CN108256369A - 一种nfc智能开闭锁控制装置及系统、控制方法 - Google Patents

一种nfc智能开闭锁控制装置及系统、控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种NFC智能开闭锁控制装置及系统、控制方法。NFC智能开闭锁控制装置包括控制器和NFC读写器；控制器包括为控制器提供电能的电源一、电源管理电路、微处理器一、与微处理器一连接用于信息存储的内部存储器、外接锁具的驱动控制电路、外接感应锁具状态传感信号的传感器信号处理电路、天线板一、NFC模块一、NFC信号检测电路；NFC读写器包括为NFC读写器提供电能的电源二、天线板二、NFC模块二。本发明开闭锁过程可无人参与，减少了人为操作对保密物料的干扰；在开闭锁过程中，对异常动作、非法动作进行记录或违规操作进行记录存储，实现自我监测；工作电流小，锁芯驱动结构只需动作时通电，状态保持不耗电，整机待机功率低，续航时间长；本发明高效、安全。

Description

一种NFC智能开闭锁控制装置及系统、控制方法
技术领域
本发明涉及自动开闭锁系统，更具体地，涉及一种NFC智能开闭锁控制装置及系统、控制方法。
背景技术
NFC是Near Field Communication缩写，即近距离无线通讯技术。由飞利浦公司和索尼公司共同开发的NFC是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC 和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC 提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务；NFC 芯片是具有相互通信功能，并具有计算能力，在Felica标准中还含有加密逻辑电路，MIFARE的后期标准也追加了加密/解密模块(SAM)。
在物料管控系统的采样、制样、化验过程中，制样完成后，样品需要保密运输，运输过程需要一个带有物料信息的样桶来保管保密样品。保密样品必须具备代表性、有效性和完整性，否则将影响检测结果，从而对物料进货商或者供货商造成损失。因此，目前在采样、制样、化验的过程中急需一种自动化、无人干预的智能样桶，尤其是对保密物料灌装、运输、卸料等过程进行严格管理，确保保密物料信息与被采样物料完全一致，无人为干预的可能。现有技术中通常使用一种分样机，分样机的作用是由上位机控制样桶在内部运动，保证样桶根据需求填装物料。
而现有的物料管控系统存在以下缺陷：
（1）使用传统钥匙开闭锁的，过程无法全自动无人参与，存在人为干扰保密物料的可能，且钥匙可能人为复制，造成过程中无法完全保密；
（2）无法携带信息，或者如二维码之类的信息可能在过程中被人为调换；
（3）无法对中间过程进行自我监测；
（4）不能重复利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有开闭锁系统的技术不足，提供一种能自动开闭锁、具有信息存储和自我监测功能的NFC智能开闭锁控制装置。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
提供了一种NFC智能开闭锁控制装置，包括分别集成了电路板一和电路板二的控制器和NFC读写器；
所述控制器包括为控制器提供电能的电源一、与电源一连接的电源管理电路、微处理器一、与微处理器一连接用于信息存储的内部存储器、外接锁具的驱动控制电路、外接感应锁具状态传感信号的传感器信号处理电路、用于发送电磁波给NFC读写器和接收NFC读写器发出的电磁波的天线板一、与微处理器一进行信息交互的并通过天线板一与NFC读写器进行通讯的NFC模块一、用于接收天线板一的信号将其进行处理后发送给微处理器一的NFC信号检测电路；
所述NFC读写器包括为NFC读写器提供电能的电源二、用于发送电磁波给控制器和接收控制器发出的电磁波的天线板二、NFC模块二，所述天线板二通过NFC模块二与微处理器二连接；
所述控制器靠近NFC读写器时，天线板一将感应到天线板二的电磁波信号发送给NFC信号检测电路进行电平处理后传送至微处理器一，微处理器一通过电源管理电路分别控制NFC模块一、驱动控制电路、传感器信号处理电路的供电；NFC模块一与NFC读写器进行通讯；驱动控制电路驱动锁具运动。
本发明提供的NFC智能开闭锁控制装置，开闭锁指令由NFC读写器发送到控制器的微处理器二，所述微处理器二将指令收集处理后，传输到NFC模块二，并通过与NFC模块二连接的天线板二与控制器进行数据信息的传递；所述天线板一接收到NFC读写器的命令后，通过NFC模块一将信号传递给微处理器一，由微处理器一控制电源管理电路使驱动控制电路得电，以驱动锁具的运动。控制装置中设有的内部存储器可用于存储信息，内部存储器除了可以存储编号以外，还能自定义存储如车辆、保密物料重量、供应商、时间等信息，可完全杜绝保密物料混淆；由传感信号处理电路将锁具的开闭状态传送给微处理器，并记录到内部存储器中，通过查看内部存储器中的信息就可以判断锁具的动作。
进一步地，所述控制装置以及NFC读写器均包括用于将电源电压转换成匹配电压的DC-DC转换电路；所述控制器还包括用于实时监测电源电压的电源电压采集电路，所述电源电压采集电路与微处理器一相连。
本发明中，所述DC-DC转换电路用于将电源的电压转化成各部件所需的电压，可实时检测电池电压，从而使系统在电量不足时提示用户对其充电。
进一步地，所述控制装置还包括内含温补晶振的用于对系统计时的实时时钟模块，所述实时时钟模块分别与DC-DC转换电路以及微处理器一连接。
所述实时时钟模块通过纽扣电池供电。所述实时时钟模块的误差小于2ppm，用作计时用，即使系统断电，仍可由纽扣电池供电而继续走时。微处理器一判断出异常时可访问实时时钟模块对其进行时间设定或读取，记录下开锁的时间，从而可使用查询监控的方式锁定作弊人员。
进一步地，所述NFC读写器还包括通信模块，所述微处理器二通过通信模块与外部上位机进行通讯；所述内部存储器为带电可擦写可编程只读存储器。所述通信模块为有线通讯电路，选用的接口为RS232或RS485。实现上位机与NFC读写器的连接，从而将指令高效、准确的传输到NFC读写器的微处理器二中。
本发明的另一目的在于，提供一种具有上述NFC智能开闭锁控制装置的系统，
包括分样机和样桶，所述样桶通过分样机的传送装置运输；所述读写器设置在分样机上，所述控制器设置在样桶桶身的外壁上；所述控制器上设有锁具，所述锁具包括锁芯和与驱动控制电路连接用于驱动锁芯运动的驱动装置；所述样桶的桶盖通过连接装置与桶身连接，所述桶盖上设有与锁芯配合的锁槽，所述锁槽上设有活动帽；所述锁具安装处设有用于感应锁具开闭状态的感应元件。
进一步地，所述驱动装置为舵机；所述舵机的输出端设置凸轮，所述凸轮与锁芯配合；所述驱动控制电路通过驱动舵机使锁具开闭。通过驱动控制电路的驱动，所述舵机的凸轮可转动，凸轮上的突出小杆插入锁芯的开槽中，如此将舵机的圆周运动转换为上下运动，从而完成锁芯的伸缩动作。
进一步地，所述感应元件包括用于检测样桶开闭锁状态的传感器和与传感器配合的感应器，所述传感器安装在锁芯处，所述感应器安装锁槽处。当接收到闭锁命令时，所述舵机驱动凸轮驱动锁芯插入到锁槽中，此时活动帽被顶起，被外接的用于探测活动帽是否被顶起的感应元件感应闭锁信号，将信号传送给微处理器一；反之，当接收到开锁命令时，传感元件将感应的开锁信号传送给微处理器一；如此实现样桶锁具状态的监测。
进一步地，为了在系统失效时，也可以开启保密物料的样桶，所述控制器上设有手动开锁机构，所述手动开锁机构包括手动开锁槽和与凸轮配合的开锁工具，所述手动开锁槽设置于控制器的一侧。手动开锁时，使用专用开锁工具插入手动开锁槽再连接到凸轮，旋转工具即可完成手动开锁；手动开锁机构增强了NFC智能开闭锁系统的实用性。在使用手动开锁机构开锁时，同样，传感元件也能将锁具的开闭情况传送给微处理器一。
所述微处理器一可控制各模块电源的开关。在无任何外界干扰时，NFC模块一和舵机为断电状态，传感器则是通过心跳检测的方式，每隔一段时间给传感器通一次电，然后读取传感器信号，再关闭电源，由于检测过程时间短，所以平均功耗很低。
本发明的另一目的在于提供一种具有NFC智能开闭锁控制装置的系统的控制方法，包括以下步骤：
S1.保密物料填装；
样桶在放入分样机之前，使样桶处于开锁状态；当样桶进入到分样机中进行保密物料的装填时，将保密物料从分样机下料口处装入样桶内；
S2.样桶闭锁；
样桶到达取样桶位置后，通过NFC读写器向控制器发出闭锁指令，所述闭锁指令通过微处理器二传送给NFC模块二，所述NFC模块二将信号传递给样桶的控制器；NFC模块一接收到闭锁的指令将其传递给微处理器一，由微处理器一控制驱动控制电路驱动舵机执行闭锁命令，舵机的凸轮驱动锁芯插入到锁槽中，此时，活动帽被顶起，完成闭锁；
S3.样桶开锁；
样桶通过分样机运送到指定位置，从分样机上卸下，并搬运至目的地后，上位机通过NFC读写器的通信模块将开锁指令发送给NFC读写器的微处理器二；微处理器二通过NFC模块二将信号传递给样桶的控制器；所述控制器的NFC模块一接收到开锁指令，由微处理器一控制驱动控制电路驱动舵机执行开锁命令，舵机的凸轮驱动锁芯抽出锁槽，此时，活动帽退到锁槽中，样桶是处于开锁状态；样桶开锁后，使桶盖受力即可使桶盖打开，将保密物料取出。
进一步地，在步骤S1中，微处理器一控制电源管理模块使NFC模块一、驱动控制电路、传感信号处理电路的断电；从而可使在不需要通信和锁芯动作时处于低功耗状态；
在步骤S2中，当天线板一耦合到天线板二发送的信号后，控制器控制电源管理模块使NFC模块一得电；否则微处理器一控制电源管理模块使NFC模块一断电；
当微处理器接收到闭锁命令时，通过电源管理模块使驱动控制电路得电；并通过电源管理模块使传感信号处理电路按一定周期得电，直到接到开锁命令。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的NFC智能开闭锁系统，通过设置控制器、NFC读写器，实现自动化开闭锁，无需人为操作，确保保密物料信息与被采样物料完全对应，无人为干预的可能，避免了保密物料被人为更换。具体地，控制器中的设置的内部存储器，可以存储编号以外，还能自定义存储如车辆、保密物料重量、供应商、时间等信息，可完全杜绝保密物料混淆；控制装置中传感器感应被锁容器锁具的开闭状态，并记录到内部存储器中，通过查看内部存储器中的信息就可以判断样桶被打开动作。同时控制器内部的纽扣电池可以保证断电信息不丢失。当控制器接近NFC读写器时，由于NFC读写器辐射的能量被天线板一耦合到，通过NFC信号检测电路将信号传递给微处理器一，控制器感应到NFC读写器靠近时，打开NFC模块一供电开关，并完成与NFC读写器之间的通信，完成通信且离开NFC读写器后，微处理器一再切断开关打到省电的目的。驱动控制电路则是在需要动作时才供电其余时刻断开电源。为了保证被锁容器发生故障时依然可将保密物料取出，所述控制器上还设有手动开锁机构，使用专用工具可对断电的舵机进行操作，使舵机转动，在系统发生故障时依然可以打开样桶。在闭锁过程中，控制装置有自我监测功能，可以通过传感器监测被锁容器的开闭状态，还能检测系统监测电池用电情况或异常断电情况，可将正常及异常动作以及动作时间记录下来，有效防止人为干扰保密物料的运输；开锁时，可通过读取信息得知过程中是否异常，且通过异常发生时间可以查监控来锁定违规操作者。如此实现对样桶开闭锁情况的监控。
综上，本发明提供的NFC智能开闭锁系统的开闭锁过程可无人参与，减少了人为操作对保密物料的干扰；在开闭锁过程中，对异常动作、非法动作进行记录或违规操作进行记录存储，实现自我监测；由微处理器一驱动舵机旋转带动凸轮使锁芯上下运动，实现自动开锁；相对于传统电磁铁的方式，工作电流小，只需动作时通电，其他时间不耗电；具有一定的安全保护措施，且本NFC智能开闭锁系统高效、安全、可重复使用。
附图说明
图1 为本发明实施例1NFC智能开闭锁控制装置的控制器原理示意图。
图2为本发明实施例1NFC智能开闭锁控制装置的NFC读写器原理示意图。
图3为本发明实施例2样桶立体结构示意图。
图4为本发明实施例2控制器结构示意图。
图5为本发明实施例2锁具的结构示意图。
图中：1. 桶身，2.桶盖，3.连接装置，4.锁具，41.感应器，422. 锁槽，423.活动帽，6.控制器，62.电路板一，621.微处理器一，622.NFC模块一，623.内部存储器，624.传感器，625.电源一，626.舵机，627.凸轮，628.锁芯，629.天线板一，7.手动开锁机构，71.手动开锁槽，72.开锁工具，8.控制开关，9.充电插口。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如附图1至2所示，本实施例提供一种NFC开闭锁智能控制装置，包括分别集成了电路板一和电路板二62的控制器和NFC读写器。
如图1所示，控制器包括为控制器提供电能的电源一、与电源一连接的电源管理电路、微处理器一、与微处理器一连接用于信息存储的内部存储器（图中未画出）、外接锁具的驱动控制电路、外接感应锁具状态传感信号的传感器信号处理电路、用于发送电磁波给NFC读写器和接收NFC读写器发出的电磁波的天线板一、与微处理器一进行信息交互的并通过天线板一与NFC读写器进行通讯的NFC模块一、用于接收天线板一的信号将其进行处理后发送给微处理器一的NFC信号检测电路；还包括用于实时监测电源电压的电源电压采集电路，所述电源电压采集电路与微处理器一相连。
本实施例中，电源一为电池，电池是在控制器未外接电源时用于给设备供电，可通过外界电源对电池进行充电；内部存储器为带电可擦写可编程只读存储器。控制器还包括用于对系统计时的实时时钟模块，所述实时时钟模块分别与微处理器一连接，并通过纽扣电池进行供电；内含温补晶振，误差小于2ppm，用作计时用，即使系统断电，模块仍可由纽扣电池供电而继续走时，微处理器一可访问实时时钟对其进行时间设定或读取。传感器信号处理电路外接传感元件，将传感信号转换成微处理器一可接收的电平。如此可用于侦测保密物料运输的中间过程，对非法断电、开锁进行侦测，并对非法操作时间进行记录，从而发现问题后，可按时间查询监控锁定操作人员，进一步对保密物料进行跟踪监测。
微处理器一通过电源管理电路控制各个模块的供电，对闲置模块进行断电处理，保证其不消耗电能，本实施例中主要是针对NFC模块一、传感器信号处理电路、驱动控制电路进行通断电管理。电源电压采集电路实时检测电池电压，从而使控制装置在电量不足时提示用户对其充电。
如图2所示，NFC读写器包括为NFC读写器提供电能的电源二、用于发送电磁波给控制器和接收控制器发出的电磁波的天线板二、NFC模块二，所述天线板二通过NFC模块二与微处理器二连接；还包括通信模块，所述微处理器二通过通信模块与外部上位机进行通讯，采用的接口是RS232或者RS485。
控制器以及NFC读写器均包括用于将电源电压转换成匹配电压的DC-DC转换电路；天线板一和天线板二，均为13.56MHz NFC天线，发送接收电磁波，电信号传递给NFC芯片，由然后NFC芯片处理成数字信号。NFC模块一和NFC模块二的芯片均为NFC收发芯片。
控制器靠近NFC读写器时，天线板一将感应到天线板二的电磁波信号发送给NFC信号检测电路进行电平处理后传送至微处理器一，微处理器一通过电源管理电路分别控制NFC模块一、驱动控制电路、传感器信号处理电路的供电；NFC模块一得电被唤醒后，与NFC读写器的NFC模块二进行通讯，微处理器二通过NFC模块将上位机指令传送给微处理器一；微处理器一控制电源管理电路使得驱动控制电路得电，驱动控制电路驱动锁具运动，实现自动开闭锁功能；传感器信号处理电路得电，通过接收外部感应元件的信号，将锁具的状态信息发送给微处理器一，微处理器一将信息存储到内部存储器，并通过NFC芯片将信息传递到微处理器二后，再通过通信模块反馈到上位机。
实施例2
如图3至5所示，本实施例提供一种具有实施例1的NFC智能开闭锁控制装置的系统。
包括分样机和样桶，样桶通过分样机的传送装置运输。NFC读写器设置在分样机上，控制器6设置在桶身1的外壁上。
控制器上6设有锁具4，锁具4包括锁芯628和与驱动控制电路连接用于驱动锁芯628运动的舵机626；样桶的桶盖2通过连接装置3与桶身1连接，桶盖2上设有与锁芯628配合的锁槽422，锁槽422上设有活动帽423。
舵机626的输出端设置凸轮627，凸轮627上设有突出的小杆，锁芯628上设有与小杆相配合的开槽。
锁具4安装处设有用于感应锁具4开闭状态的感应元件；感应元件包括用于检测样桶开闭锁状态的传感器624和与传感器624配合的感应器41；传感器624安装在锁芯628处，感应器41安装锁槽422处。本实施例中，传感器624为霍尔传感器，感应器41为永磁体。
驱动控制电路可控制舵机626在0-180°之间旋转，舵机626的凸轮627上的突出小杆插入锁芯628的开槽中，如此将舵机626的圆周运动转换为上下运动，从而完成锁芯628的伸缩动作，实现开闭锁，完成桶盖2的开闭。
当锁芯插入到锁槽，活动帽被顶起，被用于探测活动帽是否被顶起的感应元件感应闭锁信号，将信号传送给微处理器一；反之，当接收到开锁命令时，传感元件将感应的开锁信号传送给微处理器一；如此实现样桶锁具状态的监测。
当控制器6随着样桶在分样机的传送装置进行传输，接近NFC读写器时，由于NFC读写器辐射的能量被天线板一621耦合到，通过NFC信号检测电路将信号传递给微处理器一621，控制器6如此感应到NFC读写器靠近后，打开NFC模块一622供电开关，NFC模块一622被唤醒，开始与NFC读写器之间进行通信。通过上位机发出的指令，指令通过NFC读写器的通信模块传输到微处理器二，微处理器二通过NFC模块二，以及与NFC模块二连接的天线板二与外部的控制器6进行数据信息交互。控制器6接收到NFC读写器的命令后，通过NFC模块一622将信号传递给微处理器一621，由微处理器一621控制驱动控制电路，驱动舵机626执行闭锁或开锁命令。NFC读写器和控制器之间完成通信且控制器6离开NFC读写器后，微处理器一621再切断开关打到省电的目的。驱动控制电路则是在需要动作时才供电其余时刻断开电源。
本实施例中，微处理器一621还连接有显示屏，OLED屏，可显示目前设备状态；以及信号灯做系统指示用。
样桶的侧壁上设有手动开锁机构7，手动开锁机构7包括手动开锁槽71和与凸轮627配合连接的开锁工具72，使用专用开锁工具72插入手动开锁槽71再连接到凸轮627，旋转开锁工具72即可完成手动开锁；手动开锁机构7可以使系统失效时，也可以开启保密物料的样桶，增强了NFC智能开闭锁系统的实用性。
样桶上还设有用于控制电源625开路或断路的控制开关8和电源一625充电插口9。可对控制器断电处理，从而达成省电的目的，同时系统故障时可使用开关对其进行复位操作。
在实际使用中，NFC智能开闭锁系统在闭锁过程中，控制器6有自我监测功能，可以通过传感器监测被锁的样桶的开闭状态，还能检测系统监测电池用电情况或异常断电情况通过微处理器一621传送给内部存储器623进行存储，即使被人为断电或者电池电量消耗完，可将这些动作以及动作时间记录下来；有效防止人为干扰保密物料的运输；开锁时，可通过读取信息得知过程中是否异常，且通过异常时间可以查监控来锁定违规操作者。即使使用手动开锁方案，如果在系统正常状态下开锁，依然可以记录下来。如此实现对样桶开闭锁情况的监控。
在闭锁过程中，控制器6有自我监测功能，首先是可以通过传感器41监测被锁样桶的开闭锁状态，还能检测系统是否被人为断电或者电池电量消耗完，并且可将这些动作以及动作时间记录下来，在最后开锁时可通过读取信息得知过程中是否异常，且通过异常时间可以查监控来锁定违规操作者。
本实施例，配合上位机，可完成自动化开闭锁，无需人为操作；内部存储器623可记录信息，并可通过NFC读写器读写；具有自我监测功能，通过传感器可以感应到锁具动作或者被锁物品是否与控制器分离，并能记录下时间信息，以备查看，或者也可由上位机读取到锁芯628状态；系统故障时依然可由手动动作开启，提高系统可靠性；可重复使用，使用过程中无废料产生。
实施例3
本实施例提供一种具有NFC智能开闭锁控制装置的系统的控制方法，包括以下步骤：
S1.保密物料填装；
样桶在放入分样机之前，使样桶处于开锁状态；当样桶进入到分样机中进行保密物料的装填时，将保密物料从分样机下料口处装入样桶内；微处理器一621控制电源管理模块使NFC模块一622、驱动控制电路、传感信号处理电路的断电，从而可使在不需要通信和锁芯动作时处于低功耗状态，从而可使在不需要通信和锁芯动作时处于低功耗状态；
S2.样桶闭锁；
样桶到达取样桶位置后，上位机通过NFC读写器向控制器发出闭锁指令，与此同时，上位机也可将必要信息（如待保密运输的物品的资料）传递至控制器内存储。所述闭锁指令通过微处理器二传送给NFC模块二，所述NFC模块二将信号传递给样桶的控制器；NFC模块一622接收到闭锁的指令将其传递给微处理器一621，由微处理器一621控制驱动控制电路驱动舵机执行闭锁命令，舵机的凸轮驱动锁芯628插入到锁槽中，此时，活动帽423被顶起，完成闭锁；传感元件将闭锁状态信号发送给微处理器一621存储到内部存储器623；当天线板一621耦合到天线板二发送的信号后，控制器控制电源管理模块使NFC模块一622得电；否则微处理器一621控制电源管理模块使NFC模块一622断电；
当微处理器接收到闭锁命令时，通过电源管理模块使驱动控制电路得电；并通过电源管理模块使传感信号处理电路按一定周期得电，直到接到开锁命令。
完成闭锁之后，样桶即可在运输过程中保密。
S3.样桶开锁；
当物品到达目的地后，再使用上位机控制读写器将命令传递给控制器，控制盒内的微处理器收到命即可操作舵机完成开锁动作，此时物品即可从容器内取出。过程中只允许使用NFC读写器与控制盒使用特定的指令和密码通信才能合法开锁，在这使用的NFC通信方式需要在靠近控制盒10cm以内才能对其进行操作，所以过程中人为干扰保密物品的可能性极低。
具体地，样桶通过分样机运送到指定位置，从分样机上卸下，并搬运至目的地后，上位机通过NFC读写器的通信模块将开锁指令发送给NFC读写器的微处理器二；微处理器二通过NFC模块二将信号传递给样桶的控制器；所述控制器的NFC模块一622接收到开锁指令，由微处理器一621控制驱动控制电路驱动舵机执行开锁命令，舵机的凸轮驱动锁芯628抽出锁槽，此时，活动帽423退到锁槽中，样桶是处于开锁状态；传感元件将开锁状态信号发送给微处理器一621存储到内部存储器623；样桶开锁后，使桶盖受力即可使桶盖打开，将保密物料取出。
在整个控制过程中，通过微处理器一621控制各模块电源的开关，实现省电功能。在无任何外界干扰时，NFC芯片和舵机626为断电状态，传感器41则是通过心跳检测的方式间歇式获得信号。当控制器6接近NFC读写器时，由于NFC读写器辐射的能量被环形天线耦合到，通过信号检测模块将信号传递给微处理器一621，得知有NFC读写器靠近时打开NFC模块一622供电开关，对其进行供电，并完成与NFC读写器之间的通信，完成通信且控制器6离开NFC读写器后，微处理器一621再切断NFC模块一的电源到达省电的目的。驱动控制电路则是在需要动作时才供电其余时刻断开电源。传感器41则是通过心跳检测的方式，每隔一段时间给传感器41通一次电，然后读取传感器41信号，再关闭电源一625，由于检测过程时间短，所以平均功耗很低。此种方式相对于传统电磁铁的方式，工作电流小，只需动作时通电，其他时间不耗电。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。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，均应包含在本发明范围内。

Claims (10)

1.一种NFC智能开闭锁控制装置，其特征在于，包括分别集成了电路板一和电路板二的控制器和NFC读写器；
所述控制器包括为控制器提供电能的电源一、与电源一连接的电源管理电路、微处理器一、与微处理器一连接用于信息存储的内部存储器、外接锁具的驱动控制电路、外接感应锁具状态传感信号的传感器信号处理电路、用于发送电磁波给NFC读写器和接收NFC读写器发出的电磁波的天线板一、与微处理器一进行信息交互的并通过天线板一与NFC读写器进行通讯的NFC模块一、用于接收天线板一的信号将其进行处理后发送给微处理器一的NFC信号检测电路；
所述NFC读写器包括为NFC读写器提供电能的电源二、用于发送电磁波给控制器和接收控制器发出的电磁波的天线板二、NFC模块二，所述天线板二通过NFC模块二与微处理器二连接；
所述控制器靠近NFC读写器时，天线板一将感应到天线板二的电磁波信号发送给NFC信号检测电路进行电平处理后传送至微处理器一，微处理器一通过电源管理电路分别控制NFC模块一、驱动控制电路、传感器信号处理电路的供电；NFC模块一与NFC读写器进行通讯；驱动控制电路驱动锁具运动。
2.根据权利要求1所述NFC智能开闭锁控制装置，其特征在于，所述控制器以及NFC读写器均包括用于将电源电压转换成匹配电压的DC-DC转换电路；所述控制器还包括用于实时监测电源电压的电源电压采集电路，所述电源电压采集电路与微处理器一相连。
3.根据权利要求2所述NFC智能开闭锁控制装置，其特征在于，所述控制器还包括内含温补晶振的用于对系统计时的实时时钟模块，所述实时时钟模块分别与DC-DC转换电路以及微处理器一连接。
4.根据权利要求1所述NFC智能开闭锁控制装置，其特征在于，所述NFC读写器还包括通信模块，所述微处理器二通过通信模块与外部上位机进行通讯；所述内部存储器为带电可擦写可编程只读存储器。
5.一种具有权利要求1至4任意一项所述NFC智能开闭锁控制装置的系统，其特征在于，还包括分样机和样桶，所述样桶通过分样机的传送装置运输；所述读写器设置在分样机上，所述控制器设置在样桶的外壁上；所述控制器上设有锁具，所述锁具包括锁芯和与驱动控制电路连接用于驱动锁芯运动的驱动装置；所述样桶的桶盖通过连接装置与桶身连接，所述桶盖上设有与锁芯配合的锁槽，所述锁槽上设有活动帽；所述锁具安装处设有用于感应锁具开闭状态的感应元件。
6.根据权利要求5所述具有NFC智能开闭锁控制装置的系统，其特征在于，所述驱动装置为舵机；所述舵机的输出端设置凸轮，所述凸轮与锁芯配合；所述驱动控制电路通过驱动舵机旋转使锁芯上下运动实现锁具开闭。
7.根据权利要求6所述具有NFC智能开闭锁控制装置的系统，其特征在于，所述感应元件包括用于检测样桶开闭锁状态的传感器和与传感器配合的感应器，所述传感器安装在锁芯处，所述感应器安装锁槽处。
8.根据权利要求5所述具有NFC智能开闭锁控制装置的系统，其特征在于，所述控制器上设有手动开锁机构，所述手动开锁机构包括手动开锁槽和与凸轮配合的开锁工具，所述手动开锁槽设置于控制器的一侧。
9.一种应用了权利要求6至8任意一项所述具有NFC智能开闭锁控制装置的系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.保密物料填装；
样桶在放入分样机之前，使样桶处于开锁状态；当样桶进入到分样机中进行保密物料的装填时，将保密物料从分样机下料口处装入样桶内；
S2.样桶闭锁；
样桶到达取样桶位置后，通过NFC读写器向控制器发出闭锁指令，所述闭锁指令通过微处理器二传送给NFC模块二，所述NFC模块二将信号传递给样桶的控制器；NFC模块一接收到闭锁的指令将其传递给微处理器一，由微处理器一控制驱动控制电路驱动舵机执行闭锁命令，舵机的凸轮驱动锁芯插入到锁槽中，此时，活动帽被顶起，完成闭锁；
S3.样桶开锁；
样桶通过分样机运送到指定位置，从分样机上卸下，并搬运至目的地后，上位机通过NFC读写器的通信模块将开锁指令发送给NFC读写器的微处理器二；微处理器二通过NFC模块二将信号传递给样桶的控制器；所述控制器的NFC模块一接收到开锁指令，由微处理器一控制驱动控制电路驱动舵机执行开锁命令，舵机的凸轮驱动锁芯抽出锁槽，此时，活动帽退到锁槽中，样桶是处于开锁状态；样桶开锁后，使桶盖受力即可使桶盖打开，将保密物料取出。
10.根据权利要求9所述具有NFC智能开闭锁控制装置的系统的控制方法，其特征在于，
在步骤S1中，微处理器一控制电源管理模块使NFC模块一、驱动控制电路、传感信号处理电路的断电；
在步骤S2中，当天线板一耦合到天线板二发送的信号后，控制器控制电源管理模块使NFC模块一得电；否则微处理器一控制电源管理模块使NFC模块一断电；
当微处理器接收到闭锁命令时，通过电源管理模块使驱动控制电路得电，并通过电源管理模块使传感信号处理电路按一定周期得电，直到接到开锁命令。
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Denomination of invention: NFC intelligent opening and locking control device, system and control method

Effective date of registration: 20211025

Granted publication date: 20210629

Pledgee: Bank of Changsha Co.,Ltd. Chenzhou Branch

Pledgor: HUNAN XINGYUAN INTELLIGENT EQUIPMENT Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980011119

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