CN106571019A - 无源近距离控制装置、方法、系统及电子钥匙 - Google Patents

无源近距离控制装置、方法、系统及电子钥匙 Download PDF

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Abstract

一种无源近距离控制装置、方法、系统及电子钥匙，该装置用于与智能控制系统交互通讯，所述智能控制系统可产生用于传输信号的近距离电磁场，所述无源近距离控制装置包括接收端、转换电路以及控制模块，接收端在接收所述发射端发出的电磁波信号；转换电路将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和电能；控制模块接收外部输入指令并以信号的方式通过所述转换电路传送至所述接收端，所述接收端该近距离电磁场范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端。将智能控制系统的身份识别和控制部分利用近距离电磁场传输技术，实现在近距离的范围内无需外接电源情况下，对设备的交互通讯达到控制的目的，体现智能设备更高的安全性及便携性。

Description

无源近距离控制装置、方法、系统及电子钥匙
技术领域
本发明涉及自动控制技术，特别是涉及一种无源近距离控制装置、方法、系统及电子钥匙。
背景技术
基于物联网概念的各种物联网基础硬件及软件平台伴随着中国物联网的发展日趋成熟。在这一背景下，智能家居、智能穿戴、智能控制类产品作为物联网的组成部分对于人机交互的控制部分也提出了更多便携性及安全方面的需求。
目前的智能控制类产品采用的控制方式有：无源IC卡、固定的有源控制面板、有源遥控设备等。这些控制产品均分别存在不同的缺陷，如：无源IC卡，不能实现对智能系统的控制、参数设置等无法实现交互通讯，其只能相当于钥匙的作用。固定的有源控制面板，虽然可以实现系统的控制及参数设置，但其不能实现便携，安全级别有限制。有源遥控器，如智能终端产品，虽然可以实现系统的控制及参数设置，但是其产品构造成本高。而一般遥控器则也便携性和安全性都较差。
发明内容
本发明目的在于提供一种无源近距离控制系统，旨在解决目前智能控制系统的控制装置无法实现交互通讯、便携性和安全性差的问题。
本发明提供了一种无源近距离控制装置，用于与智能控制系统交互通讯，所述智能控制系统具有一发射端，该发射端可产生用于传输信号的近距离电磁场，所述无源近距离控制装置包括接收端、与所述接收端连接的转换电路以及与所述转换电路连接的控制模块，其中：
所述接收端在该近距离电磁场范围内接收所述发射端发出的电磁波信号；所述转换电路将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和用于维持所述无源近距离控制装置工作的电能；所述控制模块在所述电能和通讯信号驱动下工作，以接收外部输入指令并以信号的方式通过所述转换电路传送至所述接收端，所述接收端在该近距离电磁场范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端。
优选地，所述控制模块接收外部输入指令先对其进行加密后，以信号的方式传送至所述转换电路。
优选地，所述接收端包括RFID天线。
优选地，所述控制模块包括微处理器和输入面板，所述输入面板包括触摸面板和/或按键键盘。
优选地，该近距离电磁场的直径范围为0～20cm。
本发明还提供了一种无源近距离控制方法，与智能控制系统交互通讯，所述智能控制系统具有一发射端，该发射端可产生近距离电磁场，该方法包括：
在该近距离电磁场范围内接收所述发射端发出的电磁波信号；
将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和用于维持内部电路工作的电能；
基于所述通讯信号和电能，接收外部输入指令并转换成信号；
在该近距离电磁场范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端。
优选地，所述接收外部输入指令并转换成信号具体是，先对其进行加密后转换成信号。
优选地，利用触摸面板和/或按键键盘接收所述外部输入指令。
本发明还提供了一种电子钥匙，包括上述的无源近距离控制装置。
本发明还提供了一种无源近距离控制系统，包括主系统单元和无源近距离控制装置，所述主系统单元包括控制器和与所述控制器连接的发射端，该发射端可产生用于传输信号的近距离电磁场；所述无源近距离控制装置包括接收端、与所述接收端连接的转换电路以及与所述转换电路连接的控制模块；
所述接收端在该近距离电磁场范围内接收所述发射端发出的电磁波信号；所述转换电路将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和用于维持所述无源近距离控制装置工作的电能；所述控制模块在所述电能和通讯信号驱动下工作，以接收外部输入指令并以信号的方式通过所述转换电路传送至所述接收端，所述接收端在该近距离电磁场范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端，所述控制器通过所述发射端接收所述信号并根据该信号执行相应动作。
优选地，所述发射端和接收端包括RFID天线。
优选地，所述控制模块包括微处理器和输入面板，所述输入面板包括触摸面板和/或按键键盘。
优选地，该近距离电磁场的直径范围为0～20cm。
上述的无源近距离控制装置和电子钥匙配合智能控制系统使用，将智能控制系统的身份识别和控制部分利用近距离电磁场传输技术，实现在近距离的范围内无需外接电源情况下，对设备的交互通讯达到控制的目的。体现智能设备更高的安全性及便携性。另外，控制装置和电子钥匙不需要外接电源或内置电池，重量轻、可靠性高。易于拆卸和更换，维护及维修更方便。利用近距离电磁场的成熟及标准化使控制更安全，并且因为控制过程是利用近距离无线方式来实现的，使得通讯的安全性可以得到充分的体现，小于范围的通讯距离使得控制过程在一些领域符合安全与便携相结合的需求。无线的通讯方式在某些领域为产品控制端与发射端隔离的安全性设计需求提供了更加灵活的选择。
附图说明
图1为本发明较佳实施例中无源近距离控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明较佳实施例中一种无源近距离控制系统，如门禁系统、汽车防盗系统、工业自动控制系统或医疗设备系统等。无源近距离控制系统包括可交互通讯的主系统单元100(即智能控制系统100)和无源近距离控制装置200。
所述主系统单元100包括控制器110、与所述控制器110连接的发射端120和与所述控制器110连接的受控设备130，该发射端120可产生用于传输信号的近距离电磁场122。所述无源近距离控制装置200包括接收端210、与所述接收端210连接的转换电路220以及与所述转换电路220连接的控制模块230。
无源近距离控制装置200发热接收端210在该近距离电磁场122范围内接收所述发射端120发出的电磁波信号；所述转换电路220将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和用于维持所述无源近距离控制装置200内部电路工作的电能；所述控制模块230在所述电能和通讯信号驱动下工作，以接收外部输入指令并以信号(包括控制信号和/或反馈信号)的方式通过所述转换电路220传送至所述接收端210，所述接收端210在该近距离电磁场122范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端120，所述控制器110通过所述发射端120接收所述信号并根据该信号执行相应动作。
具体地，主系统单元100中的控制器110可以是上位机，也可以是中央处理器；发射端120为一个控制接口，如读卡器、感应器等端口设备，发射端120上设置有RFID(包括NFC)天线，将控制器110发出的通讯信号通过RFID天线以电磁波形式发送出去。受控设备130为被控制的终端设备，如电子门锁、驱动电机等。控制器110接收发射端120的信号以改变预设参数或控制受控设备130执行动作，其方式相对目前的需要计算机设备才能改变改变预设参数的方式更方便快捷，节省成本。无源近距离控制装置200可以是电子钥匙，如：IC卡、汽车钥匙、遥控面板等。
无源近距离控制装置200中接收端210包括RFID(包括NFC)天线。转换电路220将电磁波信号进行处理包括：将通讯信号转化为控制模块230可识别的信号。将非通讯信号转化为电能，以电流的形式输送给控制模块230。接收端210可以与转换电路220一体设计，也可以独立设计。
控制模块230包括微处理器232和输入面板234，输入面板234包括触摸面板和/或按键键盘。控制模块230接收外部输入指令先对其进行加密后，以信号的方式传送至所述转换电路220。具体地，微处理器232和输入面板234接收电能后启动，在通讯信号的驱动下开始工作，即通讯信号为触发信号、唤醒信号和/或判断无源近距离控制装置200是否与主系统单元100匹配的用于身份识别的验证信号。输入面板234用于让用户输入外部输入指令(如密码、设置参数、设备开关控制等)，微处理器232识别该外部输入指令后，将处理为信号(若涉及到用户信息和密码信息则先对其进行加密)后传送至转换电路220。信号可以包括外部输入指令以及判定无源近距离控制装置200是否与主系统单元100匹配或不匹配的用于身份识别的验证反馈信号。
优选地，该近距离电磁场122的直径范围为0～20cm，优选为10cm。
此外，还公开了一种无源近距离控制装置200，用于与智能控制系统100(即上述的主系统单元100)交互通讯，所述智能控制系统100具有一发射端120，该发射端120可产生用于传输信号的近距离电磁场122，包括接收端210、与所述接收端210连接的转换电路220以及与所述转换电路220连接的控制模块230，其中：
所述接收端210在该近距离电磁场122范围内接收所述发射端120发出的所述电磁波信号；所述转换电路220将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和用于维持所述无源近距离控制装置200内部电路工作的电能；所述控制模块230在所述电能和通讯信号驱动下工作，以接收外部输入指令并以信号的方式通过所述转换电路220传送至所述接收端210，所述接收端210在该近距离电磁场122范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端120。
优选地，所述控制模块230接收外部输入指令先对其进行加密后，以信号的方式传送至所述转换电路220。
优选地，所述接收端210包括RFID天线。
优选地，所述控制模块230包括微处理器232和输入面板234，所述输入面板234包括触摸面板和/或按键键盘。
优选地，该近距离电磁场122的直径范围为0～20cm。
上述的无源近距离控制装置200的具体实施方式可参照上述的无源近距离控制系统。
此外，还公开了一种无源近距离控制方法，与智能控制系统100交互通讯，所述智能控制系统100具有一发射端120，该发射端120可产生近距离电磁场122，该方法包括以下步骤：
步骤一，在该近距离电磁场122范围内接收所述发射端120发出的电磁波信号；
步骤二，将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和用于维持内部电路工作的电能；
步骤三，基于所述通讯信号和电能，接收外部输入指令并转换成信号；
步骤四，在该近距离电磁场122范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端120。
优选地，所述接收外部输入指令并转换成信号具体是，先对其进行加密后转换成信号。
优选地，利用触摸面板和/或按键键盘接收所述外部输入指令。
上述的无源近距离控制装置200的具体实施方式可参照上述的无源近距离控制系统。
无源近距离控制系统工作原理：
主系统单元100中的控制器110发出通讯信号给发射端120；发射端120将通讯信号以电磁波的形式发送出去；接收端210接收到发射端120的电磁波，并将电磁波信号发送给转换电路220；转换电路220处理电磁波信号，其中：将通讯信号转化为控制模块230可识别的信号；将非通讯信号转化为能量，以电流的形式输送给控制模块230；控制模块230接收到电流，开始工作。用户对控制模块230进行操作，例如：通过触摸屏输入通行密码。控制模块230将用户的操作处理为信号，并发送给转换电路220。转换电路220将信号发送给接收端210；接收端210将信号以电磁波的形式发送给发射端120。
发射端120接收到电磁波，处理为信号并发送给控制器110，例如：接收到电磁波后转换为电信号发送出去。控制器110根据信号做出相应的操作，控制器110解密电信号，对用户输入的数据进行校验，然后根据要求工作。在所有交互过程中，通讯信号的传递都是双向的、可加密的。
上述的无源近距离控制装置200和电子钥匙配合智能控制系统100使用，将智能控制系统100的身份识别和控制部分利用近距离电磁场122传输技术，实现在近距离的范围内无需外接电源情况下，对设备的交互通讯达到控制的目的。体现智能设备更高的安全性及便携性。另外，控制装置和电子钥匙不需要外接电源或内置电池，重量轻、可靠性高。易于拆卸和更换，维护及维修更方便。利用近距离电磁场122的成熟及标准化使控制更安全，并且因为控制过程是利用近距离无线方式来实现的，使得通讯的安全性可以得到充分的体现，小于范围的通讯距离使得控制过程在一些领域符合安全与便携相结合的需求。无线的通讯方式在某些领域为产品控制端与发射端120隔离的安全性设计需求提供了更加灵活的选择。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种无源近距离控制装置，用于与智能控制系统交互通讯，所述智能控制系统具有一发射端，该发射端可产生用于传输信号的近距离电磁场，其特征在于，所述无源近距离控制装置包括接收端、与所述接收端连接的转换电路以及与所述转换电路连接的控制模块，其中：
所述接收端在该近距离电磁场范围内接收所述发射端发出的电磁波信号；所述转换电路将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和用于维持所述无源近距离控制装置工作的电能；所述控制模块在所述电能和通讯信号驱动下工作，以接收外部输入指令并以信号的方式通过所述转换电路传送至所述接收端，所述接收端在该近距离电磁场范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端。
2.如权利要求1所述的无源近距离控制装置，其特征在于，所述控制模块接收外部输入指令先对其进行加密后，以信号的方式传送至所述转换电路。
3.如权利要求1所述的无源近距离控制装置，其特征在于，所述接收端包括RFID天线。
4.如权利要求1所述的无源近距离控制装置，其特征在于，所述控制模块包括微处理器和输入面板，所述输入面板包括触摸面板和/或按键键盘。
5.如权利要求1所述的无源近距离控制装置，其特征在于，该近距离电磁场的直径范围为0～20cm。
6.一种无源近距离控制方法，与智能控制系统交互通讯，所述智能控制系统具有一发射端，该发射端可产生近距离电磁场，其特征在于，该方法包括：
在该近距离电磁场范围内接收所述发射端发出的电磁波信号；
将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和用于维持内部电路工作的电能；
基于所述通讯信号和电能，接收外部输入指令并转换成信号；
在该近距离电磁场范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端。
7.如权利要求6所述的无源近距离控制方法，其特征在于，所述接收外部输入指令并转换成信号具体是，先对其进行加密后转换成信号。
8.如权利要求6所述的无源近距离控制方法，其特征在于，利用触摸面板和/或按键键盘接收所述外部输入指令。
9.一种电子钥匙，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的无源近距离控制装置。
10.一种无源近距离控制系统，其特征在于，包括主系统单元和无源近距离控制装置，所述主系统单元包括控制器和与所述控制器连接的发射端，该发射端可产生用于传输信号的近距离电磁场；所述无源近距离控制装置包括接收端、与所述接收端连接的转换电路以及与所述转换电路连接的控制模块；
所述接收端在该近距离电磁场范围内接收所述发射端发出的电磁波信号；所述转换电路将所述电磁波信号进行处理得到通讯信号和用于维持所述无源近距离控制装置工作的电能；所述控制模块在所述电能和通讯信号驱动下工作，以接收外部输入指令并以信号的方式通过所述转换电路传送至所述接收端，所述接收端在该近距离电磁场范围内将所述信号以电磁波形式发送到所述发射端，所述控制器通过所述发射端接收所述信号并根据该信号执行相应动作。
11.如权利要求10所述的无源近距离控制系统，其特征在于，所述发射端和接收端包括RFID天线。
12.如权利要求10所述的无源近距离控制系统，其特征在于，所述控制模块包括微处理器和输入面板，所述输入面板包括触摸面板和/或按键键盘。
13.如权利要求10所述的无源近距离控制系统，其特征在于，该近距离电磁场的直径范围为0～20cm。
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