CN108767941A - 无线充电装置、智能门锁及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电装置，包括无线充电发射模块和无线充电接收模块；无线充电发射模块包括电源模块、控制处理模块、发射线圈和第一无线通信模块，电源模块、第一无线通信模块和发射线圈均与控制处理模块连接；无线充电接收模块包括接收线圈、整流模块、电池电压反馈模块和第二无线通信模块，接收线圈与整流模块连接，第二无线通信模块与电池电压反馈模块连接，第一无线通信模块与第二无线通信模块通信连接。相应的，本发明还公开了两种智能门锁及系统。采用本发明实施例可以避免周期性不断更换电池或者定时充电，以及防止智能锁供电失败无法正常开锁的情况，使得智能锁的使用更加简单方便，提高智能锁使用的可靠性。

Description

无线充电装置、智能门锁及系统

技术领域

本发明涉及电子锁具技术领域，尤其涉及无线充电装置、智能门锁及系统。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，锁具也随着时代的变迁而不停的升级，从普通的防盗锁到现在智能锁。智能锁是指区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。

目前的智能锁由于安装在门体侧边，门上不适合布线，所以一般采用干电池或锂电池供电的方式，不管是干电池还是锂电池的容量是一定的，这种供电方式无法使智能锁达到长时间使用的要求。尤其随着智能锁的功能越来越多，例如指纹识别，脸部识别，智能终端控制等，其功耗也越来越大，导致智能锁供电系统的电池电量很容易出现供电不足，需要周期性不断更换电池或者定时充电，用户需要时刻注意电池的电量，及时充电；当出现突发情况没有及时充电时，可能会造成无法开门，或者必须想办法借助外部供电恢复锁体正常工作等其他方式开门，给锁体的日常智能开关操作带来极大不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种无线充电装置、智能门锁及系统，避免周期性不断更换电池或者定时充电，以及防止智能锁供电失败无法正常开锁的情况，使得智能锁的使用更加简单方便，提高智能锁使用的可靠性。

为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种无线充电装置，包括安装于门框内的无线充电发射模块和安装于门体内与所述无线充电发射模块相对设置的无线充电接收模块；

所述无线充电发射模块包括电源模块、控制处理模块、发射线圈和第一无线通信模块，所述电源模块、所述第一无线通信模块和所述发射线圈均与所述控制处理模块连接；

所述无线充电接收模块包括用于与所述发射线圈进行电磁交互的接收线圈、用于为充电电池提供充电电压的整流模块、用于检测电池电压的电池电压反馈模块和第二无线通信模块，所述接收线圈与所述整流模块连接，所述第二无线通信模块与所述电池电压反馈模块连接，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块通信连接。

进一步地，所述第一无线通信模块为红外接收管，所述第二无线通信模块为红外发射管，所述红外接收管和所述红外发射管相对设置。

进一步地，所述电池电压反馈模块包括用于连接充电电池的检测端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、三端集成稳压芯片、定时器芯片和开关管；

所述第一电阻的第一端与所述检测端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地，所述第三电阻的第一端与所述检测端连接，所述第三电阻的第二端通过所述第四电阻接地，所述三端集成稳压芯片的输入端与所述第一电阻的第一端连接，所述三端集成稳压芯片的输出端分别与所述第五电阻的第一端和所述定时器芯片的电源端连接，所述第五电阻的第二端连接至红外发射管的正极，所述定时器芯片的高触发端与所述第一电阻的第二端连接，所述定时器芯片的低触发端与所述第三电阻的第二端连接，所述定时器芯片的输出端通过第六电阻与所述开关管的控制端连接，所述开关管的第一端连接至红外发射管的负极，所述开关管的第二端接地。

进一步地，所述三端集成稳压芯片采用芯片78L05，所述定时器芯片采用芯片NE555。

进一步地，所述开关管是NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极为所述开关管的第一端，所述NPN型三极管的发射极为所述开关管的第二端，所述NPN型三极管的基极为所述开关管的控制端。

进一步地，所述控制处理模块包括单片机和功率输出单元，所述单片机包括电源输入端、控制信号输出端和信号采集端；

所述电源输入端与所述电源模块连接，所述控制信号输出端与所述功率输出单元的输入端连接，所述功率输出单元的输出端与所述发射线圈连接，所述信号采集端与所述第一无线通信模块连接。

进一步地，所述电源模块为电源适配器。

相应的，本发明还提供了一种智能门锁，包括安装于门框内侧的第一侧饰板、锁芯、安装于门体内侧与所述第一侧饰板相对设置的第二侧饰板、前面板、后面板和无线充电装置；

所述无线充电装置为如前所述的无线充电装置；

所述无线充电装置的所述无线充电发射模块安装于位于所述第一侧饰板一侧的所述门框内，所述无线充电装置的所述无线充电接收模块安装于位于第二侧饰板一侧处的所述门体内，所述充电电池安装于所述后面板上；

所述第一侧饰板和所述第二侧饰板为纤维钢材料所制成。

本发明还提供了另外一种智能门锁，包括安装于门框内侧的第一侧饰板、锁芯、安装于门体内侧与所述第一侧饰板相对设置的第二侧饰板、前面板、后面板和无线充电装置；

所述无线充电装置为如前所述的无线充电装置；

所述无线充电装置的所述无线充电发射模块安装于位于所述第一侧饰板一侧的所述门框内，所述无线充电装置的所述无线充电接收模块安装于位于第二侧饰板一侧处的所述门体内，所述充电电池安装于所述后面板上；

所述第一侧饰板上对应所述无线充电发射模块开设有第一通孔，所述第二侧饰板上对应所述无线充电接收模块开设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔相对设置。

相应的，本发明还提供了一种智能门锁系统，包括门体、与所述门体配合的门框和智能门锁；

所述智能门锁为如前所述的智能门锁；

所述门框内侧设有第一凹槽，所述智能门锁的所述第一侧饰板安装于所述门框内侧并与所述第一凹槽形成一用于容纳所述智能门锁的所述无线充电发射模块的第一容置腔；

所述门体内侧对应所述第一凹槽设有第二凹槽，所述智能门锁的第二侧饰板安装于所述门体内侧并与所述第二凹槽形成一用于容纳所述智能门锁的所述无线充电接收模块的第二容置腔。

本发明提供的无线充电装置、智能门锁及系统，电源模块为安装于门框内的控制处理模块和发射线圈供电，电池电压反馈模块实时检测充电电池的电量，当电量低于最低电量值时，电池电压反馈模块向第二无线通信模块发送低电量报警信号，当门处于关闭状态时，第二无线通信模块将接收到的低电量报警信号发送给第一无线通信模块，第一无线通信模块将低电量报警信号发送至控制处理模块，控制处理模块接收到低电量报警信号后，向发射线圈发送充电控制信号，发射线圈和接收线圈进行电磁交互，发射线圈将电磁波能量耦合到接收线圈上，然后经过整流模块进行整流处理后给充电电池提供充电电压；当电量高于最高电量值时，电池电压反馈模块向第二无线通信模块发送高电量报警信号，第二无线通信模块接收到高电量报警信号后停止工作，控制处理模块未接收到报警信号则停止发送充电控制信号，发射线圈停止充电。从而避免周期性不断更换电池或者定时充电，以及防止智能锁供电失败无法正常开锁的情况，使得智能锁的使用更加简单方便，提高智能锁使用的可靠性。

附图说明

图1是本发明提供的无线充电装置的电路方框图；

图2是本发明提供的无线充电装置的电池电压反馈模块的一个实施例的电路原理图；

图3是本发明提供的第一种智能门锁的结构示意图；

图4是本发明提供的智能门锁系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明提供的无线充电装置的电路方框图。

本实施例提供一种无线充电装置，包括安装于门框内的无线充电发射模块1和安装于门体内与无线充电发射模块1相对设置的无线充电接收模块2；

无线充电发射模块1包括电源模块11、控制处理模块13、发射线圈12和第一无线通信模块14，电源模块11、第一无线通信模块14和发射线圈12均与控制处理模块13连接；

无线充电接收模块2包括用于与发射线圈12进行电磁交互的接收线圈21、用于为充电电池3提供充电电压的整流模块22、用于检测电池电压的电池电压反馈模块23和第二无线通信模块24，接收线圈21与整流模块22连接，第二无线通信模块24与电池电压反馈模块23连接，第一无线通信模块14与第二无线通信模块24通信连接。

具体实施时，电源模块11为安装于门框内的控制处理模块13和发射线圈12供电，电池电压反馈模块23实时检测充电电池的电量，当电量低于最低电量值时，电池电压反馈模块23向第二无线通信模块24发送低电量报警信号，当门处于关闭状态时，第二无线通信模块24将接收到的低电量报警信号发送给第一无线通信模块14，第一无线通信模块14将低电量报警信号发送至控制处理模块13，控制处理模块13接收到低电量报警信号后，向发射线圈12发送充电控制信号，发射线圈12和接收线圈21进行电磁交互，发射线圈12将电磁波能量耦合到接收线圈21上，然后经过整流模块22进行整流处理后给充电电池3提供充电电压；当电量高于最高电量值时，电池电压反馈模块23向第二无线通信模块24发送高电量报警信号，第二无线通信模块24接收到高电量报警信号后停止工作，控制处理模块13未接收到报警信号则停止发送充电控制信号，发射线圈12停止充电。从而避免周期性不断更换电池或者定时充电，以及防止智能锁供电失败无法正常开锁的情况，使得智能锁的使用更加简单方便，提高智能锁使用的可靠性。

需要说明的是，无线充电发射模块1中的电源模块11安装在门框内，无需在门板接交流电，安全可靠。

进一步地，第一无线通信模块14为红外接收管，第二无线通信模块24为红外发射管，红外接收管和红外发射管相对设置。

需要说明的是，红外接收管和红外发射管相对设置，当门处于关闭状态时，红外发射管接收到电池电压反馈模块23发送的低电量警告电信号后，将电信号转化为光信号发送给红外接收管，红外接收管将光信号转化为低电量警告电信号发送给控制处理模块13。其中，红外接收管和红外发射管具有耗电量低的优点，从而可以降低产品功耗。

进一步地，控制处理模块13包括单片机131和功率输出单元132，单片机131包括电源输入端V、控制信号输出端C和信号采集端D；

电源输入端V与电源模块11连接，控制信号输出端C与功率输出单元132的输入端连接，功率输出单元132的输出端与发射线圈12连接，信号采集端D与第一无线通信模块14连接。

需要说明的是，功率输出单元132用于将单片机131发送的充电控制信号放大后发送给发射线圈12。

进一步地，所述电源模块11为电源适配器。其中，电源适配器将交流电转换为直流电后给安装在门框内的控制处理模块13和发射线圈12供电。

参见图2，是本发明提供的无线充电装置的电池电压反馈模块的一个实施例的电路原理图。如图1和图2所示，电池电压反馈模块23包括用于连接充电电池3的检测端B+、第一电阻R2、第二电阻R3、第三电阻R6、第四电阻R7、第五电阻R4、第六电阻R5、三端集成稳压芯片U1、定时器芯片U2和开关管Q1；

第一电阻R2的第一端与检测端B+连接，第一电阻R2的第二端通过第二电阻R3接地，第三电阻R6的第一端与检测端B+连接，第三电阻R6的第二端通过第四电阻R7接地，三端集成稳压芯片U1的输入端与第一电阻R2的第一端连接，三端集成稳压芯片U1的输出端分别与第五电阻R4的第一端和定时器芯片U2的电源端Vcc连接，第五电阻R4的第二端连接至红外发射管D5的正极，定时器芯片U2的高触发端TH与第一电阻R2的第二端连接，定时器芯片U2的低触发端TR与第三电阻R6的第二端连接，定时器芯片U2的输出端VO通过第六电阻R5与开关管Q1的控制端连接，开关管Q1的第一端连接至红外发射管D5的负极，开关管Q1的第二端接地。

其中，电池电压反馈模块23的工作过程如下：三端集成稳压芯片U1为定时器芯片U2提供稳定的工作电压，第一电阻R2和第二电阻R3对充电电池的电压进行分压采样，并将采样后的电压信号发送至定时器芯片U2的高触发端TH，当定时器芯片U2的高触发端TH接收到的采样电压信号高于允许的最高电压值时，定时器芯片U2的输出端VO输出低电平信号，开关管Q1截止，红外发射管D5截止；第三电阻R6和第四电阻R7对充电电池的电压进行分压采样，并将采样后的电压信号发送至定时器芯片U2的低触发端TR，当定时器芯片U2的低触发端TR接收到的采样电压信号低于允许的最低电压值时，定时器芯片U2的输出端VO输出高电平信号，开关管Q1导通，红外发射管D5导通发射光信号。

进一步地，三端集成稳压芯片U1采用芯片78L05，定时器芯片U2采用芯片NE555。

进一步地，开关管Q1是NPN型三极管，NPN型三极管的集电极为开关管Q1的第一端，NPN型三极管的发射极为开关管Q1的第二端，NPN型三极管的基极为开关管Q1的控制端。

参见图3，是本发明提供的第一种智能门锁的结构示意图。

本发明提供一种智能门锁，包括安装于门框内侧的第一侧饰板4、锁芯6、安装于门体内侧与第一侧饰板4相对设置的第二侧饰板5、前面板7、后面板8和无线充电装置；

无线充电装置为如前述实施例所述的无线充电装置，在此不再详细描述。

无线充电装置的无线充电发射模块1安装于位于第一侧饰板4一侧的门框内，无线充电装置的无线充电接收模块2安装于位于第二侧饰板5一侧处的门体内，充电电池3安装于后面板8上；

第一侧饰板4和第二侧饰板5为纤维钢材料所制成。

具体实施时，无线充电接收模块2中的电池电压反馈模块23实时检测充电电池的电量，当电量低于最低电量值时，无线充电接收模块2向无线充电发射模块1发送低电量报警信号，无线充电发射模块1接收到低电量报警信号后，无线充电发射模块1的发射线圈12将电磁波能量耦合到无线充电接收模块2的接收线圈21上，实现给充电电池3无线充电，从而避免周期性不断更换电池或者定时充电，以及防止智能锁供电失败无法正常开锁的情况，使得智能锁的使用更加简单方便，提高智能锁使用的可靠性。

需要说明的是，第一侧饰板4和第二侧饰板5为纤维钢材料所制成，因此不会屏蔽无线电磁波能量的传递，不需要额外在第一侧饰板4和第二侧饰板5进行开孔的工序，使得智能锁的制作工艺简单化。

本发明还提供了第二种智能门锁，第二种智能门锁与第一个智能门锁的区别在于：

本发明提供的第二种智能门锁，第一侧饰板4上对应无线充电发射模块1开设有第一通孔，第二侧饰板5上对应无线充电接收模块2开设有第二通孔，第一通孔和第二通孔相对设置。

需要说明的是，由于第一侧饰板4和第二侧饰板5分别开设有用于为发射线圈12和接收线圈21提供电磁波能量传送通道，以及为第一无线通信模块14和第二无线通信模块24提供信息交互通道的第一通孔和第二通孔，因此使得第一侧饰板4和第二侧饰板5可以采用的材质范围更加广泛。

参见图4，是本发明提供的智能门锁系统的一个实施例的结构示意图。

本发明提供一种智能门锁系统，包括门体10、与门体10配合的门框9和智能门锁；

智能门锁为如前述实施例的智能门锁，在此不再详细描述。

门框9内侧设有第一凹槽91，智能门锁的第一侧饰板4安装于门框9内侧并与第一凹槽91形成一用于容纳智能门锁的无线充电发射模块1的第一容置腔(图中未示出)；

门体10内侧对应第一凹槽91设有第二凹槽(图中未示出)，智能门锁的第二侧饰板5安装于门体10内侧并与第二凹槽形成一用于容纳智能门锁的无线充电接收模块2的第二容置腔(图中未示出)。

需要说明的是，上述实施例提供的无线充电装置、智能门锁及系统中，开关管Q1为NPN型三极管，仅仅为其中的一种实施方式，在其他实施方式中，开关管Q1还可以替换为PNP型三极管或其它三端控制开关器件或其派生器件,在不同的应用场合中，视实际电路的功耗、成本、驱动功率以及与开关管的驱动控制元件参数匹配等要求合理选用和设置，选用和设置开关管是现有技术的常用设计过程，在此不进行赘述。

本发明提供的无线充电装置、智能门锁及系统，电源模块为安装于门框内的控制处理模块和发射线圈供电，电池电压反馈模块实时检测充电电池的电量，当电量低于最低电量值时，电池电压反馈模块向第二无线通信模块发送低电量报警信号，当门处于关闭状态时，第二无线通信模块将接收到的低电量报警信号发送给第一无线通信模块，第一无线通信模块将低电量报警信号发送至控制处理模块，控制处理模块接收到低电量报警信号后，向发射线圈发送充电控制信号，发射线圈和接收线圈进行电磁交互，发射线圈将电磁波能量耦合到接收线圈上，然后经过整流模块进行整流处理后给充电电池提供充电电压；当电量高于最高电量值时，电池电压反馈模块向第二无线通信模块发送高电量报警信号，第二无线通信模块接收到高电量报警信号后停止工作，控制处理模块未接收到报警信号则停止发送充电控制信号，发射线圈停止充电。从而避免周期性不断更换电池或者定时充电，以及防止智能锁供电失败无法正常开锁的情况，使得智能锁的使用更加简单方便，提高智能锁使用的可靠性。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线充电装置，其特征在于，包括安装于门框内的无线充电发射模块和安装于门体内与所述无线充电发射模块相对设置的无线充电接收模块；

所述无线充电发射模块包括电源模块、控制处理模块、发射线圈和第一无线通信模块，所述电源模块、所述第一无线通信模块和所述发射线圈均与所述控制处理模块连接；

所述无线充电接收模块包括用于与所述发射线圈进行电磁交互的接收线圈、用于为充电电池提供充电电压的整流模块、用于检测电池电压的电池电压反馈模块和第二无线通信模块，所述接收线圈与所述整流模块连接，所述第二无线通信模块与所述电池电压反馈模块连接，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块通信连接。

2.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述第一无线通信模块为红外接收管，所述第二无线通信模块为红外发射管，所述红外接收管和所述红外发射管相对设置。

3.如权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述电池电压反馈模块包括用于连接充电电池的检测端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、三端集成稳压芯片、定时器芯片和开关管；

所述第一电阻的第一端与所述检测端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻接地，所述第三电阻的第一端与所述检测端连接，所述第三电阻的第二端通过所述第四电阻接地，所述三端集成稳压芯片的输入端与所述第一电阻的第一端连接，所述三端集成稳压芯片的输出端分别与所述第五电阻的第一端和所述定时器芯片的电源端连接，所述第五电阻的第二端连接至红外发射管的正极，所述定时器芯片的高触发端与所述第一电阻的第二端连接，所述定时器芯片的低触发端与所述第三电阻的第二端连接，所述定时器芯片的输出端通过第六电阻与所述开关管的控制端连接，所述开关管的第一端连接至红外发射管的负极，所述开关管的第二端接地。

4.如权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，所述三端集成稳压芯片采用芯片78L05，所述定时器芯片采用芯片NE555。

5.如权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，所述开关管是NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极为所述开关管的第一端，所述NPN型三极管的发射极为所述开关管的第二端，所述NPN型三极管的基极为所述开关管的控制端。

6.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述控制处理模块包括单片机和功率输出单元，所述单片机包括电源输入端、控制信号输出端和信号采集端；

所述电源输入端与所述电源模块连接，所述控制信号输出端与所述功率输出单元的输入端连接，所述功率输出单元的输出端与所述发射线圈连接，所述信号采集端与所述第一无线通信模块连接。

7.如权利要求1至6任一项所述的无线充电装置，其特征在于，所述电源模块为电源适配器。

8.一种智能门锁，其特征在于，包括安装于门框内侧的第一侧饰板、锁芯、安装于门体内侧与所述第一侧饰板相对设置的第二侧饰板、前面板、后面板和无线充电装置；

所述无线充电装置为如权利要求1至7任一项所述的无线充电装置；

所述无线充电装置的所述无线充电发射模块安装于位于所述第一侧饰板一侧的所述门框内，所述无线充电装置的所述无线充电接收模块安装于位于第二侧饰板一侧处的所述门体内，所述充电电池安装于所述后面板上；

所述第一侧饰板和所述第二侧饰板为纤维钢材料所制成。

9.一种智能门锁，其特征在于，包括安装于门框内侧的第一侧饰板、锁芯、安装于门体内侧与所述第一侧饰板相对设置的第二侧饰板、前面板、后面板和无线充电装置；

所述无线充电装置为如权利要求1至7任一项所述的无线充电装置；

所述无线充电装置的所述无线充电发射模块安装于位于所述第一侧饰板一侧的所述门框内，所述无线充电装置的所述无线充电接收模块安装于位于第二侧饰板一侧处的所述门体内，所述充电电池安装于所述后面板上；

所述第一侧饰板上对应所述无线充电发射模块开设有第一通孔，所述第二侧饰板上对应所述无线充电接收模块开设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔相对设置。

10.一种智能门锁系统，其特征在于，包括门体、与所述门体配合的门框和智能门锁；

所述智能门锁为如权利要求8或9所述的智能门锁；

所述门框内侧设有第一凹槽，所述智能门锁的所述第一侧饰板安装于所述门框内侧并与所述第一凹槽形成一用于容纳所述智能门锁的所述无线充电发射模块的第一容置腔；

所述门体内侧对应所述第一凹槽设有第二凹槽，所述智能门锁的第二侧饰板安装于所述门体内侧并与所述第二凹槽形成一用于容纳所述智能门锁的所述无线充电接收模块的第二容置腔。