CN108952343A - 一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，包括网关、智能锁芯、手机APP以及云端服务器；本发明采用步进电机和霍尔元件配合的智能锁芯，基于物联网技术（IOT），通过ZigBee协议组网，不需要配置特别的锁芯管理器和智能钥匙等管理装置，可以通过手机APP访问云端服务器，实现本地及远程的授权和开锁，减少了硬件开支及维护成本；智能锁芯能够和多个手机客户端进行配对，只需在手机端加入已经连入网络的智能锁芯，就能实现实时的操控和管理；智能锁芯不需要更换整个门锁，结构简单安全，使用方便，使用成本低，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及智能锁芯技术领域,尤其涉及一种基于物联网系统并使用ZigBee技术的新型智能锁芯。
背景技术
近年来智能锁芯热潮的兴起，市场上涌现了各式各样的产品，目前的智能锁芯大部分为非联网单机产品，独立使用，通过生物识别技术认证开门，生物识别技术大部分由指纹、密码等技术，其认证控制板多安装在门外，因此安全隐患非常高，容易破解。也有另一部分联网的智能锁芯，使用WIFI来实现网络连接对门锁进行远程控制，但WIFI信号属于开放式的网络结构，导致安全性比较低，耗电强，不适宜用电池长期供电。
发明内容
本发明针对上述存在的缺陷和不足，提出一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，具有结构简单，使用方便，性能稳定的特点。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，
包括网关，所述网关匹配连接有智能锁芯；
所述智能锁芯包括微型电机和连接于所述微型电机的拨轮；所述微型电机电连接于ZigBee芯片，所述ZigBee芯片电连接于电池组；所述微型电机旁设有霍尔元件；
所述ZigBee芯片还连接于所述网关，且两者间信息互换；
还包括相互匹配连接的手机APP和云端服务器；所述云端服务器与所述网关匹配连接；所述手机APP通过所述云端服务器或网关向所述ZigBee芯片发送指令；
所述ZigBee芯片通过所述网关接收指令后能驱动所述微型电机转动；所述霍尔元件监测所述微型电机的转动方向和圈数，然后将信息通过ZigBee芯片传送至网关。
优选的，所述手机APP也与所述网关匹配连接。
优选的，所述云端服务器或手机APP通过所述网关接收所述ZigBee芯片的发送的信息。
优选的，所述手机APP接收到所述ZigBee芯片发出的信息，并分析处理。
优选的，所述智能锁芯还设有机械锁芯。
优选的，所述拨轮远离所述微型电机的一端连接所述机械锁芯。
优选的，所述拨轮在所述智能锁芯壳体的拨动腔体中转动；所述拨轮靠近所述霍尔元件一端面设有磁铁。
优选的，所述微型电机、拨轮和机械锁芯同轴设置。
本发明有益效果是：
ZigBee芯片驱动微型电机工作，利用霍尔元件的磁感应来确定左右转向和圈数来控制门锁的开启和关闭，连接网络后，可以通过手机APP来远程操控和管理。整体体积小，使用方便，无需更换门锁的外部结构，只需更换锁芯就能实现智能开关的效果，信号强，响应速度快，功耗小，成本低，实用性强。
附图说明
图1为本发明一种系统示意图；
图2是本发明智能锁芯的一种结构框图；
图3是本发明实施例的ZigBee通讯原理图；
图中：1-网关，2-智能锁芯，3-手机APP，4-云端服务器，201-微型电机，202-ZigBee芯片，203-霍尔元件，204-机械锁芯，205-电池组，206-拨轮，207-磁铁，2010-连接轴。
具体实施方式
本发明提供了一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，
包括网关1，所述网关1匹配连接有智能锁芯2；网关1通过无线信号与智能锁芯2连接，进行信息交换；网关1一般为协议转换器或路由器，为一种信号转发装置。
所述智能锁芯2包括微型电机201和连接于所述微型电机201的拨轮206；拨轮206的结构类似于凸轮，其转动轴位于拨轮206的一侧，拨轮206远离转动轴的一端设有磁铁207。
所述微型电机201电连接于ZigBee芯片202，所述ZigBee芯片202电连接于电池组205；所述微型电机201旁设有霍尔元件204；当拨轮206转动时，霍尔元件204能探测磁铁转动方向和圈数，由于拨轮206与微型电机201相连接、共同转动，从而霍尔元件204实现对微型电机201转动圈数的探测。
ZigBee芯片202为基于ZigBee技术的一种芯片。
拨轮206与微型电机201通过连接轴2010相连接。
所述ZigBee芯片202还连接于所述网关1，且两者间信息互换；具体而言，智能锁芯2实则通过ZigBee芯片202连接于网关1。
还包括相互匹配连接的手机APP3和云端服务器4；所述云端服务器4与所述网关1匹配连接；所述手机APP3也与所述网关1匹配连接；所述云端服务器4或手机APP3通过所述网关1接收所述ZigBee芯片202的发送的信息。
结合图1、2，其具体连接通信协议为一种公知技术，不多加赘述。所述手机APP3通过所述云端服务器4或网关1向所述ZigBee芯片202发送指令；ZigBee芯片202接收到前述指令后，执行指令，驱动微型电机201转动，接收不同指令则控制微型电机201不同的转动方向；同时，霍尔元件204探测磁铁207的转动，通过探测磁铁207的转动方向和圈数，来实现监测微型电机201的转动情况，霍尔元件204探测到磁铁207后即通过ZigBee芯片202将信息传回网关1，进一步传送至云端服务器4和手机APP3。所述手机APP3接收到所述ZigBee芯片202发出的信息，并分析处理。
所述智能锁芯2还设有机械锁芯204。所述拨轮206远离所述微型电机201的一端连接所述机械锁芯204。所述拨轮206在所述智能锁芯2壳体的拨动腔体中转动；所述拨轮206靠近所述霍尔元件203一端面设有磁铁207。所述微型电机201、拨轮206和机械锁芯204同轴设置；拨轮206的转动平面一般垂直于微型电机201和机械锁芯204的转动轴。
机械锁芯204的具体结构及其如何实现操控拨轮206转动为公知技术。
主要解决现有的智能门锁价格昂贵、体积大、更换麻烦等情况，智能门锁无法普及成大众消费的局面。其中所述电池组与所述ZigBee芯片相连组成数据传输模块，所述ZigBee芯片与所述微型电机相连以驱动电机转动，所述霍尔元件203用以感应电机的转动方向和圈数，所述机械锁芯用以预防安全隐患时能够应急开锁，所述电池组采用6V供电。
比如，霍尔元件204探测到磁铁207顺时针转动2圈，且将该信息回传至云端服务器4和手机APP3，手机APP 3的运算组件对该信息进行分析，经分析比对，手机APP 3确认顺时针转动2圈为实现开锁的操作，随即发送指令给微型电机201，停止转动；同时手机APP 3将智能锁芯2的状态反应在APP上。
完成开门动作后，通过手机APP 3发送指令给ZigBee芯片202，ZigBee芯片202给微型电机201反向通电，当拨轮206逆时针转动2圈，霍尔元件204监测到的信息通过ZigBee芯片202回传给手机APP 3，传给手机APP 3运算后发送指令，微型电机201停止转动；霍尔元件204的具体探测原理以及手机APP和云端服务器的运算方法为公知技术，不多加赘述。
通过ZigBee协议可将所有设备自动组网，主要解决现有的传统门锁需要实时联网、不能在没有网络的状态下操作和管理，以及WIFI网络开放式结构导致的安全性低的情况，门锁没有安全保障，无法多人、分时、定时的安全管理的局限性。
所述ZigBee芯片202通过所述网关1接收指令后能驱动所述微型电机201转动；所述霍尔元件204监测所述微型电机201的转动方向和圈数，然后将信息通过ZigBee芯片202传送至网关1。
本发明智能锁芯使用中，于平常使用时，打开网关1(路由器)，接入网络，将手机连入数据移动网络或WIFI网络之后，连接网关，进入云端服务器4，即可在手机上查看门锁当前的状态，根据提示和操作指令的发送，通过点击手机上的“ON”或“OFF”发送指令，控制其开启和关闭；当有紧急情况发生时，可以采用钥匙开启机械锁芯。点击手机上的“ON”或“OFF”为向APP输入指令，手机APP 3接收指令后，发送相应信号给ZigBee芯片202，指令具体运算方式为公知技术。
本发明通过改变传统锁芯的结构，将传统的机械锁芯的一半替换为控制芯片和微型电机，可以不用改变门锁的外部面板及部件，也不用更换整个门锁，更换简单，并能达到智能锁芯的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，其特征在于：
包括网关（1），所述网关（1）匹配连接有智能锁芯（2）；
所述智能锁芯（2）包括微型电机（201）和连接于所述微型电机（201）的拨轮（206）；所述微型电机（201）电连接于ZigBee芯片（202），所述ZigBee芯片（202）电连接于电池组（205）；所述微型电机（201）旁设有霍尔元件（204）；
所述ZigBee芯片（202）还连接于所述网关（1），且两者间信息互换；
还包括相互匹配连接的手机APP（3）和云端服务器（4）；所述云端服务器（4）与所述网关（1）匹配连接；所述手机APP（3）通过所述云端服务器（4）或网关（1）向所述ZigBee芯片（202）发送指令；
所述ZigBee芯片（202）通过所述网关（1）接收指令后能驱动所述微型电机（201）转动；所述霍尔元件（204）监测所述微型电机（201）的转动方向和圈数，然后将信息通过ZigBee芯片（202）传送至网关（1）。
2.根据权利要求1所述的一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，其特征在于：所述手机APP（3）也与所述网关（1）匹配连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，其特征在于：所述云端服务器（4）或手机APP（3）通过所述网关（1）接收所述ZigBee芯片（202）的发送的信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，其特征在于：所述手机APP（3）接收到所述ZigBee芯片（202）发出的信息，并分析处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，其特征在于：所述智能锁芯（2）还设有机械锁芯（204）。
6.根据权利要求5所述的一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，其特征在于：所述拨轮（206）远离所述微型电机（201）的一端连接所述机械锁芯（204）。
7.根据权利要求6所述的一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，其特征在于：所述拨轮（206）在所述智能锁芯（2）壳体的拨动腔体中转动；所述拨轮（206）靠近所述霍尔元件（203）一端面设有磁铁（207）。
8.根据权利要求7所述的一种基于IOT系统使用ZigBee技术的智能锁芯，其特征在于：所述微型电机（201）、拨轮（206）和机械锁芯（204）同轴设置。
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