CN109563717A - 用于闭合件的锁的系统,与这种系统一起使用的锁和闭合件系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于闭合件的锁的系统，用于与无线车库门锁一起使用的锁及其控制系统。该系统包括远程模块，该远程模块具有锁定机构或与锁定机构关联以用于操作锁，该远程模块具有通信单元，该通信单元被配置为与耦接到闭合件的控制器的基站通信，该基站能够向远程模块发送锁控制信号以操作锁，远程模块被设置为至少具有运转模式和非运转模式，其中远程模块在非运转模式下的功耗低于其在运转模式下的功耗。远程模块被配置为基于来自基站的指令在两个模式之间切换，并且其中，在非运转模式下，远程模块基于预先建立的同步协议维持与基站的链路。

Description

用于闭合件的锁的系统,与这种系统一起使用的锁和闭合件 系统

技术领域

本发明涉及一种用于闭合件的锁的系统，与这种系统一起使用的锁和闭合件系统。具体地，本发明的实施例涉及无线车库门锁及其控制系统，但是本发明的范围不限于此。本发明的一些方面还涉及包括锁组件和/或控制系统的闭合件系统。

背景技术

传统的电力门操作器(诸如车库门操作器)包括用于使门运动的马达和传动系组件。当马达通电时(在操作器的电子控制器的控制下)，传动系在其极限位置之间(即，在设置的开门位置和关门位置之间)驱动门。出于安全原因，当马达关闭时，它通过传动系保持与车库门接合，并且操作器或其驱动器被设计成提供锁定功能(例如，通过在传动系中使用蜗轮蜗杆驱动器防止反向驱动)。这用于防止车库门的未经授权运动，从而防止非期望的开启。

然而，在某些情况下，仅仅依靠操作器的锁定机构或功能来牢固地锁定门是不够的。例如，在车库卷帘门的情况下，因为缠绕在固定轴鼓上的门帘的一部分在防止进一步运动之前能够被部分地展开，如果门被强制打开，则可进行一定程度的自由旋转。在某些情况下，这样可能足以允许进入。在顶置车库门(例如分段或上翻的门)的情况下，试图强行打开门(例如，通过在关闭着的门的下边缘与地面之间使用撬棍)能够导致驱动机构的一部分或更多部分变形(例如门驱动连杆或驱动轨道的变形)，这可能同样造成未经授权的进入风险。出于安全原因，门的这种运动程度是不可接受的。

在其它情况下，操作器或其驱动器的锁定功能可能是不可靠的或有缺陷的，例如，由于磨损或裂缝。在这些情况下，即使看起来是安全地锁定着，入侵者也可能抬起闭合的车库门。

虽然已知用于闭合件组件的手动机械锁定系统，但它们的使用可能是有限的，或者可能是不太可靠或难以维护和/或安装。此外，希望打开门的用户需要进行锁定和解锁门所需的附加动作(例如，离开他或她的车)，这样很不便，这意味着门通常会被简单地保持解锁。电动锁也是已知的，其可以在用户的控制下运转或者在操作器控制器的控制下自动运转，但是采用它们通常会受到限制。

此外，还已知具有独立电源的无线锁定系统，其避免了对电力连接的需求。然而，它们的成功率通常是有限的，因为控制器和已知的无线锁之间的通信可能存在有关可靠性、功耗和信号干扰的各种问题。

WO 99/53161教导了一种远程受控门锁，其具有包含射频(RF)接收器的控制器，所述RF接收器在唤醒模式和睡眠模式之间切换以保护电池寿命。控制器被编程为以固定的间隔唤醒，检查从远程发射器发送的RF信号，如果接收到正确编码的指令序列则使锁紧螺栓运动，否则恢复到睡眠模式。

US 6,666,054还教导了一种远程受控门锁，其包括一个或多个钥匙运转的门栓，并且其中，作为附加的安全措施，当门栓解锁时必须使用远程控制装置以允许门闩释放。

期望提供一种用于锁组件的改进控制系统，其克服或改善上述传统技术的一个或更多个缺点或问题，或者至少为消费者提供有用的选择。

在本说明书中，在引用或讨论文献、常识方法或术语的情况下，不是承认所引用或讨论的文件、常识方法或术语或其任意组合在优先权日期是：(a)公知常识的一部分；或(b)已知与试图解决与本说明书有关的任意问题相关。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于闭合件的锁的系统，所述系统包括远程模块，所述远程模块具有锁定机构或与锁定机构关联，以用于操作锁，

所述远程模块具有通信单元，所述通信单元被配置为与耦接到闭合件的控制器的基站进行通信，所述基站能够向远程模块发送锁控制信号以操作锁，

远程模块被设置为至少具有运转模式和非运转模式，其中远程模块在非运转模式下的功耗低于其在运转模式下的功耗，

远程模块被配置为基于来自基站的指令在非运转模式和运转模式之间切换，以及

其中，在非运转模式下，远程模块基于预先建立的同步协议维持与基站的通信链路。

在优选形式中，远程模块被设置为具有至少三种电力使用模式，包括：

运转模式，其中启用通信单元用于与基站进行双向通信，并且能够启动锁定机构来操作锁，

第一非运转模式，是待机模式，其中启用通信单元仅用于接收来自基站的通信；

第二非运转模式，是睡眠模式，其中不启用通信单元；并且

其中，远程模块被配置为根据所述预先建立的协议在运转模式、待机模式和睡眠模式之间切换。

在一个形式中，上述限定的系统用于与基站一起使用，基站被配置为以第一规定间隔发送第一同步信号，其中，远程模块被编程为，当处于睡眠模式时，以第一规定间隔或基本以第一规定间隔将远程模块切换至睡眠模式持续一预设持续时间，以便检测同步信号，由此监测基站和远程模块之间的通信链路。

根据本发明，远程模块几乎可以在全部时间内保持在睡眠模式(即，其最低功率模式)，仅以所述第一规定间隔切换到所述待机模式以检查来自基站的预期信号，从而确认通信同步。如果接收的信号包含特定数据，则远程模块可切换到用于双向通信的运转模式并且根据接收的信号操作锁。

特定数据是(例如)来自基站的命令，用于驱动闭合件。

锁的运转可以包括从锁定状态(例如，抵抗弹簧的动作)释放锁，或者锁定机构可以是驱动机构，用于在锁定状态和解锁状态之间驱动锁。

在运转模式中，远程模块因此能够接收锁操作信号，并相应地操作锁(例如，在锁定状态和解锁状态之间驱动锁)。一旦运转了锁(例如，被驱动到所需位置(锁定或解锁位置))，远程模块就切换回睡眠模式。

优选地对所述同步信号进行编码。它们可以包含有关基站识别的数据，和/或有关控制器状态的数据。所述信号可以是分组数字信号。

优选地，根据伪随机跳频模式发送连续的同步信号。所述通信单元和所述基站因此被配置为支持跳频通信协议。此外，可根据伪随机码跳变模式发送连续的同步信号。

远程模块可以被配置为，如果没有检测到来自基站同步信号，则向基站发送请求信号，以请求再发送同步信号。

基站被配置为，在接收到请求信号之后，向远程模块发送另一个同步信号。一旦远程模块接收到该同步信号，远程模块就被配置为基本上在规定间隔的剩余部分恢复到睡眠模式。

优选地，远程模块被配置为，如果在从发送所述请求信号开始的设定时间周期内没有接收到同步信号，则发送一个或多个其他请求信号，并且在未能接收到同步信号时，远程模块开始再同步过程以重新建立与基站的同步通信。

再同步过程可采取任意适当的形式，例如，可涉及重新建立远程模块的正时并且重新建立存储在基站和远程模块两端的伪随机跳频模式的过程。

远程模块的通信单元与基站之间的通信可采用任意合适的形式。优选地，是射频通信。或者，可以是红外通信。

远程模块在模式之间切换的正时控制可由远程模块定时器提供。远程模块可以被配置为，在检测到来自基站的同步信号时，使用传输的正时来调整远程模块定时器。

所述远程模块检查信号可以被编码，并且可以包含关于远程模块的识别的信息。可根据伪随机跳频模式发送连续的同步信号。

上述系统可以包括用于与所述远程模块的通信单元通信的基站，

其中，远程模块被配置为，以第二规定间隔发送远程模块检查信号，并且

其中，基站被配置为以所述第二规定间隔或大约以所述第二规定间隔检测所述远程模块检查信号。

基站可以被配置为，当接收到远程模块检查信号时，基站发送确认信号，并且如果所述远程模块在从发送远程模块检查信号开始的规定的时间周期内接收到该确认信号，则远程模块切换到所述睡眠模式。

优选地，远程模块被配置为，如果在规定的时间周期内没有接收到确认信号，则远程模块发送一个或多个检查信号以由基站接收。优选地，基站被配置为，如果未能检测到一个或更多个远程模块检查信号，则启动再同步过程以重新建立基站和远程模块之间的通信。

以这种方式，如果远程模块在设定时间内或发送检查信号的实例的规定次数内没有接收到确认信号，则启动再同步过程。

所述第一规定间隔中的每一个可以是一个重复时间间隔，并且优选地，所述第二规定间隔中的每一个是所述一个重复时间间隔的倍数。

优选地，如果远程模块从基站接收到表示特定闭合件控制器状态的信号(例如，指示控制器已接收到开门或关门命令的状态)，则远程模块切换到运转模式。

特定控制器状态可以包括门打开状态和门关闭状态，在门打开状态中，来自用户可操作装置的开门命令信号已经被控制器接收，在门关闭状态中，来自用户可操作装置的关门命令信号已经被控制器接收。

远程模块可以被配置为向所述基站发送关于锁的状态的信号，以由基站存储为特定锁状态(锁定状态或解锁状态)。在控制器能够操作闭合件之前，可在接收到命令信号时检查锁状态。

在一个优选形式中，锁被配置为在锁定状态和解锁(释放)状态之间驱动，其中，当锁离开锁定状态或其解锁状态时，信号由所述远程模块传输到所述基站并存储为不同的锁状态(中间状态)。

优选地，锁设置有手动锁操作器，即，用于在所述锁定状态和解锁状态之间选择性地手动操作锁的装置。

手动锁操作器可以是操作锁定机构的手柄，或可以是按钮或开关，它们运转时命令锁以操作锁定机构。例如，所述按钮或开关的每个操作可以将锁移动到其锁定状态(如果处于解锁状态的话)，或者移动到其解锁状态(如果处于锁定状态的话)。

系统可以被配置为，如果操作手动锁操作器并且远程模块不处于运转模式，则远程模块切换到运转模式并且将信号发送到所述基站以作为存储为锁状态。

如上所述，在运转模式下，根据从基站接收的控制信号，锁定机构运转(例如，驱动机构被启用以将锁从锁定状态驱动到解锁状态，并返回)。一旦运转锁(例如，被驱动到所需位置(锁定位置或解锁位置))，远程模块就切换回睡眠模式。

此外，系统可以被配置为，如果基站向远程模块发送锁控制信号以操作锁，并且在规定时间内没有接收到相应的锁状态更新，则执行规定的动作。这可以包括发送另一个锁控制信号，以规定的方式运动闭合件，和/或提供规定的警报信号以提示另一个动作(例如，提示进一步使用用户可操作装置来提供命令信号)。

远程模块优选地被配置为发送关于其电源状态的信息。此信息可以由基站接收并在基站被存储为远程模块电源状态。

控制系统可以被配置为控制两个或更多个锁。在一个实施例中，远程模块耦接到每个锁以与基站独立进行通信并由基站控制。在另一实施例中，远程模块耦接到每个锁，并且远程模块以主和从关系配置。在此配置中，主锁上的一个远程模块可以被配置为主远程模块，而其它锁上的远程模块可以被配置为从远程模块。基站可以直接与主远程模块通信并控制主远程模块；并且主远程模块可以直接与从远程模块通信，并控制从远程模块。

当使用两个或更多个锁时，可以交错地针对每个锁从基站发送所述同步信号。换言之，使用时分来维持基站和每个锁之间的通信。或者，可以使用频分或码分。

在另一种形式中，本发明提供一种用于闭合件的锁的系统，所述系统包括：

远程模块，具有锁定机构或与锁定机构关联，以用于操作锁，远程模块具有通信单元和为锁定机构和通信单元供电的可更换电源；以及

基站，耦接到闭合件的控制器，并配置为与通信单元通信，

基站被编程为，当启动时，基站确定存在远程模块的通信单元，所述远程模块中存在可更换电源，并且基站与所述通信单元建立同步通信链路。

在另一种形式中，本发明提供如上述任一方面所限定的系统，该系统与闭合件系统(例如车库门系统)结合。以能够通过锁定机构将所述闭合件锁定在闭合位置。

在另一种形式中，本发明提供了一种锁，用于与上述任一方面所限定的系统一起使用，以便运转以锁定设置在固定结构中的闭合件，该锁可安装在闭合件本体上，用于与固定结构的一部分相互作用。固定结构可以是闭合件行进的轨道的一部分，或可以是形成闭合件的壁或其他结构，或可以是固定到轨道或其他结构的冲击板。

在另一种形式中，本发明提供了一种闭合件系统，包括与上述限定的系统一起使用的两个锁，所述锁在闭合件的相对侧上使用，以防止该闭合件运动，其中，所述锁具有相似形式，并且一个锁被倒置使得它的锁定机构沿与另一个锁相反的方向运转，从而进行锁定动作。

在另一种形式中，本发明提供了一种用于闭合件的锁，该闭合件在轨道内或沿着轨道在打开位置和关闭位置之间运转，并且所述锁具有用于在锁定状态和解锁状态之间驱动所述锁的操作机构，其中该锁被配置为通过安装系统直接安装到所述轨道，并且选择性地防止该闭合件运动，使得所述安装系统不会干扰闭合件在轨道中运转。

这允许锁用于以下情况：将锁安装到壁或其它结构上不方便或行不通。

在轨道采用通道形式的情况下(封闭件的边缘在该通道内侧运行)，锁优选地安装到通道的外侧。轨道可包括孔，锁的螺栓穿过该孔，以防止闭合件的运动或防止与闭合件相互作用。优选地，在闭合件上设置合适形状的冲击板，用于与所述螺栓配合。

应理解，在本说明书中，“系统”一词涵盖了可实现本发明的各种不同方式。例如，系统可以包括远程模块(或多个模块)，或者它还可以包括相关联的锁定机构(或多个锁)，或者它可以包括相关联的基站(或多个基站)，或它可以扩展到一个或更多个相关联的控制器或闭合件操作器。

在另一种形式中，本发明提供了一种用于卷帘门闭合件的锁，所述卷帘门具有皱褶形状并且在轨道内或沿着轨道在打开位置和关闭位置之间运转，并且该锁具有用于在锁定状态和解锁状态之间驱动锁的操作机构，其中锁被配置用于安装在所述轨道上或邻近所述轨道安装，以选择性地防止闭合件移动，该锁具有螺栓，所述螺栓在所述锁定状态下定位在卷帘门的皱褶之间。

车库门和其它闭合件在非常恶劣的环境中运转(暴露于极端室外环境)，并且有线装置相对易受到这种状况的影响。此外，有线装置需要相对昂贵且复杂的安装和维护方式，因而引起显著的不便。另一方面，无线装置需要独立的电源，独立的电源需要定期更换。

在此背景下，本发明提供了可靠且安全的无线锁的可行性。

特别地，本发明提供了非常高的抗干扰可靠性，同时极大地限制了无线元件的功耗要求。

附图说明

现在将参考附图进一步解释和说明本发明，其中：

图1示出了安装的车库卷帘门系统；

图2A是根据本发明的实施例的被部分拆卸的锁组件的第一后视图，该锁组件被配置为由控制系统控制；

图2B是图2A的锁组件的第二前视图(其中盖壳体被移除)；

图2C示出了将图2A和图2B的锁组件安装到图1示出的车库卷帘门系统的轨道上；

图3是根据本发明的实施例的用于图2A至图2C的锁组件的控制系统的示意图；

图4是示出针对图3中示出的控制系统的通信单元实现的同步过程的逻辑流程图；

图5是示出针对图3中示出的控制系统的基站实现的同步过程的流程图；

图6是示出当接收到关门命令时针对图3中示出的控制系统实现的示例过程的流程图；

图7是示出当接收到开门命令时针对图3中示出的控制系统实现的示例过程的流程图；

图8A至图8D示出了锁组件的另一实施例，包括将组件安装到分段式顶置车库门上；

图9示出了锁组件的另一实施例，该锁组件被类似地安装到车库门上；以及

图10和图11示出了将图9的锁组件安装到车库卷帘门轨道的替代方式。

具体实施方式

门驱动系统

图1的卷帘门系统10包括安装到两个端部支架40的鼓安装卷帘门20，该鼓安装卷帘门20位于由轴30支撑的支撑件上。在轴30的一端安装有包括马达(未示出)和传动系(未示出)的操作器50，以及电子控制器60。操作器50设置有分离手柄70，以允许在任意时候如果需要手动操作门的情况下使传动系与卷帘门20脱离。

尽管图1示出了卷帘门系统，应理解的是，在此描述的构思同样适用于顶置门(诸如带履带的上翻和分段门)、百叶窗、窗帘、门或任意其它类型的可运动闭合件或栅栏。

控制器60包括具有可编程微电路的一个或更多个控制板以管理系统的各种功能，并且包括或被耦接到无线电接收器，以从用户的远程控制发射器装置(96，图3)接收无线电控制命令。

相对的卷帘轨道80a、80b引导门20在打开位置和关闭位置之间行进。无线锁组件84被安装到卷帘轨道80b中的一个上或与其相邻，并且第二无线锁组件82被安装到相对的卷帘轨道80a或与其相邻。被连接或集成到控制器60中的基站与锁组件之间的RF无线通信使锁运转(在本发明的控制系统下)，从而选择性地允许和防止门20的运动。

在讨论控制系统时，以下描述关于使用单个锁组件84的实施例。然而，应理解的是，控制系统也可用两个锁组件82、84(或任意数量的锁组件)以类似的方式实现，其中基站与两个锁组件独立地进行通信并控制两个锁组件的运转(以下进一步讨论)。或者，锁组件82、84可布置成主/从配置，其中基站直接与锁组件84中的一个进行通信并且对其进行控制，并且锁组件84与第二锁组件82进行通信并控制第二锁组件82。

锁组件

如图2A和图2B示出的，锁组件84包括通过马达202经由齿条和小齿轮组件204驱动的锁紧螺栓200。锁组件84包括设置锁组件的后部的基部85，基部85被配置为支撑以下描述的部件，基部85包括允许以如下面进一步讨论的不同的构造安装组件的孔302、303。

如图2A中示出的，小齿轮208安装到马达202的输出轴206以与第一齿条210啮合，第一齿条210安装成在线性槽216中运行并固定地连接到锁紧螺栓200，并且第二齿条212安装成在另一平行线性槽218中运行，第二齿条212设置有手动超控手柄214，其通过槽224(图2B)凸出到组件的前部。手动超控手柄214可在槽224的相对端部220、222之间滑动。第一齿条210和第二齿条212安装在小齿轮208的相对侧上，使得小齿轮208的旋转引起第一齿条210和第二齿条212在它们各自的槽216、218内沿相互相对的方向线性运动。

参照图2A，当启动马达202使小齿轮208沿顺时针方向旋转时，锁紧螺栓200伸出并因此运动到其锁定位置。同时，第二齿条212沿相反方向运动，使手柄214滑动到槽224的端部222。相反，当启动马达202使小齿轮208沿逆时针方向旋转时，锁紧螺栓200被退出并因此运动到其解锁位置(未示出)。同时，第二齿条212沿相反方向运动，使手柄214滑动到槽224的相对端220。

当希望手动操作锁紧螺栓200时(通常，仅在紧急情况下，诸如在电源故障或电池耗尽的情况下)，手柄214能够在槽224的端部220、222之间运动以使锁紧螺栓200(经由小齿轮208)在其解锁位置和锁定位置之间运动。

如图2B所示，限位开关226、228设置在槽232的相对端，以检测锁紧螺栓200的极限位置。更具体地，锁紧螺栓200包括容纳在槽232中并配置为沿着槽232行进的径向突起部230，突起部230固定到螺栓200。当螺栓200运动到其伸出(即，锁定)位置时，突起部230运动到槽232的一端以启动限位开关226。当螺栓200运动到其退出(即解锁)位置时，突起部230运动到槽232的相对端以启动限位开关228。限位开关226和228的启动用于提供电状态信号以指示锁紧螺栓200是处于其锁定还是处于其解锁位置。如果限位开关都没启动，则认为螺栓200处于第三(中间)位置。

如图2A所示，后盖板219设置为通过螺栓紧固到锁组件的基部85，从而覆盖并保护锁的机械组件。以下进一步讨论前壳体236(未在图2B中示出)。

锁组件84还包括从装置的前部凹进的凹进部234，用于容纳一个或多个印刷电路板(PCB)和板载电源(2×C电池)。PCB提供用于操作马达202的锁定控制与驱动电路94以及用于与控制器60相关联的基站收发器102进行通信的远程通信单元92，如以下参照图3进一步讨论的那样。

将锁组件安装到门

图2C示出在锁组件的安装位置上方截取的卷帘门20、卷帘轨道80b和车库壁22的截面图。锁组件84包括可拆卸的外部前壳体236，外部前壳体236覆盖并保护图2B中示出的组件(包括电池和PCB)，并且锁组件84通过螺栓239以下述方式直接安装到门轨道80b的外侧面：该螺栓239从轨道80b内部穿过轨道中的孔以与锁组件的基部85的两个侧向螺纹孔302接合。在轨道80b中设置螺栓200能够穿过的另一个孔。当锁处于其所示的锁定位置时，螺栓200伸出穿过安装在门20上的冲击板238中的开口，从而防止门的运动。应理解，选择螺栓239的位置、形状和头部尺寸以避免干扰门20的侧边缘在轨道80b中的运动。

或者，锁组件84可以通过穿过两个孔303的螺栓来安装到壁22上，孔303垂直于组件的基部85的板。此外，然后在轨道80b中设置孔以用于螺栓200的行进。

通常，锁组件84可以布置在地面上方大约1-2m处，使得锁的紧急手动超控手柄214在用户容易触及的范围内，从而方便更换电池以及依需求进行其它维护。应理解的是，覆盖壳体236的移除允许接近电池和手柄214。

当与顶置门(例如分段或上翻门，具有接合在轨道中以引导门的运动的侧向轮)一起使用时，锁可定位成当门关闭时，螺栓200刚好接合在轮上方，优选最下面的轮。在这种形式中，不需要冲击板或对门组件进行其它添加或修改。

当与卷帘门一起使用时，可在门上不需要冲击板的情况下完成锁定，因为锁紧螺栓在伸出时位于门帘的皱褶(corrugation)之间。图10中示出示例，其中锁组件位于轨道80b的外侧、轨道的侧面(安装到轨道80b或壁22)，使得螺栓2200在门帘的皱褶之间突出，因此仅允许门11进行非常有限的运动。图11示出替代实施例，其中锁组件安装在轨道80b的前面(直接安装或通过安装固定在壁22上的支架的方式安装)，使得螺栓沿着垂直于门20的平面的方向运动。此外，当螺栓2200伸出时在门帘的两个连续皱褶之间突出，因此仅允许门20进行非常有限的运动。

锁控制系统

如图3中示意性示出的，锁的控制系统240的组件包括远程模块90和基站100，基站100耦接到门操作器控制器60。远程模块90由PCB提供，该PCB容纳在锁组件84的凹进部234中，并且远程模块90包括通信单元92，该通信单元92的形式为具有微处理器控制的RF收发器。远程模块90还包括锁电路94，用于基于由通信单元92接收的指令来操作马达202。

门操作器50的控制器60通过引线52连接到基站100，基站100包括具有微处理器控制的RF收发器102和天线103。RF收发器92和102被设计成通过合适的通信协议(如本领域技术人员所理解的)彼此通信。

应理解，基站100可替代地集成到门操作器50中，例如RF收发器102的微处理器可以集成到操作器控制器60中。

因此，尽管根据本说明书，用于与远程模块90通信并向远程模块90发出控制命令的控制逻辑被编写在基站100中，但是它同样可以全部或部分地被编写在控制器60中。

在另一个替代实施例中，系统可以设置有可选的有线锁组件84'，用于在安装位置处存在不可接受的高RF干扰的情况下进行安装。

有线锁组件84'包括经由核心接口链路118连接到门控制器60的远程模块90'。控制器60和远程模块90'之间的信号因此直接经由链路118传播而不是在基站100和远程模块90之间无线地传播，但是在其他方面，这种变型的运行与如本文所述的无线锁组件84的控制系统相同。

如下面进一步详细讨论的，为了使功耗最小化，锁组件的远程模块90被配置为具有(至少)三种用电模式，即：运转模式，其中通信单元92可操作用于与RF收发器102进行双向通信并且锁电路94是可操作的(针对锁紧螺栓能够由马达202在其锁定位置和解锁位置之间驱动的情况)；待机模式，其中通信单元92仅从RF收发器102接收信号时启用；以及睡眠模式，其中通信单元92不启用。

响应于由控制器60接收的用于打开或关闭门20的命令信号(例如，来自用户可操作的远程控制发射器96)，收发器102发送信号以将远程模块90切换到其运转模式。在运转模式中，根据通信单元92接收的控制信号，锁电路94操作马达202以将锁紧螺栓20移动到其锁定位置或解锁位置。将参照图6和图7更详细地解释运转模式下的远程模块90的详细操作。

在运转模式中，锁电路94以适当方向将电力(功率)切换到马达202，以在第一/锁定位置和第二/解锁位置之间驱动螺栓200。在此实施例中，螺栓具有700ms的行程时间。

当门被锁定时(即，螺栓处于其第一/锁定位置)，基站具有标记为STATUS(态状)1的锁的状态。当用户向控制器60发送打开门的命令时，由基站100发送的UNLOCK(解锁)信号由通信单元92接收，锁电路94开始运转，并且微动开关226的断电导致信号从通信单元92发送到基站100，基站100记录锁组件的状态处于其第三/中间位置(STATUS 3)。当其到达第二/解锁位置时，微动开关228通电并且将信号从通信单元92发送到基站100，基站100记录锁的状态(STATUS 2)。接下来，远程模块90切换到非运转模式。接下来，控制器60能够将门驱动到其打开位置。

然而，如果在700ms(或者稍长的时间周期，以考虑任意信号传输延迟和过程，以及锁定机构的运转中的一些公差)内没有接收到该(解锁位置)信号，则认为是错误，并且控制器60不能驱动门。此外，远程模块90切换到非运转模式。控制器能够发出规定的警报或警告(例如，操作器发出听得见的哔哔声)。如果接收到来自用户的进一步(开门)命令信号，则远程模块切换到其运转模式，并且再次尝试操作锁(以将其驱动到其解锁位置)。或者，如果需要，系统可被配置为命令锁在没有接收到新的命令信号的情况下尝试多次解锁。

相反，当门被解锁时(即，螺栓处于其第二/解锁位置，并且门打开)，基站将锁的状态标记为STATUS 2。当用户向控制器60发送关闭门的命令(或自动关闭功能运转)时，检查锁状态，并且控制器60将门驱动到其关闭位置。当其到达该位置时(通过达到门关闭极限位置，例如通过门的位置编码器系统向控制器60发信号)，通过基站100向通信单元92发送LOCK信号，锁电路94开始运转，并且微动开关228的断电导致信号从通信单元92发送到基站100，基站100记录锁组件的状态处于其第三/中间位置(STATUS 3)。当门到达第一/锁定位置时，微动开关226通电并且将信号从通信单元92发送到基站100，基站100记录锁的状态(STATUS 1)。然后，远程模块90切换到非运转模式。

此外，如果在700ms(或者稍长的时间周期，以考虑信号传输和处理，以及锁定机构的运转中的一些公差)内没有接收到(锁定位置)信号，则认为是错误。此外，远程模块90切换到非运转模式。控制器能够发出规定的警报或警告(例如，操作器发出听得到的哔哔声)，仅当接收到来自用户的另一个开门命令信号时，远程模块切换到运转模式。另一个关门命令信号不会导致进一步尝试将锁驱动到其锁定位置。

或者，如果需要，系统可以被编程为另一个关门命令信号导致锁再次尝试运动到其锁定位置，或者试图在未接收到新的命令信号的情况下多次尝试锁定。

因此，为了使功耗最小化，远程模块90仅在由于用户命令而需要操作锁时或者当其检测到螺栓200的位置因手动操作而改变时才处于其运转模式。远程模块90内置了以下逻辑：

·一类逻辑功能，其能够根据需要响应于接收到的信号，从而经由锁电路94驱动马达202。

·一类逻辑功能，用于从微动开关226和228接收信号，并通过通信模块92将这些信号发送到基站100。

·一类逻辑功能，用于根据以下讨论的协议使通信模块92在不同运转模式之间切换。

逻辑使得如果通过手柄214的方式手动操作锁，则(由于微动开关226和228的运转)远程单元90切换到运转模式以向基站100发送信号，这将标记锁的新状态。远程单元90切换回非运转模式。

为了限制电力使用，远程模块90没有配置使其能够编译锁定条件或响应于此而采取任意动作的决策制定逻辑；这完全由基站100完成。

基站100还提供了锁组件84的安全运转所需的其它逻辑。

在替代形式中，远程模块90可以包括一逻辑，该逻辑考虑了针对锁的运转所要做出的本地决策，但是为了最小化电力要求，这通常不是优选的选择。

如果在门运动时手动操作锁，则可能导致损坏(例如，如果门处于关闭过程中并且锁被手动移动出其解锁位置)。在这种情况下，发送到基站100以改变锁状态的所得信号将停止门运动，并且提供适当的警报或其它信号(例如，操作器提供数个听得见的哔哔声，以指示出对门的运转的干预)。在接收到另一个命令信号时，锁被运动到其解锁位置并且门的行进能够继续。

如果门被锁定，并且锁被手动操作到解锁状态，则系统被编程为不试图重新锁定门。当门操作器不起作用(例如停电)并且用户希望脱离门驱动器并手动打开门时，可能出现这种情况。在这种情况下，仅在门再次被操作并返回其关闭位置时发生后续锁定。

此外，当访问控制器以运行诊断(即，由技术人员)时，则系统被编程为将锁运动到其解锁位置并保持在该位置，直到退出诊断模式为止，因为技术人员可能希望在没有门锁定妨碍的情况下操纵门(例如，重置极限位置)。

当不处于运转模式时，远程模块90在睡眠模式和待机模式之间切换(如以下参照图4和图5进一步详细描述的那样)。在非运转模式中，最小化锁组件84的功耗，从而维护电池寿命。

通过编码信号的方式将锁组件84的电池电压发送到基站收发器102，并且每当远程模块90切换到运转模式时就将其作为BATTERY STATUS(电池状态)值转发到控制器60。如果电池电压降到规定水平以下，则BATTERY STATUS值设定为LOW(低)，并且操作器提供适当的警报(例如，操作器在每个门运转结束时亮灯执行规定顺序或规定次数的闪烁(和/或听得见的警报))。如果需要的话，系统可以被编程为门操作器被禁用(即，除了通过手动操作之外将防止进一步驱动门，直到电池被更换)。

此外，控制器60可以被编程为，如果在基站100和锁组件84之间没有通信时尝试使用它来运转门20，则门将不会运转，并且可以由操作器或通过其它手段向用户提供合适的信号或警报。

根据本发明以及所使用的在下面详细描述的通信协议，锁组件的远程模块90具有三种功耗模式，即：

·运转模式(最高电力消耗(功耗))，在该模式中通信单元92运转以发送信号到RF收发器102或从RF收发器102接收信号，并且在该运转模式中锁电路94运转，使得锁紧螺栓200能够在其锁定位置与解锁位置之间由马达202驱动；

·非运转模式(较低的电力消耗，“待机模式”)，在该非运转模式中通信单元92仅能够从RF收发器102接收信号；以及

·另一非运转模式(最低电力消耗，“睡眠模式”)，在该非运转模式中通信单元92停用，其中仅有其系统监察定时器消耗电力。

基站与远程模块之间的通信协议

当不处于运转模式时，从基站收发器102以规则间隔(100ms)在适当的RF频带中发送短脉冲串编码同步信号(具有大约50μs的播出持续时间(on-air duration))，并且以相同间隔将RF收发器92在一短周期内从睡眠模式切换到待机模式持续，以便监测同步信号。当接收到同步信号时，无线系统因此确保远程模块90与基站100通信，并且RF收发器92的微处理器根据短脉冲串同步信号的终止来调整内部时钟数据，以避免相对于基站收发器微处理器的内部时钟的任意正时同步漂移(timing synchronisation drift)。然后RF收发器92关闭，将无线系统切换回睡眠模式直到下一次预定的传输为止。以这种方式，远程模块90连续地保持与基站100的同步，而不必传输任何信号。

考虑到优选实施例中使用的信号传输的持续时间，信号传输(Tx)/接收(Rx)的有效正时约为400μs。对于信号接收，这包括将相关收发器调谐到指定频率的时间(大约需要130μs)。此外，由于时间偏移(time shifting)问题，可能会在传输的任意一侧产生至少约25μs。更长的信号可能需要更长的时间。类似的问题适用于需要包括额外时间来考虑50μs的播出持续时间(通常用于所有传输的持续时间)的信号传输，以及其它相关准备的信号传输。

以下参照图4和图5描述RF收发器92和基站收发器102之间的运行交互，图4和图5分别示出处理的逻辑算法(分别是在远程模块处的逻辑300和在基站处的逻辑400)。

图4示意性地示出了由RF收发器92实现的用于执行本发明该实施例的过程的逻辑算法300。算法300包括两个主要子过程(305和360)，它们在睡眠模式中限定RF收发器92的核心操作过程。子过程305表示在基站收发器102和RF收发器92之间每100ms(称为“延迟5”)执行的主要迭代同步维护过程，并且子过程360表示在完成预定次数的子过程305的迭代之后(在此实施例中，在完成由338触发的子过程305的第20次迭代之后)执行的保护性再同步过程(在此称为“强制保护模式”或FPM)，或作为当没有及时接收到来自基站100的预定通信时的默认保护性再同步过程。

子过程305从由RF收发器模块92监测接收到从基站102传输的短脉冲串编码同步信号的事件310开始。用于监测同步信号的唤醒开启定时器('延迟6'-40ms的时间周期)并导致计数器'N'(315)的增量调整和二进制开关'M'(320)的初始化。在上下文中，计数器N表示循环计数器，该循环计数器在子过程305的每次迭代中递增地增加一次，并且二进制开关M用于在同步过程成功完成第20个循环的情况下控制子过程305的期望方向(详见下文)。

当成功接收(310)来自基站收发器102的编码同步信号时，评估事件325用于验证所接收的信号并确认基站100和远程模块90确实是同步的。如果顺利，则调整RF收发器92的内部时钟(330)以便根据信号正时与基站100的内部时钟同步。如果事件325不能确认接收到同步信号，则执行子过程360并且实现基站100和远程模块90之间的主动保护性再同步(详见下文)。

一旦完成同步确认，RF收发器92测试以确定当前循环是否在第20次迭代中(即，N＝20)以及是否刚执行过(即M＝1)预定的保护性同步测试(见以下关于强制保护模式(FPM)的讨论)。根据评估事件335的结果，系统在再次唤醒之前切换回睡眠模式(340)以持续当前100ms间隔的剩余部分，从而准备从基站收发器102接收下一预期的同步信号。如果当前迭代完成第20次循环，计数器N被重置为零(事件340)。

编码同步信号是64位序列，其包含识别基站收发器和控制器60的状态的数据。根据状态，该信号可以使无线系统切换到运转模式(状态是否指示出门正在关闭/打开，指示出已经接收到关闭/打开信号，或者指示出锁状态已经改变(参见图6和图7))。

根据基站100和RF收发器92都已知的伪随机跳频模式发送连续同步信号。根据此模式的传输提供了对无线电干扰的持续防护，从而最小化了丢失与无线系统通信的机率。这种跳频技术本身在RF通信领域是众所周知的，这里不再进一步描述。

如果由于无线电干扰，RF收发器92在到期时间没有接收到同步信号，则事件325导致子过程360被执行。在此过程中，收发器92将RF信号发送(345)到基站100，以请求发送另一个同步信号。这是短(例如，50μs)编码信号，包括识别RF收发器的信息，并且类似于在循环开始时最初发送的相同短脉冲串编码信号。如果接下来RF收发器92按时接收到同步信号(事件350)(这确认了是无干扰通信)，则子过程360退出并且如以上详述调整远程模块90的内部时钟数据，并且无线系统在切换回睡眠模式之前完成子过程305。如果响应于请求信号345没有接收到同步信号，则RF收发器92发送另一请求信号。重复此过程直到延迟6逾期为止。应理解，此标准也可以针对子过程360的循环的最大迭代计数来实施。如果在此周期(或规定的迭代数)结束时没有接收到同步信号，则认为指示出同步已打断。此时，基站收发器102和RF收发器92被编程为开始再同步过程(事件370)，以便在它们之间重新建立同步。

无线系统的再同步(370)对于技术人员来说通常是已知的，并且这里将不再详细描述。重要的是，再同步涉及向RF模块提供关于正时的数据的基站和应用于跳频的频率模式。简单地说，再同步过程370涉及基站100在大约400μs内以相同的频率传输8个RF脉冲串，然后监听接下来的200μs。每个脉冲有用于识别的特定字节。频率以随机方式针对每个连续脉冲串改变。远程模块90以随机频率每120ms监听大约200μs。如果基站100和远程模块90的频率一致(即，在基站发送并且远程模块90正在监听的期间)，则模块90与基站同步并在基站正在监听的间隔期间发送确认信号。

一旦成功完成再同步，无线系统切换回睡眠模式以继续上述循环。

应理解，上述技术提供有效的方法以确保基站100和无线系统之间的通信，同时将无线系统的组件的电力(功率)使用保持在最小。然而，应注意到，根据该算法，在除了运转模式之外的周期期间，基站100可能从不从RF收发器92接收信号。虽然这可能表明RF收发器92正在按时接收同步信号，并且全部正常，但实际上有可能由于无线系统的干扰或故障而已经丢失了通信，或者已丢失了同步。鉴于此，系统被配置为每20个同步循环(或其它适当的规定间隔)切换到强制保护模式(FPM)。因此，在子过程305的第20次迭代完成时，评估事件335将确认，从而导致FPM循环338开始。

因此，FPM模式338的核心部分是子过程360。在此模式中，RF收发器92发送(在事件345)短脉冲串编码的FPM信号，而基站100被编程为在设定周期内的该时刻检测该FPM信号(事件415/420)。如果检测到FPM信号(见图4中事件420的确认)，则基站100用规定的FPM确认信号响应(图5中的事件425)。当接收到该确认信号时，系统就知道(即，通过评估事件325)通信链路开启并且是同步的，并且如上所述继续进行连续的同步过程。

在一种形式中，在错过了来自基站100的传输(405)的时候，RF收发器92被编程为在第20次循环时唤醒，从而引发FPM循环(338)。这样，传输(在325确定)的未接收引发了执行子过程360(即，FPM模式)。或者，基站100可被编程为错过其常规传输时，由此引发了执行子过程360。

如上所述，如果RF收发器92没有接收到FPM确认信号350，则评估事件325将失败，这导致另一个短脉冲串FPM信号被发送到基站收发器102以进行确认。子过程360在评估事件325处重复直到与重复的不成功验证有关的规定时间周期(延迟6)(在事件310处从基站100发出预期传输时开始测量)逾期为止，此时系统将自动初始化完整的再同步过程370。

子过程360的每次迭代进行测试以在事件380处确定预定的FPM循环是否正在进行(并且在FPM过程之外未能接收到预定同步信号之后是否还未开始)。如果是，则计数器N被重置为零(事件385)，并且二进制开关M被设置为一。如果评估事件325确认成功接收(在350)到来自基站100的确认信号，则将相应地调整RF收发器92的内部时钟并且将允许子过程305继续。应理解的是，子过程360在第20个循环期间将计数器N重置为零(385)并使二进制开关M等于一(390)确保了在完成预定FPM循环之后，成功地重新进入子过程305时不会重新开始FPM。

图5示出了逻辑算法400，逻辑算法400表示被编程为每100ms(图5中的‘延迟3’)就进入无线基站100的收发器102中的过程。每个同步维护循环开始于基站100在事件405处发送短脉冲串编码的同步信号。在发送(405)之后，进入子过程407，子过程407用于测试计数器N的当前状态以确定同步维持机制中当前迭代处于何种状态。将理解，计数器N和二进制开关M的值指示(在事件435)基站100何时还原成完全的再同步机制(事件370)。

基站监听(在事件415处)从远程模块84发送的请求信号。如上所述，作为FPM循环的一部分，每20个轮询周期都预期有这样的信号(见图4中的事件345)。在事件420这种信号的成功接收被测试。

基站100继续监听(415)信号直到40ms(图4中的‘延迟1’)逾期为止。一旦逾期，基站100就假定与收发器模块84的同步保持完整并且在延迟3到期时立即准备重复传输(405)。后面描述的过程代表基站100针对子过程305的标准迭代的操作，即，当N≠20的情况。在这些迭代期间，开关M保持为零，这表明当前循环是非预定的FPM循环。计数器N(在此期间非零)导致事件435失败，从而允许过程进行到下一个轮询周期。

上述过程持续到第20个循环为止，此时由子过程305(通过事件338)执行预定的FPM循环。如上所述，在子过程305的非FPM循环期间，如果同步保持完整，则无线基站100不从远程模块90接收通信信号。在FPM循环期间，评估事件420将确认是否通过基站100接收来自远程模块90的通信信号(在图4中示出的事件345处)。如果确认接收，则将二进制开关M设置为一并且基站收发器102将确认信号发送(在事件425)到收发器模块84(图5中的‘延迟2’)。此信号与在事件405原始发送的短脉冲串编码同步信号相同。如果延迟1(大约40ms)未逾期，则再访问事件415和420，但是考虑到在评估事件325(图4中示出)处成功确认接收到传输(在事件350)之后，远程模块90已经正常返回，从而完成了子过程305的当前迭代，所以事件420将失败。因此，尽管无线基站100通过子过程450继续迭代直到延迟1逾期为止，它最终仍将进行到评估事件435并且失败(即，M＝1，N＝20)以便正常地继续到下一个循环。

如果同步丢失，将在预定的FPM循环内检测到。这里，由无线基站100在事件425发送的同步信号将不会被远程模块90接收，并且将引起要由RF远程收发器92执行的子过程360的进一步迭代。将由远程模块90(在事件345)做出持续请求，所有这些请求都将由无线基站100接收(即，如果不存在干扰)。子过程360和450都将继续直到相应的延迟6和延迟1逾期(分别在事件365和430)为止，此时远程模块90将离开子过程360并且默认为程序规划的再同步机制370(并且将停止发送信号请求)。在此阶段，过程400的计数器N和二进制开关M将分别等于20和1，这将导致评估事件435失败并引起过程400的进一步(和最终)迭代开始。当接下来执行子过程407时，子过程407将测试计数器N并推断出第20次循环正在进行，从而使二进制开关M被设置为零(因此设定两个参数以确保确认事件435)。由于远程模块84此时已经停止传输任何其它请求信号，因此评估事件420将失败(确保M未被设置为一)，并且在延迟1逾期时，引发评估事件435被确定，从而引发基站100进入程序规划的再同步机制370。应理解，子过程407可以以多种方式构造，以确保适当地调整计数器N和二进制开关M，从而允许算法300/400如所描述的那样运行。为了完整地描述图4和图5中示出的算法300和400，延迟1和延迟6相等，并且与强制保护模式(例如，40ms)的保护环相关。延迟3和延迟5相等并且与同步维护(100ms)的频率相关。延迟2等于事件425设定的传输脉冲串的持续时间。应理解，每个延迟的值可以根据所需的系统响应要求而容易地改变。

如上所述，在每20个100ms的循环之后，系统被强制进入强制保护模式(FPM)，以确保基站100不与远程模块90失去联系。在保护模式下，通信单元92发送要由基站100接受的信号。如果在40ms(延迟6)内没有接收到此信号(尽管经由子过程360重复尝试)，则系统在保护模式下运行失败并切换到再同步模式(事件370)。

尽管存在上述同步协议、保护性FPM操作以及尝试再同步370，如果远程模块和基站之间的通信丢失，则控制系统还是不能进一步操作门操作器并提供规定的错误消息或警告，以引起用户的注意。

控制系统和锁操作的操作示例

图6和图7示出了相应的算法500和600，算法500和600示出了当系统切换到运转模式时(例如，当用户指示控制器60打开或关闭门时)控制器60、基站100和远程模块90之间的交互的实施方式。这些附图未示出在手动干预锁组件84的情况下实现的操作，这些内容已经在上述内容中讨论过。

图6示出了用于在接收到关门命令时操作控制系统240的方法500。

在步骤502，控制器60接收关门命令，例如，从用户可操作的发射器96或另一个用户可操作的控制装置。因此，控制器60的状态切换到门关闭状态。

在步骤504，响应于关门命令，控制器60通知基站收发器102，基站收发器102又转发第一激活信号以唤醒远程模块90。控制器检查锁状态，并且如果确定没有处于解锁位置，则第一激活信号由用于将锁组件84解锁的命令进行编码。

在步骤506，第一激活信号一旦被收发器92接收，就将远程模块90切换到运转模式，以允许与基站进行双向通信。

如果锁处于其解锁位置，则过程跳到步骤514。

在步骤508，锁电路94运转以沿预定方向驱动马达202，从而将锁紧螺栓200移动到解锁位置直到限位开关228被启用。

在步骤510，响应于限位开关228被启用，通信单元92向基站收发器102发送更新锁状态的确认信号。因此该信号确认出锁紧螺栓200被退出到解锁位置。

在步骤512，基站收发器102将确认信号传递给控制器60。此信号指示出能够安全地开始关闭门20。

在步骤514，控制器60启动门20的关闭操作。

在步骤516，远程模块90返回到非运转模式。如上所述，如果螺栓200被手动移动出其解锁位置，则通信单元92在门20的关闭操作期间向基站收发器102发送合适的信号，并且中断运行门20。

在步骤518，门20到达其完全关闭位置。作为响应，控制器60向基站收发器102发送信号。

在步骤520，响应于该信号，收发器102将第二激活信号转发到通信单元92，以将远程模块90切换到运转模式。第二激活信号由用于锁定锁组件84的命令进行编码。

在步骤522，锁电路94接收锁定命令并操作马达202，直到限位开关226被启用(即，锁紧螺栓200通过冲击板238完全伸出到其锁定位置)为止。这导致发送到基站100的信号以及锁状态被更新。

在步骤524处，远程模块90返回非运转模式.

图7示出了用于在接收到开门命令时操作控制系统240的方法600。

在步骤602处，控制器60接收开门命令，例如，从用户可操作的发射机96，或从另一用户可操作的控制件。将控制器60的状态变为门打开状态。

在步骤604处，响应于开门命令，控制器60通知基站收发器102，基站收发器102进而转发第一激活信号以唤醒远程模块90。如果锁状态确定锁不处于其解锁位置，则第一激活信号利用用于解锁锁组件84的命令进行编码。

在步骤606处，第一激活信号一旦由远程模块90的收发器92接收到，就将远程模块90切换到运转模式。

在步骤608处，锁电路94运转以驱动马达202沿着预定方向将锁紧螺栓200移动到解锁位置，直到限位开关228激活为止。

在步骤610处，响应于限位开关228的激活，通信单元92将信号发送到基站收发器102以确认锁紧螺栓200处于其解锁位置，这更新了记录的锁状态。

在步骤612处，基站收发器102将确认信号发送到控制器60。该信号指示出能够安全地开始打开门20。

在步骤614处，控制器60启动门20的打开操作，直到门20到达其打开位置为止。

在步骤616处，远程模块90返回至其非运转模式。这可在步骤610后立即发生。

从上面将理解的是，无线远程模块90将在大部分时间内处于其睡眠模式，从而尽可能地使电力使用量最小化。该运转是有效率的，因为(a)无线基站100和无线锁组件84总是在彼此的范围内(不同于(例如)与车辆或房屋进入控制单元协作的RF远程控制件)；并且(b)因为主要给基站供电，因此其RF收发器能够持续监测来自无线锁组件84的信号。从睡眠模式间歇性地切换到待机模式以监测来自基站100的同步信号通过无线链路提供持续的低电力同步，从而有助于使干涉的危害最小化。对于由本申请人根据本发明开发的测试系统，已计算出在正常使用量下，系统将使用2x C型电池给予锁组件84五年或更长的电池寿命。

远程模块90可以被编程为在开始运转锁驱动器(即，在步骤508和608处)后返回至其非运转模式，仅在限位开关运转以表示行进结束时(或者，可选地，在期望的行进时间700ms之后)切换回运转模式，以消耗更低的电力。然而，在锁运转期间最好保持运转模式。

在上述系统的替代方案中，基站100与锁组件84的远程模块90之间的RF链路可由另一形式的无线通信替代，诸如IR链路。这减小了干涉的问题，但需要在许多情况下可能不可行的视线通信(line of sight communication)。

门运转的远程和网络监测及控制

上面的描述讨论了由控制器60从远程控制发射器接收的用户“开门”和“关门”命令，这些命令通常集成到遥控钥匙中，当与车库门或闸一起使用时，由用户方便地保存在使用车库的车辆中。

或者，命令信号可以由用户与智能手机或其它移动电子装置上的计算机应用进行交互来提供。对于家庭访问和家庭安全系统包括允许用户经由网络访问来远程监测和控制不同方面的功能来说越来越普遍。申请人的题为“用于屏障操作器的远程监测和控制(Remote monitoring and control for a barrier operator)”的同时在审国际专利申请第PCT/AU2015/050625号公开了这样的系统。所公开的系统包括将屏障操作器(即，一个或多个门、闸门等)的控制器连接到计算机网络的网关装置，该网关装置作为屏障操作器的集线器运转，通过该网关装置监测信号并且引导(路由)控制和命令信号。一旦连接到网络，就可以以安全的方式远程监测并控制屏障操作器。网关装置被配置为设置和配置屏障操作器，以将控制信号发送到屏障操作器，从而控制它们的运转，并从中接收监测数据。

本发明可以集成到这种联网的监测和控制系统中。除了通过系统接收闭合操作命令之外，还可以用于通过用户界面(例如，用户的移动电子装置上的GUI)向用户(和/或服务人员)沟通问题、做报告和发警报。除了门状态的指示(接近关闭、正打开、打开)之外，用户界面还可提供锁状态(锁定、解锁)的指示。在远程模块90电池电量不足的情况下，和/或在根据基站命令解锁或锁定锁组件时失败的情况下，和/或在手动操作锁组件84时触发了改变向基站100发送的状态信号的情况下(特别是如果这种情况中断了关闭的操作)，可以发送适当的警报。

锁组件的安装和设置

在设定时，系统优选地被配置为基站自动建立与远程模块90的通信，因此使锁组件84或每个锁组件84进行登记以供使用。为此，应在启动闭合件操作器之前给锁组件供电(即，安装电池)。通常，安装者将首先设定控制器60以便与闭合件20一起运转(包括设定行程终端限制)，然后将启动基站100以建立与控制器60的通信。基站100还将启动和设定与远程模块90的同步无线通信，这可以通过启用上述同步通信协议来实现。

此外，系统被配置为当基站100连接到控制器60时，不需要修改或重新启动，这两个单元能够立即一起工作。如果将本发明的锁组件改装到现有的闭合件系统(或更换到现有的闭合系统中)，则需要重新启动闭合件操作器，并且如果移除了基站或锁组件84则需要控制器重新启动。

多个锁的使用

如上所述，本发明的系统能够与两个或更多个锁一起使用，并且每个锁的远程模块可以与基站独立地通信(或者，可选地，远程模块可以以主/从关系布置)。对于卷帘门，通常需要在门的每侧使用锁，因为这种门具有足够的柔性以允许未经授权的人尝试强制进入门的一侧。

在使用多个锁的系统中，一个或多个锁的远程模块可以与基站100通信，同时一个或多个锁可以与从控制器60接收命令的另一个基站通信。例如，如果基站可以与之通信的装置的数量有限，则可能需要该解决方案。在此实施例中，另一个基站以与基站100基本相同的方式与控制器60通信(尽管可能响应于来自控制器的命令备选集)。两个基站可能不知道彼此或彼此间不进行通信。

当使用两个或更多个锁时，将单独的同步信号从基站发送到相应锁的远程模块中的每个。这可以通过时间上的交错同步信号(时间分配或时分)来完成，或者可使用另一种配置方法(例如，频分或码分)。发送到每个远程模块或从每个远程模块发送的每个信号包括用于远程模块和用于基站的识别数据。

利用多个锁，控制系统逻辑在使闭合件移动之前确定与特定闭合件相关联的全部锁组件是否处于解锁状态，并且当与特定闭合件相关联的任意锁组件未能响应于从基站发送的命令而锁定或解锁时可以产生警报信号。

在门系统中使用的其他装置

本发明的锁组件可与其他外围装置一起用作闭合件控制系统中的外围装置。例如，当与车库门一起使用时，门还可以配备有障碍物检测系统，例如PE光束系统，当光束被阻挡时防止或停止车库门的运转。障碍物检测系统可以包括一个或多个无线障碍物检测远程模块，所述无线障碍物检测远程模块与与远程模块90通信的相同基站进行通信，其具有确保与每个远程模块进行连续同步通信的编程逻辑。或者，障碍物检测系统远程模块可以与接收来自公共电子控制器60(如以上参照多个锁的使用所讨论的)的命令的基站不同的基站进行通信。

在替代形式中，障碍物检测模块可以被配置为锁组件远程模块的外围装置(或反之亦然)，其具有有效地控制其他器件的运转的一个模块。

锁组件的替代实施例

锁组件84的替代实施例在图8A中示出，其中对于参照图2描述和示出的那些相似组件给出相同的附图标记，但都增加了1000。

在该变型中，锁组件1084的特征在于电动马达和齿轮驱动(未示出)，其在第一/锁定位置和第二/解锁位置之间驱动突出锁紧螺栓1200。另外，与螺栓1200的轴配合的微动开关(未示出)被用于当达到第一位置或第二位置时提供信号。当螺栓1200位于第一位置和第二位置之间时，其可被视为处于第三/中间位置。锁组件1084的元件部分安装到基部(未示出)并且被保护在壳体1236内，且通过螺栓可拆卸地固定到基部。

在此实施例中，通过手柄1214实现手动操作，手柄1214安装到螺栓轴的一个端部，该端部与螺栓1200突出端相对，如示出的在壳体1236的外部。如在第一实施例中那样，尽管在图8中不可见，但壳体1236内的锁组件1084的一部分被设置为包围模块90，模块90是装置的电气和电子组件(锁电路94和通信单元92-图3)。在图8A中，示出了壳体1236中的合适的形状1235，其包围通信单元92的突出天线。

该实施例的优点在于，不需要移除壳体1236或拆卸锁组件，以便通过手柄1214手动超控单元。然而，这增加了意外手动干扰的风险，并且系统被配置成在基站100处记录的任意状态变化导致如果在门正在运动时被停止(或者如果接收到打开或关闭命令则防止门运动)。在这种情况下，可提供警告(例如，闪光灯和/或声音信号)，并且仅当锁根据需要被移动到锁定或解锁位置且接收到另一个命令信号时，门将重新开始移动操作。例如，如果门正从其打开位置移动到其关闭位置(其中锁在其第二位置)，并且手动移动锁时，则向基站100发送信号并且门马达停止。当发送另一个命令信号以关闭门时，首先将信号发送到远程模块90以将锁移动到其第二/解锁位置，然后开始门的移动。相反，如果在发送另一个命令信号之前，手动将锁移动到其第二位置，则将向基站发送新状态信号，使门准备好在接收到另一个命令时移动。

图8A示出了螺栓1239用于以与图2C中所示出的布置类似的方式通过螺纹孔1402将锁组件1084安装到门轨道1080b。在图8B中，示出了替代的安装布置，其中安装板1406通过螺栓1404固定到锁组件1084的基部后侧中的螺纹孔(未示出)，从而允许将组件安装到门本身。该选项适用于顶置门应用，例如，特别是在侧面空间不足以容纳在门轨道1080b侧边的锁组件的安装过程中。

图8C和8D示出了一种组件，其通过如下方式被安装在分段式顶置门1020的下部的一个边缘处：由所示的螺栓或类似物将安装板1404紧固到门上。合适构造的互补冲击板1238通过如图所示的一组螺栓安装到轨道1080b的外侧，以与锁紧螺栓1200配合。

如图8C和图8D所示，锁组件1084在门120的右手侧使用。为了在门的左手侧使用锁(或第二锁)可以使用左手版的锁组件，即图8A中示出的镜像设计。优选地，为了简化设计、制造和库存控制，可以倒置地将相同的锁组件使用在门的左手侧，其中螺栓同时沿相反的方向移动到其门两侧的锁定位置。为方便，手柄1214上有鲜艳的颜色(例如，红色)使得在需要手动操作的情况下能够容易地识别出来。

锁组件的另一替代实施例

图9示出了另一变型，其中参照图8A至图8D描述和说明的那些锁组件的相同部件给出了相同的附图标记，但都增涨了1000。

以与图8C相同的方式，这示出了有限的侧空间安装，其中锁组件2084通过安装板安装到门120，以与冲击板1238接合。

锁组件2084省略了手柄1214，这简化了机械部件。替代地，为了在紧急情况下使用(诸如在停电的情况下)，如图所示的可在壳体的前面接触的按钮2214能够手动操作锁组件。按钮2214连接到驱动电路，该驱动电路被编程为每次按下按钮都引起锁紧螺栓(未示出)从锁定位置移动到解锁位置，反之亦然。

除了减小部件的数量以及允许使用不易受污垢和灰尘侵害的封闭壳体以外，该实施例还减小了锁设置在中间位置(即，螺栓位置在锁定位置和解锁位置之间)的可能性。

基站100被编程为在记录的锁组件的锁状态指示出锁电池电压低于规定阈值(例如，对于3v电源，低于2.4v，BATTERY STATUS(电池状态)＝LOW)时，命令被发送到锁组件，以防止解锁位置与锁定位置之间的手动操作。换句话说，操作按钮2214将不引起门的锁定，从而避免门被锁定而锁电池不足以允许用户解锁门的情况。

门在锁的状态指示为低电池电量时的每个操作都引起伴随有听觉和/或视觉警报信号(例如编程规划的操作器灯的警报闪光序列，以及如果并入在联网系统中，向用户移动电子装置发送的信号)的适当状态指示。

此外，系统可以被配置为用于“故障安全”操作，使得在BATTERY STATUS被记录为LOW并且门被锁定时，锁被移动到其解锁位置直到更换电池为止。这防止了门在停电或操作器故障的情况下无法被手动打开的风险。因此，该故障安全设计确保了锁在电池荷电低时总是处于其解锁状态。

应理解的是，在BATTERY STATUS被记录为LOW但是基站与远程模块之间的通信仍然运转，并且锁被记录处于其解锁状态下时，门仍能够打开和关闭(但锁将不运转)。在与远程模块的通信发生故障时，或在锁不处于其解锁状态时，阻止门运转。

在主电源故障发生时，锁组件仍将保持在其自身发现电源故障发生时的状态。因此，电力中断将不影响锁组件的状态。在电力故障期间，锁组件能够像平常一样由按钮2214操作，并且在电力恢复时，当前锁定状态可被报告给基站100。

在该实施例中，远程模块90包括逻辑功能，该逻辑功能使其能够在从按钮2214接收到信号时在锁定位置与接收位置之间驱动锁。

注意，参照将锁组件安装到卷帘门轨道的示例在上面描述的图10和图11示出了包括手动按钮2214的所使用类型的锁2084。

附加特征

锁组件84、1084、2084可以设置有附加的键锁作为机构的一部分，以使配备有钥匙的用户能够选择性地封停锁的远程操作(例如，以防止在外出时解锁锁组件)。

将理解的是，控制系统可以被配置为控制任意适合数量的锁定组件，这些锁组件被安装在门20的卷帘门轨道80a、80b中的一个或两个的不同位置处。

此外，将理解的是，尽管上面描述的上面的实施例使用在解锁状态与锁定状态之间进行驱动的锁紧螺栓，本发明同样适用于任意其它适合的锁组件，诸如枢转闩组件，或电磁锁组件。例如，本发明可使用门上的闩锁(即，在门或其它闭合件移动到其关闭位置时自动接合的锁)，其通常通过接合弹簧加载的锥形螺栓(bevelled bolt)，该锥形螺栓在关门时与冲击板相互作用。通过这种形式，远程模块可以运行以在有限的时间内选择性地退回抵靠弹簧的螺栓，从而允许打开，并且随后释放螺栓使得随后闭合件将重新接合螺栓。

此外，将理解的是，虽然上面的描述涉及使用具有车库门的发明，其同样适用于任何类型的闭合件，例如闸门、卷帘、窗板、栅栏，它们可通过任意类型的操作打开和关闭，例如，滑动、缩回或在铰链上摆动。本发明可以(例如)用于房屋上的邮包或信箱，无线锁的操作由来自接收命令的基站的控制信号来指挥，以响应于规定的指令或状况而解锁信箱。

本说明书中所使用的词语“包括”和本说明书中所使用的词语“包括”的各种形式不限制声明排出任何变型或附加部分的本发明。

对本发明的修改和改进对于本领域技术人员来讲将是非常明显的。这些修改和改进意在落入本发明的范围内。

Claims (25)

1.一种用于闭合件的锁的系统，所述系统包括远程模块，所述远程模块具有锁定机构或与锁定机构关联，以用于操作锁，

所述远程模块具有通信单元，所述通信单元被配置为与耦接到闭合件的控制器的基站通信，所述基站能够向远程模块发送锁定控制信号以操作锁，

所述远程模块被设置为至少具有运转模式和非运转模式，其中远程模块在非运转模式下的功耗低于其在运转模式下的功耗，

所述远程模块被配置为基于来自所述基站的指令在非运转模式和运转模式之间切换，

其中，在非运转模式中，所述远程模块基于预先建立的同步协议维持与所述基站的通信链路。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远程模块被设置为具有至少三种电力使用模式，包括：

运转模式，其中所述通信单元为用于与基站进行双向通信的激活态，并且能够启动所述锁定机构来操作锁，

第一非运转模式，是待机模式，其中所述通信单元为仅用于接收来自所述基站的通信的激活态；

第二非运转模式，是睡眠模式，其中所述通信单元为非激活态；并且

其中，所述远程模块被配置为根据所述预先建立的协议在所述运转模式、待机模式和睡眠模式之间切换。

3.根据权利要求2所述的系统，所述系统与基站一起使用，所述基站被配置为以第一规定间隔发送第一同步信号，

其中，所述远程模块被编程为，当处于睡眠模式时，以所述第一规定间隔或基本以所述第一规定间隔切换至所述睡眠模式持续一预设持续时间，以便检测所述同步信号，由此监测所述基站和所述远程模块之间的通信链路。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述远程模块被配置为，如果所述远程模块未检测到来自所述基站的同步信号，则向所述基站发送请求信号，以请求重新发送同步信号。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述远程模块被配置为，如果在从发送所述请求信号开始的设定时间周期内没有接收到同步信号，则发送一个或多个其他请求信号，并且在未能接收到同步信号时，所述远程模块开始再同步过程以重新建立与所述基站的同步通信。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述远程模块在模式之间切换的正时控制由远程模块定时器提供，并且所述远程模块被配置为，在检测到来自所述基站的同步信号时，传输正时用于调整远程模块计时器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，包括用于与所述远程模块的通信单元通信的基站，

其中，所述远程模块被配置为以第二规定间隔发送远程模块检查信号，并且

其中，所述基站被配置为以所述第二规定间隔或大约以所述第二规定间隔检测所述远程模块检查信号。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述基站被配置为，当接收到远程模块检查信号时，所述基站发送确认信号，并且如果所述远程模块在从发送所述远程模块检查信号开始的规定的时间周期内接收到所述确认信号，则所述远程模块切换到所述睡眠模式。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一规定间隔中的每一个是一个重复时间间隔，并且优选地，所述第二规定间隔中的每一个是所述一个重复时间间隔的倍数。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，被配置为，如果远程模块从基站接收到表示特定闭合件控制器状态的信号(例如指示控制器已接收到开门或关门命令的状态)，则所述远程模块切换到所述运转模式。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述远程模块被配置为，向所述基站发送关于锁的状态的信号，所述信号要由所述基站存储为特定锁状态(锁定状态或解锁状态)。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述锁被配置为在锁定状态和解锁(释放)状态之间驱动，并且其中，当所述锁离开锁定状态或解锁状态时，所述远程模块发送信号到所述基站以存储为不同的锁状态(中间状态)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述锁设置有手动操作器。

14.根据权利要求13所述的系统，被配置为，如果操作所述手动锁操作器并且所述远程模块不处于运转模式，则所述远程模块切换到运转模式并将信号发送到所述基站以存储为锁状态。

15.根据前述权利要求中任一项所述的系统，被配置为，如果所述基站向所述远程模块发送锁控制信号以操作锁，并且在规定时间内未接收到相应的锁状态更新，则执行规定的动作。

16.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述远程模块被配置为发送关于电源的状态的信息。

17.根据前述权利要求中任一项所述的系统，被配置为控制两个或更多个锁。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述锁与公共基站通信。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，通过时分、频分或码分来控制从所述基站发送针对不同锁的所述同步信号。

20.一种用于闭合件的锁的系统，所述系统包括：

远程模块，具有锁定机构或与锁定机构关联以用于操作锁，所述远程模块具有通信单元和为所述锁定机构和通信单元供电的可更换电源；以及

基站，耦接到所述闭合件的控制器，并配置为与所述通信单元通信，

所述基站被配置为，当启动时，所述基站确定存在远程模块的通信单元，所述远程单元中存在所述可更换电源，并且所述基站与所述通信单元建立同步通信链路。

21.根据前述权利要求中任一项所述的系统，与闭合件系统(例如车库门系统)组合，以便能够通过所述锁定机构将所述闭合件锁定在闭合位置。

22.一种与根据前述权利要求中任一项所述的系统一起使用的锁，用于运行以锁定设置在固定结构中的闭合件，所述锁可安装在所述闭合件本体上，以用于与所述固定结构的一部分相互作用。

23.一种闭合件系统，包括与权利要求17至19中任一项所述的系统一起使用的两个锁，所述锁用在闭合件的相对侧以防止所述闭合件移动，其中，所述锁具有相似形式，并且一个锁被倒置使得它的锁定机构可以沿与另一个锁相反的方向运转，从而进行锁定动作。

24.一种用于闭合件的锁，所述闭合件在轨道内或沿着所述轨道在打开位置和关闭位置之间运转，并且所述锁具有用于在锁定状态和解锁状态之间驱动所述锁的操作机构，其中所述锁被配置为，通过安装系统直接安装到所述轨道，并选择性地防止所述闭合件的运动，使得所述安装系统不会干扰所述闭合件在所述轨道中运转。

25.一种用于卷帘门闭合件的锁，所述卷帘门具有皱褶形状并且在轨道内或沿着所述轨道在打开和关闭位置之间运转，并且所述锁具有用于在锁定状态和解锁状态之间驱动所述锁的操作机构，其中所述锁被配置为，安装在所述轨道上或邻近所述轨道安装，以选择性地防止所述闭合件的运动，所述锁具有螺栓，所述螺栓在所述锁定状态下定位在所述卷门的皱褶之间。