CN207264476U - 智能锁电路及智能锁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能锁电路及智能锁，所述智能锁电路包括NFC通信模块和驱动模块；所述NFC通信模块与所述驱动模块电连接；所述NFC通信模块包括NFC天线，所述NFC天线用于采集接收到的NFC信号中的电能；所述NFC通信模块用于将所述NFC天线采集的电能传输给所述驱动模块；所述驱动模块用于使用电能驱动智能锁执行加锁和解锁的操作。本实用新型克服了现有的智能锁需要采用外部电池进行供电存在的缺陷，摆脱了电池的限制，使用方便；同时，由于不需采用电池和设置电池充电电路，使得智能锁的体积减小，重量减轻，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信技术领域，特别涉及一种智能锁电路及智能锁。
背景技术
智能锁作为近几年兴起的智能家居产品，具有使用方便、安全性高、功能强大等特点。现有的智能锁大部分采用电池进行供电，再通过蓝牙或NFC(Near FieldCommunication，近场通信)等方式与用户手机通信，来验证用户身份进行智能锁的加锁和解锁操作。
但是，现有的智能锁由于体积或功耗等问题，只能适合用于门锁。在应用于在门锁以外的场合时，例如，小型个人柜锁、旅行箱锁和共享单车锁时，就会遇到了很多困难。由于该类型的智能锁本身体积较小，难以内置电池，即便可以内置电池，但由于锁工作时需消耗大量电能，就会造成电池很快耗尽，易造成供电不足。同时，使用蓝牙解锁需要事先配对，并不适合共用智能锁这些大量用户共同使用的场景，如共享单车锁，因此这些问题极大地制约了智能锁在门锁以外的应用。现有门锁外的智能锁产品一般通过多加大锁的体积来安置电池，造成产品既不美观也不方便使用，用户体验不佳。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中存在的智能锁需要使用电池进行供电，对于体积较小的智能锁容易出现供电不足，对于体积较大的智能锁，既不美观也不方便，用户体验不佳等缺陷，目的在于提供一种智能锁电路及智能锁。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本实用新型提供一种智能锁电路，所述智能锁电路包括NFC通信模块和驱动模块；
所述NFC通信模块与所述驱动模块电连接；
所述NFC通信模块包括NFC天线，所述NFC天线用于采集接收到的NFC信号中的电能；
所述NFC通信模块用于将所述NFC天线采集的电能传输给所述驱动模块；
所述驱动模块用于使用电能驱动智能锁执行加锁和解锁的操作。
较佳地，所述智能锁电路还包括能量管理电路；
所述能量管理电路分别与所述NFC通信模块和所述驱动模块电连接；
所述能量管理电路用于接收所述NFC通信模块传输的电能，并将接收的电能传输给所述驱动模块。较佳地，所述智能锁电路还包括整流电路和稳压电路；
所述整流电路分别与所述NFC通信模块、所述稳压电路和所述能量管理电路电连接；
所述NFC通信模块用于接收所述NFC能量天线传输的射频能量并传输至所述整流电路；
所述整流电路用于将所述射频能量转换成第一直流电能，并传输至所述稳压电路和所述能量管理电路；
所述稳压电路用于对所述第一直流电能进行降压和稳压处理，转换成第二直流电能，给所述NFC通信模块和所述能量管理电路供电；
所述能量管理电路用于将所述第一直流电能传输给所述驱动模块。
较佳地，所述智能锁电路还包括储能模块；
所述能量管理电路与所述储能模块电连接，用于将接收的所述第一直流电能传输给所述储能模块进行充电。
较佳地，所述能量管理电路用于在所述储能模块将所述NFC天线采集到的电能拉低到第一电压阈值时，切断对所述储能模块的充电。
较佳地，所述能量管理电路包括充电开关，所述充电开关与所述储能模块电连接，所述能量管理电路还用于控制所述充电开关的导通和关断。
较佳地，所述充电开关还包括充电禁止控制端，所述充电禁止控制端用于强行关断所述充电开关。
较佳地，所述能量管理电路包括第一电压比较器；
所述第一电压比较器的两个输入端分别输入所述第一直流电能的电压和所述第一电压阈值，所述第一电压比较器的输出端与所述充电开关电连接，所述第一电压比较器用于在所述第一直流电能的电压高于所述第一电压阈值时，输出导通信号至所述充电开关。
较佳地，所述储能模块用于向所述能量管理电路进行放电；
所述能量管理电路还用于将所述储能模块的放电电能传输给所述驱动模块。
较佳地，所述能量管理电路还包括放电开关，所述储能模块通过所述放电开关与所述驱动模块电连接，所述能量管理电路还用于控制所述放电开关的导通和关断。
较佳地，所述充电开关的响应时间小于10μs，和/或，所述放电开关的响应时间小于10μs。
较佳地，所述能量管理电路还包括第二电压比较器；
所述第二电压比较器的两个输入端分别输入所述储能模块的储能电压和第二电压阈值，所述第二电压比较器的输出端与所述放电开关电连接，所述第二电压比较器用于在所述储能模块的储能电压低于所述第二电压阈值时，通过所述放电开关向所述驱动模块输出电源告警信号。
较佳地，所述能量管理电路还包括第三电压比较器；
所述第三电压比较器的两个输入端分别输入所述储能模块的储能电压和第三电压阈值，所述第三电压阈值小于所述第二电压阈值，所述第三电压比较器用于在所述储能模块的储能电压低于所述第三电压阈值时，输出关断信号至所述放电开关。
较佳地，所述智能锁电路还包括控制模块；
所述控制模块分别与所述NFC通信模块、所述能量管理电路和所述驱动模块通信连接；
所述控制模块用于与所述NFC通信模块之间进行数据传输；
所述控制模块还用于向所述驱动模块发送控制指令；
所述稳压电路与所述控制模块电连接，并通过所述第二直流电能为所述控制模块供电。
较佳地，所述控制模块用于根据接收到的NFC信号进行用户身份验证。
较佳地，所述驱动模块包括驱动桥；
所述驱动桥包括MOSFET或IGBT。
较佳地，所述NFC天线包括独立的能量天线、独立的接收天线和独立的发射天线；所述能量天线用于采集接收到的NFC信号中的电能；
所述NFC通信模块还包括解调模块、调制模块、NFC控制器，所述接收天线与所述解调模块电连接，所述发射天线与所述调制模块电连接，所述NFC控制器分别与所述解调模块、所述调制模块电连接；
所述接收天线用于接收NFC读卡器发射的NFC信号并发送至所述解调模块，所述解调模块解调后将解调数据传输至所述NFC控制器；
所述NFC控制器用于按照预定格式将待发送数据传输至所述调制模块，由所述调制模块调制后通过所述发射天线向NFC读卡器发送NFC信号。
较佳地，所述NFC天线包括独立的能量天线和独立的通信天线；所述能量天线用于采集接收到的NFC信号中的电能；
所述NFC通信模块还包括解调模块、调制模块、NFC控制器，所述通信天线分别与所述解调模块、所述调制模块电连接；
所述通信天线用于接收NFC读卡器发射的NFC信号并发送至所述解调模块，所述解调模块解调后将解调数据传输至所述NFC控制器；
所述NFC控制器用于按照预定格式将待发送数据传输至所述调制模块，由所述调制模块调制后通过所述通信天线向NFC读卡器发送NFC信号。
较佳地，所述NFC通信模块还包括数据接口；所述数据接口与所述控制模块通信连接。
较佳地，所述整流电路包括二极管整流桥，所述二极管整流桥中二极管在导通电流为20mA时二极管压降小于1V，和/或，所述稳压电路包括线性稳压器或开关稳压器，所述稳压电路的输出电压范围为1.7V～3.6V。
较佳地，所述储能模块包括储能电容器；所述储能电容器的电容值为22μF～0.47F。
较佳地，所述NFC通信模块获得的电能至少为20mW。本实用新型还提供一种智能锁，所述智能锁包括上述的智能锁电路；所述智能锁还包括动作机构和锁芯机构；
所述驱动模块、所述动作机构和所述锁芯机构依次相互连接；
所述驱动模块用于驱动所述动作机构带动所述锁芯机构执行加锁和解锁的操作。
较佳地，所述动作机构包括电机和固设于所述电机一侧的电机轴，所述电机轴上设有螺纹；
所述电机与所述智能锁电路的驱动模块电连接，用于将所述驱动模块提供的电能转换为动能来驱动所述电机轴进行转动；
所述锁芯机构包括锁芯座和固设于所述锁芯座一侧的锁芯；
所述锁芯座设有第一开孔，所述第一开孔内侧设有与所述电机轴上的螺纹配套的螺母；
所述电机轴通过所述第一开孔与所述锁芯座连接。
较佳地，所述智能锁还包括锁芯限制器；
所述锁芯限制器设有第二开孔，所述锁芯通过所述第二开孔插接在所述锁芯限制器内，所述第二开孔比所述锁芯大；
所述锁芯限制器用于限制所述锁芯的转动，保证所述锁芯沿着所述电机轴方向进行线性运动，且不对所述锁芯的线性运动施加阻力。
较佳地，所述第二开孔的直径比所述锁芯的直径长0.8mm～3mm。
较佳地，所述智能锁还包括底座；
所述电机和所述锁芯限制器均固定在所述底座上。
较佳地，所述智能锁还包括位置传感器；
所述位置传感器包括固设于所述底座的第一导电触点和第二导电触点，和固设于所述锁芯座上的第三导电触点；
所述第一导电触点、所述第二导电触点和所述第三导电触点沿着所述电机轴方向设置且设在同一直线上；
所述第三导电触点设于所述第一导电触点和所述第二导电触点之间；
所述第三导电触点跟随所述锁芯座进行运动，用于与所述第一导电触点或第二导电触点接触形成电流回路；
所述智能锁电路通过所述电流回路获取所述锁芯座和所述锁芯的位置关系。
较佳地，所述第一导电触点相对于所述第二导电触点更靠近所述电机；
所述第一导电触点与所述第三导电触点接触时，所述智能锁处于加锁状态；
所述第二导电触点与所述第三导电触点接触时，所述智能锁处于解锁状态。
较佳地，所述电机包括直流步进电机或直流非步进电机。
较佳地，所述锁芯座、所述底座和所述锁芯限制器由金属材质、塑料材质和/或木材材质制成。
本实用新型的积极进步效果在于：
本实用新型通过采用NFC通信模块中的NFC能量天线获取NFC信号中的电能，再通过整流电路将获取的交流电转换成直流电提供给驱动模块进行工作，驱动模块驱动动作机构进而带动锁芯进行动作，实现对锁芯的加锁和解锁操作，从而克服了现有的智能锁需要采用外部电池进行供电存在的缺陷，摆脱了电池的限制，使用方便；同时，由于不需采用电池和设置电池充电电路，使得智能锁的体积减小，重量减轻，降低生产成本。
附图说明
图1为本实用新型的实施例1的智能锁电路的电路结构示意图；
图2为本实用新型的实施例2的智能锁电路的电路结构示意图；
图3为本实用新型的实施例3的智能锁电路的电路结构示意图；
图4为本实用新型的实施例4的智能锁的整体结构示意图；
图5为本实用新型的实施例4的智能锁的俯视结构框图；
图6为本实用新型的实施例4的智能锁的左视结构框图；
图7为本实用新型的实施例4的智能锁的正面结构框图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示，本实用新型的智能锁电路包括NFC通信模块1、整流电路2、稳压电路3、能量管理电路4、储能模块5、驱动模块6和控制模块7。
所述NFC通信模块1包括NFC天线11，所述NFC天线11用于采集接收到的NFC信号中的射频能量。
其中，NFC天线11可以采集具有NFC天线的智能终端发射的NFC信号中20mW以上的电能。
NFC天线11设置在智能锁的外壳内部、内表面或外表面，需尽量靠近智能锁外表面处设置，且由多圈线圈组成，面积在900mm2-2500mm2内。
所述NFC通信模块1还包括数据接口12；所述数据接口12与所述控制模块7通信连接。
所述整流电路2分别与所述NFC通信模块1、所述稳压电路3和所述能量管理电路4电连接。
所述整流电路2用于将接收所述NFC通信模块1传输的射频能量，并转换成第一直流电能，并传输至所述稳压电路3和所述能量管理电路4。其中，第一直流电能为直流高压。
具体地，所述整流电路2包括二极管整流桥，所述二极管整流桥中二极管在导通电流为20mA时二极管压降小于1V。
所述稳压电路3用于对所述第一直流电能进行降压和稳压处理，转换成第二直流电能，给所述NFC通信模块1和所述能量管理电路4供电；其中，第二直流电能为直流低压。
具体地，所述稳压电路3包括线性稳压器或开关稳压器，所述稳压电路3的输出电压范围为1.7V～3.6V。
所述能量管理电路4用于将所述第一直流电能传输给所述驱动模块6。
所述能量管理电路4与所述储能模块5电连接，用于将所述NFC天线11采集的电能传输给所述储能模块5进行充电。
具体地，所述能量管理电路4用于在所述储能模块5将所述NFC天线11采集到的电能拉低到第一电压阈值时，切断对所述储能模块5的充电。
所述能量管理电路4包括充电开关41、放电开关42、第一电压比较器43、第二电压比较器44和第三电压比较器45。
所述充电开关41与所述储能模块5电连接，所述能量管理电路4还用于控制所述充电开关41的导通和关断。
所述充电开关41包括充电禁止控制端411，所述充电禁止控制端411用于强行关断所述充电开关41。
所述储能模块5用于向所述能量管理电路4进行放电；所述能量管理电路4还用于将所述储能模块5的放电电能传输给所述驱动模块6。
具体地，所述储能模块5通过所述放电开关42与所述驱动模块6电连接，所述能量管理电路4还用于控制所述放电开关42的导通和关断。
其中，具体实施时，所述储能模块5可优选储能电容器，储能电容器的电容值可在22μF～0.47F范围内优选，具体电容值可根据实际需要进行选择，容量越大的电容可存储的电能更多，平滑效果也更好，但上电时充电时间更长，用户需要等待的时间也更长，储能电容器的耐压值根据NFC能量天线采集的能量设计，一般需在9V以上；为了降低所述储能模块5的ESR(Equivalent Series Resistance，等效串行电阻)以提升存储效率，可采用多个电容并联的方式对所述储能模块5进行设计。所述充电开关41的响应时间小于10μs，和/或，所述放电开关42的响应时间小于10μs。
由于所述储能模块5的储能电容较大，接入瞬间电流极大，会在短时间内拉低直流高压，造成稳压电路3的输入电压急剧下降，从而切断了稳压电路3产生直流低压，从而复位整个智能锁电路；同时，采集的直流高压的瞬间过大变化会干扰NFC通信模块1的NFC信号的接收与发送，所以需要能量管理电路4监测输入的直流高压的变化，管理对所述储能模块5的充电时机。
具体地，能量管理电路4通过在所述第一电压比较器43的两个输入端分别输入所述第一直流电能的电压和所述第一电压阈值，所述第一电压比较器的输出端与所述充电开关41电连接，所述第一电压比较器43用于在所述第一直流电能的电压高于所述第一电压阈值时，输出导通信号至所述充电开关41，否则输出关断信号至所述充电开关41，从而在所述第一直流电能的电压不高于所述第一电压阈值时，所述充电开关41处于关断状态。
其中，第一电压阈值的具体取值一般应根据实际应用要求进行配置，以满足不同应用需求，但一般应在3.3V至10V之间。
其中，NFC通信模块1在通过NFC天线11接收和发送NFC信号时，能量管理电路4不对所述储能模块5进行充电操作。
能量管理电路4还用于监测驱动模块6的能量使用情况，保证驱动模块6不会将储能模块5的能量用光，从而造成将直流高压拉的过低造成智能锁电路复位的情况。能量管理电路4为控制模块7提供储能模块5的充电状态指示情况，并在必要时断开与驱动模块6的连接。
具体地，能量管理电路4通过在所述第二电压比较器44的两个输入端分别输入所述储能模块5的储能电压和第二电压阈值，所述第二电压比较器的输出端与所述放电开关42电连接，所述第二电压比较器44用于在所述储能模块5的储能电压低于所述第二电压阈值时，通过所述放电开关42向所述驱动模块6输出电源告警信号，并将电源告警信号发送给控制模块7，控制模块7会暂时禁用驱动模块6，等电源告警信号撤销后，控制模块7则控制驱动模块6恢复正常工作。
其中，第二电压阈值的具体取值一般应根据实际应用要求进行配置，以满足不同应用需求，但一般应在3.3V至7V之间
所述第三电压比较器45的两个输入端分别输入所述储能模块5的储能电压和第三电压阈值，所述第三电压阈值小于所述第二电压阈值，所述第三电压比较器45用于在所述储能模块5的储能电压低于所述第三电压阈值时，输出关断信号至所述放电开关42，并将关断信号发送给控制模块7，控制模块7会暂时禁用驱动模块6，等关断信号和电源告警信号撤销后，控制模块7对驱动模块6进行复位操作。
其中，第二电压阈值应高于第三电压阈值，且第三电压阈值的具体取值一般应根据实际应用要求进行配置，以满足不同应用需求，但一般应在2.4V至5V之间。
所述控制模块7分别与所述NFC通信模块1、所述能量管理电路4和所述驱动模块6通信连接；
所述控制模块7用于与所述NFC通信模块1之间进行数据传输；
所述控制模块7还用于向所述驱动模块6发送控制指令，从而通过控制指令来实现对所述驱动模块6的控制；
所述稳压电路3与所述控制模块7电连接，并通过所述第二直流电能为所述控制模块7供电。
所述控制模块7用于获取接收到的智能终端通过NFC天线发送的NFC信号中的用户身份验证信息，来验证用户的身份。
其中，所述驱动模块6包括驱动桥，所述驱动桥包括MOSFET或IGBT等，用于根据所述能量管理电路4输入的电能驱动所述智能锁执行加锁和解锁的操作。
本实施例的智能锁的工作原理如下：
本实施例通过NFC通信模块1中的NFC天线11采集智能终端发送的NFC信号中的射频能量，并通过NFC通信模块1传输给整流电路2；整流电路2将接收的射频能量对应的交流电能转换为直流高压，再经由稳压电路3对直流高压进行降压处理，转换成稳定的直流低压，分别给NFC通信模块1、控制模块7和能量管理电路4供电；同时，整流电路2将转换的直流高压传输给能量管理电路4，用于给储能模块5进行充电储能，能量管理电路4将直流高压传输给驱动模块6，所述驱动模块6驱动所述智能锁执行加锁和解锁的操作。其中，通过NFC天线11来接收和发送NFC信号；能量管理电路4中的第一电压比较器43用于保证稳压电路3的正常工作，第二电压比较器44和第三电压比较器45用于保证驱动模块6的正常工作。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1相比区别在于：
本实施例的所述NFC天线11包括独立的能量天线111、独立的接收天线13、独立的发射天线14；所述NFC通信模块还包括解调模块15、调制模块16、NFC控制器17，所述接收天线13与所述解调模块15电连接，所述发射天线14与所述调制模块16电连接，所述NFC控制器17分别与所述解调模块15、所述调制模块16电连接。所述NFC通信模块1还可以包括NFC天线接口。其中，所述能量天线111用于采集接收到的NFC信号中的电能。
所述接收天线13用于接收NFC读卡器发射的NFC信号，所述解调模块15解调后将数据传输至所述NFC控制器17；
所述NFC控制器17按照预定格式将数据传输至所述调制模块16，由所述调制模块16调制后通过所述发射天线14向NFC读卡器发送NFC信号。
其中，NFC读卡器为具有NFC天线的智能终端(如手机)。
能量天线111、接收天线13和发射天线14可设置在智能锁的外壳内部、内表面或外表面，需尽量靠近智能锁外表面处设置，且均有多圈线圈组成，面积在900mm2-2500mm2内。
本实施例的智能锁的工作原理如下：
本实施例通过NFC通信模块1中的能量天线111采集智能终端发送的NFC信号中的射频能量，并通过NFC通信模块1传输给整流电路2；整流电路2将接收的射频能量对应的交流电能转换为直流高压，再经由稳压电路3对直流高压进行降压处理，转换成稳定的直流低压，分别给NFC通信模块1、控制模块7和能量管理电路4供电；同时，整流电路2将转换的直流高压传输给能量管理电路4，用于给储能模块5进行充电储能，能量管理电路4将直流高压传输给驱动模块6，所述驱动模块6驱动所述智能锁执行加锁和解锁的操作。其中，分别通过独立的接收天线13、独立的发射天线14来接收和发送NFC信号；能量管理电路4中的第一电压比较器43用于保证稳压电路3的正常工作，第二电压比较器44和第三电压比较器45用于保证驱动模块6的正常工作。
实施例3
如图3所示，本实施例与实施例2相比区别在于：
本实施例的所述NFC天线11包括独立的能量天线111和独立的通信天线20，即采用独立的通信天线20代替实施例2中独立的接收天线13和独立的发射天线14，实现对NFC信号的接收和发送。
具体地，通信天线20与所述解调模块15、所述调制模块16电连接。所述通信天线20接收NFC读卡器发射的NFC信号后，所述解调模块15解调后将解调数据传输至所述NFC控制器17；
所述NFC控制器17按照预定格式将数据传输至所述调制模块16，由所述调制模块16调制后通过所述通信天线20向NFC读卡器发送NFC信号。
能量天线111和通信天线20可设置在智能锁的外壳内部、内表面或外表面，需尽量靠近智能锁外表面处设置，且均有多圈线圈组成，面积在900mm2-2500mm2内。
本实施例的智能锁的工作原理如下：
本实施例通过NFC通信模块1中的能量天线111采集智能终端发送的NFC信号中的射频能量，并通过NFC通信模块1传输给整流电路2；整流电路2将接收的射频能量对应的交流电能转换为直流高压，再经由稳压电路3对直流高压进行降压处理，转换成稳定的直流低压，分别给NFC通信模块1、控制模块7和能量管理电路4供电；同时，整流电路2将转换的直流高压传输给能量管理电路4，用于给储能模块5进行充电储能，能量管理电路4将直流高压传输给驱动模块6，所述驱动模块6驱动所述智能锁执行加锁和解锁的操作。其中，通过所述NFC天线11中的通信天线2来接收和发送NFC信号；能量管理电路4中的第一电压比较器43用于保证稳压电路3的正常工作，第二电压比较器44和第三电压比较器45用于保证驱动模块6的正常工作。
实施例4
如图4所示，本实施例的智能锁包括实施例1的智能锁电路、动作机构8和锁芯机构9。
所述智能锁电路的驱动模块6、所述动作机构8和所述锁芯机构9依次相互连接。所述驱动模块6用于驱动所述动作机构8带动所述锁芯机构9执行加锁和解锁的操作。
如图4至图7所示，具体地，动作机构8包括电机81和与固设于所述电机81一侧的电机轴82；所述电机轴82上设有螺纹。
其中，所述电机81包括直流步进电机或直流非步进电机。
所述电机81与所述智能锁电路的驱动模块6连接，用于将所述驱动模块6提供的电能转换为动能来驱动所述电机轴82进行转动；
所述锁芯机构9包括锁芯座91、固设于所述锁芯座91一侧的锁芯92和锁芯限制器93；
所述锁芯座91设有第一开孔911，所述第一开孔911与所述电机轴82匹配设置；具体地，所述第一开孔911内侧设有与所述电机轴82上的螺纹配套的螺母；所述电机轴82通过所述第一开孔911与所述锁芯座91连接。
所述电机轴82通过所述第一开孔911与所述锁芯座91连接，实现带动所述锁芯座91沿着电机轴82方向运动。
所述锁芯限制器93设有第二开孔931，所述锁芯92通过所述第二开孔931插接在所述锁芯限制器93内，且所述第二开孔比所述锁芯大；
具体地，所述第二开孔931的直径比所述锁芯92的直径长0.8mm～3mm。
第二开孔931的孔径略大于所述锁芯92，用于保证所述锁芯92沿着所述电机轴82方向进行线性运动，且不对所述锁芯的线性运动施加阻力。
所述智能锁还包括底座10，所述电机81和所述锁芯限制器93均固设在所述底座10上。
其中，所述锁芯座91、所述底座10和所述锁芯限制器93由金属材质、塑料材质和/或木材等材质制成。
所述智能锁还包括位置传感器110；其中，位置传感器110包括光敏传感器、微型开关和电容感应式传感器中的至少一种。
所述位置传感器110包括固设于所述底座10的第一导电触点1111、第二导电触点1112和固设于所述锁芯座91上的第三导电触点1113；
所述第一导电触点1111、所述第二导电触点1112和所述第三导电触点1113沿着所述电机轴82方向设置且设在同一直线上；
所述第三导电触点1113设于所述第一导电触点1111和所述第二导电触点1112之间；
所述第三导电触点1113跟随所述锁芯座91进行运动，用于与所述第一导电触点1111或第二导电触点1112接触形成电流回路；
所述智能锁电路通过所述电流回路获取所述锁芯座91和所述锁芯92的位置关系。
具体地，所述第一导电触点1111相对于所述第二导电触点1112更靠近所述电机81设置；
所述第一导电触点1111与所述第三导电触点1113接触时，所述智能锁处于加锁状态；
所述第二导电触点1112与所述第三导电触点1113接触时，所述智能锁处于解锁状态。
当所述第三导电触点1113与所述第一导电触点1111和所述第二导电触点1112均不接触时，则智能锁的锁芯92处于加锁位置和解锁位置的不确定的中间位置。
其中，当进行加锁操作时，控制模块7控制驱动模块6驱动动作机构8对锁芯机构9加锁，当动作机构8返回给控制模块7加锁完成的信号后，控制模块7立即停止驱动动作机构8；同理，当进行解锁操作时，控制模块7控制驱动模块6驱动动作机构8对锁芯机构9解锁，当动作机构8返回给控制模块7解锁完成的信号后，控制模块7立即停止驱动动作机构8。
本实施例的智能锁的工作原理如下：
本实施例的NFC通信模块1中的NFC天线11采集接收到的NFC信号中的射频能量，通过NFC通信模块1传输给整流电路2，整流电路2将接收的射频能量对应的交流电能转换为直流高压，经由稳压电路3对直流高压进行降压处理，转换成稳定的直流低压，给NFC通信模块1、控制模块7和能量管理电路4供电；同时，整流电路2将转换的直流高压传输给能量管理电路4，用于给储能模块5进行充电储能，能量管理电路4将直流高压传输给驱动模块6，所述驱动模块6驱动所述智能锁执行加锁和解锁的操作。
通过驱动模块6与动作机构8中的电机81连接，电机81用于将驱动模块6提供的电能转换为动能来驱动所述电机轴82进行转动，电机轴82转动带动锁芯座91一起沿着电机轴82方向线性运动；其中，通过位置传感器110的第三导电触点1113与第一导电触点1111或第二导电触点1112接触情况判断智能锁的加锁、解锁或不确定状态。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (31)
1.一种智能锁电路，其特征在于，所述智能锁电路包括NFC通信模块和驱动模块；
所述NFC通信模块与所述驱动模块电连接；
所述NFC通信模块包括NFC天线，所述NFC天线用于采集接收到的NFC信号中的电能；
所述NFC通信模块用于将所述NFC天线采集的电能传输给所述驱动模块；
所述驱动模块用于使用电能驱动智能锁执行加锁和解锁的操作。
2.如权利要求1所述的智能锁电路，其特征在于，所述智能锁电路还包括能量管理电路；
所述能量管理电路分别与所述NFC通信模块和所述驱动模块电连接；
所述能量管理电路用于接收所述NFC通信模块传输的电能，并将接收的电能传输给所述驱动模块。
3.如权利要求2所述的智能锁电路，其特征在于，所述智能锁电路还包括整流电路和稳压电路；
所述整流电路分别与所述NFC通信模块、所述稳压电路和所述能量管理电路电连接；
所述NFC通信模块用于接收所述NFC天线传输的射频能量并传输至所述整流电路；
所述整流电路用于将所述射频能量转换成第一直流电能，并传输至所述稳压电路和所述能量管理电路；
所述稳压电路用于对所述第一直流电能进行降压和稳压处理，转换成第二直流电能，给所述NFC通信模块和所述能量管理电路供电；
所述能量管理电路用于将所述第一直流电能传输给所述驱动模块。
4.如权利要求3所述的智能锁电路，其特征在于，所述智能锁电路还包括储能模块；
所述能量管理电路与所述储能模块电连接，用于将接收的所述第一直流电能传输给所述储能模块进行充电。
5.如权利要求4所述的智能锁电路，其特征在于，所述能量管理电路还用于在所述储能模块将所述NFC天线采集到的电能拉低到第一电压阈值时，切断对所述储能模块的充电。
6.如权利要求5所述的智能锁电路，其特征在于，所述能量管理电路包括充电开关，所述充电开关与所述储能模块电连接，所述能量管理电路还用于控制所述充电开关的导通和关断。
7.如权利要求6所述的智能锁电路，其特征在于，所述充电开关还包括充电禁止控制端，所述充电禁止控制端用于强行关断所述充电开关。
8.如权利要求6所述的智能锁电路，其特征在于，所述能量管理电路包括第一电压比较器；
所述第一电压比较器的两个输入端分别输入所述第一直流电能的电压和所述第一电压阈值，所述第一电压比较器的输出端与所述充电开关电连接，所述第一电压比较器用于在所述第一直流电能的电压高于所述第一电压阈值时，输出导通信号至所述充电开关。
9.如权利要求6所述的智能锁电路，其特征在于，所述储能模块用于向所述能量管理电路进行放电；
所述能量管理电路还用于将所述储能模块的放电电能传输给所述驱动模块。
10.如权利要求9所述的智能锁电路，其特征在于，所述能量管理电路还包括放电开关，所述储能模块通过所述放电开关与所述驱动模块电连接，所述能量管理电路还用于控制所述放电开关的导通和关断。
11.如权利要求10所述的智能锁电路，其特征在于，所述充电开关的响应时间小于10μs，和/或，所述放电开关的响应时间小于10μs。
12.如权利要求10所述的智能锁电路，其特征在于，所述能量管理电路还包括第二电压比较器；
所述第二电压比较器的两个输入端分别输入所述储能模块的储能电压和第二电压阈值，所述第二电压比较器的输出端与所述放电开关电连接，所述第二电压比较器用于在所述储能模块的储能电压低于所述第二电压阈值时，通过所述放电开关向所述驱动模块输出电源告警信号。
13.如权利要求12所述的智能锁电路，其特征在于，所述能量管理电路还包括第三电压比较器；
所述第三电压比较器的两个输入端分别输入所述储能模块的储能电压和第三电压阈值，所述第三电压阈值小于所述第二电压阈值，所述第三电压比较器用于在所述储能模块的储能电压低于所述第三电压阈值时，输出关断信号至所述放电开关。
14.如权利要求3所述的智能锁电路，其特征在于，所述智能锁电路还包括控制模块；
所述控制模块分别与所述NFC通信模块、所述能量管理电路和所述驱动模块通信连接；
所述控制模块用于与所述NFC通信模块之间进行数据传输；
所述控制模块还用于向所述驱动模块发送控制指令；
所述稳压电路与所述控制模块电连接，并通过所述第二直流电能为所述控制模块供电。
15.如权利要求14所述的智能锁电路，其特征在于，所述控制模块用于根据接收到的NFC信号进行用户身份验证。
16.如权利要求1所述的智能锁电路，其特征在于，所述驱动模块包括驱动桥；
所述驱动桥包括MOSFET或IGBT。
17.如权利要求1所述的智能锁电路，其特征在于，所述NFC天线包括独立的能量天线、独立的接收天线和独立的发射天线；所述能量天线用于采集接收到的NFC信号中的电能；
所述NFC通信模块还包括解调模块、调制模块、NFC控制器，所述接收天线与所述解调模块电连接，所述发射天线与所述调制模块电连接，所述NFC控制器分别与所述解调模块、所述调制模块电连接；
所述接收天线用于接收NFC读卡器发射的NFC信号并发送至所述解调模块，所述解调模块解调后将解调数据传输至所述NFC控制器；
所述NFC控制器用于按照预定格式将待发送数据传输至所述调制模块，由所述调制模块调制后通过所述发射天线向NFC读卡器发送NFC信号。
18.如权利要求1所述的智能锁电路，其特征在于，所述NFC天线包括独立的能量天线和独立的通信天线；所述能量天线用于采集接收到的NFC信号中的电能；
所述NFC通信模块还包括解调模块、调制模块、NFC控制器，所述通信天线分别与所述解调模块、所述调制模块电连接；
所述通信天线用于接收NFC读卡器发射的NFC信号并发送至所述解调模块，所述解调模块解调后将解调数据传输至所述NFC控制器；
所述NFC控制器用于按照预定格式将待发送数据传输至所述调制模块，由所述调制模块调制后通过所述通信天线向NFC读卡器发送NFC信号。
19.如权利要求14所述的智能锁电路，其特征在于，所述NFC通信模块还包括数据接口；所述数据接口与所述控制模块通信连接。
20.如权利要求3所述的智能锁电路，其特征在于，所述整流电路包括二极管整流桥，所述二极管整流桥中二极管在导通电流为20mA时二极管压降小于1V，和/或，所述稳压电路包括线性稳压器或开关稳压器，所述稳压电路的输出电压范围为1.7V～3.6V。
21.如权利要求4所述的智能锁电路，其特征在于，所述储能模块包括储能电容器；所述储能电容器的电容值为22μF～0.47F。
22.如权利要求1所述的智能锁电路，其特征在于，所述NFC通信模块获得的电能至少为20mW。
23.一种智能锁，其特征在于，包括权利要求1～22中任一项所述的智能锁电路；所述智能锁还包括动作机构和锁芯机构；
所述驱动模块、所述动作机构和所述锁芯机构依次相互连接；
所述驱动模块用于驱动所述动作机构带动所述锁芯机构执行加锁和解锁的操作。
24.如权利要求23所述的智能锁，其特征在于，所述动作机构包括电机和固设于所述电机一侧的电机轴，所述电机轴上设有螺纹；
所述电机与所述智能锁电路的驱动模块电连接，用于将所述驱动模块提供的电能转换为动能来驱动所述电机轴进行转动；
所述锁芯机构包括锁芯座和固设于所述锁芯座一侧的锁芯；
所述锁芯座设有第一开孔，所述第一开孔内侧设有与所述电机轴上的螺纹配套的螺母；
所述电机轴通过所述第一开孔与所述锁芯座连接。
25.如权利要求24所述的智能锁，其特征在于，所述智能锁还包括锁芯限制器；
所述锁芯限制器设有第二开孔，所述锁芯通过所述第二开孔插接在所述锁芯限制器内，所述第二开孔比所述锁芯大；
所述锁芯限制器用于限制所述锁芯的转动，保证所述锁芯沿着所述电机轴方向进行线性运动，且不对所述锁芯的线性运动施加阻力。
26.如权利要求25所述的智能锁，其特征在于，所述第二开孔的直径比所述锁芯的直径长0.8mm～3mm。
27.如权利要求25所述的智能锁，其特征在于，所述智能锁还包括底座；
所述电机和所述锁芯限制器均固定在所述底座上。
28.如权利要求27所述的智能锁，其特征在于，所述智能锁还包括位置传感器；
所述位置传感器包括固设于所述底座的第一导电触点和第二导电触点，和固设于所述锁芯座上的第三导电触点；
所述第一导电触点、所述第二导电触点和所述第三导电触点沿着所述电机轴方向设置且设在同一直线上；
所述第三导电触点设于所述第一导电触点和所述第二导电触点之间；
所述第三导电触点跟随所述锁芯座进行运动，用于与所述第一导电触点或第二导电触点接触形成电流回路；
所述智能锁电路通过所述电流回路获取所述锁芯座和所述锁芯的位置关系。
29.如权利要求28所述的智能锁，其特征在于，所述第一导电触点相对于所述第二导电触点更靠近所述电机；
所述第一导电触点与所述第三导电触点接触时，所述智能锁处于加锁状态；
所述第二导电触点与所述第三导电触点接触时，所述智能锁处于解锁状态。
30.如权利要求24所述的智能锁，其特征在于，所述电机包括直流步进电机或直流非步进电机。
31.如权利要求27所述的智能锁，其特征在于，所述锁芯座、所述底座和所述锁芯限制器由金属材质、塑料材质和/或木材材质制成。
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