CN213276768U - 一种无源nfc智能锁和无源nfc智能锁系统 - Google Patents

Abstract

一种无源NFC智能锁，包括智能锁电路和机械锁，智能锁电路包括天线、NFC电路、储能电路、比对电路、驱动开关电路、电机驱动电路和锁状态指示电路，天线感应NFC智能设备产生感应电流为储能电路蓄能，当储能电路获取的蓄能电压大于预设值时为比对电路提供电源，比对电路获取NFC电路接收NFC智能设备发出的开锁请求数据，并当开锁请求数据与开锁钥匙数据相符时发出开锁导通信号。驱动开关电路响应开锁导通信号导通储能电路和电机驱动电路，以为电机驱动电路提供电源，进而驱动机械锁的锁紧电机打开机械锁。由于通过天线感应产生感应电流为储能电路储能，进而为智能锁电路提供电源，使得智能锁无需电池就可实现开锁，体积更小、更节能和使用更方便。

Description

一种无源NFC智能锁和无源NFC智能锁系统

技术领域

本申请涉及智能挂锁技术领域，具体涉及一种无源NFC智能锁和无源NFC 智能锁系统。

背景技术

挂锁，是锁具世界中最古老、最庞大的家族，可以说其它锁具都是从挂锁这门类中繁衍、派生而来的。挂锁的锁体上装有可以扣接的环状或“一”字形状的金属梗，即“锁梁”，使挂锁通过锁梁直接与锁体扣接成为封闭形锁具。挂锁的应用场景很多，在消费类领域，主要应用在门禁、柜子、行李等产品上；在行业应用领域，主要应用在政企警务巡检签到柜、光交接箱、电力控制柜、水电燃气抄表、机房等应用场景。传统挂锁需要配套物理钥匙，锁孔易生锈，钥匙分配不方便且易丢失，安全性差。随着电子技术和物联网技术的发展，出于安全和方便使用的需求，现在的智能挂锁一般采用密码开锁或蓝牙连接手机开锁，安全性和易用性较传统的机械锁均有很大的提升，但都是需要电池或外接电源供电的有源挂锁。有源挂锁不但影响美观，还影响挂锁的正常使用，如果失电或电池电量过低都会使挂锁无法正常使用，如指纹挂锁需要外接电池，不但需要定期充电，而且在北方寒冷地区对电池可靠性要求很高，指纹识别区域在户外易因感应失败或进水等情况失去挂锁功能。

发明内容

本申请主要解决现有技术中的有源智能挂锁的不足。

根据第一方面，一种实施例中提供一种无源NFC智能锁，包括智能锁电路和机械锁；

所述机械锁包括锁紧机构，用于锁紧或打开所述机械锁；所述锁紧机构包括锁紧电机，当所述锁紧电机获取驱动电源时打开所述机械锁；

所述智能锁电路包括天线、NFC电路、储能电路、比对电路、电机驱动电路和锁状态指示电路；

所述天线与所述NFC电路连接，用于当被NFC智能设备感应时产生感应电流，以为所述NFC电路提供电源；

所述NFC电路分别与所述储能电路和所述比对电路连接，用于将所述天线获取的感应电流为所述储能电路蓄能，所述NFC电路还用于接收所述NFC智能设备发出的开锁请求数据，并发送给所述比对电路；

所述储能电路分别与所述NFC电路和所述比对电路连接，用于当所述储能电路获取的蓄能电压大于预设值时为所述比对电路提供电源；

所述比对电路与所述驱动开关电路连接，用于当接收的所述开锁请求数据与一开锁钥匙数据相符时发出开锁导通信号；

所述驱动开关电路分别与所述电机驱动电路和所述储能电路连接，用于响应所述开锁导通信号导通所述储能电路和所述电机驱动电路，以用于所述储能电路为所述电机驱动电路提供电源；

所述电机驱动电路与所述机械锁的锁紧电机连接，用于当获取电源时为所述锁紧电机提供驱动电源，以打开所述机械锁。

一实施例中，所述智能锁电路还包括锁状态指示电路，分别与所述比对电路和所述储能电路连接；所述比对电路还用于当获取电源和/或发出开锁导通信号时，发出指示信号，所述锁状态指示电路用于响应所述指示信号通过声、光和/或震动的方式指示所述机械锁的开锁状态。

一实施例中，所述锁状态指示电路包括指示灯和第一开关电路；所述第一开关电路分别与所述比对电路、所述储能电路和所述指示灯连接，用于响应所述指示信号导通所述储能电路和所述指示灯，以用于所述储能电路为所述指示灯提供电源。

一实施例中，所述锁状态指示电路包括指示喇叭和第二开关电路；所述第二开关电路分别与所述比对电路、所述储能电路和所述指示喇叭连接，用于响应所述指示信号导通所述储能电路和所述指示喇叭，以用于所述储能电路为所述指示喇叭提供电源。

一实施例中，所述锁状态指示电路包括震动电机和第二开关电路；所述第二开关电路分别与所述比对电路、所述储能电路和所述震动电机连接，用于响应所述指示信号导通所述储能电路和所述震动电机，以用于所述储能电路为所述震动电机提供电源。

一实施例中，所述机械锁还包括锁体和锁扣，所述锁扣为U型结构，所述锁扣与所述锁体滑动连接；锁体内部设有弹出机构、所述锁紧机构和控制机构；所述锁扣的一端与所述弹出机构滑动连接，另一端与所述锁紧机构连接。

一实施例中，所述开锁请求数据为加密后的数据。

根据第二方面，一种实施例中提供一种无源NFC智能锁系统，包括NFC智能设备和如第一方面所述的无源NFC智能锁；所述NFC智能设备包括支持NFC 功能的智能移动终端。

依据上述实施例的无源NFC智能锁，包括智能锁电路和机械锁，智能锁电路包括天线、NFC电路、储能电路、比对电路、电机驱动电路和锁状态指示电路，天线用于感应NFC智能设备产生感应电流为储能电路蓄能，当储能电路获取的蓄能电压大于预设值时为比对电路提供电源，比对电路获取NFC电路接收感应 NFC智能设备发出的开锁请求数据，并当该开锁请求数据与一开锁钥匙数据相符时发出开锁导通信号。驱动开关电路响应开锁导通信号导通储能电路和电机驱动电路，以为电机驱动电路提供电源，进而驱动机械锁的锁紧电机打开机械锁。由于通过天线感应NFC智能设备产生感应电流为储能电路储能，进而为智能锁电路提供电源，无需电池或外接电源就可实现开锁，使得智能锁体积更小、更节能和使用更方便。

附图说明

图1为一种实施例中NFC智能锁系统的连接示意图；

图2为一种实施例中NFC智能锁的结构示意图；

图3为一种实施例中锁状态指示电路的结构示意图；

图4为一种实施例中机械锁的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

在无线技术百花齐放、日新月异的今天，基于NFC近场通讯技术的产品及应用得到飞速发展，尤其是在公交、门禁、移动支付、身份识别、航空包裹和行李识别、邮件分选、仓储以及电子防伪等领域得到广泛应用。在智能锁领域，无钥匙带来便捷体验已越来越受大众欢迎，目前市面上应用NFC技术无源锁，绝大部分还是以电池供电为主，不仅不环保，而且存在使用年限短，产品体积大、重量重、成本高，电量不足时使用麻烦等缺点，而号称NFC无源锁的产品，也大多处于概念阶段，天线收集的能量小，无法真正做到可靠开锁。

在本申请实施例中，无源NFC智能锁包括智能锁电路和机械锁，智能锁电路包括天线、NFC电路、储能电路、比对电路、电机驱动电路和锁状态指示电路，天线用于感应NFC智能设备产生感应电流为储能电路蓄能，当储能电路获取的蓄能电压大于预设值时为比对电路提供电源，比对电路获取NFC电路接收感应 NFC智能设备发出的开锁请求数据，并当该开锁请求数据与一开锁钥匙数据相符时发出开锁导通信号。驱动开关电路响应开锁导通信号导通储能电路和电机驱动电路，以为电机驱动电路提供电源，进而驱动机械锁的锁紧电机打开机械锁。由于通过天线感应NFC智能设备产生感应电流为储能电路储能，进而为智能锁电路提供电源，无需电池或外接电源就可实现开锁，使得智能锁体积更小、更节能和使用更方便。

实施例一

请参考图1，为一种实施例中NFC智能锁系统的连接示意图，包括NFC智能设备2和无源NFC智能锁1，NFC智能设备2包括支持NFC功能的智能移动终端。一实施例中，无源NFC智能锁1的锁体外壳为金属，无源NFC智能锁1的天线 11设置在锁体外壳外表面。请参考图2，为一种实施例中NFC智能锁的结构示意图，包括智能锁电路10和机械锁20。机械锁20包括锁紧机构，用于锁紧或打开机械锁20。锁紧机构包括锁紧电机，当锁紧电机获取驱动电源时打开机械锁20。智能锁电路10包括天线11、NFC电路12、储能电路13、比对电路14、驱动开关电路16、电机驱动电路17和锁状态指示电路15。天线11与NFC电路 12连接，用于当被NFC智能设备2感应时产生感应电流，以为NFC电路12提供电源。NFC电路12分别与储能电路13和比对电路14连接，用于将天线11获取的感应电流为储能电路13蓄能，NFC电路12还用于接收NFC智能设备2发出的开锁请求数据，并发送给比对电路12。储能电路13分别与NFC电路12和比对电路14连接，用于当储能电路13获取的蓄能电压大于预设值时为比对电路14 提供电源。比对电路14与驱动开关电路16连接，用于当接收的开锁请求数据与一开锁钥匙数据相符时发出开锁导通信号。驱动开关电路16分别与电机驱动电路17和储能电路13连接，用于响应开锁导通信号导通储能电路13和电机驱动电路17，以用于储能电路13为电机驱动电路17提供电源。电机驱动电路17 与机械锁20的锁紧电机连接，用于当获取电源时为锁紧电机提供驱动电源，以打开机械锁20。一实施例中，智能锁电路10还包括锁状态指示电路15，分别与比对电路14和储能电路13连接，比对电路14还用于当获取电源和/或发出开锁导通信号时，发出指示信号，锁状态指示电路15用于响应指示信号通过声、光和/或震动的方式指示机械锁20的开锁状态。

请参考图3，为一种实施例中锁状态指示电路的结构示意图，一实施例中，锁状态指示电路15包括指示灯151和第一开关电路152，第一开关电路152分别与比对电路14、储能电路13和指示灯151连接，用于响应比对电路14发出的指示信号导通储能电路13和指示灯151，以用于储能电路13为指示灯151提供电源，点亮指示灯151，实现对机械锁20开锁状态的光显示。一实施例中，锁状态指示电路15包括指示喇叭153和第二开关电路154，第二开关电路154 分别与比对电路14、储能电路13和指示喇叭153连接，用于响应比对电路14 发出的指示信号导通储能电路13和所述指示喇叭153，以用于储能电路13为指示喇叭153提供电源，实现对机械锁20开锁状态的声展示。一实施例中，锁状态指示电路15包括震动电机155和第二开关电路156，第二开关电路156分别与比对电路14、储能电路13和震动电机155连接，用于响应比对电路14发出的指示信号导通储能电路13和震动电机155，以用于储能电路13为震动电机 155提供电源，实现对机械锁20开锁状态的震动展示。另外，震动电机155的震动有利于机械锁打开，当机械锁20锁紧机构的锁紧电机获取驱动电源启动时，由于机械锁20的卡扣易卡住，震动有利于卡扣松动，便于机械锁打开。

请参考图4，为一种实施例中机械锁的结构示意图，机械锁还包括锁体41 和锁扣42，锁扣42为U型结构，锁扣42与锁体41滑动连接，锁体41内部设有弹出机构43、锁紧机构44和智能锁电路45，锁扣42的一端与弹出机构43 滑动连接，另一端与锁紧机构44连接。其中，锁紧机构44包括锁紧电机441。

一实施例中，NFC智能设备发出的开锁请求数据为加密后的数据。比对电路对加密后的开锁请求数据解密后在与开锁钥匙数据进行比较，以判断是否相符合。

一实施例中，NFC电路包括NTAG5 LINK/NTAG5、SWITCH/NTAG5、或BOOST 等芯片。NFC电路还可包括ST25DV或M24LR等芯片、也可以包括其他具有能量采集功能的NFC芯片。

在本申请实施例中，无源NFC智能锁包括智能锁电路和机械锁，智能锁电路包括天线、NFC电路、储能电路、比对电路、电机驱动电路和锁状态指示电路，天线用于感应NFC智能设备产生感应电流为储能电路蓄能，当储能电路获取的蓄能电压大于预设值时为比对电路提供电源，比对电路获取NFC电路接收感应 NFC智能设备发出的开锁请求数据，并当该开锁请求数据与一开锁钥匙数据相符时发出开锁导通信号。驱动开关电路响应开锁导通信号导通储能电路和电机驱动电路，以为电机驱动电路提供电源，进而驱动机械锁的锁紧电机打开机械锁。由于通过天线感应NFC智能设备产生感应电流为储能电路储能，进而为智能锁电路提供电源，无需电池或外接电源就可实现开锁，使得智能锁不需要电池、轻巧、经济和简单。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种无源NFC智能锁，其特征在于，包括智能锁电路和机械锁；

所述机械锁包括锁紧机构，用于锁紧或打开所述机械锁；所述锁紧机构包括锁紧电机，当所述锁紧电机获取驱动电源时打开所述机械锁；

所述智能锁电路包括天线、NFC电路、储能电路、比对电路、驱动开关电路、电机驱动电路和锁状态指示电路；

所述天线与所述NFC电路连接，用于当被NFC智能设备感应时产生感应电流，以为所述NFC电路提供电源；

所述NFC电路分别与所述储能电路和所述比对电路连接，用于将所述天线获取的感应电流为所述储能电路蓄能，所述NFC电路还用于接收所述NFC智能设备发出的开锁请求数据，并发送给所述比对电路；

所述储能电路与所述比对电路连接，用于当所述储能电路获取的蓄能电压大于预设值时为所述比对电路提供电源；

所述比对电路与所述驱动开关电路连接，用于当接收的所述开锁请求数据与一开锁钥匙数据相符时发出开锁导通信号；

所述驱动开关电路分别与所述电机驱动电路和所述储能电路连接，用于响应所述开锁导通信号导通所述储能电路和所述电机驱动电路，以用于所述储能电路为所述电机驱动电路提供电源；

所述电机驱动电路与所述机械锁的锁紧电机连接，用于当获取电源时为所述锁紧电机提供驱动电源，以打开所述机械锁。

2.如权利要求1所述的无源NFC智能锁，其特征在于，所述智能锁电路还包括锁状态指示电路，分别与所述比对电路和所述储能电路连接；所述比对电路还用于当获取电源和/或发出开锁导通信号时，发出指示信号，所述锁状态指示电路用于响应所述指示信号通过声、光和/或震动的方式指示所述机械锁的开锁状态。

3.如权利要求2所述的无源NFC智能锁，其特征在于，所述锁状态指示电路包括指示灯和第一开关电路；所述第一开关电路分别与所述比对电路、所述储能电路和所述指示灯连接，用于响应所述指示信号导通所述储能电路和所述指示灯，以用于所述储能电路为所述指示灯提供电源。

4.如权利要求2所述的无源NFC智能锁，其特征在于，所述锁状态指示电路包括指示喇叭和第二开关电路；所述第二开关电路分别与所述比对电路、所述储能电路和所述指示喇叭连接，用于响应所述指示信号导通所述储能电路和所述指示喇叭，以用于所述储能电路为所述指示喇叭提供电源。

5.如权利要求2所述的无源NFC智能锁，其特征在于，所述锁状态指示电路包括震动电机和第二开关电路；所述第二开关电路分别与所述比对电路、所述储能电路和所述震动电机连接，用于响应所述指示信号导通所述储能电路和所述震动电机，以用于所述储能电路为所述震动电机提供电源。

6.如权利要求1所述的无源NFC智能锁，其特征在于，所述机械锁还包括锁体和锁扣，所述锁扣为U型结构，所述锁扣与所述锁体滑动连接；锁体内部设有弹出机构、所述锁紧机构和所述智能锁电路；所述锁扣的一端与所述弹出机构滑动连接，另一端与所述锁紧机构连接。

7.如权利要求1所述的无源NFC智能锁，其特征在于，所述开锁请求数据为加密后的数据。

8.一种无源NFC智能锁系统，其特征在于，包括NFC智能设备和如权利要求1至7任一项所述的无源NFC智能锁；所述NFC智能设备包括支持NFC功能的智能移动终端。

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