CN203129751U - 电子锁体控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子锁体控制系统，包括用于输出电源和密钥信息的电子密钥；和用于通过所述电子密钥输出的电源和密钥信息驱动电子锁体动作的无源驱动电路。本实用新型整个系统仅在需要开锁时才使用电子密钥中的电源进行供电，平时电子密钥和无源驱动电路之间不连接时，不需要持续性静态电流供电，从而使电子锁体控制系统无需持续性不间断电源供应即可实现电子锁体的实时控制响应。

Description

电子锁体控制系统

技术领域

本实用新型涉及门锁技术领域，特别涉及一种电子锁体控制系统。 

背景技术

随着科学技术的发展，各种各样的电子锁体相继出现，它通过指纹、密码、集成电路（IC）卡等高科技的身份识别技术，控制门锁的开启，其安全性、可靠性、易用性逐渐取代了用机械钥匙开启的门锁。 

电子锁体实际上是电机拖动的机械锁体，也叫“电机锁体”、它只是门锁的一部分，要完成门锁的功能，除电子锁体外，还要借助电子锁体控制系统进行控制，其中现有的电子锁体控制系统如图1所示，包括传感装置101，锁控指令电路102，和锁控驱动电路103。 

其中传感装置101用于读取解锁信息，例如可以是指纹头、IC卡感应器、密码键盘等，如果是指纹头，读取的解锁信息就是指纹信息，如果是IC卡感应器，读取的解锁信息就是IC信息，如果是密码键盘，读取的解锁信息就是密码信息。传感装置101会将读取到的解锁信息发送到锁控指令电路102； 

锁控指令电路102用于对解锁信息进行判断，如果判断解锁信息正确，则向锁控驱动电路103发出开锁指令，如果判断解锁信息错误，则不动作或者启动报警装置，使之发出报警信息，例如蜂鸣或灯光闪烁等。 

锁控驱动电路103用于根据开锁指令控制电子锁体的电机动作，使把手与锁舌之间的离合器闭合或分离，从而实现把手与锁舌之间的连接或游离，进而实现开锁和上锁的动作。 

但是，现有技术中，电子锁体控制系统的正常运行需要一个持续的静态电流存在，以随时响应用户的开锁需要，因此需要连接一个能够不间断持续 供电的电源，如电池等，以实现对电子锁体的实时控制。然而，电动锁体的电机工作电流一般在100mA左右，开锁和上锁的时间一般为0.3秒左右，100mAH的电能可开锁6000次，按每天开锁20次计算，理论上可以使用近1年的时间，然而，一般的电子锁使用容量1000mAH左右的电池，理论上可以使用10年，但是实际使用时间则不超过1年甚至只有半年，因为大部分电能由电子锁体控制系统内部为了维持实时响应的静态电流消耗了。 

因此，现有的电子锁体控制系统需要持续性不间断电源供电，能耗较高。 

另外，为了安全考虑，现有电子锁体控制系统的锁控指令电路102和锁控驱动电路103必须安装在门内，而传感装置101需要安装在门外，同时，由于需要使用电池供电，还需要设计电池的安装和更换结构，这样，使得整个电子锁体控制系统的结构复杂，成本高，可靠性低，给用户安装使用带来许多麻烦。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种电子锁体控制系统，无需持续性不间断电源供电。 

为达上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的： 

一种电子锁体控制系统，包括：用于输出电源和密钥信息的电子密钥； 

和用于通过所述电子密钥输出的电源和密钥信息驱动电子锁体动作的无源驱动电路。 

优选地，所述电子密钥包括：电源和密钥生成器； 

所述电源与所述密钥生成器连接； 

所述电源还连接有电源输出引脚； 

所述密钥生成器还连接有密钥信息输出引脚。 

优选地，所述电子密钥进一步包括： 

用于监视电源电压的电源电压监视电路，与所述电源连接； 

所述电源电压监视电路中连接有在所述电源的电压下降到预设值时启 动的报警装置。 

优选地，所述电子密钥进一步包括： 

串联于所述电源与所述密钥生成器之间的开锁开关。 

优选地，所述无源驱动电路包括： 

电机、密钥信息解码器，电机驱动芯片、与所述电源输出引脚对应的电源输入引脚、与所述密钥信息输出引脚对应的密钥信息接收引脚； 

所述电源输入引脚与所述密钥信息解码器及电机驱动芯片分别电连接； 

所述密钥信息接收引脚与所述密钥信息解码器连接； 

所述密钥信息解码器与所述电机驱动芯片相连； 

所述电机与所述电机驱动芯片连接。 

优选地，所述无源驱动电路进一步包括： 

常闭开关电路，与所述密钥信息接收引脚连接。 

优选地，所述无源驱动电路进一步包括： 

与所述电源输出引脚对应的备用电源输入引脚； 

与所述密钥信息输出引脚对应的备用密钥信息接收引脚； 

所述备用电源输入引脚与所述密钥信息解码器及电机驱动芯片分别电连接； 

所述备用密钥信息接收引脚与所述密钥信息解码器连接。 

优选地，所述无源驱动电路进一步包括：自恢复保险管和压敏电阻； 

所述自恢复保险管串联于所述电源输入引脚与所述密钥信息解码器之间； 

所述压敏电阻并联于所述自恢复保险管两端。 

优选地，该系统还包括：用于接收遥控开锁信号的遥控开锁电路； 

所述遥控开锁电路包括：电源、用于接收遥控开锁信号的信号接收组件和用于对所述遥控开锁信号进行解码的解码器； 

所述电源与所述信号接收组件及解码器分别相连； 

所述解码器与所述电机驱动芯片连接。 

优选地，遥控开锁电路还包括：用于监视电源电压的电源电压监视电路，与所述电源连接； 

所述电源电压监视电路中连接有在所述电源的电压下降到预设值时启动的报警装置。 

由上述技术方案可见，本实用新型的这种电子锁体控制系统，将电源设置在电子密钥中，而锁体内设置无电源的电子锁体无源驱动电路，由电子密钥输出电源和密钥信息，电子锁体无源驱动电路通过电子密钥输出的电源供电，并通过接收电子密钥输出的密钥信息驱动电子锁体动作，整个系统仅在需要开锁时才使用电子密钥中的电源进行供电，平时电子密钥和无源驱动电路之间不连接时，不需要持续性静态电流供电，从而使电子锁体控制系统无需持续性不间断电源供应即可实现电子锁体的实时控制响应。 

另外，由于整体结构简单，锁体内仅需要设置无源驱动电路，无需设计传感装置、电源和电源的装载更换组件，结构简单，整体没有需要经常维护和定期更换的部件，也没有需要安装在门外的传感装置，整个控制系统可以完全安装在防盗门夹层内，大大提高了电子锁的安全性和可靠性。 

同时，这样的电子锁体控制系统结构，大大简化了制造工艺和用户安装工序，方便了用户安装。 

附图说明

图1为现有电子锁体控制系统的结构示意图。 

图2为本实用新型实施例的电子锁体控制系统结构示意图。 

图3为本实用新型实施例的电子密钥结构示意图。 

图4为本实用新型实施例的无源驱动电路结构示意图。 

图5为本实用新型实施例的遥控开锁电路结构示意图。 

图6为本实用新型较佳实施例的电子密钥的电路图。 

图7为本实用新型较佳实施例的无源驱动电路的电路图。 

图8为本实用新型较佳实施例的遥控开锁电路的电路图。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。 

本实用新型实施例提供了一种电子锁体控制系统，如图2所示，包括用于输出电源和密钥信息的电子密钥201；和用于通过所述电子密钥201输出的电源和密钥信息驱动电子锁体动作的无源驱动电路202。 

其中，所述电子密钥201如图3所示包括：电源301和密钥生成器302； 

所述电源301与所述密钥生成器302连接； 

所述电源301还连接有电源输出引脚303； 

所述密钥生成器302还连接有密钥信息输出引脚304。 

电子密钥201是一种内部有电路的钥匙，其中电源输出引脚303和密钥信息输出引脚304， 

另外，所述电子密钥还可以进一步包括：用于监视电源电压的电源电压监视电路305，与所述电源301连接； 

所述电源电压监视电路305中还可以连接有在所述电源301的电压下降到预设值时启动的报警装置306。 

另外，所述电子密钥201还可以进一步包括： 

串联于所述电源301与所述密钥生成器302之间的开锁开关307。开锁开关307平时可以断开，在需要使用该电子密钥301时，按下所述开锁开关307后接通电源301与所述密钥生成器302的连接，使电源301为所述密钥生成器302供电，完成发送密钥信息的动作。 

所述无源驱动电路202如图4所示，包括： 

电机401、密钥信息解码器402，电机驱动芯片403、与所述电源输出引脚304对应的电源输入引脚404、与所述密钥信息输出引脚303对应的密钥信息接收引脚405； 

所述电源输入引脚404与所述密钥信息解码器402及电机驱动芯片403分 别电连接； 

所述密钥信息接收引脚405与所述密钥信息解码器402连接； 

所述密钥信息解码器402与所述电机驱动芯片403相连； 

所述电机401与所述电机驱动芯片403连接。 

其中，为了省去频繁进出，每次都要开锁的麻烦，或者室内的人不想让别人用秘钥开门，本案还设计了常开和常闭功能。为实现该功能所述无源驱动电路202还可以进一步包括：常闭常开开关电路406，串联于所述密钥信息接收引脚405与所述密钥信息解码器402之间。电子密钥201插入锁体的室内插孔时，门外的密钥信息接收引脚405断开，门外无法开锁，门锁处于常闭状态。按动开锁开关307，门锁开启，此时不拔掉电子密钥201，门锁处于常开状态。 

另外，为了防止门外的密钥信息接收引脚405以及电源输入引脚404被破坏后无法开锁，所述无源驱动电路202还可以进一步包括： 

与所述电源输出引脚303对应的备用电源输入引脚407； 

与所述密钥信息输出引脚304对应的备用密钥信息接收引脚408； 

所述备用电源输入引脚407与所述密钥信息解码器402及电机驱动芯片403分别电连接； 

所述备用密钥信息接收引脚408与所述密钥信息解码器402连接。 

另外，为防止人为通过施加高电压或高电流破坏电子锁体控制系统，所述无源驱动电路202还可以进一步包括：自恢复保险管409和压敏电阻410； 

所述自恢复保险管409串联于所述电源输入引脚407与所述密钥信息解码器402之间； 

所述压敏电阻410并联于所述自恢复保险管409两端。 

再有，有的场合需要遥控开锁，比如在办公室或较大的房子，因此电子锁体控制系统中还可以包括：用于接收遥控开锁信号的遥控开锁电路411，与所述电机驱动芯片403连接。 

所述遥控开锁电路如图5所示，包括：电源501、用于接收遥控开锁信号的信号接收组件502和用于对所述遥控开锁信号进行解码的解码器503； 

所述电源501与所述信号接收组件502及解码器503分别相连； 

所述解码器503与所述电机驱动芯片403连接。 

与遥控开锁电路411还可以包括：用于监视电源电压的电源电压监视电路504，与所述电源501连接； 

所述电源电压监视电路504中连接有在所述电源501的电压下降到预设值时启动的报警装置505。 

下面举一个优选实施例： 

图6是电子密钥201的一个优选实施例，电路中各元器件以及参数都在图中示出，这里不再赘述，其中密钥生成器302（图中IC1）选用EV1527编码芯片，EV1527是一片由互补金属氧化物半导体（CMOS）设计制造的可预烧内码的学习码编码芯片，内码共有20位元，可预烧1048576组（2²⁰）内码组合，大大降低了使用编码上重复的机率。更重要的是其不可复制性，并且由于可以自学习，当电子密钥201丢了，只要对锁体解码模块进行自学习就可以使原先的电子密钥201失效，大大提高了安全性。 

EV1527的5、6、7、8脚是4路编码数据选择，任一脚接高电平时，4脚就会连续的发出相对应的加密编码数据。图中的IC2，即ICM7555芯片组成单稳态延时电路，按下开锁开关K，IC2的3脚输出0.3秒的高电平给EV1527的5脚，4脚输出0.3秒的加密编码数据。 

图中的IC3即运算放大器uA741组成电源电压监视电路，电压正常时按开锁开关K发光二极管D3灯亮，低于4.5V按开锁开关K发光二极管D2灯亮。 

图7是本实用新型无源驱动电路202的一个优选实施例，电路中各元器件以及参数都在图中示出，这里不再赘述，密钥信息解码器402可以选用TDH6300芯片，它是一颗针对固定编码芯片编码量少的缺点和数据极易被扫描和破译的劣势而开发的解码芯片，其安全而又简单自学的特性使其成为EV1527最佳搭档，并且它不用在线路板编码，减少了体积，极为方便生产；只要生产好以后任意配对相互学习就可使用。 

这里先说说离合式电子锁体的工作状态：开锁时，电机M上电正转0.3秒， 离合器闭合，把手有效，延时5秒（开门者下压开锁进门的时间）电机M反转，离合器分离，把手游离，即自动上锁。 

其中，图中IC2即L9110是电机正反转驱动芯片，它功耗低、驱动能力强。 

开锁时，室外开锁插孔CK2插入电子密钥201，无源驱动电路202即可通过CK2的1、3脚由电子密钥201电源供电，按动图6中电子密钥201的开锁开关207，加密编码数据经CK1的3、5脚送给解码芯片TDH6300，若解码数据正确，TDH6300的8脚输出高电平至L9110的控制端7脚IB。这时，IC1A（CD40106）的输入端高电平，反相后输出低电平至L9110的控制端6脚IA，根据L9110的逻辑关系，OA、OB输出L、H，电机上电旋转（暂认定为是正转），离合器闭合，这种状态维持0.3秒（图1所述：按下按键K，IC2的3脚输出0.3秒的高电平给EV1527的5脚，4脚输出0.3秒的加密编码数据），TDH6300的8脚变为低电平，电机停止，开锁过程结束。以上过程的同时，电子密钥201给电容C1、C2、C3、C4充电，整个开锁过程大约需要3秒的时间，电子密钥201拔出时，各电容处于充满状态。 

拔掉电子密钥201，C2通过R2放电（C1、C3、C4处于高阻状态，放电忽略不计），大约经过5秒钟，IC1A输入端达到负向阈值电压，内部电路翻转，输出高电平，这时TDH6300的8脚处于低电平，同理电机反转，离合器分离，这个过程大约0.3秒，C3、C4电压降至3V以下，电路停止工作，电机停止，上锁过程结束。 

为了省去频繁进出，每次都要开锁的麻烦，或者室内的人不想让别人用密钥开门，本案还设计了常开常闭功能。电子密钥201插入室内插孔CK1，门外的密钥信息接收引脚405断开。门外无法开锁，门锁处于常闭状态。按动电子密钥201上的开锁键207，门锁开启，不拔掉电子密钥201，C2不能放电，因而电机不能反转，门锁处于常开状态。 

开锁、上锁时，蜂鸣器X受电机正反转信号的触发，分别发出提示音，当然没有蜂鸣器X也是可以的。 

为防止室外密钥插孔CK2损坏不能开锁，室外还可以在CK2的各引脚上并 联一个备用密钥插孔。 

为防止人为对电子控制系统施加高电压高电流进行破坏，还可以设置自恢复保险管RF和压敏电阻RZ,当外部施加电压大于12V时，压敏电阻RZ导通，自恢复保险管RF阻断。 

另外，有的场合需要遥控开锁，比如在办公室或较大的房子。本案设计了遥控开锁电路，将模块插到门内的密钥插孔CK1，就能实现遥控开锁功能。遥控开锁的整个过程大约需要3秒的时间，这个时间符合C3、C4的充电要求，也符合人的开锁操作习惯。 

遥控开锁的操作过程是按下开锁键1秒钟左右松开，然后，由接收模块继续自动完成开锁过程。 

图8是遥控开锁电路的较佳实现方式，图8中解码芯片TDH6300与高频接收组件组成一个完整的接收、解码系统，它只对与之配对的开锁遥控器负责，当按动遥控器开锁键时，高频接收组件将收到的开锁编码数据送给TDH6300进行解码，解码数据正确，TDH6300的8脚输出高电平1秒左右，至此，它的任务就完成了。 

完成开锁还要经过以下过程：1、对加密驱动电路供电、电容充电。2、在充电接近完成时，向加密驱动电路发出0.3秒的加密编码数据。3、3秒后对加密驱动电路断电，以完成自动上锁。 

工作过程如下：按遥控器开锁键，TDH6300的8脚输出高电平（1秒左右），IC5B即反相器CD4049输出低电平触发IC3（ICM7555）的2脚使3脚输出高电平至C端，R3、C7决定IC3的3脚输出高电平时间为3秒，C端高电平使三极管IS2303的T端导通给加密驱动电路供电并给电容C1、C2、C3、C4充电，同时C端给IC1、IC2供电，IC2上电后3脚输出高电平，R2、C4决定3脚输出高电平时间为2.7秒，经IC5A反相器CD4069反相输出低电平给IC1的5脚，这时IC1无输出，经过2.7秒，IC2的3脚变低，IC1的5脚得到高电平而使其4脚发出连续的加密编码数据给加密驱动电路令其开锁，到3秒钟的时候，IC1、IC2断电，电路停止工作，IC1停止输出，这样，IC1发出了0.3秒的数据。同 时，T1截止，加密驱动电路断电。依图7所述，断电后的加密驱动电路自动完成下一步的上锁过程。 

遥控开锁电路同样可以设计常开常闭功能：门内插入模块常闭，闭合K1遥控开锁后常开，其原理和电路和电子密钥201相同，这里不再赘述。 

遥控开锁电路中同样可以使用运算放大器uA741组成电池电压监视电路，电压低于4.5V时，发光二极管D3灯亮。 

以上无源驱动电路及其附件适用于所有离合式电机锁体。电路尺寸根据所用锁体的尺寸而定。 

根据离合式电动锁体的工作特性，本案采用电容储能供电方式，电容储能由电子密钥供给，开锁耗电100mA*0.3秒=0.0083mAH,上锁耗电主要是C3、C4充电消耗（C3、C4根据锁体电机功耗在10000uF-13300uF之间调整，按13300uF计）电容充电一次（电容容量的95%）耗电0.021mAH，也就是说开一次锁消耗的电量是0.0376mAH，一个500mAH的电池可开锁13297次，按每天开锁20次计算，可使用22个月，保守计算也保证使用1年以上，不需要安装电池，将储能电容、安全加密、控制系统、电机驱动、集成化、模块化（整体没有需要经常维护和定期更换的部件，所有器件设计使用寿命都在15年以上），与电动锁体形成一体，方便安装在防盗门夹层，只引出三线制的数据线至电子密钥的插孔，插孔可依据方便使用随意安装，不怕外露。这样大大简化了制造工艺和用户安装工序，提高了系统的可靠性，解除了用户的后顾之忧，可谓一劳永逸。 

另外，用户可以根据需要选配遥控开锁电路，增加了的选择性和使用灵活性。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。 

Claims (10)

1.一种电子锁体控制系统，其特征在于，包括：用于输出电源和密钥信息的电子密钥； 

和用于通过所述电子密钥输出的电源和密钥信息驱动电子锁体动作的无源驱动电路。 

2.如权利要求1所述的电子锁体控制系统，其特征在于，所述电子密钥包括：电源和密钥生成器； 

所述电源与所述密钥生成器连接； 

所述电源还连接有电源输出引脚； 

所述密钥生成器还连接有密钥信息输出引脚。 

3.如权利要求2所述的电子锁体控制系统，其特征在于，所述电子密钥进一步包括： 

用于监视电源电压的电源电压监视电路，与所述电源连接； 

所述电源电压监视电路中连接有在所述电源的电压下降到预设值时启动的报警装置。 

4.如权利要求3所述的电子锁体控制系统，其特征在于，所述电子密钥进一步包括： 

串联于所述电源与所述密钥生成器之间的开锁开关。 

5.如权利要求2所述的电子锁体控制系统，其特征在于，所述无源驱动电路包括： 

电机、密钥信息解码器，电机驱动芯片、与所述电源输出引脚对应的电源输入引脚、与所述密钥信息输出引脚对应的密钥信息接收引脚； 

所述电源输入引脚与所述密钥信息解码器及电机驱动芯片分别电连接； 

所述密钥信息接收引脚与所述密钥信息解码器连接； 

所述密钥信息解码器与所述电机驱动芯片相连； 

所述电机与所述电机驱动芯片连接。 

6.如权利要求5所述的电子锁体控制系统，其特征在于，所述无源驱动电路进一步包括： 

常闭开关电路，与所述密钥信息接收引脚连接。 

7.如权利要求6所述的电子锁体控制系统，其特征在于，所述无源驱动电路进一步包括： 

与所述电源输出引脚对应的备用电源输入引脚； 

与所述密钥信息输出引脚对应的备用密钥信息接收引脚； 

所述备用电源输入引脚与所述密钥信息解码器及电机驱动芯片分别电连接； 

所述备用密钥信息接收引脚与所述密钥信息解码器连接。 

8.如权利要求7所述的电子锁体控制系统，其特征在于，所述无源驱动电路进一步包括：自恢复保险管和压敏电阻； 

所述自恢复保险管串联于所述电源输入引脚与所述密钥信息解码器之间； 

所述压敏电阻并联于所述自恢复保险管的两端。 

9.如权利要求5所述的电子锁体控制系统，其特征在于，该系统还包括：用于接收遥控开锁信号的遥控开锁电路； 

所述遥控开锁电路包括：电源、用于接收遥控开锁信号的信号接收组件和用于对所述遥控开锁信号进行解码的解码器； 

所述电源与所述信号接收组件及解码器分别相连； 

所述解码器与所述电机驱动芯片连接。 

10.如权利要求9所述的电子锁体控制系统，其特征在于，遥控开锁电路还包括：用于监视电源电压的电源电压监视电路，与所述电源连接； 

所述电源电压监视电路中连接有在所述电源的电压下降到预设值时启动的报警装置。 

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