CN108305369A - 智能锁系统及其工作方法、安装该智能锁系统的通信箱 - Google Patents

智能锁系统及其工作方法、安装该智能锁系统的通信箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智能锁系统及其工作方法、安装该智能锁系统的通信箱，其中本智能锁系统包括：智能终端、服务器、控制器，与该控制器电性相连的电子锁，其中所述智能终端适于与电子锁匹配后，以获得识别码，并将识别码发送至服务器；所述服务器适于在数据库中匹配上述识别码后，由所述智能终端通过服务器向控制器发送电子锁控制指令；本发明实现了由智能终端匹配电子锁、智能终端控制电子锁开锁关锁操作的功能。

Description

智能锁系统及其工作方法、安装该智能锁系统的通信箱
技术领域
本发明涉及一种智能锁系统及其工作方法、安装该智能锁系统的通信箱。
背景技术
通信箱体是用于存放通信设备的电气箱体，传统通信箱体设计简单，安全措施不足，容易在被非法打开后，对箱内部通讯线路进行恶意破坏。
为了解决上述技术问题，很有必要对通信箱进行智能锁改造，以提高其安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能锁系统及其工作方法、通信箱。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种智能锁系统，包括：智能终端、服务器、控制器，与该控制器电性相连的电子锁；其中所述智能终端适于与电子锁匹配后，以获得识别码，并将识别码发送至服务器；所述服务器适于在数据库中匹配上述识别码后，由所述智能终端通过服务器向控制器发送电子锁控制指令。
进一步，所述控制器包括：控制单元和与该控制单元电性连接的通信单元；其中所述控制单元包括第一处理器模块和与该第一处理器模块电性连接的电池监测模块；所述第一处理器模块适于通过电池监测模块获得电池的实时电量，并将实时电量发送至服务器；以及当电量低于设定阈值时，所述第一处理器模块控制电子锁开锁。
进一步，所述控制器包括：控制单元和与该控制单元电性连接的通信单元；以及所述智能锁系统还包括：箱门打开或关闭检测用的接近开关；在箱门打开后，接近开关将箱门打开状态通过控制单元及通信单元上报至服务器；若服务器未接收到智能终端的开箱指令，则判断该箱门被非法打开。
进一步，所述智能锁系统还包括：与控制单元相连的把手转动检测用霍尔传感器和用于检测电子锁转动的电流传感器；其中所述控制单元适于根据接近开关判断箱门状态，并且通过霍尔传感器判断把手转动状态，以及通过电流传感器检测电子锁中锁体电机转子转动状态判断锁舌是否转动到位。
进一步，所述通信单元包括：第二处理器模块，与该第二处理器模块电性连接的蓝牙模块和NB-IOT模块；其中所述蓝牙模块适于与智能终端进行蓝牙对接，以发送所述识别码；所述NB-IOT模块适于向服务器接收控制指令或发送状态信息；以及所述第二处理器模块适于通过串口与第一处理器模块进行交互通讯。
进一步，将识别码作为扫码标签，所述智能终端适于通过扫描扫码标签以获得上述识别码。
进一步，所述第一处理器模块还与按键模块相连，且通过按键模块唤醒休眠中的智能锁系统；以及所述第一处理器模块还与LED电路和/或蜂鸣器电路，即当NB-IOT模块接入网络或开锁操作成功后，发出光亮和/或声音提示。
第二方面，本发明还提供一种智能锁系统的工作方法包括：电子锁注册方法和电子锁使用方法。
进一步，所述智能锁系统包括：智能终端、服务器、控制器，与该控制器电性相连的电子锁；所述电子锁注册方法包括：所述智能终端适于与电子锁匹配后，获得识别码，并将识别码发送至服务器，以在服务器的数据库中进行匹配，若匹配成功，则将注册成功。
进一步，本发明还提供一种电子锁使用方法包括：所述智能终端通过服务器向控制器发送电子锁控制指令；以及电子锁使用方法包括：所述智能终端通过服务器向控制器发送电子锁控制指令；并且所述控制器包括：控制单元和与该控制单元电性连接的通信单元；以及所述智能锁系统还包括：箱门打开或关闭检测用的接近开关；在箱门打开后，接近开关将箱门打开状态通过控制单元及通信单元上报至服务器；若服务器未接收到智能终端的开箱指令，则判断该箱门被非法打开；以及所述智能锁系统还包括：与控制单元相连的把手转动检测用霍尔传感器和用于检测电子锁转动的电流传感器；其中所述控制单元适于根据接近开关判断箱门状态，并且通过霍尔传感器判断把手转动状态，以及通过电流传感器检测电子锁中锁体电机转子转动状态判断锁舌是否转动到位。
第三方面，本发明还提供了一种通信箱，所述通信箱适于采用上述智能锁系统进行控制。
本发明的有益效果是，本发明的智能锁系统及其工作方法、通信箱，通过智能终端、安装在通信箱内的控制器和电子锁，以及位于云端的服务器实现了对通信箱的智能化开启或关闭，可以通过服务器完成一定区域内多个通信箱的智能化管理，提高了通信箱的安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的智能锁系统控制原理框图；
图2是本发明的电子锁芯的关锁状态示意图；
图3是本发明的电子锁芯的开锁状态示意图；
图4是本发明的电子锁芯的关锁状态转子位置示意图；
图5是本发明的电子锁芯的开锁状态转子位置示意图；
图6是本发明的电子锁芯的控制原理框图；
图7是本发明的电子锁芯的开锁操作流程图；
图8是本发明的电子锁芯的关锁操作流程图。
图中，1为锁头、2为转子、3为挡板、4为锁体电机、5为外壳。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种智能锁系统，包括：智能终端、服务器、控制器，与该控制器电性相连的电子锁，其中所述智能终端适于与电子锁匹配后，以获得识别码，并将识别码发送至服务器；所述服务器适于在数据库中匹配上述识别码后，由所述智能终端通过服务器向控制器发送电子锁控制指令。
在本实施例中，所述智能终端可以但不限于是智能手机、IPAD；所述识别码具体为各电子锁所对应的SN码；所述服务器包括用于电子锁SN码对应的数据库，通过智能终端从电子锁获得相应SN码后，且在服务器端完成匹配后，可以实现本智能终端对电子锁的操控。服务器也可以将电子锁的状态数据发送至智能终端。
为了能够监控电子锁的电量，避免电子锁电量在用完后无法正常开锁；所述控制器包括：控制单元和与该控制单元电性连接的通信单元；其中所述控制单元包括第一处理器模块和与该第一处理器模块电性连接的电池监测模块；所述第一处理器模块适于通过电池监测模块获得电池的实时电量(电子锁的状态数据之一)，并将实时电量发送至服务器；以及当电量低于设定阈值时，所述第一处理器模块控制电子锁开锁。
在本实施例中，所述第一处理器模块可以但不限于是STM系列且带有AD功能的单片机；所述阈值可以设定为电池电量10％、15％、20％。
为了提高通信箱的安全性，使其在非法打开后，及时上报；所述智能锁系统还包括：箱门打开或关闭检测用的接近开关；在箱门打开后，接近开关将箱门打开状态通过控制单元及通信单元上报至服务器；若服务器未接收到智能终端的开箱指令，则判断该箱门被非法打开，并且在非法打开后，可以将报警数据发送给智能终端进行报警。
为了检测通信箱是否上锁到位，所述智能锁系统还包括：与控制单元相连的把手转动检测用霍尔传感器和用于检测电子锁转动的电流传感器；其中所述控制单元适于根据接近开关判断箱门状态，并且通过霍尔传感器判断把手转动状态，以及通过电流传感器检测电子锁中锁体电机转子转动状态判断锁舌是否转动到位，通过接近开关判断箱门已关，霍尔传感器判断把手转动到位，以及通过电流传感器检测锁舌已到位(电流传感器检测锁舌的具体方法即判断转子2 是否转动到位，具体判断过程及原理将在以下实施例中详细阐述)，则判定通信箱已正确上锁。
所述通信单元包括：第二处理器模块，与该第二处理器模块电性连接的蓝牙模块和NB-IOT模块；其中，所述蓝牙模块适于与智能终端进行蓝牙对接，以发送所述识别码；所述NB-IOT模块适于向服务器接收控制指令或发送状态信息；以及所述第二处理器模块适于通过串口与第一处理器模块进行交互通讯。
在本实施例中，所述第二处理器模块也可以但不限于是STM系列且带有AD 功能的单片机。
其中，也可以将识别码作为扫码标签，所述智能终端适于通过扫描扫码标签以获得上述识别码，进而完成上述工作。
其中，所述第一处理器模块还可以与按键模块相连，且通过按键模块唤醒休眠中的智能锁系统；以及所述第一处理器模块还与LED电路和/或蜂鸣器电路，即当NB-IOT模块接入网络或开锁操作成功后，发出光亮和/或声音提示。
在本实施例中，所述电子锁包括电子锁芯，该电子锁芯包括：锁头1、与该锁头1相连的转子2、用于控制转子2转动的锁体电机4，以及挡板3和外壳5；其中所述挡板3开设有1/4圆形孔，所述锁体电机5控制转子2在1/4圆形孔中绕其圆心旋转，以带动锁头1作开锁或关锁操作。
如图4所示，可以将图4中转子2与挡板3中1/4圆形孔的位置配合关系定义为关锁状态转子2位置；图5中转子2与挡板3中1/4圆形孔的位置配合关系定义为开锁状态转子2位置。
如图6所示，所述电子锁芯还包括：锁体电机驱动电路、锁体电机电压采集模块、运算放大电路；其中所述锁体电机电压采集模块适于采集锁体电机的工作电压，并将工作电压通过运算放大电路发送至第一处理器模块，所述第一处理器模块适于工作电压获得锁体电机的工作状态。
在本实施例中，锁体电机电压采集模块包括用于检测锁体电机工作电流的所述电流传感器以及用于将电流信号转换为电压信号的采样电阻；运算放大电路可以采用集成运放实现，例如同相比例运算电路，或分立式器件实现。
当第一处理器模块还适于在锁体电机转动时开始计时，并根据计时数据判断转子2是否转动到开锁或关锁位置，即确定锁舌的位置。
关于第一处理器模块实现锁体电机执行关锁方法和开锁方法详见以下具体描述。
所述第一处理器模块还与一报警模块相连；当所述第一处理器模块通过工作电压检测到锁体电机故障时，通过报警模块本地报警和/或通过通信单元将故障数据上报至服务器端。
其中，所示报警模块可以采用声光报警方式，例如通过报警灯和/或扬声器；在本实施例中，所述电子锁还可以包括与第一处理器模块相连的开锁触发模块。
其中，在本实施例中，开锁触发模块可以是指纹开锁模块，或者是通过按键输入开锁密码。
所述电子锁芯工作方法，包括锁体电机执行关锁方法和开锁方法。
在本实施例中，所述锁体电机执行开锁和关锁方法相同，且均包括：先将转子2进行复位，在复位后进行开锁或关锁操作。
上述锁体电机执行关锁方法和开锁方法的操作均有第一处理器模块根据相应数据判断实现。
设定锁体电机启动时间阈值Trun以用于避开电锁体机启动和换向峰值电流；锁体电机运行最大时间阈值Tmax以用于判断转子2转动超过此时间可能电机故障；锁体电机堵转电压阈值Vblock，定义堵转电压为转子2在1/4圆形孔中的两端堵转时的电压；设定锁体电机运行最短时间阈值Tmin，即当转子2转动小于此时间，判断转子2没有转到位。
先将转子2进行复位，在复位后进行开锁或关锁操作的方法包括：先将转子2进行复位，即锁体电机转动时开始计时，设定锁体电机转动时间T1，当锁体电机转动时间T1大于锁体电机启动时间阈值Trun时，采集锁体电机的工作电压V1；判断锁体电机转动时间T1是否满足小于锁体电机运行最大时间阈值Tmax，以及工作电压V1是否满足小于锁体电机堵转电压阈值Vblock；若上述任一判断条件不满足，则停止对锁体电机转动进行计时，同时停止采集锁体电机的工作电压V1；若锁体电机转动时间T1小于锁体电机运行最大时间阈值Tmax，则判断复位成功，否则判断操作失败；在转子2完成复位后，进行开锁或关锁操作，即锁体电机转动时开始计时，设定锁体电机转动时间T2，当锁体电机转动时间T2 大于锁体电机启动时间阈值Trun时，采集锁体电机的工作电压V2；判断锁体电机转动时间T2是否满足小于锁体电机运行最大时间阈值Tmax，以及工作电压V2是否满足小于锁体电机堵转电压阈值Vblock；若上述任一判断条件不满足，则停止对锁体电机转动进行计时，同时停止采集锁体电机的工作电压V2；若锁体电机转动时间T1在锁体电机运行最短时间阈值Tmin与锁体电机运行最大时间阈值Tmax的范围内，则判断开锁或关锁成功，否则判断操作失败。
通过上述先复位后开锁或关锁的操作，能够提高电子锁芯的开锁或关锁动作准确度，避免转子2的初始转角造成开锁或关锁动作误判，进一步降低了操作失败的几率，使开锁或关锁动作更加可靠。
在本实施中，为了使转子2能够充分转动到如图4或者图5所示位置，所述电子锁芯工作方法还适于设定锁体电机持续堵转时间阈值Tblock；若获取的工作电压大于锁体电机堵转电压阈值Vblock时，设定锁体电机堵转时间T3，若锁体电机堵转时间T3大于锁体电机持续堵转时间阈值Tblock时，则判断转子2转动到位，即判断开锁或关锁成功。
本发明的电子锁芯、电子锁及其工作方法具有智能开锁、关锁功能，锁体电机带动转子在1/4圆形孔中绕其圆心旋转，以带动锁头作开锁或关锁操作，通过简单的机械结构即可完成锁芯的电控操作。
实施例2
本实施例提供了一种智能锁系统的工作方法，包括：电子锁注册方法和电子锁使用方法；所述智能锁系统包括：智能终端、服务器、控制器，与该控制器电性相连的电子锁。
关于智能锁系统中各模块电路的连接关系及工作原理详见实施例1的具体描述。
所述电子锁注册方法包括：所述智能终端适于与电子锁匹配后，获得识别码，并将识别码发送至服务器，以在服务器的数据库中进行匹配，若匹配成功，则将注册成功；以及电子锁使用方法包括：所述智能终端通过服务器向控制器发送电子锁控制指令。
所述控制器包括：控制单元和与该控制单元电性连接的通信单元；以及所述智能锁系统还包括：箱门打开或关闭检测用的接近开关；在箱门打开后，接近开关将箱门打开状态通过控制单元及通信单元上报至服务器；若服务器未接收到智能终端的开箱指令，则判断该箱门被非法打开。
其中，所述智能锁系统还包括：与控制单元相连的把手转动检测用霍尔传感器和用于检测电子锁转动的电流传感器；其中所述控制单元适于根据接近开关判断箱门状态，并且通过霍尔传感器判断把手转动状态，以及通过电流传感器检测电子锁中锁体电机转子转动状态判断锁舌是否转动到位。
实施例3
在实施例1基础上，本实施例还提供了一种通信箱，所述通信箱适于采用如实施例1所述的智能锁系统。
所述通信箱可以但不限于是小区内的光缆通信箱。
通过智能终端、安装在通信箱内的控制器和电子锁，以及位于云端的服务器实现了对通信箱的智能化开启或关闭，可以通过服务器完成一定区域内多个通信箱的智能化管理，提高了通信箱的安全性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种智能锁系统，其特征在于，包括：
智能终端、服务器、控制器，与该控制器电性相连的电子锁，其中
所述智能终端适于与电子锁匹配后，以获得识别码，并将识别码发送至服务器；
所述服务器适于在数据库中匹配上述识别码后，由所述智能终端通过服务器向控制器发送电子锁控制指令。
2.根据权利要求1所述的智能锁系统，其特征在于，
所述控制器包括：控制单元和与该控制单元电性连接的通信单元；其中
所述控制单元包括第一处理器模块和与该第一处理器模块电性连接的电池监测模块；
所述第一处理器模块适于通过电池监测模块获得电池的实时电量，并将实时电量发送至服务器；以及
当电量低于设定阈值时，所述第一处理器模块控制电子锁开锁。
3.根据权利要求1所述的智能锁系统，其特征在于，
所述控制器包括：控制单元和与该控制单元电性连接的通信单元；以及
所述智能锁系统还包括：箱门打开或关闭检测用的接近开关；
在箱门打开后，接近开关将箱门打开状态通过控制单元及通信单元上报至服务器；
若服务器未接收到智能终端的开箱指令，则判断该箱门被非法打开。
4.根据权利要求3所述的智能锁系统，其特征在于，
所述智能锁系统还包括：与控制单元相连的把手转动检测用霍尔传感器和用于检测电子锁转动的电流传感器；其中
所述控制单元适于根据接近开关判断箱门状态，并且通过霍尔传感器判断把手转动状态，以及通过电流传感器检测电子锁中锁体电机转子转动状态判断锁舌是否转动到位。
5.根据权利要求4所述的智能锁系统，其特征在于，
所述通信单元包括：第二处理器模块，与该第二处理器模块电性连接的蓝牙模块和NB-IOT模块；其中
所述蓝牙模块适于与智能终端进行蓝牙对接，以发送所述识别码；
所述NB-IOT模块适于向服务器接收控制指令或发送状态信息；以及
所述第二处理器模块适于通过串口与第一处理器模块进行交互通讯。
6.根据权利要求5所述的智能锁系统，其特征在于，
将识别码作为扫码标签，所述智能终端适于通过扫描扫码标签以获得上述识别码。
7.根据权利要求2所述的智能锁系统，其特征在于，
所述第一处理器模块还与按键模块相连，且通过按键模块唤醒休眠中的智能锁系统；以及
所述第一处理器模块还与LED电路和/或蜂鸣器电路，即
当NB-IOT模块接入网络或开锁操作成功后，发出光亮和/或声音提示。
8.一种智能锁系统的工作方法，其特征在于，包括：
电子锁注册方法和电子锁使用方法。
9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于，
所述智能锁系统包括：智能终端、服务器、控制器，与该控制器电性相连的电子锁；
所述电子锁注册方法包括：所述智能终端适于与电子锁匹配后，获得识别码，并将识别码发送至服务器，以在服务器的数据库中进行匹配，若匹配成功，则将注册成功；以及
电子锁使用方法包括：所述智能终端通过服务器向控制器发送电子锁控制指令；并且
所述控制器包括：控制单元和与该控制单元电性连接的通信单元；以及
所述智能锁系统还包括：箱门打开或关闭检测用的接近开关；
在箱门打开后，接近开关将箱门打开状态通过控制单元及通信单元上报至服务器；
若服务器未接收到智能终端的开箱指令，则判断该箱门被非法打开；以及所述智能锁系统还包括：与控制单元相连的把手转动检测用霍尔传感器和用于检测电子锁转动的电流传感器；其中
所述控制单元适于根据接近开关判断箱门状态，并且通过霍尔传感器判断把手转动状态，以及通过电流传感器检测电子锁中锁体电机转子转动状态判断锁舌是否转动到位。
10.一种通信箱，其特征在于，所述通信箱适于采用如权利要求1-7任一项所述的智能锁系统进行控制。
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