CN116094133A

CN116094133A - 一种智能门锁应急供电的方法及系统

Info

Publication number: CN116094133A
Application number: CN202310378068.2A
Authority: CN
Inventors: 马哲; 周建锁
Original assignee: Beijing Anchao Microelectronics Co ltd
Current assignee: Beijing Anchao Microelectronics Co ltd
Priority date: 2023-04-11
Filing date: 2023-04-11
Publication date: 2023-05-09
Anticipated expiration: 2043-04-11
Also published as: CN116094133B

Abstract

本发明公开了一种智能门锁应急供电的方法及系统，可通过手机NFC接口为智能门锁反向临时供电的方法，当电池电压降到主控MCU及其它IC的正常工作电压的欠压报警点时，电源选择模块将开启整流充电模块，即使能整流充电模块工作。当电源选择模块检测到储能电容的电压达到主控MCU及其它IC工作电压时，将选择储能电容的电源输出到电压选择模块的输出线路，为智能门锁的其它IC及元器件提供电源，通过本发明能够有效提高智能门锁应急供电场景的便利性。

Description

一种智能门锁应急供电的方法及系统

技术领域

本发明涉及智能门锁领域，更具体的，涉及一种智能门锁应急供电的方法及系统。

背景技术

现在的智能门锁通常具备多种开锁方式，其中NFC读卡方式是其一种常用方式，智能门锁中包括了各种芯片，如主控MCU、蓝牙连接芯片、电源管理、NFC读卡芯片、指纹识别、触控芯片等等，这些芯片通常是由智能门锁中的电池提供电源，一旦电池电量耗尽，则门锁只能通过机械方式打开或者通过USB接口由外部充电宝进行供电才能打开门锁，在应急情况下非常不便利。

发明内容

本发明克服了现有技术的缺陷，提出了一种智能门锁应急供电的方法及系统。

本发明第一方面提供了一种智能门锁应急供电的方法，包括：

通过电源选择模块判断电池电压是否降到欠压报警点；

若降到欠压报警点，则通过信号线发送充电信号至整流充电模块并实时监测储能电容电压；

整流充电模块通过信号线接受到充电信号后进行充能工作；

外部NFC设备发射NFC射频场，整流充电模块通过NFC天线获取能量，并为储能电容充电；

当电源选择模块检测到储能电容的电压达到主控MCU及其它IC工作电压时，将选择储能电容的电源输出作为输出线路；

通过储能电容输出的电源为主控MCU及其它电子元器件提供电源。

本方案中，包括；

101：供电电池，为智能门锁提供电源；

102：电源选择模块，从电池（101）或者储能电容（109）选择电源；

103：主控MCU及其它电子元器件；

104：NFC射频读卡器芯片；

105：NFC天线匹配电路；

106：NFC天线；

107：外部NFC设备，通常为支持NFC功能的手机；

108：整流充电模块，外部NFC设备（107）发射NFC射频场，整流模块从NFC天线（106）获取能量，并为储能电容（109）充电；

109：储能电容，用于储存来自于外部NFC射频场的能量；

201：储能电容（109）的供电线路；

202：电源选择模块（102）的输出线路，为智能门锁的芯片等元器件供电；

203：电源选择模块（102）输出给整流充电模块（108）的控制信号。

本方案中，所述整流充电模块（108）可以从NFC天线（106）获取能量，能量由外部NFC设备（107）提供。

本方案中，所述电源选择模块（102）可以从电池（101）或者储能电容（109）二者中选择，选择的依据是选取电压高的一路作为智能门锁供电线路（202）的电源来源，为智能门锁主控MCU及其它IC（103）、NFC射频读卡器芯片（104）供电。

本方案中，所述电源选择模块（102）的选择依据还可以是：当电池（101）电压、储能电容（109）都满足智能门锁各个芯片的供电电压时，优先选择储能电容（109）作为智能门锁供电线路（202）的电源来源，为智能门锁主控MCU及其它IC（103）、NFC射频读卡器芯片（104）供电。

本方案中，所述电源选择模块（102）可以在电池（101）电压欠压、不能满足智能门锁主控MCU及其它IC（103）、NFC射频读卡器芯片（104）正常工作时，选择储能电容（109）作为智能门锁供电线路（202）的电源来源，为智能门锁主控MCU及其它IC（103）、NFC射频读卡器芯片（104）供电。

本方案中，所述整流充电模块（108）与NFC读卡器芯片（104）是分立的器件，也可以是一颗集成在一起的芯片，或者是一起合封的集成电路模块。

本方案中，所述整流充电模块（108）默认状态下是不开启的，在电源选择模块（102）检测出电池（101）电压降到欠压报警点时，即通过信号线（203）将整流充电模块（108）使能工作，此种情况下，如果外部NFC设备（107）发射NFC射频场，则整流充电模块（108）将进行整流并将获取的能量充电到储能电容（109），直到达到预期电压值后停止充电。

本方案中，所述电源选择模块（102）用于实时检测电池（101）电量，即检测电池（101）电压，同时监测储能电容（109）的电压，当电池（101）电压降到主控MCU及其它IC（103）的正常工作电压的欠压报警点时，电源选择模块（102）通过信号线（203）将开启整流充电模块（108），整流充电模块（108）开启工作，当电源选择模块（102）检测到储能电容（109）的电压达到主控MCU及其它IC（103）正常工作电压时，将选择储能电容（109）的电源输出到电压选择模块的输出线路（202），为智能门锁的各个IC及元器件提供电源。

本发明第二方面还提供了一种智能门锁应急供电系统，该系统包括：供电电池；电源选择模块；主控MCU及其它电子元器件；NFC射频读卡器芯片；NFC天线匹配电路；NFC天线；外部NFC设备；整流充电模块；储能电容。

附图说明

图1示出了本发明一种智能门锁应急供电的方法流程图；

图2示出了本发明一种智能门锁应急供电方案电路设计图；

图3示出了本发明一种智能门锁应急供电的系统框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了本发明一种智能门锁应急供电的方法流程图。

如图1所示，本发明第一方面提供了一种智能门锁应急供电的方法，包括：

S1,通过电源选择模块判断电池电压是否降到欠压报警点；

S2,若降到欠压报警点，则通过信号线发送充电信号至整流充电模块并实时监测储能电容电压；

S3,整流充电模块通过信号线接受到充电信号后进行充能工作；

S4,外部NFC设备发射NFC射频场，整流充电模块通过NFC天线获取能量，并为储能电容充电；

S5,当电源选择模块检测到储能电容的电压达到主控MCU及其它IC工作电压时，将选择储能电容的电源输出作为输出线路；

S6,通过储能电容输出的电源为主控MCU及其它电子元器件提供电源。

图2示出了本发明一种智能门锁应急供电的方法的流程图。

如图2所示，包括：

101：供电电池，为智能门锁提供电源；

103：主控MCU及其它电子元器件；

104：NFC射频读卡器芯片；

105：NFC天线匹配电路；

106：NFC天线；

107：外部NFC设备，通常为支持NFC功能的手机；

109：储能电容，用于储存来自于外部NFC射频场的能量；

201：储能电容（109）的供电线路；

需要说明的是，所述一种智能门锁应急供电的方法，包括供电电池（101），为智能门锁提供电源；电源选择模块（102），从电池（101）或者储能电容（109）选择电源，判断电压是否满足芯片工作需求；主控MCU及其它IC（103），通常包括主控MCU、蓝牙连接芯片、指纹识别芯片、触控芯片等；NFC射频读卡器芯片（104），用于读取外部卡片及身份认证通信；NFC天线（106）的匹配电路（105），用于NFC读卡器芯片发射功率匹配，提高发射功率；NFC天线（106），用于向外辐射NFC射频场，同时也从外部NFC设备（107）发射的射频场中获取能量；外部NFC设备（107），通常为支持NFC功能的智能手机；整流充电模块（108），整流模块从NFC天线（106）获取能量，并为储能电容（109）充电及充电管理；储能电容（109），用于储存来自于外部NFC射频场的能量；储能电容（109）的供电线路（201），来自于整流充电模块（108）的电量通过此供电线路充电到储能电容（109），并输入到电源选择模块（102）；电源选择模块（102）的输出线路（202），将来自于电源选择模块（102）的电源连接到智能门锁的各个芯片及电子元器件；控制信号线（203），来自于电源选择模块（102）的信号，用于控制整流充电模块（108）的工作状态。

需要说明的是，所述整流充电模块（108）可以从NFC天线（106）获取能量，能量由外部NFC设备（107）提供。所述电源选择模块（102）可以从电池（101）或者储能电容（109）二者中选择，选择的依据是选取电压高的一路作为智能门锁供电线路（202）的电源来源，为智能门锁主控MCU及其它IC（103）、NFC射频读卡器芯片（104）供电。所述电源选择模块（102）的选择依据还可以是：当电池（101）电压、储能电容（109）都满足智能门锁各个芯片的供电电压时，优先选择储能电容（109）作为智能门锁供电线路（202）的电源来源，为智能门锁主控MCU及其它IC（103）、NFC射频读卡器芯片（104）供电。所述电源选择模块（102）可以在电池（101）电压欠压、不能满足智能门锁主控MCU及其它IC（103）、NFC射频读卡器芯片（104）正常工作时，选择储能电容（109）作为智能门锁供电线路（202）的电源来源，为智能门锁主控MCU及其它IC（103）、NFC射频读卡器芯片（104）供电。所述整流充电模块（108）与NFC读卡器芯片（104）是分立的器件，也可以是一颗集成在一起的芯片，或者是一起合封的集成电路模块。

根据本发明实施例，还包括：

整流充电模块（108），其默认状态下是不开启的。在电源选择模块（102）检测出电池（101）电压降到欠压报警点时，即通过信号线（203）将整流充电模块（108）使能工作，此种情况下，如果外部NFC设备（107）发射NFC射频场，则整流充电模块（108）将进行整流并将获取的能量充电到储能电容（109），直到达到预期电压值后停止充电。

电源选择模块（102），其用于实时检测电池（101）电量，即检测电池（101）电压，同时监测储能电容（109）的电压，当电池（101）电压降到主控MCU及其它IC（103）的正常工作电压的欠压报警点时，电源选择模块（102）通过信号线（203）将开启整流充电模块（108），整流充电模块（108）开启工作。当电源选择模块（102）检测到储能电容（109）的电压达到主控MCU及其它IC（103）正常工作电压时，将选择储能电容（109）的电源输出到电压选择模块的输出线路（202），为智能门锁的各个IC及元器件提供电源。

另外，电源选择模块（102）输出的电压达到主控MCU及其它IC（103）、NFC读卡器芯片（104）等器件的正常工作电压时，则可以通过刷卡、指纹识别等方式实现开锁。

根据本发明实施例，还包括：

基于物联网，在一个电池使用周期内通过电源选择模块获取电池电压数据；

将电压数据进行周期性电压波动分析，得到总电压变化趋势图；

将一个电池使用周期均分成多个子周期，并将总电压变化趋势图根据子周期进行划分，得到多个子周期电压变化趋势信息；

根据总电压变化趋势信息，分析欠压报警点所属子周期，并标记为预警子周期；

将预警子周期的前一个子周期标记为低电量子周期；

根据低电量子周期中的子周期电压变化趋势信息，获取电压变化趋势中的极大值，并将所述极大值作为低电量预警值；

通过电源选择模块实时获取当前电池电压，若所述电压小于等于低电量预警值，则将电压信息通过物联网发送至用户终端设备。

需要说明的是，所述一个电池使用周期为电池在一次满电状态下使用直至到电压到最低点之间的使用周期。所述子周期电压变化趋势信息具体为总电压变化趋势图的某一段变化趋势信息。用户通过查看电压信息能够及时更换电池或通过NFC进行电容充电，以保证在电量较低情况下，测试NFC充电功能是否可用，并进一步提高智能门锁的安全性。

根据本发明实施例，还包括：

通过整流充电模块，实时监测NFC设备接入时间T1；

判断T1是否大于等于预设时间T2；

若T1大于等于预设时间T2，通过整流充电模块发送信号增强信息至天线匹配电路；

天线匹配电路接受到信号增强信息，进行NFC信号接受放大。

需要说明的是，在进行基于NFC设备进行应急充电时，天线匹配电路默认为小范围的能量接受，当外部NFC设备发送能量进行充电并达到预设时间T2时，天线匹配电路将自动进行信号放大，从而扩大信号接受范围，实现加速充电的目的。

图3示出了本发明一种智能门锁应急供电的系统框图。

本发明第二方面还提供了一种智能门锁应急供电系统，该系统包括：供电电池；电源选择模块；主控MCU及其它电子元器件；NFC射频读卡器芯片；NFC天线匹配电路；NFC天线；外部NFC设备；整流充电模块；储能电容。所述系统运行时实现如下步骤：

通过电源选择模块判断电池电压是否降到欠压报警点；

整流充电模块通过信号线接受到充电信号后进行充能工作；

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种智能门锁应急供电的方法，其特征在于，包括：

通过电源选择模块判断电池电压是否降到欠压报警点；

整流充电模块通过信号线接受到充电信号后进行充能工作；

2.根据权利要求1所述的一种智能门锁应急供电的方法，其特征在于，所述整流充电模块从NFC天线获取能量，能量由外部NFC设备提供。

3.根据权利要求2所述的一种智能门锁应急供电的方法，其特征在于，所述电源选择模块从电池或者储能电容二者中选择，选择的依据是选取电压高的一路作为智能门锁供电线路的电源来源，并为智能门锁主控MCU及其它IC、NFC射频读卡器芯片供电。

4.根据权利要求3所述的一种智能门锁应急供电的方法，其特征在于，所述电源选择模块的选择依据包括：当电池电压、储能电容都满足智能门锁各个芯片的供电电压时，优先选择储能电容作为智能门锁供电线路的电源来源，并为智能门锁主控MCU及其它IC、NFC射频读卡器芯片供电。

5.根据权利要求3所述的一种智能门锁应急供电的方法，其特征在于，所述电源选择模块在电池电压欠压、不能满足智能门锁主控MCU及其它IC、NFC射频读卡器芯片正常工作时，选择储能电容作为智能门锁供电线路的电源来源，为智能门锁主控MCU及其它IC、NFC射频读卡器芯片供电。

6.根据权利要求1所述的一种智能门锁应急供电的方法，其特征在于，所述整流充电模块与NFC读卡器芯片集成方式为分立的器件或集成在一起的芯片或合封一起的集成电路模块。

7.根据权利要求1所述的一种智能门锁应急供电的方法，其特征在于，还包括：

整流充电模块默认状态下是不开启的，在电源选择模块检测出电池电压降到欠压报警点时，即通过信号线将整流充电模块使能工作，此种情况下，如果外部NFC设备发射NFC射频场，则整流充电模块将进行整流并将获取的能量充电到储能电容，直到达到预期电压值后停止充电。

8.根据权利要求1所述的一种智能门锁应急供电的方法，其特征在于，还包括：

电源选择模块实时检测电池电压，同时监测储能电容的电压，当电池电压降到主控MCU及其它IC的正常工作电压的欠压报警点时，电源选择模块通过信号线将开启整流充电模块，整流充电模块开启工作，当电源选择模块检测到储能电容的电压达到主控MCU及其它IC正常工作电压时，将选择储能电容的电源输出到电压选择模块的输出线路，为智能门锁的各个IC及元器件提供电源。

9.一种智能门锁应急供电系统，其特征在于，该系统包括：供电电池；电源选择模块；主控MCU及其它电子元器件；NFC射频读卡器芯片；NFC天线匹配电路；NFC天线；外部NFC设备；整流充电模块；储能电容。