CN202131853U - 一种新型锁具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型锁具，包括电子钥匙和锁体；所述电子钥匙是有源设备，所述锁体是无源设备；所述电子钥匙上设有第一线路板、电池和插头，所述锁体上设有第二线路板和钥匙插孔；所述插头与所述第一线路板电连接，所述钥匙插孔与所述第二线路板电连接；所述插头与所述钥匙插孔是相互匹配的两线制端口，所述电子钥匙与所述锁体之间通过两线制端口传输数据和电能。本实用新型的电子钥匙和锁体之间通过两线制来实现数据双向传输及供电，结构简单，功耗低。

Description

一种新型锁具

技术领域

本实用新型涉及电子及机械技术领域，尤其涉及一种新型锁具。

背景技术

一般来说，具备电源的电子设备为有源设备，而不具备电源的电子设备就是无源设备。目前，有源设备与无源设备之间的供电与通讯大多采用三线或四线制方式来完成，供电及通讯电路结构复杂。

现有的锁具包括机械锁具和有源电子锁具两种，机械锁具（例如需要钥匙打开的门锁）不需要电源，但是安全性不够高，需要携带机械钥匙，使用不方便；而有源电子锁具（例如指纹锁、数字密码锁）的安全性高，但是需要电源供电（动力电或电池），功耗高，一旦供电故障，无法开启锁具，通用的做法是为锁具增加一套开启方式，如用机械钥匙作为备用开启方式，在一些场合，如抽屉锁，体积要求小，且成本控制低，该结构都是不允许的。

发明内容

本实用新型提出一种新型锁具，包括分离设计的电子钥匙和锁体，两者之间通过两线制来实现数据双向传输及供电，结构简单，功耗低。

本实用新型实施例提供的新型锁具，包括电子钥匙和锁体；所述电子钥匙是有源设备，所述锁体是无源设备；

所述电子钥匙上设有第一线路板、电池和插头，所述锁体上设有第二线路板和钥匙插孔；所述插头与所述第一线路板电连接，所述钥匙插孔与所述第二线路板电连接；所述插头与所述钥匙插孔是相互匹配的两线制端口，所述电子钥匙与所述锁体之间通过两线制端口传输数据和电能。

其中，所述电子钥匙还包括前框、后壳、电池容置槽和底盖；所述前框和后壳相互扣合构成壳体；所述第一线路板设置在壳体内；所述电池置于所述电池容置槽内，所述底盖封盖在所述电池容置槽上；所述电池与所述第一线路板电连接。

所述电子钥匙的插头包括触点A1、弹簧、第一绝缘套和触点A2；所述弹簧套接在所述触点A1上，所述触点A1置于所述第一绝缘套内，所述触点A2套接在所述第一绝缘套外；所述接头的具有弹簧的一端置于壳体内部，另一端延伸至壳体外部；所述触点A1和触点A2为两个电连接端点，分别与所述第一线路板电连接。

进一步的，所述电子钥匙还包括密码输入装置和显示屏；所述密码输入装置和显示屏分别与所述第一线路板电连接。

所述锁体还包括锁壳、锁舌、联动部件和底壳；所述锁壳和所述底壳相互扣合构成壳体，所述第二线路板、联动部件设置在所述壳体内；所述联动部件与所述锁舌、第二线路板连接。

所述钥匙插孔设置在所述底壳上；所述钥匙插孔包括触点B1、触点B2和第二绝缘套；所述第二绝缘套将所述触点B1、触点B2相隔离；所述触点B1、触点B2为两个电连接端点，分别与所述第二线路板电连接。

进一步的，所述第一线路板上具有第一通讯电路；所述第二线路板上具有第二通讯电路；

所述第一通讯电路包括功率开关器件、内置有比较器的第一单片机、电阻R0、端口L0和端口L1；

所述功率开关器件包括第一端口、第二端口和第三端口；其中，所述第一端口与电源相连接，第二端口与所述端口L1连接，第三端口为控制信号输入端；

所述第一单片机包括过流检测端口、数据接收端口和数据发送端口；其中，所述过流检测端口与所述端口L0连接，所述数据接收端口与所述端口L1连接，所述数据发送端口与所述功率开关器件的第三端口连接；所述第一单片机通过数据发送端口向所述功率开关器件发送数据，控制所述功率开关器件的第二端口输出高电平或低电平；所述电阻R0的一端接地，另一端与所述第一单片机的过流检测端口连接；

所述第二通讯电路包括第二单片机、蓄能电容、保护电阻、隔离二极管、端口S0和端口S1；所述第二单片机包括电源端口、数据收发端口和接地端；其中，所述蓄能电容并联在所述第二单片机的电源端口和接地端之间；所述隔离二极管的正极与所述端口S1连接，负极与所述第二单片机的电源端口连接；所述保护电阻的一端与所述端口S1连接，另一端与所述第二单片机的数据收发端口连接；所述端口S0与所述第二单片机的接地端连接；

所述端口L0和端口L1还与所述插头电连接；所述端口S0和端口S1还与所述钥匙插孔电连接。

本实用新型实施例提供的新型锁具，包括分离设计的电子钥匙和锁体，锁体是无源设备，电子钥匙是有源设备；通过两线制来实现电子钥匙和锁体之间的数据双向传输，以及实现电子钥匙向锁体供电，通讯电路结构简单、可靠；并且，锁体本身不具备电源，开锁时由电子钥匙供电，功耗低。

附图说明

图1是本实用新型提供的新型锁具的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电子钥匙的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的锁体的结构分解图一；

图4是本实用新型实施例提供的锁体的结构分解图二；

图5是本实用新型实施例提供的电子钥匙的相关电路的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的锁体的相关电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，是本实用新型提供的新型锁具的一个实施例的结构示意图。

本实施例提供的新型锁具，包括电子钥匙100和锁体200；电子钥匙100是有源设备，锁体200是无源设备；

电子钥匙100上设有第一线路板、电池和插头101，锁体200上设有第二线路板和钥匙插孔201；插头101与第一线路板电连接，钥匙插孔201与第二线路板电连接；插头101与钥匙插孔201是相互匹配的两线制端口，电子钥匙100与锁体200之间通过两线制端口传输数据和电能。

参见图2，是本实用新型实施例提供的电子钥匙的结构示意图。

电子钥匙100还包括前框102、后壳103、电池容置槽104和底盖105；其中，前框102和后壳103相互扣合构成壳体；第一线路板设置在壳体内；电池置于电池容置槽104内，底盖105封盖在电池容置槽104上；电池与第一线路板电连接。

如图2所示，电子钥匙100的插头包括触点A1、弹簧107、第一绝缘套108和触点A2。其中，弹簧107套接在触点A1上，触点A1置于第一绝缘套108内，触点A2套接在第一绝缘套108外；所述插头的具有弹簧的一端置于壳体内部，另一端延伸至壳体外部；触点A1和触点A2为两个电连接端点，分别与第一线路板电连接，弹簧107确保点连接端口与无源锁具可靠接触。

此外，电子钥匙100还包括密码输入装置和显示屏；密码输入装置和显示屏分别与第一线路板电连接。具体实施时，密码输入装置为数字键盘、指纹采集器或瞳孔采集器。

参见图3、图4，是本实用新型实施例提供的锁体的结构分解图。

锁体200还包括锁壳1、锁舌12、联动部件和底壳15。其中，锁壳1和底壳15相互扣合构成壳体，第二线路板6、联动部件设置在壳体内；联动部件与锁舌12、第二线路板6连接。

钥匙插孔设置在底壳15上；该钥匙插孔包括触点B1、触点B2和第二绝缘套13；第二绝缘套13将触点B1、触点B2相隔离；触点B1、触点B2为两个电连接端点，分别与所述第二线路板6电连接。联动部件包括电极片、马达、齿轮和弹簧。如图4所示，在一个优选实施方式中，联动部件包括M3*6十字盘头螺丝2、M3螺母3、M3小垫圈4、电极片5、马达7、中齿轮8、大齿轮9、弹簧10、小齿轮11和M3*8十字沉头螺丝16。

电子钥匙的第一线路板上具有第一通讯电路；锁体的第二线路板上具有第二通讯电路；下面结合图5、图6进行详细说明。

参见图5，是本实用新型实施例提供的电子钥匙的相关电路的结构示意图。

第一通讯电路包括功率开关器件U0、内置有比较器的第一单片机U1、端口L0和端口L1；

功率开关器件U0包括第一端口01、第二端口02和第三端口03；其中，第一端口01与电源VDD相连接，第二端口02与端口L1连接，第三端口03为控制信号输入端；具体实施时，电源VDD是有源设备的电源，例如电子钥匙上的电池电源。

第一单片机U1包括过流检测端口11、数据接收端口12和数据发送端口13；其中，过流检测端口11与端口L0连接，数据接收端口12与端口L1连接，数据发送端口13与功率开关器件U0的第三端口03连接；第一单片机U1通过数据发送端口13向功率开关器件U0发送数据，控制功率开关器件U0的第二端口02输出高电平或低电平。

在一个较优的实施方式中，当数据发送端口13输出高电平时，功率开关器件U0关断，第二端口02输出低电平；当数据发送端口13输出低电平时，功率开关器件U0开通，第二端口02输出高电平。

如图5所示，第一通讯电路还包括电阻R0；电阻R0的一端接地，另一端与第一单片机U1的过流检测端口11连接；且第一单片机U1内置有比较器。第一单片机U1通过过流检测端口11检测连接无源设备时的电流，当电流大于基准值时，第一单片机U1通过数据发送端口13输出关断信号，控制功率开关器件U0关断。

第一单片机U1的主要功能是对功率开关器件U0进行控制，以及完成数据的接收与发送。并且，当第一单片机U1检测到连接无源设备时电流过大甚至L0、L1之间短路时，第一单片机U1立即通过数据发送端口13切断功率开关器件U0，对电路起保护作用。

参见图6，是本实用新型实施例提供的锁体的相关电路的结构示意图。

第二通讯电路包括第二单片机U2、蓄能电容C1、保护电阻R1、隔离二极管D1、端口S0和端口S1。具体如下：

第二单片机U2包括电源端口21、数据收发端口22和接地端；第二单片机U2主要用于处理数据的接收与发送，数据收发端口22为单线双向通讯端口，具有数据发送和接收功能。

蓄能电容C1并联在第二单片机U2的电源端口21和接地端之间。蓄能电容C1的作用是，当无源设备向有源设备发送数据时，无源设备的电源由蓄能电容C1之前的储能来实现，为第二单片机U2供电。

隔离二极管D1的正极与端口S1连接，负极与第二单片机U2的电源端口21连接。隔离二极管D1的作用是，当第二单片机U2置数据收发端口22为低电平时，蓄能电容C1上的电荷不会构成放电，从而实现数据发送。

保护电阻R1的一端与端口S1连接，另一端与第二单片机U2的数据收发端口22连接；端口S0与第二单片机U2的接地端连接。保护电阻R1的作用是，当有电路工作异常时，例如端口L1被有源设备的第一单片机U1置为高电平，同时又被无源设备的第二单片机U2置为低电平，发生短路时对电路进行保护。

所述端口L0和端口L1还与电子钥匙的插头电连接；所述端口S0和端口S1还与锁体的钥匙插孔电连接。具体的，第一通讯电路的端口L0、端口L1分别与插头上的触点A1、触点A2连接；第二通讯电路的端口S0、端口S1分别与钥匙插孔上的触点B1、触点B2连接。

当电子钥匙100的插头101插置在锁体200的钥匙插孔201上时，第一通讯电路的端口L0与第二通讯电路的端口S0连接，第一通讯电路的端口L1与第二通讯电路的端口S1连接；电子钥匙100与锁体200之间通过两线端口传输数据和电能。

本实施例提供的新型锁具包括分离设计的电子钥匙和锁体，电子钥匙是有源设备，锁体是无源设备，通过两线制来实现电子钥匙与锁体之间的数据双向传输，以及实现电子钥匙向锁体供电，具体如下：

（1）数据正向传输

当电子钥匙向锁体发送数据时（即数据正向传输），第一单片机U1通过数据发送端口13输出高低电平变化的数据信号，控制功率开关器件U0的第二端口02输出高电平或低电平，传输至第二单片机U2的数据收发端口22。

本实施例通过控制第一单片机U1的数据发送端口13输出高低电平变化的数据信号，实现电子钥匙向锁体发送数据。在正向数据传输过程中，第二单片机U2处于数据接收状态，数据收发端口22为数据接收端口，被设置为高阻输入状态。当数据发送端口13输出的数据信号使得功率开关器件U0的第二端口02输出高电平时，同时也为第二单片机U2供电；当数据发送端口13输出的数据信号使得第二端口02输出低电平时，第二单片机U2的工作电压由电容C1来维持。

（2）数据逆向传输

当锁体向电子钥匙发送数据时，第一单片机U1通过数据发送端口13输出关断信号，控制功率开关器件U0关断；第二单片机U2通过数据收发端口22输出数据信号，传输至第一单片机U1的数据接收端口。

在锁体向电子钥匙发送数据前，必须通过第一单片机U1的数据发送端口13控制开关功率器件U0关断，第二单片机U2的工作电压由蓄能电容C1来维持。第一单片机U1的数据接收端口12置为高阻输入状态；第二单片机U2的数据收发端口22为数据输出端口，通过控制数据收发端口22输出高低电平来实现数据发送，数据经过端口S1、S0传输至电子钥匙。

（3）供电

当电子钥匙向锁体供电时，第一单片机U1通过数据发送端口13输出开通信号，控制功率开关器件U0的第二端口02输出高电平，传输至第二单片机U2的电源端口。此外，电子钥匙输出的电源还可以传输到锁体的其他电路中，为其他电路提供电源。

当电子钥匙向锁体供电时，第一单片机U1通过数据发送端口13输出开通信号，控制功率开关器件U0的第二端口02输出高电平，传输至第二单片机U2的电源端口21，为第二单片机U2供电。此外，电子钥匙输出的电源还可以传输到锁体的其他电路中，为其他电路提供电源。

电子钥匙上具有密码输入装置，用于输入用户密码，并通过插头将所述用户密码传输至锁体。具体实施时，所述密码输入装置包括数字键盘、指纹采集器、电磁采集器和瞳孔采集器中的至少一种。

锁体还包括存储器，用于保存预先配置的密码信息；所述存储器与第二单片机U2连接；第二单片机U2接收电子钥匙1发送的用户密码，将所述用户密码与预先配置的密码信息进行比较，若相同，则发出开锁控制信号。其中，所述密码信息是数字密码、指纹、电磁信息、瞳孔信息中的至少一种。当然，也可以采用其他的人体生物特征作为密码信息。而且，每个锁具可以对应一个或多个开锁密码；例如，需要通过电子钥匙输入多个正确的密码，锁体才能开锁；或者，锁具配置了多个密码，只要输入其中一个就能开锁。

本发明实施例提供的锁具，包括分离设计的电子钥匙和锁体，锁体是无源设备，电子钥匙是有源设备；通过两线制来实现电子钥匙和锁体之间的数据双向传输，以及实现电子钥匙向锁体供电，通讯电路结构简单、可靠；并且，锁体本身不具备电源，开锁时由电子钥匙供电，功耗低。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型锁具，其特征在于，包括电子钥匙和锁体；所述电子钥匙是有源设备，所述锁体是无源设备；

所述电子钥匙上设有第一线路板、电池和插头，所述锁体上设有第二线路板和钥匙插孔；所述插头与所述第一线路板电连接，所述钥匙插孔与所述第二线路板电连接；所述插头与所述钥匙插孔是相互匹配的两线制端口，所述电子钥匙与所述锁体之间通过两线制端口传输数据和电能。

2.如权利要求1所述的新型锁具，其特征在于，所述电子钥匙还包括前框、后壳、电池容置槽和底盖；

所述前框和后壳相互扣合构成壳体；所述第一线路板设置在壳体内；所述电池置于所述电池容置槽内，所述底盖封盖在所述电池容置槽上；所述电池与所述第一线路板电连接。

3.如权利要求2所述的新型锁具，其特征在于，所述电子钥匙的插头包括触点A1、弹簧、第一绝缘套和触点A2；

所述弹簧套接在所述触点A1上，所述触点A1置于所述第一绝缘套内，所述触点A2套接在所述第一绝缘套外；所述接头的具有弹簧的一端置于壳体内部，另一端延伸至壳体外部；

所述触点A1和触点A2为两个电连接端点，分别与所述第一线路板电连接。

4.如权利要求3所述的新型锁具，其特征在于，所述电子钥匙还包括密码输入装置和显示屏；所述密码输入装置和显示屏分别与所述第一线路板电连接。

5.如权利要求4所述的新型锁具，其特征在于，所述密码输入装置包括数字键盘、指纹采集器、电磁采集器和瞳孔采集器中的至少一种。

6.如权利要求1～5任一项所述的新型锁具，其特征在于，所述锁体还包括锁壳、锁舌、联动部件和底壳；

所述锁壳和所述底壳相互扣合构成壳体，所述第二线路板、联动部件设置在所述壳体内；所述联动部件与所述锁舌、第二线路板连接。

7.如权利要求6所述的新型锁具，其特征在于，所述钥匙插孔设置在所述底壳上；所述钥匙插孔包括触点B1、触点B2和第二绝缘套；所述第二绝缘套将所述触点B1、触点B2相隔离；所述触点B1、触点B2为两个电连接端点，分别与所述第二线路板电连接。

8.如权利要求7所述的新型锁具，其特征在于，所述联动部件包括电极片、马达、齿轮和弹簧。

9.如权利要求8所述的新型锁具，其特征在于，所述第一线路板上具有第一通讯电路；所述第二线路板上具有第二通讯电路；

所述第一通讯电路包括功率开关器件、内置有比较器的第一单片机、电阻R0、端口L0和端口L1；

所述功率开关器件包括第一端口、第二端口和第三端口；其中，所述第一端口与电源相连接，第二端口与所述端口L1连接，第三端口为控制信号输入端；

所述第一单片机包括过流检测端口、数据接收端口和数据发送端口；其中，所述过流检测端口与所述端口L0连接，所述数据接收端口与所述端口L1连接，所述数据发送端口与所述功率开关器件的第三端口连接；所述第一单片机通过数据发送端口向所述功率开关器件发送数据，控制所述功率开关器件的第二端口输出高电平或低电平；所述电阻R0的一端接地，另一端与所述第一单片机的过流检测端口连接；

所述第二通讯电路包括第二单片机、蓄能电容、保护电阻、隔离二极管、端口S0和端口S1；所述第二单片机包括电源端口、数据收发端口和接地端；其中，所述蓄能电容并联在所述第二单片机的电源端口和接地端之间；所述隔离二极管的正极与所述端口S1连接，负极与所述第二单片机的电源端口连接；所述保护电阻的一端与所述端口S1连接，另一端与所述第二单片机的数据收发端口连接；所述端口S0与所述第二单片机的接地端连接；

所述端口L0和端口L1还与所述插头电连接；所述端口S0和端口S1还与所述钥匙插孔电连接。

10.如权利要求9所述的新型锁具，其特征在于，所述第二线路板上还具有存储器，用于保存预先配置的密码信息；所述存储器与所述第二单片机连接。

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