模块11中存储的密码信息并进行密码验证；同时所述NFC开锁模块11将与外部设备通信时产生的电能输出给所述电源管理模块13，经电源管理模块13进行稳压处理后给所述单片机12和NFC开锁模块11供电；所述NFC开锁模块产生的电能也经过所述电能储存模块14进行存储并输送给所述控制模块15，由所述控制模块15推动电动机16完成开/合锁，同时所述控制模块15也连接所述单片机12，检测电能储存模块14是否存储到合适的电能。
具体的，请参阅图2，所述NFC开锁模块包括NFC芯片U1，所述NFC芯片为NTAG I2C芯片，型号为NT3H1101，所述NFC芯片U1具有相互通信功能，而且在通信时能采集NFC无线电波并输出电能。所述单片机的型号为C8051F988-GM，其为集成有用于进行密码验证的验证模块，其为现有技术，此处不作详述。
具体实施时，所述NFC芯片U1的LA端和LB端连接NFC天线，所述NFC芯片U1的FD端（其为NFC开锁模块的第一输出端）和VCC端连接所述电源管理模块13，具体的，所述NFC芯片U1的FD端连接稳压芯片LDO的VIN端，所述NFC芯片U1的VCC端连接所述稳压芯片LDO的VOUT端，所述NFC芯片U1的EN端（其为NFC开锁模块的第二输出端）连接所述电能储存模块14，具体连接所述稳压芯片LDO的GND端，所述NFC芯片U1的SCL端连接所述单片机12的P1.0端，所述NFC芯片U1的SDA端连接所述单片机12的P1.1端。请继续参阅图2，所述电源管理模块13包括稳压芯片LDO，所述稳压芯片LDO的型号为LM1117，稳定输出电压为3.3V，提供电流限制和热保护，起稳压作用。
具体实施时，所述稳压芯片的VIN端连接所述NFC芯片U1的FD端，所述稳压芯片LDO的VOUT端连接所述单片机12的P1.2端，也连接所述NFC芯片U1的VCC端，所述稳压芯片LDO的GND端连接所述NFC芯片U1的EN端，也连接所述电能储存模块14，具体连接二极管D的正极。
请继续参阅图2，所述电能储存模块14包括二极管D和电容C，所述二极管D起整流作用，所述电容C为储能电容，为所述控制模块15提供电能。
具体实施时，所述二极管D的正极连接所述NFC芯片U1的EN端和稳压芯片LDO的GND端，所述二极管D的负极通过所述电容C接地，也连接所述控制模块15，具体连接场效应管Q2的源极。
请继续参阅图2，所述控制模块15包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、三极管Q1和场效应管Q2，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4起保护作用，所述三极管Q1的型号为S9014，起开关作用，所述场效应管Q2的型号为SI2301，起电子开关的作用。
本实施例中，所述三极管为NPN三极管，所述场效应管为PMOS管。
具体实施时，所述场效应管Q2的源极连接所述电容C的一端和二极管D的负极，也通过所述第一电阻R1连接所述单片机12的P1.3端，还通过所述第二电阻R2连接第三电阻R3的一端和场效应管Q2的栅极，所述场效应管Q2的漏极连接所述电动机16，第三电阻R3的另一端连接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极通过所述第四电阻R4连接所述单片机12的P1.4端。
为了更好的理解本发明，以下结合图1和图2对本发明作进一步说明：
用户输入密码后，所述NFC芯片U1通过NFC天线接收并存储发送来的密码信息，同时所述NFC芯片U1在与外部进行通信时采集NFC无线电波产生电能，并将电能输送给所述电源管理模块12，经电源管理模块13中的稳压芯片LDO进行稳压处理后，给所述单片机12和NFC芯片U1供电；所述NFC芯片U1通信所产生的电能也输送给所述电能储存模块14，给所述电容C充电，所述电容C将储存的电能输出给所述控制模块15，所述控制模块15与所述单片机12连接，由所述单片机12检测所述电容C是否存储到合适的电能，当所述单片机检测到电容C已储存到合适的电能后，并且密码验证成功时，单片机12控制开启场效应管Q2，推动电动机16完成开/合锁的功能。
综上所述，本发明提供的智能锁，不需接电源即可实现自供电，解决了目前智能锁面临电池耗尽或停电时的问题；而且由于没有可攻击的电池/电源接口，提高了智能锁的可靠性和安全性。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能锁，其特征在于，所述智能锁包括NFC开锁模块、单片机、电源管理模块、电能储存模块、控制模块和电动机，所述NFC开锁模块接收并存储外部设备发送来的密码信息，所述单片机读取所述NFC开锁模块中存储的密码信息并进行密码验证；同时所述NFC开锁模块将与外部设备通信时产生的电能输出给所述电源管理模块，经电源管理模块进行稳压处理后给所述单片机和NFC开锁模块供电；所述NFC开锁模块产生的电能也经所述电能储存模块进行存储并输送给所述控制模块，由所述控制模块推动电动机完成开/合锁，同时所述控制模块也连接单片机，检测电能储存模块是否存储到合适的电能。
2.根据权利要求1所述的智能锁，其特征在于，所述NFC开锁模块包括NFC芯片，所述NFC芯片的LA端和LB端连接NFC天线，所述NFC芯片的FD端和VCC端连接所述电源管理模块，所述NFC芯片的EN端连接所述电能储存模块，所述NFC芯片的SCL端连接所述单片机的P1.0端，所述NFC芯片的SDA端连接所述单片机的P1.1端。
3.根据权利要求2所述的智能锁，其特征在于，所述电源管理模块包括稳压芯片，所述稳压芯片的VIN端连接所述NFC芯片的FD端，所述稳压芯片的VOUT端连接所述单片机的P1.2端，也连接所述NFC芯片的VCC端，所述稳压芯片的GND端连接所述NFC芯片的EN端，也连接所述电能储存模块。
4.根据权利要求3所述的智能锁，其特征在于，所述电能储存模块包括二极管和电容，所述二极管的正极连接所述NFC芯片的EN端和稳压芯片的GND端，所述二极管的负极通过所述电容接地，也连接所述控制模块。
5.根据权利要求4所述的智能锁，其特征在于，所述控制模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、三极管和场效应管，所述场效应管的源极连接所述电容的一端和二极管的负极，也通过所述第一电阻连接所述单片机的P1.3端，还通过所述第二电阻连接第三电阻的一端和场效应管的栅极，所述场效应管的漏极连接所述电动机，第三电阻的另一端连接所述三极管的集电极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极通过所述第四电阻连接所述单片机的P1.4端。
6.根据权利要求5所述的智能锁，其特征在于，所述单片机的型号为C8051F988-GM。
7.根据权利要求4所述的智能锁，其特征在于，所述NFC芯片的型号为NT3H1101。
8.根据权利要求4所述的智能锁，其特征在于，所述稳压芯片的型号为LM1117，稳定输出电压为3.3V。
9.根据权利要求5所述的智能锁，其特征在于，所述场效应管的型号为SI2301。
10.根据权利要求5所述的智能锁，其特征在于，所述三极管的型号为S9014。
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