CN112184954A - 一种基于nfc蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统 - Google Patents

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姚春良
王军伟
黄湘婉
钱岳云
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Abstract

本发明涉及一种基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统，是针对现有同类产品需要搜索设备或使用二维码、NFC标签连接蓝牙设备才能开锁导致操作较为不便的技术问题而设计。其要点是该电子锁系统的MCU模块通过内嵌软件读取蓝牙模块自带的蓝牙MAC地址NFC信息并将其存储到蓝牙MAC地址信息存储模块内，当NFC蓝牙智能终端靠近NFC蓝牙锁时，NFC蓝牙智能终端将带NFC蓝牙单芯片MCU电路内的NFC信息读取，NFC蓝牙智能终端根据NFC信息的蓝牙MAC地址信息通过后台控制终端平台的授权信息判断连接NFC蓝牙锁，建立蓝牙通道，发送开关锁命令，MCU模块通过IO模块控制驱动电路，驱动锁机构执行开关锁动作。

Description

一种基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统
技术领域
本发明涉及蓝牙电子锁系统，是一种基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统。
背景技术
蓝牙无线技术包括传统蓝牙技术和低功耗蓝牙技术，低功耗蓝牙技术目前广泛使用在各个领域，在电子锁行业应用也非常广泛。对蓝牙电子锁进行操作时，需要通过搜索蓝牙MAC地址等方式找到对应设备并连接设备，这样的操作增加了使用者的操作难度和时间成本，所以为了使用者操作方便、体验更好，电子锁外面会加上一个二维码标签或NFC标签，以便智能终端扫码开锁。NFC无线技术是在原RFID非接触刷卡技术基础上发展而来的一个新技术，NFC标签本身不带电，但通过NFC智能终端即可读取NFC标签内的信息。这种NFC标签技术本身已具备电磁场能量的收集和通讯能力，只是其收集的能量不足以驱动一个电子锁机构。此类NFC标签技术连接蓝牙方法开锁的电子锁如共享单车，如中国专利文献中披露的申请号201510881444.5，申请公布日2015.12.03，发明名称“一种基于NFC的蓝牙快速连接系统及方法”。但由于这种NFC标签是外加的，NFC标签和锁体内电路无直接联系，二维码内容需要通过读取设备MAC地址后再印刷，使其包含蓝牙设备MAC地址信息；NFC标签需要通过专用NFC读写设备来写入蓝牙设备MAC地址；或者通过标签ID号和蓝牙设备MAC地址通过平台数据库方式一一对应，增加交互成本；同时，二维码标签容易被仿制和脱落，给使用者带来不便。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统，使其主要解决现有同类电子锁使用蓝牙开锁时需要搜索设备或使用二维码、NFC标签连接蓝牙设备时导致操作较为不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
一种基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统，该电子锁系统包括NFC蓝牙锁、NFC蓝牙智能终端和后台控制终端平台，NFC蓝牙智能终端通过NFC对NFC蓝牙锁进行蓝牙MAC地址NFC信息的读取，通过蓝牙MAC地址NFC信息连接蓝牙通道，再通过蓝牙通道和NFC蓝牙锁进行无线通讯；所述NFC蓝牙锁包括带NFC蓝牙单芯片MCU电路、驱动电路、锁机构、稳压电路、电源电路，带NFC蓝牙单芯片MCU电路设有MCU模块、蓝牙模块、IO模块、NFC模块和蓝牙MAC地址信息存储模块。其结构设计要点是所述MCU模块通过内嵌软件读取蓝牙模块自带的蓝牙MAC地址NFC信息并将其存储到蓝牙MAC地址信息存储模块内，当NFC蓝牙智能终端靠近NFC蓝牙锁的NFC天线时，NFC蓝牙智能终端将带NFC蓝牙单芯片MCU电路内的NFC信息读取，NFC蓝牙智能终端根据NFC信息的蓝牙MAC地址信息通过后台控制终端平台的授权信息判断是否连接NFC蓝牙锁；如已授权则连接NFC蓝牙锁，建立蓝牙通道，发送开关锁命令，MCU模块通过IO模块控制驱动电路，带动驱动锁机构执行开关锁动作，实现NFC蓝牙锁的开启和关闭。上述NFC蓝牙智能终端为带NFC和蓝牙功能的智能手机、手持机，用于读写NFC信息和蓝牙通讯。
所述NFC蓝牙智能终端靠近NFC蓝牙锁的NFC天线，NFC蓝牙智能终端读取蓝牙MAC地址信息存储模块带NFC蓝牙单芯片MCU电路内的NFC信息，NFC蓝牙智能终端根据NFC信息的蓝牙MAC地址NFC信息连接NFC蓝牙锁，NFC蓝牙智能终端与NFC蓝牙锁建立蓝牙通道，发送开关锁命令。上述通过NFC蓝牙智能终端绕开后台控制终端平台的授权信息直接与NFC蓝牙锁建立蓝牙通过连接。
所述后台控制终端平台为建立在服务器基础上并具备电子锁数据管理功能的软件平台，后台控制终端平台授权NFC蓝牙智能终端在线或离线控制NFC蓝牙锁。
所述NFC模块集成于带NFC蓝牙单芯片MCU电路。上述NFC模块不是独立的NFC标签电路或芯片，NFC模块与带NFC蓝牙单芯片MCU电路内MCU模块、蓝牙模块、IO模块、蓝牙MAC地址信息存储模块进行内部互动，增加了NFC蓝牙锁的NFC标签集成功能。
所述蓝牙MAC地址信息存储模块是信息存储模块，用于蓝牙MAC地址NFC信息的存储，NFC蓝牙智能终端通过带NFC蓝牙单芯片MCU电路的NFC模块从蓝牙MAC地址信息存储模块读取蓝牙MAC地址NFC信息，用于蓝牙通道的快速连接。
本发明结构设计合理，实施方式可行，通过NFC作为蓝牙连接的信息载体，便于蓝牙锁快速连接蓝牙并蓝牙开锁，无需外贴二维码或NFC标签，生产成本低，可靠性好，使用体验好；同时，对无NFC的蓝牙智能终端通过蓝牙搜索或指定蓝牙等传统方法连接蓝牙电子锁并开锁，具备适用强的特点。其适合作为带NFC蓝牙模块和单芯片的电子锁开锁使用，以及同类产品的结构改进。
附图说明
图1是本发明的系统原理方框结构示意图。
附图序号及名称：1、NFC蓝牙锁，2、NFC蓝牙智能终端，3、后台控制终端平台，4、带NFC蓝牙单芯片MCU电路，5、驱动电路，6、锁机构，7、稳压电路，8、电源电路，9、MCU模块，10、蓝牙模块，11、IO模块，12、NFC模块，13、蓝牙MAC地址信息存储模块。
具体实施方式
现结合附图，对本发明结构和使用作进一步描述。如图1所示，附图中的数字标识代表某块功能模块，众所周知的组件与过程并未描述于实施方式中，以避免对本发明造成不必要的限制。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的元件在附图中将以简单示意的方式绘示。该电子锁系统包括NFC蓝牙锁1、NFC蓝牙智能终端2和后台控制终端平台3，NFC蓝牙智能终端通过NFC对NFC蓝牙锁进行蓝牙MAC地址NFC信息的读取，通过蓝牙MAC地址NFC信息连接蓝牙通道，再通过蓝牙通道和NFC蓝牙锁进行无线通讯；所述NFC蓝牙锁包括带NFC蓝牙单芯片MCU电路4、驱动电路5、锁机构6、稳压电路7、电源电路8，带NFC蓝牙单芯片MCU电路设有MCU模块9、蓝牙模块10、IO模块11、NFC模块12和蓝牙MAC地址信息存储模块13，NFC模块集成于带NFC蓝牙单芯片MCU电路。上述MCU模块通过内嵌软件读取蓝牙模块自带的蓝牙MAC地址NFC信息并将其存储到蓝牙MAC地址信息存储模块内，当NFC蓝牙智能终端靠近NFC蓝牙锁的NFC天线时，NFC蓝牙智能终端将带NFC蓝牙单芯片MCU电路内的NFC信息读取，NFC蓝牙智能终端根据NFC信息的蓝牙MAC地址信息通过后台控制终端平台的授权信息判断是否连接NFC蓝牙锁；如已授权则连接NFC蓝牙锁，建立蓝牙通道，发送开关锁命令，MCU模块通过IO模块控制驱动电路，带动驱动锁机构执行开关锁动作，实现NFC蓝牙锁的开启和关闭。
上述NFC蓝牙智能终端靠近NFC蓝牙锁的NFC天线，NFC蓝牙智能终端读取带NFC蓝牙单芯片MCU电路内的NFC信息，NFC蓝牙智能终端根据NFC信息的蓝牙MAC地址NFC信息连接NFC蓝牙锁，NFC蓝牙智能终端与NFC蓝牙锁建立蓝牙通道，发送开关锁命令。后台控制终端平台为建立在服务器基础上并具备电子锁数据管理功能的软件平台，后台控制终端平台授权NFC蓝牙智能终端在线或离线控制NFC蓝牙锁。蓝牙MAC地址信息存储模块是信息存储模块，用于蓝牙MAC地址NFC信息的存储，NFC蓝牙智能终端通过带NFC蓝牙单芯片MCU电路的NFC模块从蓝牙MAC地址信息存储模块读取蓝牙MAC地址NFC信息，用于蓝牙通道的快速连接。
该电子锁系统的开锁过程包括如下步骤：a、NFC蓝牙锁1启动时通过内嵌软件读取蓝牙模块10自带的MAC地址信息并将MAC地址信息存储到蓝牙MAC地址信息存储模块13内；b、NFC蓝牙智能终端2通过NFC天线读取NFC蓝牙锁1里蓝牙MAC地址信息存储模块13内的蓝牙MAC地址信息；c、NFC蓝牙智能终端2实时与后台控制终端平台3进行信息交互或预先接收后台控制终端平台3指令离线操作，并将需操作的工作保存到NFC蓝牙智能终端2；d、NFC蓝牙智能终端2对获取的蓝牙MAC地址信息进行判读，如是授权开锁的NFC信息，则通过NFC信息蓝牙连接NFC蓝牙锁1，NFC蓝牙智能终端2与NFC蓝牙锁1建立蓝牙通讯，根据授权权限进行开关锁或参数设置；如不是授权开锁的NFC信息，NFC蓝牙智能终端2不会蓝牙连接NFC蓝牙锁1，退出开锁操作；e、NFC蓝牙锁1将处理结果或事件通过NFC蓝牙智能终端2或直接通过NBIOT上传到后台控制终端平台3，NFC蓝牙锁1未收到进一步的指令自动进入休眠等等待状态，NFC蓝牙智能终端2退出该电子锁系统。
综上所述，NFC蓝牙智能终端通过NFC蓝牙锁内部建立的蓝牙MAC地址信息蓝牙连接NFC蓝牙锁并实现蓝牙开锁，这过程无需外贴二维码或NFC标签的辅助，也无需通过蓝牙搜索等传统的蓝牙连接方式连接NFC蓝牙锁，提高了工作效率和使用体验。该电子锁系统比使用外贴二维码或NFC标签生产成本低，可靠性好，比传统蓝牙搜索方法使用体验好，相对无NFC的蓝牙智能终端通过蓝牙搜索或指定蓝牙等传统方法连接蓝牙电子锁并开锁，具备适用强的特点。
对所公开的实施方法的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施方法的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本说明书中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施方法中实现。因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统，该电子锁系统包括NFC蓝牙锁（1）、NFC蓝牙智能终端（2）和后台控制终端平台（3），NFC蓝牙智能终端通过NFC对NFC蓝牙锁进行蓝牙MAC地址NFC信息的读取，通过蓝牙MAC地址NFC信息连接蓝牙通道，再通过蓝牙通道和NFC蓝牙锁进行无线通讯；所述NFC蓝牙锁包括带NFC蓝牙单芯片MCU电路（4）、驱动电路（5）、锁机构（6）、稳压电路（7）、电源电路（8），带NFC蓝牙单芯片MCU电路设有MCU模块（9）、蓝牙模块（10）、IO模块（11）、NFC模块（12）和蓝牙MAC地址信息存储模块（13）；其特征在于所述MCU模块（9）通过内嵌软件读取蓝牙模块（10）自带的蓝牙MAC地址NFC信息并将其存储到蓝牙MAC地址信息存储模块（13）内，当NFC蓝牙智能终端（2）靠近NFC蓝牙锁（1）的NFC天线时，NFC蓝牙智能终端将带NFC蓝牙单芯片MCU电路（4）内的NFC信息读取，NFC蓝牙智能终端根据NFC信息的蓝牙MAC地址信息通过后台控制终端平台（3）的授权信息判断是否连接NFC蓝牙锁；如已授权则连接NFC蓝牙锁，建立蓝牙通道，发送开关锁命令，MCU模块（9）通过IO模块（11）控制驱动电路（5），带动驱动锁机构（6）执行开关锁动作，实现NFC蓝牙锁的开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统，其特征在于所述NFC蓝牙智能终端（2）靠近NFC蓝牙锁（1）的NFC天线，NFC蓝牙智能终端读取带NFC蓝牙单芯片MCU电路（4）内的NFC信息，NFC蓝牙智能终端根据NFC信息的蓝牙MAC地址NFC信息连接NFC蓝牙锁，NFC蓝牙智能终端与NFC蓝牙锁建立蓝牙通道，发送开关锁命令。
3.根据权利要求1所述的基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统，其特征在于所述后台控制终端平台（3）为建立在服务器基础上并具备电子锁数据管理功能的软件平台，后台控制终端平台授权NFC蓝牙智能终端（2）在线或离线控制NFC蓝牙锁（1）。
4.根据权利要求1所述的基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统，其特征在于所述NFC模块（12）集成于带NFC蓝牙单芯片MCU电路（4）。
5.根据权利要求1所述的基于NFC蓝牙快速连接单芯片开锁的电子锁系统，其特征在于所述蓝牙MAC地址信息存储模块（13）是信息存储模块，用于蓝牙MAC地址NFC信息的存储，NFC蓝牙智能终端（2）通过带NFC蓝牙单芯片MCU电路（4）的NFC模块（12）从蓝牙MAC地址信息存储模块（13）读取蓝牙MAC地址NFC信息，用于蓝牙通道的快速连接。
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