CN211201438U - 适用手机nfc功能的无电池式微型箱包锁 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，包括：锁外壳，位于箱包上；主控芯片，位于锁外壳内；天线接收单元，位于锁外壳内壁上，与所述主控芯片连接，作为主控芯片的供电端；驱动微型电机，与主控芯片连接；拨动机构，与驱动微型电机连接。在本申请实施例中，无需在锁上加装供电电池即可通过手机完成无线开锁操作的微型智能电子箱包锁；打开手机上的一个NFC功能应用APP，并且将手机贴近智能电子箱包锁即可完成开锁操作；本原理是通过手机NFC天线线圈产生的电磁感应磁场，当感应磁场靠近带有NFC天线线圈的微型智能电子箱包锁时，天线线圈上会产生感应电流，实现对门锁电子部件的供电。

Description

适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁

技术领域

本申请涉及智能锁技术领域，尤其涉及一种适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁。

背景技术

我国箱包行业市场规模庞大，根据数据统计,中国箱包市场在2017年就整体规模达到1858亿元,在过去3年增速都在6％左右。

现有的箱包锁一般使用3位数字转轮的机械密码锁，将拉链卡在密码锁中打乱数字来完成箱子锁闭；将数字轮转至所选定的密码，轻推按钮来完成开锁；虽然这种方法已经非常普及，但也存在着很大的安全隐患，一是容易密码被偷窥，还有极易被破解，密码量只有1000种；其他快速破解方法网上有很多信息，已经不是什么秘密。随着时代的进步，技术的发展，为保证箱包的安全和隐私；替代机械密码锁的新技术开发已经刻不容缓。

现有技术中的箱包上使用3位数字转轮的机械密码锁，有一定安全隐患存在；一是密码易被偷窥，二是易被破解，密码量只有1000个，三是箱包容易摆放时间长而遗忘密码，且箱包多了密码易记混记错，操作不便于老年人使用；为保证箱包的安全性、隐私性、可靠性和便利性。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，解决了现有技术在NFC电子终端没有电池供电的情况下，无法连接和获取NFC电子终端内存储的密钥信息的问题。

本申请实施例提供了一种适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，包括：

锁外壳，位于箱包上；

主控芯片，位于锁外壳内；

天线接收单元，位于锁外壳内壁上，与所述主控芯片连接，作为主控芯片的供电端；

驱动微型电机，与主控芯片连接；

拨动机构，自由端与箱包的锁扣连接，拨动机构的开闭对应锁扣的开闭；

其中，所述驱动微型电机控制拨动机构的位置；

所述天线接收单元与手机NFC功能相配合，利用电磁感应原理产生电能。

进一步地，所述天线接收单元包括：

依次连接的天线单元、调制单元和NFC控制单元；

所述调制单元用于将无线电磁场信号转换成数字编码；

所述调制单元内置有编码器和解码器；

所述NFC控制单元与主控芯片相连接，用于数据的接收和发送的调配机制。

进一步地，所述主控芯片连接有数据存储单元；

所述数据存储单元用于存储符合要求的配对手机。

进一步地，所述天线单元还连接有电能转换单元，用于将感应电流的电能转换并存储；

所述电能转换单元的输出端连接有LDO线性稳压单元；所述LDO线性稳压单元将电能转换单元的输出电压进行稳压达到主控芯片及电路所需的电压。

进一步地，所述主控芯片连接有指示灯；所述指示灯位于锁外壳上。

进一步地，所述拨动机构包括：

拨动开关、止锁机构和驱动杆；

止锁机构，一端与所述驱动微型电机相连接，另一端与锁扣相接触，用于限定锁扣的移动；所述波动开关连接驱动杆，所述驱动杆上设置有所述锁扣，所述锁扣的一侧与止锁机构相接触。

进一步地，所述驱动微型电机的输出端与止锁机构相啮合；所述驱动微型电机的正方向运动驱动止锁机构在锁外壳内往复移动。

进一步地，所述锁扣的移动方向与止锁机构的移动方向垂直。

进一步地，所述锁外壳内设置有移动槽，用于提供止锁机构的移动位置。

进一步地，所述箱包锁还包括：

进一步地，位于所述锁扣旁，位于锁扣开锁方向一侧；

锁扣上锁状态下，所述机械锁芯与锁扣相抵。

进一步地，主控芯片采用单片机nrf52832。

本申请实施例中，无需在锁上加装供电电池即可通过手机完成无线开锁操作的微型智能电子箱包锁；打开手机上的一个NFC功能应用APP，并且将手机贴近智能电子箱包锁即可完成开锁操作；本原理是通过手机NFC天线线圈产生的电磁感应磁场，当感应磁场靠近带有NFC天线线圈的微型智能电子箱包锁时，天线线圈上会产生感应电流，实现对门锁电子部件的供电；协议信息交互采用NFC通讯方式，当手机用户和已绑定的NFC箱包锁接近就可完成通讯交互实现信息核对和密钥验证，驱动微型电机弹出锁扣达到解锁功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的结构示意图；

图2是电磁感应原理示意图；

图3是本申请内部的模块框图；

图4是本申请使用过程的原理模块图。

1-拨动开关，2-感应线圈电路板，3-电机，4-止锁机构，5-机械锁芯，6-锁扣。

具体实施方式

为使得本申请的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请所涉及的箱包锁，解决了现有技术在NFC电子终端没有电池供电的情况下，无法连接和获取NFC电子终端内存储的密钥信息的问题。

如图1所示，以拉杆箱为例，拉杆箱拉链拉上，按压锁扣锁上，当NFC感应天线产生感应电流，对控制芯片供电，并且NFC数据进行交互与核对验证，密钥认证是否正确，驱动微型电机，带动机构，此时用手用力拨动开关，即可解锁。

锁内部的结构包括：

主控芯片，位于锁外壳内；

天线接收单元，位于锁外壳内壁上，与主控芯片连接，作为主控芯片的供电端；驱动微型电机，与主控芯片连接；

拨动机构，与驱动微型电机连接；拨动机构的自由端与箱包的锁扣连接。

这里，拨动机构包括：

拨动开关、止锁机构和驱动杆；

止锁机构与驱动电机连接，驱动电机驱动止锁机构状态改变；

波动开关穿过止锁机构与驱动杆连接。

本申请中所涉及的结构包括硬件结构以及电路结构两部分，其中电路结构是为了与手机NFC功能相匹配，通过线圈电磁感应偶合感应电流，提供给微型箱包锁设备端供电。并且天线偶合出的短距离高频的无线电进行通信，频率13.56MHz，距离20厘米距离内，近距离安全通信，从而实现一种可以无线感应供电和NFC通信二合一的智能箱包锁。

本申请中利用电磁感应的原理，实现无电池情况下的智能锁，原理如图2所示，根据磁路欧姆定理：NI＝ΦRm，Φ＝NI/Rm；其次变化磁通与感应电动势有直接关系，如果感性电动势在闭合回路中，会产生电流I。电流与感应电动势及回路电阻(或阻抗)都有关系。直接相关的是箱包锁ab两端的感应电动势E；E＝NdΦ/dt；可见，感应电动势与磁通的变化率成正比，只要磁通不变，就不会有感应电动势，闭合回路中就不会有电流。上式就称为磁路欧姆定律，式中的NI叫做磁通势(磁动势)，简称磁势；Rm是磁路中的磁阻；匝数N，磁通Φ。

通过上述原理，能够实现智能锁内部产生电流，箱包锁的接收控制端，读取器(手机)产生的无线电频率(rf)正弦波传递能量给标签然后从标签中读取数据。

nfc启动后，持续产生正弦波信号中心频率13.56mhz。如果有标签在正弦波产生的磁场扰动范围内，标签由磁场扰动获得能量，产生原正弦波反频率或改变频率属性的波。手机探测到这种改变，以知道附近有标签。rfid在很近的距离通信通常被称为近配对系统。近配对系统的范围通常是0到1厘米。这意味着标签挨着读取器或按在读取器上。这么近距离的好处是标签的电池厂可以发出很大的能量。这能量足以支持标签通信，而不需要内置电源。近配对也利于高度保密的场合。

本申请在使用时，总体的流程是：

1.启动手机应用APP，手机靠近微型智能箱包锁天线感应区域；

2.感应线圈产生感应电流，给蓄能电容充电，同时输出电压通过稳压模块输出电压供给MCU控制单元；

3.APP下达开锁指令(加密)；

4.数据通过NFC天线无线传输实现信息核对和密钥验证开锁，电磁感应偶合出短距离高频的无线电波频率为13.56MHz；

5.电机动作，解锁成功，指示灯长亮，解锁失败，指示灯闪烁三次；

6.手动拨动开关，开锁，拉开拉链；

7.手机端接收开锁回复信息，在APP上显示开锁状态：成功，失败。

本申请中所涉及到的电路均可以用现有技术中的电路实现，这里不进行赘述。整个电路的最终目的就是产生供电，对电机以及单片机进行供电。

在得到电能之后，单片机根据实现存储在数据存储单元中的数据，对于当前请求开所的手机的数据进行解析，如果数据实现存在数据存储单元中，则会驱动电机进行既定长度的旋转，使得止锁机构产生位移，如图1所示，止锁机构会向下滑动，使得顶部不在抵住锁扣，此时，拨动开关可以拨动，将驱动杆向右方推动，从而实现开锁。

本实施例中还有一种加强型的方式，利用锁内部在锁扣右方的空余空间，设置有机械锁芯，这种方式下，不仅需要手机匹配，还需要物理意义上的钥匙也匹配，达到双重保险的作用，该结构下，机械锁芯需要在逆时针方向上旋转，以产生锁扣开所的空间，在这样的条件下才能够再根据手机的nfc功能是否能够匹配实现本方案。利用物理以及物联网技术的双重保障，提高了箱包锁结构的安全性。

本实用新型在市面现有箱包锁的基础上，扩展出安全性防护高的智能无线开锁功能的电子防盗，是绝无仅有的。箱包锁的普及方便了生活，在满足国家硬性规定的同时，更有效的解决了现阶段箱包锁的安全隐患问题，即时性安全性得到大幅提升。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，包括：

锁外壳，位于箱包上；

主控芯片，位于锁外壳内；

天线接收单元，位于锁外壳内壁上，与所述主控芯片连接，作为主控芯片的供电端；

驱动微型电机，与主控芯片连接；

拨动机构，自由端与箱包的锁扣连接，拨动机构的开闭对应锁扣的开闭；

其中，所述驱动微型电机控制拨动机构的位置；

所述天线接收单元与手机NFC功能相配合，利用电磁感应原理产生电能。

2.根据权利要求1所述的适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，所述天线接收单元包括：

依次连接的天线单元、调制单元和NFC控制单元；

所述调制单元用于将无线电磁场信号转换成数字编码；

所述调制单元内置有编码器和解码器；

所述NFC控制单元与主控芯片相连接，用于数据的接收和发送的调配机制。

3.根据权利要求2所述的适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，所述主控芯片连接有数据存储单元；

所述数据存储单元用于存储符合要求的配对手机。

4.根据权利要求2所述的适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，所述天线单元还连接有电能转换单元，用于将感应电流的电能转换并存储；

所述电能转换单元的输出端连接有LDO线性稳压单元；所述LDO线性稳压单元将电能转换单元的输出电压进行稳压达到主控芯片及电路所需的电压。

5.根据权利要求4所述的适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，所述主控芯片连接有指示灯；所述指示灯位于锁外壳上。

6.根据权利要求1所述的适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，所述拨动机构包括：

拨动开关、止锁机构和驱动杆；

止锁机构，一端与所述驱动微型电机相连接，另一端与锁扣相接触，用于限定锁扣的移动；所述波动开关连接驱动杆，所述驱动杆上设置有所述锁扣，所述锁扣的一侧与止锁机构相接触。

7.根据权利要求6所述的适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，所述驱动微型电机的输出端与止锁机构相啮合；所述驱动微型电机的正方向运动驱动止锁机构在锁外壳内往复移动。

8.根据权利要求7所述的适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，所述锁扣的移动方向与止锁机构的移动方向垂直。

9.根据权利要求8所述的适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，所述锁外壳内设置有移动槽，用于提供止锁机构的移动位置。

10.根据权利要求1所述的适用手机NFC功能的无电池式微型箱包锁，其特征在于，所述箱包锁还包括：

机械锁芯，位于所述锁扣旁，位于锁扣开锁方向一侧；

锁扣上锁状态下，所述机械锁芯与锁扣相抵。

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