CN108316777A - 一种电子密码锁低电量稳定落锁的方法和装置 - Google Patents

一种电子密码锁低电量稳定落锁的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子密码锁低电量稳定落锁的方法和装置，所述方法通过利用后备电源对密码锁供电，并及时切断电源，能有效保证密码锁的安全性；所述装置包括电源检测控制板和后备电源，电源检测控制板包括相互并联的电压信号采集电路、相互串联的电流信号采集电路、电源输出控制电路和电源充电电路，通过串联进电源的正极，实现工作电压的检测、控制、断电补偿，解决电子密码锁开锁后，因为电量低或者是人为断电后无法闭锁的问题。

Description

一种电子密码锁低电量稳定落锁的方法和装置
技术领域
本发明涉及电子锁领域，具体涉及一种电子密码锁低电量稳定落锁的方法和装置。
背景技术
电子密码锁是低功耗工作设备，并具备低电量提醒和告警功能，但在实际使用过程中，由于现场工作环境声音吵杂和工作人员责任心不足，导致电子密码锁的提醒和告警经常被忽略，在低电量时，容易出现开锁后因没有足够的电量无法重新闭锁，导致保险柜或其他重要存储设备开门后无法自动闭锁，造成重大安全隐患。还有当电子密码锁开锁后，如果人为的断掉电子密码锁的锁体电源，电子密码锁将无法闭锁，同样能够造成重大安全隐患。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供了通过串联进电源的正极，实现工作电压的检测、控制、断电补偿，解决电子密码锁开锁后，因为电量低或者是人为断电后无法闭锁的问题的电子密码锁低电量稳定落锁的方法和装置。
为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：
提供了一种电子密码锁低电量稳定落锁的方法，其包括如下步骤：
S1、初始化监测装置的监测状态，初始化计时装置的状态，启动监测装置；
S2、将监测装置接入电子密码锁的电源电路中，监测装置实时监测电源电路中的电压变化；
S3、将监测装置接入电子密码锁的电源电路中，监测装置实时监测电源电路中的电压变化，此时整体电路处在低功耗工作状态；
S4、当电源电路中的电压值小于电流阈值时，切断电源电路的输出，由后备电源开始供电，计时装置进行计时，由后备电源开始供电，计时装置进行计时，准备切断电子密码锁电源，并监测电子密码锁的工作电流；
S5、当计时装置的计时时间小于时间阈值的第二时间节点时，通过监测装置监测是否存在开锁或闭锁的动作的电流信号；
S6、当计时装置的计时时间小于时间阈值的第一时间节点时，当监测装置监测到存在开锁或闭锁动作时，初始化计时时间，当监测装置监测到开锁或闭锁动作结束时，计时装置重新开始计时；
S7、当计时装置的计时时间大于第一时间阈值并小于第二时间阈值，且监测装置监测到存在开锁或闭锁动作时，更新时间阈值为原第二时间阈值的二倍；
当计时装置的计时时间大于第一时间阈值并小于第二时间阈值，且计时时间等于增加后的第二时间阈值时，切断后备电源供电；
S8、当监测装置监测到电源电路中的电压值重新大于电压阈值，接通电源电路，保持监测装置和整体控制电路低功耗工作状态。
进一步地，当计时装置的计时时间大于第一时间阈值并小于第二时间阈值，当监测装置监测到存在开锁或闭锁动作，时间阈值变为原第二时间阈值的二倍时，从时间阈值改变起，至计时时间到达新的时间阈值为止，计时装置保持计时状态，不进行重新计时。
进一步地，当后备电源供电时，对计时装置开始供电；当后备电源停止供电时，切断对计时装置的供电。
进一步地，监测装置与电子密码锁的电源电路并联，后备电源与电子密码锁的电源电路串联。
进一步地，监测装置的对电压、工作电流信号和计时装置的监测为固定频率的周期性监测。
本发明还提供了一种电子密码锁低电量稳定落锁装置，其包括电源检测控制板和后备电源，所述电源检测控制板包括相互串联的电源输出控制电路、电流信号采集电路和电源充电电路，及与电源输出控制电路、电流信号采集电路和电源充电电路的并联的电压信号采集电路，所述后备电源设置于电压信号采集电路上；
电源充电电路包括相互串联的二极管D2和后备电源C1，二极管D2与电子密码锁电源电路的输入端连接；所述电流信号采集电路包括相互串联的mos管Q3和电阻R5，电阻R5的两端并联有电流信号检测放大器U3，mos管Q3与后备电源C1的正极串联；所述源输出控制电路包括相互串联的mos管Q4和二极管D3，mos管Q4的G极串联有mos管Q5和计时芯片MCU，mos管Q4的s极与电阻R5串联，mos管Q4的d极与电子密码锁电源电路的输出端连接；
电压信号采集电路包括相互串联的二极管D1、电压检测芯片U2、mos管Q2和mos管Q1，mos管Q1的s极与二极管D2的负极并联，mos管Q1的d极与二极管D3的正极并联；二极管D1的正极与后备电源C1的输出端串接。
上述技术方案中，优选的，电流信号检测放大器U3的型号为MAX4173，电压监测芯片C1为LTC2943。
上述技术方案中，优选的，后备电源为超级电容。
本发明提供的上述电子密码锁低电量稳定落锁的方法的主要有益效果在于：
通过对密码锁电源电路中的电压进行监测，当监测装置检测到电源电压处于低电量或突然断电的状态时，切断电源电路并通过后备电源对密码锁进行供电，当监测到密码锁在一定时间内无开关锁操作时，停止供电，此时密码锁无法开启，需要操作人员重新更换电源后才能再次回复工作状态。
当检测到密码锁在一定时间内存在开关锁操作时，短时供电，保证本次操作结束后，立即停止供电。若此时进行的是开锁操作，通过增加时间阈值，延长供电的时间，保证自动关锁后，本次操作结束，立即停止供电；若此时进行的是关锁操作，时间到后，切断供电，无法再次开启，由此提醒下次需要开锁的操作人员，必须更换电源电池，才能开锁。
通过这一方法，有效地保护了保险柜或其他重要存储设备的安全，避免出现由于电源电量不足，电子密码锁不能自动关锁，从而造成损失的情况。
本发明提供的上述电子密码锁低电量稳定落锁装置的主要有益效果在于：
通过电压检测电路对电源电路的电压值进行实时监测，通过电流信号采集电路对电源电路中的操作时产生的电流值进行监测，通过电源充电电路和电源输出控制电路，控制后备电源的充电和供电，从而起到保证电源电路的输出被切断时的电流供应。
通过将后备电源设计为超级电容，利用其充放电快速，储电量较高，且可充放电次数远超常规电池的特性，有效保证稳定低电量稳定落锁装置的可靠性。
附图说明
图1为电子密码锁低电量稳定落锁装置的模块图。
图2为电流信号采集电路的电路图。
图3为电源充电电路的电路图。
图4为电源输出控制电路的电路图。
图5为电压检测电路的电路图。
图6为电子密码锁低电量稳定落锁装置的程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，其为电子密码锁低电量稳定落锁装置的模块图。
本发明提供了一种电子密码锁低电量稳定落锁的方法，如图6所示，其包括如下步骤：
S1、初始化监测装置的监测状态，初始化计时装置的状态，启动监测装置。
进一步地，监测装置与电子密码锁的电源电路并联，后备电源与电子密码锁的电源电路串联。
进一步地，监测装置的对电压、工作电流信号和计时装置的监测为固定频率的周期性监测。
S2、将监测装置接入电子密码锁的电源电路中，监测装置实时监测电源电路中的电压变化。
S3、将监测装置接入电子密码锁的电源电路中，监测装置实时监测电源电路中的电压变化，此时整体电路处在低功耗工作状态。
S4、当电源电路中的电压值小于电流阈值时，切断电源电路的输出，由后备电源开始供电，计时装置进行计时，由后备电源开始供电，计时装置进行计时，准备切断电子密码锁电源，并监测电子密码锁的工作电流。
进一步地，当后备电源供电时，对计时装置开始供电；当后备电源停止供电时，切断对计时装置的供电。
S5、当计时装置的计时时间小于时间阈值的第二时间节点时，通过监测装置监测是否存在开锁或闭锁的动作的电流信号；
S6、当计时装置的计时时间小于时间阈值的第一时间节点时，当监测装置监测到存在开锁或闭锁动作时，初始化计时时间，当监测装置监测到开锁或闭锁动作结束时，计时装置重新开始计时；
S7、当计时装置的计时时间大于第一时间阈值并小于第二时间阈值，且监测装置监测到存在开锁或闭锁动作时，更新时间阈值为原第二时间阈值的二倍；
当计时装置的计时时间大于第一时间阈值并小于第二时间阈值，且计时时间等于增加后的第二时间阈值时，切断后备电源供电；
进一步地，当计时装置的计时时间大于第一时间阈值并小于第二时间阈值，且监测装置监测到存在开锁或闭锁动作，时间阈值变为原第二时间阈值的二倍时，从时间阈值改变起，至计时时间到达新的时间阈值为止，计时装置保持计时状态，不进行重新计时。
S8、当监测装置监测到电源电路中的电压值重新大于电压阈值，接通电源电路，保持监测装置和整体控制电路低功耗工作状态。
本发明提供了一种应用上述低电量稳定落锁方法的电子密码锁低电量稳定落锁装置，其包括电源检测控制板和后备电源，所述电源检测控制板包括相互串联的电源输出控制电路、电流信号采集电路和电源充电电路，及与电源输出控制电路、电流信号采集电路和电源充电电路的并联的电压信号采集电路，所述后备电源设置于电压信号采集电路上；
如图3所示，所述电源充电电路包括相互串联的二极管D2和后备电源C1，二极管D2与电子密码锁电源电路的输入端连接；Vbat为电源电路输入端的电压值。
如图2所示，电流信号采集电路包括相互串联的mos管Q3和电阻R5，电阻R5的两端并联有电流信号检测放大器U3，mos管Q3与后备电源C1的正极串联。
当电源电路中的电压值大于电压阈值时，mos管Q3截止，电流信号检测放大器U3处于停止工作状态，由电源电路对电子密码锁供电；当电源电路的电压值小于电压阈值时，mos管Q3导通，电流信号检测放大器U3工作，并监测电路中的电流信号是否等于预设值，以判断是否出现开关锁操作。
当mos管Q3截止时，电源电路对后备电源C1充电；当mos管Q3导通时，后备电源C1对外供电。
如图4所示，电源输出控制电路包括相互串联的mos管Q4和二极管D3，mos管Q4的G极串联有mos管Q5和计时芯片MCU，mos管Q4的s极与电阻R5串联，mos管Q4的d极与电子密码锁电源电路的输出端连接。
当后备电源C1供电时，Q4和Q5导通，计时芯片MCU开始工作，当计时芯片MCU到达时间阈值时，Q4截止，切断后备电源，停止密码锁工作，直到操作人员重新更换电源电路的电池。
如图5所示，电压信号采集电路包括相互串联的二极管D1、电压检测芯片U2、mos管Q2和mos管Q1，mos管Q1的s极与二极管D2的负极并联，mos管Q1的d极与二极管D3的正极并联；二极管D1的正极与后备电源C1的输出端串接。
当电源电路电压值大于电压阈值时，电压检测芯片U2输出高电平，Q2、Q1导通，电源电路的输入端Vbat和输出端Vout直接相连，电子密码锁的供电为电池电压；当电源电路电压值低于电压阈值时，电压检测芯片U2输出低电平，Q1、Q2截止，从电源输出控制电路处对外供电。
通过电压检测电路对电源电路的电压值进行实时监测，通过电流信号采集电路对电源电路中的操作时产生的电流值进行监测，通过电源充电电路和电源输出控制电路，控制后备电源的充电和供电，从而起到保证电源电路的输出被切断时的电流供应。
可选的，后备电源C1可以为超级电容，利用其充放电快速，储电量较高，且可充放电次数远超常规电池的特性，有效保证稳定低电量稳定落锁装置的可靠性。
上面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (8)

1.一种电子密码锁低电量稳定落锁的方法，其包括如下步骤：
S1、初始化监测装置的监测状态，初始化计时装置的状态，启动监测装置；
S2、将监测装置接入电子密码锁的电源电路中，监测装置实时监测电源电路中的电压变化；
S3、当电源电路中的电压值大于电压阈值时，保持监测装置和计时装置的初始状态；
S4、当电源电路中的电压值小于电压阈值时，切断电源电路的输出，由后备电源开始供电，计时装置进行计时，并监测电子密码锁的工作电流；
S5、当计时装置的计时时间小于时间阈值的第二时间节点时，通过监测装置监测是否存在开锁或闭锁的动作；
S6、当计时装置的计时时间小于时间阈值的第一时间节点，且监测装置监测到存在开锁或闭锁动作时，初始化计时时间；
当计时装置的计时时间小于时间阈值的第一时间节点，且监测装置监测到开锁或闭锁动作结束时，计时装置重新开始计时；
S7、当计时装置的计时时间大于第一时间阈值并小于第二时间阈值，且监测装置监测到存在开锁或闭锁动作时，更新时间阈值为原第二时间阈值的二倍；
当计时装置的计时时间大于第一时间阈值并小于第二时间阈值，且计时时间等于增加后的第二时间阈值时，切断后备电源供电；
S8、当监测装置监测到电源电路中的电压值重新大于电压阈值，接通电源电路，控制监测装置和整体控制电路切换至低功耗工作状态。
2.根据权利要求1所述的电子密码锁低电量稳定落锁的方法，其特征在于，当时间阈值更新为原第二时间阈值的二倍至计时时间到达新的时间阈值止，计时装置维持计时状态，不进行重新计时。
3.根据权利要求2所述的电子密码锁低电量稳定落锁的方法，其特征在于，当启动后备电源供电时，对计时装置开始供电；当后备电源停止供电时，切断对计时装置的供电。
4.根据权利要求1所述的电子密码锁低电量稳定落锁的方法，其特征在于，所述监测装置与电子密码锁的电源电路并联，后备电源与电子密码锁的电源电路串联。
5.根据权利要求1所述的电子密码锁低电量稳定落锁的方法，其特征在于，所述监测装置对电压、工作电流信号和计时装置的监测为固定频率的周期性监测。
6.一种用于权利要求1-5任一电子密码锁低电量稳定落锁的方法的电子密码锁低电量稳定落锁装置，其特征在于，包括电源检测控制板和后备电源，所述电源检测控制板包括相互串联的电源输出控制电路、电流信号采集电路和电源充电电路，及与电源输出控制电路、电流信号采集电路和电源充电电路的并联的电压信号采集电路，所述后备电源设置于电压信号采集电路上；
所述电源充电电路包括相互串联的二极管D2和后备电源C1，二极管D2与电子密码锁电源电路的输入端连接；所述电流信号采集电路包括相互串联的mos管Q3和电阻R5，电阻R5的两端并联有电流信号检测放大器U3，mos管Q3与后备电源C1的正极串联；所述源输出控制电路包括相互串联的mos管Q4和二极管D3，mos管Q4的G极串联有mos管Q5和计时芯片MCU，mos管Q4的s极与电阻R5串联，mos管Q4的d极与电子密码锁电源电路的输出端连接；
所述电压信号采集电路包括相互串联的二极管D1、电压检测芯片U2、mos管Q2和mos管Q1，mos管Q1的s极与二极管D2的负极并联，mos管Q1的d极与二极管D3的正极并联；二极管D1的正极与后备电源C1的输出端串接。
7.根据权利要求6所述的电子密码锁低电量稳定落锁装置，其特征在于，所述电流信号检测放大器U3的型号为MAX4173，电压监测芯片C1为LTC2943。
8.根据权利要求6所述的电子密码锁低电量稳定落锁装置，其特征在于，所述后备电源C1为超级电容。
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