CN110439375A - 一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，包括外部管理系统以及至少一个智能锁，所述外部管理系统与所述智能锁通过无线或有线的方式通信连接，所述智能锁由LVWN低压供电，采用LVWN单元分离电源和网络信号，分离出的电源通过所述电源单元实现电压转换给所述电机单元和所述主控单元进行供电，网络信号用于和所述主控单元进行交互，实现门锁联网功能。

Description

一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统

技术领域

本发明涉及通信产品技术领域，尤其涉及一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统。

背景技术

当前广泛使用的无线智能锁大多数是采用电池独立供电系统，维护麻烦，电池需不断更换，更换电池上电后需要重新设置时间，而且电池处理不当会导致污染环境问题。

作为常规电池供电系统的替换，POE(Power Over Ethernet)供电虽然规范成熟，但是由于基于POE供电的系统电源电压高，需要多级转换，同时需要防护稳压等设计，电路设计复杂，成本高；采用规范POE设计，需要规范的PD检测流程，相对比较繁琐，软硬件设计比较复杂。因此，迫切提出一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统。LVWN(LowVoltage Wired Network)智能门锁系统是基于POE智能门锁提出的改进设计方案。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，包括外部管理系统以及至少一个智能锁，管理系统和智能锁通信连接，所述智能锁包括LVWN单元、电源单元、电机单元、主控单元。

所述LVWN单元用于分离电源和网络信号，分离出的电源通过所述电源单元实现电压转换给所述电机单元和所述主控单元进行供电，网络信号用于和所述主控单元进行交互，实现门锁联网功能。

所述的智能门锁系统的电源单元采用低压直流电供电，优选为6V直流电源，电源依次经过防护稳压电路、多路LDO线性电源转换电路转换为6V系统电源和3.3V系统电源，3.3V系统电源为主锁体器件供电，6V系统电源为所述电机单元供电。所述电机单元用于驱动电机来实现门锁开关控制。

LVWN相比于POE/POE+更加适用于智能门锁行业，智能门锁行业一般使用的低压设计(一般是6V)，而POE规范设计是48V电压比较高，LVWN定制化设计能大大简化智能门锁电源设计，能够直接兼容行业主流电源设计方案，不需要复杂的POE检测，直接供电即可，减少软硬件设计难度；采用超低压设计，也不存在人身安全问题。

在一些实施方式中，所述外部管理系统包括集中式管理系统和分布式管理系统。集中式管理系统包括PC后台管理系统和LVWN交换机，所述PC后台管理系统和LVWN交换机通信连接，所述LVWN交换机通过LVWN网线与所述LVWN单元实现通信连接。分布式管理系统包括PC后台管理系统、交换机或路由器、LVWN合成器，所述交换机或路由器和所述PC后台管理系统通信连接，所述交换机或路由器通过所述LVWN合成器与所述LVWN单元实现通信连接，所述LVWN合成器包括LVWN合路器，所述LVWN合路器连接交流电电源，所述交换机或路由器通过网线与LVWN合路器通信连接，所述LVWN合路器输出LVWN信号到所述LVWN单元。

在一些实施方式中，所述PC后台管理系统包括PC电脑或服务器、管理后台软件系统。所述PC后台管理系统实现后台集中管理控制。

在一些实施方式中，所述主控单元包括主控模块以及与主控模块电性连接的输入模块、显示模块、语音单元、存储模块。所述输入单元包括各种开门可识别的输入方式，例如指纹输入，刷卡输入，密码输入，机械钥匙，人脸识别，静脉识别，虹膜识别等；所述显示单元包括CRT显示器、LCD显示器、LED显示器、OLED显示器、等离子显示器等具备显示功能的显示设备；所述语音单元包括语音存储设备和播放设备，通过主控程序根据需求调用语音进行播放；所述存储单元包括Flash，E2PROM等内部外部存储器件。所述主控单元实现门锁各功能性模块单元进行主控功能。

在一些实施方式中，所述外部管理系统还包括发卡设备、安全U盾、不断电电源模块。所述发卡设备对门锁配套卡进行读取，加密，授权等操作；所述安全U盾用于管理后台关键操作的授权使用，提升安全等级；所述不断电电源的设置，可以与LVWN供电同时兼容，可供系统进行切换，当不用LVWN供电时或外部供电出现问题时，可以自动切换到不断电电源供紧急停电等情况下供电使用。

根据本发明的一个方面，还提供了一种上述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统的上线方法，包括以下步骤：

所述LVWN单元分离电源和网络信号给所述电机单元和所述主控单元进行供电；

所述智能锁上电启动；

所述智能锁的内部模块初始化和进行自检；

所述智能锁判断是否初始化和自检成功，若不成功，则所述智能锁故障离线，若成功，所述智能锁进行DHCP网络自协商IP或设置固定IP；

所述智能锁判断是否自协商IP成功，若不成功，则所述智能锁故障离线，若成功，所述智能锁上报智能锁信息到所述PC后台管理系统，所述智能锁正常上线。

本发明的有益效果是：与传统的智能门锁供电方式相比，无需电池，用户不再担心电池更换问题，用户体验好，无污染问题；在给智能门锁传输网络数据的同时还可以对智能锁单元供电；可直接采用低压设计，兼容行业主流电源设计方案，不需要复杂的POE检测，直接供电即可，减少软硬件设计难度；还能避免触电等人身安全问题。

附图说明

图1是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统集中式管理系统的流程图；

图2是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统分布式管理系统的流程图；

图3给出了电源单元的一种实施方式电路结构；

图4别给出了LVWN交换机的一种实施方式；

图5给出了LVWN合路器的一种实施方式；

图6A给出了LVWN合路器中LVWN电源单元的第一种实施方式；

图6B给出了LVWN合路器中LVWN电源单元的第二种实施方式；

图7是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统LVWN供电第一种实施方式的电路图；

图8是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统LVWN供电第二种实施方式的电路图；

图9是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统LVWN供电第三种实施方式的电路图；

图10是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统LVWN供电第四种实施方式的电路图；

图11是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统上电/复位启动运行流程。

具体实施方式

下面结合附图说明，对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，提供一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，包括外部管理系统1以及至少一个智能锁2，所述外部管理系统1与所述智能锁2通过网线连接，所述外部管理系统1采用集中式管理系统，集中式管理系统包括PC后台管理系统11和LVWN交换机12，所述智能锁2由LVWN交换机12低压供电，所述PC后台管理系统11和LVWN交换机12通信连接，所述LVWN交换机12通过LVWN网线与所述LVWN单元21实现通信连接。

所述智能锁2包括LVWN单元21、电源单元22、电机单元23、主控单元24，所述LVWN单元21用于分离电源和网络信号，分离出的电源通过所述电源单元22实现电压转换给所述电机单元23和所述主控单元24进行供电，网络信号用于和所述主控单元24进行交互，实现门锁联网功能。

如图2所示，提供所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统的另一实施方式，包括外部管理系统1以及至少一个智能锁2，所述外部管理系统1采用分布式管理系统，分布式管理系统包括PC后台管理系统11’、交换机或路由器12’、LVWN合成器3，所述LVWN合成器3包括LVWN合路器31，所述LVWN合路器31连接交流电电源如家用插座32，所述LVWN合成器3将网络信号和电源信号合二为一，然后输出LVWN信号到所述LVWN单元。所述交换机或路由器12’与所述PC后台管理系统11通信连接，所述交换机或路由器12’通过所述LVWN合成器31与所述LVWN单元21’实现通信连接。

图3给出了电源单元的一种实施方式电路结构，所述的智能门锁系统的电源单元采用低压直流电供电，优选为6V直流电源，电源依次经过防护稳压电路、多路LDO线性电源转换电路转换为6V系统电源和3.3V系统电源，3.3V系统电源为主锁体器件供电，6V系统电源为所述电机单元供电。所述电机单元用于驱动电机来实现门锁开关控制。

图4、图5分别给出了LVWN交换机和LVWN合路器的一种实施方式。

图6A-6B分别给出了LVWN合路器中LVWN电源单元的第一和第二实施方式。第一种实施方式采用先变压再整流的方式，一般为低频变压器，优点是设计简单，成本相对较低，可靠性高；第二种实施方式采用先整流再变压的方式，一般为高频变压器，采用的是开关电源的原理，利用高频PWM调整占空比，来控制后级输出电压值，优点是转换效率高，体积重量小，损耗小发热低。

图7是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统LVWN供电第一种实施方式，应用空闲脚供电，所述外部管理系统和所述智能锁通过网线RJ45的双绞线4/5、7/8供电，一对双绞线作为电源正极，另一对双绞线作为负极接地。供电端直接采用6vDC低压供电。

图8是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统LVWN供电第二种实施方式，应用数据脚供电时，将DC电源加在传输变压器的中点，在这种方式下双绞线1/2和3/6可以为任意极性。传输数据所用的芯线上同时传输直流电，其输电采用与以太网数据信号不同的频率，不影响数据的传输。所述外部管理系统和所述智能锁通过网线RJ45的双绞线1/2、3/6供电，6VDC电源加上传输变压器的中点，一对双绞线为电源正极，另一对双绞线为电源负极，负极接地处理。

图9是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统LVWN供电第三种实施方式，8根线全部用来传输信号(一般是1000M网络)，4对双绞线均传输数据，故无空闲对，需要利用变压器中心分离电压，双绞线1/2，3/6供电，通过网络变压器进行电压、信号的分频、分离出来的电压经过稳压，滤波后供给后级使用。所述外部管理系统和所述智能锁通过网线RJ45的双绞线1/2、3/6进行供电，6vDC电源加上传输变压器的中点，一对双绞线为电源正极，另一对双绞线为电源负极，负极接地处理。

图10是本发明所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统LVWN供电第四种实施方式，8根线全部用来传输信号(一般是1000M网络)，4/5，7/8线序供电，用变压器中心分离电压。所述外部管理系统和所述智能锁通过网线RJ45的双绞线4/5、7/8供电，6vDC电源加上传输变压器的中点，一对双绞线为电源正极，另一对双绞线为电源负极，负极接地处理。

以上所述仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，其特征在于：包括外部管理系统以及至少一个智能锁，所述外部管理系统与所述智能锁通过无线或有线的方式通信连接，所述智能锁由LVWN低压供电，所述智能锁包括LVWN单元、电源单元、电机单元、主控单元，所述LVWN单元分离电源和网络信号，分离出的电源通过所述电源单元实现电压转换给所述电机单元和所述主控单元进行供电，网络信号用于和所述主控单元进行交互，实现门锁联网功能。

2.根据权利要求1所述的一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，其特征在于：所述电源单元采用6V直流的电源，电源依次经过防护稳压电路、多路LDO线性电源转换电路转换为6V系统电源和3.3V系统电源，3.3V系统电源为主锁体器件供电，6V系统电源为所述电机单元供电，所述电机单元用于驱动电机来实现门锁开关控制。

3.根据权利要求1所述的一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，其特征在于：所述外部管理系统为集中式管理系统或分布式管理系统。

4.根据权利要求3所述的一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，其特征在于：所述集中式管理系统包括PC后台管理系统和LVWN交换机，所述PC后台管理系统和LVWN交换机通信连接，所述LVWN交换机通过LVWN网线与所述LVWN单元实现通信连接。

5.根据权利要求3所述的一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，其特征在于：所述分布式管理系统包括PC后台管理系统、交换机或路由器、LVWN合成器，所述交换机或路由器和所述PC后台管理系统通信连接，所述交换机或路由器通过所述LVWN合成器与所述LVWN单元实现通信连接。

6.根据权利要求5所述的一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，其特征在于：所述LVWN合成器包括LVWN合路器，所述LVWN合路器连接交流电电源，所述交换机或路由器通过网线与LVWN合路器通信连接，所述LVWN合路器输出LVWN信号到所述LVWN单元。

7.根据权利要求3-6任一项所述的一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，其特征在于：所述PC后台管理系统包括PC电脑或服务器、管理后台软件系统。

8.根据权利要求1所述的一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，其特征在于：所述主控单元包括主控模块以及与主控模块电性连接的输入模块、显示模块、语音单元、存储模块；所述外部管理系统还包括发卡设备、安全U盾、不断电电源模块。

9.根据权利要求1所述的一种支持低压有线供电和联网的智能门锁系统，其特征在于：所述外部管理系统和所述智能锁通过应用RJ45内部空闲脚供电或复用数据脚供电。

10.一种权利要求1-9所述支持低压有线供电和联网的智能门锁系统的上线方法，其特征在于：包括以下步骤：

所述LVWN单元分离电源和网络信号给所述电机单元和所述主控单元进行供电；

所述智能锁上电启动；

所述智能锁的内部模块初始化和进行自检；

所述智能锁判断是否初始化和自检成功，若不成功，则所述智能锁故障离线，若成功，所述智能锁进行DHCP网络自协商IP或设置固定IP；

所述智能锁判断是否自协商IP成功，若不成功，则所述智能锁故障离线，若成功，所述智能锁上报智能锁信息到所述PC后台管理系统，所述智能锁正常上线。