CN112634494A - 一种无源nfc云锁系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无源NFC云锁系统，包括无源NFC云锁终端、移动终端和云平台管理系统；所述无源NFC云锁终端包括NFC模块、天线、整流模块、充电开关、储能模块、稳压模块、存储模块和MCU；所述MCU上设有电源单元、ADC单元和PWM单元；所述移动终端用于在靠近所述天线时产生磁场以供所述天线收集能量，所述移动终端还用于通过所述NFC模块与所述无源NFC云锁终端进行近场通信，所述移动终端还用于与所述云平台管理系统进行通信。本发明通过收集靠近移动终端的NFC信号能量来启动NFC云锁终端，实现NFC云锁终端与云平台管理系统的通信，从而能够在无需钥匙、无需保持供电的情况下实现开锁功能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种无源NFC云锁系统。
背景技术
随着市场经济发展，电力箱出现在公共场所也越来越多，现在电力箱的基本都是由普通的锁通过钥匙锁上，当需要开箱检测或维修时，检测人员或者维修人员需要拿着对应的钥匙去开锁进行维修，钥匙携带麻烦并且容易造成丢失和复制，比较容易造成潜在的危险性。另外，现有的电子锁需要一直供电才能随时响应开锁指令，若断开电源或电池损坏则不能响应，可靠性较低，且不方便管理和维护。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种无源NFC云锁系统，从而能够在无需钥匙、无需保持供电的情况下实现开锁功能。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种无源NFC云锁系统，包括无源NFC云锁终端、移动终端和云平台管理系统；
所述无源NFC云锁终端包括NFC模块、天线、整流模块、充电开关、储能模块、稳压模块、存储模块和MCU；所述MCU上设有电源单元、ADC单元和PWM单元；
所述MCU通过I2C总线与所述NFC模块连接，所述NFC模块、所述天线、所述整流模块、所述充电开关、所述储能模块、所述稳压模块依次相互连接，所述稳压模块的第二端与所述MCU的电源单元连接，所述储能模块的第三端与所述ADC单元连接，所述储能模块的第四端与锁具的电机供电端连接，所述PWM单元与所述电机的控制端连接，所述MCU通过GPIO接口与所述充电开关的第三端连接，所述存储模块通过所述I2C总线与所述MCU连接；
所述移动终端用于在靠近所述天线时产生磁场以供所述天线收集能量，所述移动终端还用于通过所述NFC模块与所述无源NFC云锁终端进行近场通信，所述移动终端还用于与所述云平台管理系统进行通信。
作为优选方案，所述MCU上还设有反馈单元，所述锁具的数据端与所述反馈单元连接。
作为优选方案，所述存储模块为E2PROM。
作为优选方案，所述无源NFC云锁终端为至少两个。
作为优选方案，所述移动终端为至少两个。
作为优选方案，所述移动终端与所述云平台管理系统的通信方式包括手机运营商网络、NB-IoT、LoRa、互联网WiFi连接中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种无源NFC云锁系统，包括无源NFC云锁终端、移动终端和云平台管理系统；所述无源NFC云锁终端包括NFC模块、天线、整流模块、充电开关、储能模块、稳压模块、存储模块和MCU；所述MCU上设有电源单元、ADC单元和PWM单元；所述移动终端用于在靠近所述天线时产生磁场以供所述天线收集能量，所述移动终端还用于通过所述NFC模块与所述无源NFC云锁终端进行近场通信，所述移动终端还用于与所述云平台管理系统进行通信。本发明通过收集靠近移动终端的NFC信号能量来启动NFC云锁终端，实现NFC云锁终端与云平台管理系统的通信，从而能够在无需钥匙、无需保持供电的情况下实现开锁功能。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的无源NFC云锁系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的无源NFC云锁系统的系统架构示意图。
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、完整的描述，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。
请参见图1，本发明实施例提供了一种无源NFC云锁系统，包括无源NFC云锁终端、移动终端和云平台管理系统；在本发明实施例中，作为优选方案，所述无源NFC云锁终端、所述移动终端的数量均为至少两个。
所述无源NFC云锁终端包括NFC模块、天线、整流模块、充电开关、储能模块、稳压模块、存储模块(作为优选方案，所述存储模块为E2PROM)和MCU；所述MCU上设有电源单元、ADC单元和PWM单元；
所述MCU通过I2C总线与所述NFC模块连接，所述NFC模块、所述天线、所述整流模块、所述充电开关、所述储能模块、所述稳压模块依次相互连接，所述稳压模块的第二端与所述MCU的电源单元连接，所述储能模块的第三端与所述ADC单元连接，所述储能模块的第四端与锁具的电机供电端连接，所述PWM单元与所述电机的控制端连接，所述MCU通过GPIO接口与所述充电开关的第三端连接，所述存储模块通过所述I2C总线与所述MCU连接；
所述移动终端用于在靠近所述天线时产生磁场以供所述天线收集能量，所述移动终端还用于通过所述NFC模块与所述无源NFC云锁终端进行近场通信，所述移动终端还用于与所述云平台管理系统进行通信。
在本发明实施例中，作为优选方案，所述MCU上还设有反馈单元，所述锁具的数据端与所述反馈单元连接。
在本发明实施例中，作为优选方案，所述移动终端与所述云平台管理系统的通信方式包括手机运营商网络、NB-IoT、LoRa、互联网WiFi连接中的一种或多种。
需要说明的是，针对背景技术中提出的问题，本发明提供了一款基于数字化管理的无源NFC云锁，当检测人员和维修人员需要开锁时，只需要管理员授权用户开锁权限之后，就可以通过手机的NFC开锁。本系统涉及无需供电的无源NFC云锁终端、手机APP、云平台管理系统。无源NFC云锁终端无需供电，当检测人员或维修人员，需要开锁时，打开手机APP并登陆账号，进入开锁界面之后，把手机靠近无源NFC云锁终端时，无源NFC云锁终端通过天线整流取电并存储能量，终端正常运行起来之后，通过NFC模块与手机app通信，再通过4G与云平台通信确认权限，终端利用存储的能量驱动电机开锁。
本发明提供一种基于数字化管理的无源NFC云锁系统，终端无需供电，通过收集靠近手机的NFC信号能量来启动终端，实现与APP通信，手机通过4G与云平台对锁权限和用户的管理，终端控制电机实现开锁，其目的是为了给用户提供一种开锁无需钥匙、无需供电的终端，并能数字化管理的锁系统。
请参见图2，本系统主要由无源NFC云锁终端、手机APP、云平台管理系统组成，本系统的基本原理如下：
在安装无源NFC云锁前，需要把锁信息录入到系统中，当需要开锁时，在手机上打开APP并登录账号，在开锁界面靠近锁，无源NFC云锁就会收集能量来启动终端运行，终端运行之后就可以通过NFC模块与手机通信，手机通过4G与云平台交互，获取开锁权限，APP获取到开锁权限之后，通知终端启动电机开锁。手机APP用户权限分为超级管理员、管理员、普通用户。普通用户一般是维修人员、巡检人员，只能用作开有权限开的锁。管理员一般是管理一个区域或者几个区域的所有锁，管理员可以管理他权限下的锁和用户，可以配置用户开锁权限。超级管理员是可以管理所有人员和所有锁。例如一个地方有5个区域，每个区域有10000个电力箱，每个电力箱安装一把无源NFC云锁，那么如果管理员A管理A区域，那么管理员A可以管理A区域的所有电力箱的锁，那管理员A可以添加维修或者巡检人员添加普通用户，当普通用户需要去开锁维修或者巡检时，管理员可以直接设置用户B开电子箱C的锁权限，也可以取消用户的开锁权限，这样巡检或者维修人员不需要去管理员那里拿钥匙去开锁，并且钥匙容易丢失和复制，使用无源NFC云锁减少潜在不安全性。无源NFC云锁终端不需要外部供电，也不需要考虑电池或者电池没有电的情况。无源NFC云锁是在用户想打开锁的时候，通过NFC天线整流收集能量来启动运行。
请参见图1，为便于更好的理解本发明实施例提供的无源NFC云锁系统，以下进行详细说明：
无源NFC云锁终端实现方案：当手机靠近天线时，手机会产生一个磁场，天线负责收集磁场能量和与手机通信，收集到能量之后，通过整流把交流电转换成直流电，当充电开关是开时，给储能模块充电，开关是关时，不充电，MCU未运行起来之前，充电开关默认为开。储能模块用大电容来储能，储能模块有能量后通过DC/DC把电压稳定之后直接输出给MCU供电，MCU运行起来之后，储能管理通过ADC来反馈储能的大小，从而控制充电开关和电机运行。NFC模块通过天线与手机通信，然后MCU通过I2C与NFC模块通信，进而与手机通信，当收到的开锁码与E2PROM的开锁码匹配成功之后，根据储能反馈开启电机进行开锁，等锁具反馈之后完成开锁功能。
APP功能实现方案：APP会根据用户权限有不同的功能，普通管理员只具有开锁和管理自己的信息的功能，管理员可以开他所管理的锁、用户管理(对他所管理的普通用户进行管理)、锁权限管理以及锁录入功能，超级管理员具有所有的功能及权限。APP在开锁和录入锁信息中都是当做中转站转发功能，开锁和录入锁信息主要是有终端和云平台实现，app转发。APP需要对用户管理和所权限分配管理。
云平台管理系统主要是负责管理功能，包括管理所有锁信息、锁权限、用户管理、数据存储等功能。
与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明实施例通过无源NFC云锁终端、手机APP、云平台配合实现的，通过云平台的数据管理快速分配和取消开锁权限以及用户管理，无需钥匙管理，并且终端无需供电，不需要考虑有电池或者终端带来的麻烦。具体包括：
1、解决了传统钥匙开锁，钥匙容易丢失和复制的问题；
2、提供了一种方便管理，终端无需供电且安全性较高的管理系统。
以上所述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 (6)
1.一种无源NFC云锁系统，其特征在于，包括无源NFC云锁终端、移动终端和云平台管理系统；
所述无源NFC云锁终端包括NFC模块、天线、整流模块、充电开关、储能模块、稳压模块、存储模块和MCU；所述MCU上设有电源单元、ADC单元和PWM单元；
所述MCU通过I2C总线与所述NFC模块连接，所述NFC模块、所述天线、所述整流模块、所述充电开关、所述储能模块、所述稳压模块依次相互连接，所述稳压模块的第二端与所述MCU的电源单元连接，所述储能模块的第三端与所述ADC单元连接，所述储能模块的第四端与锁具的电机供电端连接，所述PWM单元与所述电机的控制端连接，所述MCU通过GPIO接口与所述充电开关的第三端连接，所述存储模块通过所述I2C总线与所述MCU连接；
所述移动终端用于在靠近所述天线时产生磁场以供所述天线收集能量，所述移动终端还用于通过所述NFC模块与所述无源NFC云锁终端进行近场通信，所述移动终端还用于与所述云平台管理系统进行通信。
2.根据权利要求1所述的无源NFC云锁系统，其特征在于，所述MCU上还设有反馈单元，所述锁具的数据端与所述反馈单元连接。
3.根据权利要求1所述的无源NFC云锁系统，其特征在于，所述存储模块为E2PROM。
4.根据权利要求1-3任一项所述的无源NFC云锁系统，其特征在于，所述无源NFC云锁终端为至少两个。
5.根据权利要求4所述的无源NFC云锁系统，其特征在于，所述移动终端为至少两个。
6.根据权利要求5所述的无源NFC云锁系统，其特征在于，所述移动终端与所述云平台管理系统的通信方式包括手机运营商网络、NB-IoT、LoRa、互联网WiFi连接中的一种或多种。
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