CN206775232U - 一种适用于智能门禁系统的无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，包括设置在门内的充电装置、无线接收装置和无线发射装置，所述的无线发射装置与电网电连接；所述的无线发射装置包括发射耦合线圈；所述的无线接收装置包括与发射耦合线圈耦合的接收耦合线圈、与接收耦合线圈电连接的整流滤波稳压电路、与整流滤波稳压电路电连接的电源自动切换电路、与电源自动切换电路电连接的锂电池充电管理电路、与充电路电连接的电量监测电路和与电源自动切换电路电连接的负载供电电路。本实用新型的有益效果是：本实用新型能够实现对门内的电池进行无线充电，从而保证门禁系统一直有电量维持正常使用，其具有布线简单、使用方便等优点。

Description

一种适用于智能门禁系统的无线充电装置

技术领域

本实用新型涉及门禁系统领域，具体的说，是一种适用于智能门禁系统的无线充电装置。

背景技术

随着智能家居的发展和家庭安防的需要，越来越多的家庭使用了智能门禁系统。智能门禁系统采用摄像头代替了猫眼，采用智能电子锁代替了传统的机械锁。此外由于安全需要，还需要部署很多传感器，这些都要求有稳定的电源供应。由于门的特殊性，给智能门禁系统供电一直存在着局限性。

目前给智能门禁系统供电主要采用电池（包括可充电电池）和交流电源供电。采用电池方式需要定期更换电池或者给电池充电，如果不及时，会让门禁系统失灵；而采用交流电直接供电，需要从门轴引入，除了门轴部分需要专门设计，且由于门是不断活动得，可能导致电线折断，从而让门禁系统失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种方便充电、布线简单、不会造成电线损坏的适用于智能门禁系统的无线充电装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，包括设置在门内的充电装置、与充电装置电连接的无线接收装置和设置在门框内与接收装置无线连接的无线发射装置，所述的无线发射装置与电网电连接；所述的无线发射装置包括发射耦合线圈；所述的无线接收装置包括与发射耦合线圈耦合的接收耦合线圈、与接收耦合线圈电连接的整流滤波稳压电路、与整流滤波稳压电路电连接的电源自动切换电路、与电源自动切换电路电连接的锂电池充电管理电路、与锂电池充电管理电路电连接的电量监测电路和与电源自动切换电路电连接的负载供电电路。

所述的整流滤波稳压电路包括变压器、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、开关电压调节器2596；

所述的变压器的输入端口与接收耦合线圈连接，变压器的输入端口包括端口3和端口4；

所述的二极管d1与二极管d2串联，二极管d2的正极与二极管d1的负极连接，二极管d2的负极与开关电压调节器2596的vin连接，二极管d1的正极接地，二极管d2的正极和二极管d1的负极分别与变压器的端口4连接；

所述的二极管d3与二极管d4串联，二极管d4的正极与二极管d3的负极连接，二极管d4的负极与开关电压调节器2596的vin连接，二极管d3的正极接地，二极管d4的正极和二极管d3的负极分别与变压器的端口3连接；

所述的电容c1、c2、c3、c4的第一端连接开关电压调节器2596的vin，第二端接地；

所述的开关电压调节器2596的vin与gnd之间连接有电容c5，开关电压调节器2596的out与gnd之间连接有电容c6，所述的开关电压调节器2596的gnd接地。

所述的电源自动切换电路包括二极管d5、PMOS、电阻R1和电阻R4；

所述的二极管d5的正极与开关电压调节器2596的out连接，二极管d5的负极与PMOS的S极连接；

所述的电阻R1的一端分别与PMOS的G极、开关电压调节器2596的out连接，电阻R1的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地。

所述的负载供电电路包括A三端口电流正固定电压稳压器78M05、电容c7、电容c8和5V电源输出模块；

所述的A三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与二极管d5的负极连接，A三端口电流正固定电压稳压器78M05的out与电源输出模块的引脚1连接；

所述的A三端口电流正固定电压稳压器78M05的gnd接地；

所述的5V电源输出模块的引脚2接地；

所述的A三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与gnd之间连接有电容c7，A三端口电流正固定电压稳压器78M05的out与gnd之间连接有电容c8。

所述的锂电池充电管理电路包括锂电池、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、升压模块hx4002、充电管理模块TP4056、B三端口电流正固定电压稳压器78M05；

所述的升压模块hx4002的out与PMOS的D极连接，升压模块hx4002的vin与锂电池的引脚2连接，升压模块hx4002的gnd接地；

所述的锂电池的引脚1接地；

所述的升压模块hx4002的out与gnd之间连接有电容c9，升压模块hx4002的vin与gnd之间连接有电容c10；

所述的充电管理模块TP4056的vout与升压模块hx4002的vin连接，充电管理模块TP4056的gnd接地，充电管理模块TP4056的vin与充电管理模块TP4056的B三端口电流正固定电压稳压器78M05的out连接；

所述的B三端口电流正固定电压稳压器78M05的out与gnd之间连接有电容c11，B三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与gnd之间连接有电容c12，B三端口电流正固定电压稳压器78M05的gnd接地，B三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与开关电压调节器2596的out连接。

所述的电量监测电路包括MCU、稳压LDO芯片xc6206、电阻R2、电阻R3、电容c13和电容c14；

所述的MCU的vcc与稳压LDO芯片xc6206的vin连接，MCU的PA4与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与升压模块hx4002的vin连接，MCU的PA4与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，所述的MCU的gnd接地；

所述的MCU的PA5与电阻R1连接有电阻R4的一端连接，MCU的PA6与充电管理模块TP4056的CE连接；

所述的稳压LDO芯片xc6206的vin与gnd之间连接有电容c14，稳压LDO芯片xc6206的out与gnd之间连接有电容c13；

所述的稳压LDO芯片xc6206的out与A三端口电流正固定电压稳压器78M05的out连接，稳压LDO芯片xc6206的gnd接地。

还包括蓝牙，所述的蓝牙的vcc与升压模块hx4002的out连接，蓝牙的RXD与MCU的PA9连接，蓝牙的TXD与MCU的PA10连接，蓝牙的gnd接地。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型能够实现对门内的电池进行无线充电，从而保证门禁系统一直有电量维持正常使用，其具有布线简单、使用方便等优点；

（2）本实用新型通过设置电源自动切换电路能够实现在接收耦合线圈有电时优先使用非电池电源，在接收耦合线圈自动切换到使用锂电池供电，以此实现用电的无缝切换，并且将锂电池作为备用电源，有利于提高锂电池的续航能力，保证门禁系统始终有电；

（3）本实用新型通过设置锂电池充电管理电路能够自动控制锂电池的充电过程，并控制充电的时机，有利于延长锂电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体电路图；

图2为接收耦合线圈的电路示意图；

图3为整流滤波稳压电路的电路示意图；

图4为电源自动切换电路的电路示意图；

图5为负载供电电路的电路示意图；

图6为蓝牙电路的电路示意图；

图7为电量监测电路的电路示意图；

图8为锂电池充电管理电路的电路示意图；

图9为稳压LDO芯片xc6206的电路示意图；

图10为本方案的工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，本实施例中，一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，包括设置在门内的充电装置、与充电装置电连接的无线接收装置和设置在门框内与接收装置无线连接的无线发射装置，所述的无线发射装置与电网电连接；所述的无线发射装置包括发射耦合线圈。所述的无线接收装置包括与发射耦合线圈耦合的接收耦合线圈、与接收耦合线圈电连接的整流滤波稳压电路、与整流滤波稳压电路电连接的电源自动切换电路、与电源自动切换电路电连接的锂电池充电管理电路、与锂电池充电管理电路电连接的电量监测电路和与电源自动切换电路电连接的负载供电电路。

如图2、图3所示，本实施例中，所述的整流滤波稳压电路包括变压器、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6和开关电压调节器2596；

所述的变压器的输入端口与接收耦合线圈连接，变压器的输入端口包括端口3和端口4；

所述的二极管d1与二极管d2串联，二极管d2的正极与二极管d1的负极连接，二极管d2的负极与开关电压调节器2596的vin连接，二极管d1的正极接地，二极管d2的正极和二极管d1的负极分别与变压器的端口4连接；

所述的二极管d3与二极管d4串联，二极管d4的正极与二极管d3的负极连接，二极管d4的负极与开关电压调节器2596的vin连接，二极管d3的正极接地，二极管d4的正极和二极管d3的负极分别与变压器的端口3连接；

所述的电容c1、c2、c3、c4的第一端连接开关电压调节器2596的vin，第二端接地；

所述的开关电压调节器2596的vin与gnd之间连接有电容c5，开关电压调节器2596的out与gnd之间连接有电容c6，所述的开关电压调节器2596的gnd接地。

整流滤波稳压电路能够将无线受电线圈收到电流整流成12V工作电源。优点是不需要有线连接就能够收到外接电源，从而能够实现无线充电和无线供电的功能。从而保证门禁系统一直有电量维持正常使用，并且使得布线简单、使用方便。

如图4所示，本实施例中，所述的电源自动切换电路包括二极管d5、PMOS、电阻R1和电阻R4；

所述的二极管d5的正极与开关电压调节器2596的out连接，二极管d5的负极与PMOS的S极连接；

所述的电阻R1的一端分别与PMOS的G极、开关电压调节器2596的out连接，电阻R1的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地。

如图5所示，本实施例中，所述的负载供电电路包括A三端口电流正固定电压稳压器78M05、电容c7、电容c8和5V电源输出模块；

所述的A三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与二极管d5的负极连接，A三端口电流正固定电压稳压器78M05的out与电源输出模块的引脚1连接；

所述的A三端口电流正固定电压稳压器78M05的gnd接地；

所述的5V电源输出模块的引脚2接地；

所述的A三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与gnd之间连接有电容c7，A三端口电流正固定电压稳压器78M05的out与gnd之间连接有电容c8。

当接收耦合线圈有电时，经过整流滤波稳压电路稳压后有12V电压，这时PMOS管是阻塞的，系统负载和单片机直接使用外部电源。当接收耦合线圈没有电时，PMOS管导通，电源切换为锂电池升压后的VCC_5V2。TP4056使用12V外接电源，锂电池供电时，TP4056没有电源供电。当接收耦合线圈有电时，优先使用非电池电源；否则自动切换到锂电池供电。以此将锂电池作为备用电源，实现用电的无缝切换，并且有利于延长锂电池的使用寿命以及锂电池的续航能力，保证门禁系统始终有电。

如图8所示，本实施例中，所述的锂电池充电管理电路包括锂电池、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、升压模块hx4002、充电管理模块TP4056、B三端口电流正固定电压稳压器78M05；

所述的升压模块hx4002的out与PMOS的D极连接，升压模块hx4002的vin与锂电池的引脚2连接，升压模块hx4002的gnd接地；

所述的锂电池的引脚1接地；

所述的升压模块hx4002的out与gnd之间连接有电容c9，升压模块hx4002的vin与gnd之间连接有电容c10；

所述的充电管理模块TP4056的vout与升压模块hx4002的vin连接，充电管理模块TP4056的gnd接地，充电管理模块TP4056的vin与充电管理模块TP4056的B三端口电流正固定电压稳压器78M05的out连接；

所述的B三端口电流正固定电压稳压器78M05的out与gnd之间连接有电容c11，B三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与gnd之间连接有电容c12，B三端口电流正固定电压稳压器78M05的gnd接地，B三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与开关电压调节器2596的out连接。

通过锂电池充电管理电路对锂电池进行充电管理。利用tp4056自动控制锂电池充电过程。并通过MCU控制充电时机，有利于延长锂电池使用寿命。

如图7、图9所示，本实施例中，所述的电量监测电路包括MCU、稳压LDO芯片xc6206、电阻R2、电阻R3、电容c13和电容c14；

所述的MCU的vcc与稳压LDO芯片xc6206的vin连接，MCU的PA4与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与升压模块hx4002的vin连接，MCU的PA4与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，所述的MCU的gnd接地；

所述的MCU的PA5与电阻R1连接有电阻R4的一端连接，MCU的PA6与充电管理模块TP4056的CE连接；

所述的稳压LDO芯片xc6206的vin与gnd之间连接有电容c14，稳压LDO芯片xc6206的out与gnd之间连接有电容c13；

所述的稳压LDO芯片xc6206的out与A三端口电流正固定电压稳压器78M05的out连接，稳压LDO芯片xc6206的gnd接地。

如图10所示，MCU检测电池电量和当前供电模式包括以下步骤：

利用MCU定时检查锂电池电量以及当前供电模式。如果有蓝牙连接，通过蓝牙向移动设备报告当前的电量。如果没有蓝牙连接，则检测是否为外部供电或非锂电池供电。利用电阻R1和电阻R4能够对12V电压进行分压，分压的具体原理为公知常识，故不赘述。MCU对电阻R1和电阻R4分压之后的电压进行检测，如果检测到有高电平，则表示为外部供电。如果检测到有低电平，则表示为锂电池供电。如果由外部供电则不考虑锂电池的电量。如果由锂电池供电，则检测锂电池电量是否低于阈值，如果低于阈值，则启动充电。如果锂电池电量高于阈值则检测锂电池电量是否充满。如果锂电池电量充满则关闭充电。如果锂电池电量未充满则继续充电至电量充满。

MCU通过PA6连接TP4056的CE端，为低电平时，禁止进行充电工作；高电平时，为允许进行充电工作。通过单片机对4056的控制，可以合理控制充电次数和充电时机，延长电池寿命。

利用MCU监测锂电池电量，对充电进行管理，并和移动终端进行通信。让用户能够通过移动终端随时知道供电情况，并能够根据锂电池电量，科学决定充电时机，延长锂电池使用寿命。

如图6所示，本实施例中，还包括蓝牙，所述的蓝牙的vcc与升压模块hx4002的out连接，蓝牙的RXD与MCU的PA9连接，蓝牙的TXD与MCU的PA10连接，蓝牙的gnd接地。

电流具体的流通顺序或过程为本领域技术人员的公知常识,故不对其进行赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，其特征在于：包括设置在门内的充电装置、与充电装置电连接的无线接收装置和设置在门框内与接收装置无线连接的无线发射装置，所述的无线发射装置与电网电连接；所述的无线发射装置包括发射耦合线圈；所述的无线接收装置包括与发射耦合线圈耦合的接收耦合线圈、与接收耦合线圈电连接的整流滤波稳压电路、与整流滤波稳压电路电连接的电源自动切换电路、与电源自动切换电路电连接的锂电池充电管理电路、与锂电池充电管理电路电连接的电量监测电路和与电源自动切换电路电连接的负载供电电路。

2.根据权利要求1所述的一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，其特征在于：所述的整流滤波稳压电路包括变压器、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、开关电压调节器2596；

所述的变压器的输入端口与接收耦合线圈连接，变压器的输入端口包括端口3和端口4；

所述的二极管d1与二极管d2串联，二极管d2的正极与二极管d1的负极连接，二极管d2的负极与开关电压调节器2596的vin连接，二极管d1的正极接地，二极管d2的正极和二极管d1的负极分别与变压器的端口4连接；

所述的二极管d3与二极管d4串联，二极管d4的正极与二极管d3的负极连接，二极管d4的负极与开关电压调节器2596的vin连接，二极管d3的正极接地，二极管d4的正极和二极管d3的负极分别与变压器的端口3连接；

所述的电容c1、c2、c3、c4的第一端连接开关电压调节器2596的vin，第二端接地；

所述的开关电压调节器2596的vin与gnd之间连接有电容c5，开关电压调节器2596的out与gnd之间连接有电容c6，所述的开关电压调节器2596的gnd接地。

3.根据权利要求2所述的一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，其特征在于：所述的电源自动切换电路包括二极管d5、PMOS、电阻R1和电阻R4；

所述的二极管d5的正极与开关电压调节器2596的out连接，二极管d5的负极与PMOS的S极连接；

所述的电阻R1的一端分别与PMOS的G极、开关电压调节器2596的out连接，电阻R1的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，其特征在于：所述的负载供电电路包括A三端口电流正固定电压稳压器78M05、电容c7、电容c8和5V电源输出模块；

所述的A三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与二极管d5的负极连接，A三端口电流正固定电压稳压器78M05的out与电源输出模块的引脚1连接；

所述的A三端口电流正固定电压稳压器78M05的gnd接地；

所述的5V电源输出模块的引脚2接地；

所述的A三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与gnd之间连接有电容c7，A三端口电流正固定电压稳压器78M05的out与gnd之间连接有电容c8。

5.根据权利要求4所述的一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，其特征在于：所述的锂电池充电管理电路包括锂电池、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、升压模块hx4002、充电管理模块TP4056、B三端口电流正固定电压稳压器78M05；

所述的升压模块hx4002的out与PMOS的D极连接，升压模块hx4002的vin与锂电池的引脚2连接，升压模块hx4002的gnd接地；

所述的锂电池的引脚1接地；

所述的升压模块hx4002的out与gnd之间连接有电容c9，升压模块hx4002的vin与gnd之间连接有电容c10；

所述的充电管理模块TP4056的vout与升压模块hx4002的vin连接，充电管理模块TP4056的gnd接地，充电管理模块TP4056的vin与充电管理模块TP4056的B三端口电流正固定电压稳压器78M05的out连接；

所述的B三端口电流正固定电压稳压器78M05的out与gnd之间连接有电容c11，B三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与gnd之间连接有电容c12，B三端口电流正固定电压稳压器78M05的gnd接地，B三端口电流正固定电压稳压器78M05的vin与开关电压调节器2596的out连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，其特征在于：所述的电量监测电路包括MCU、稳压LDO芯片xc6206、电阻R2、电阻R3、电容c13和电容c14；

所述的MCU的vcc与稳压LDO芯片xc6206的vin连接，MCU的PA4与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与升压模块hx4002的vin连接，MCU的PA4与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，所述的MCU的gnd接地；

所述的MCU的PA5与电阻R1连接有电阻R4的一端连接，MCU的PA6与充电管理模块TP4056的CE连接；

所述的稳压LDO芯片xc6206的vin与gnd之间连接有电容c14，稳压LDO芯片xc6206的out与gnd之间连接有电容c13；

所述的稳压LDO芯片xc6206的out与A三端口电流正固定电压稳压器78M05的out连接，稳压LDO芯片xc6206的gnd接地。

7.根据权利要求5所述的一种适用于智能门禁系统的无线充电装置，其特征在于：还包括蓝牙，所述的蓝牙的vcc与升压模块hx4002的out连接，蓝牙的RXD与MCU的PA9连接，蓝牙的TXD与MCU的PA10连接，蓝牙的gnd接地。