TW201608103A - 自含式鎖栓感測配置 - Google Patents

Abstract

一感測器、一無線收發器及供電至該收發器之一電池係一起安裝於形成於一門之一框架中之一腔中。其等在一門鎖栓之一位移方向上根據該鎖栓位置在該腔中一起位移。安裝於該腔中之一彈簧適應行程距離間之差及不同鎖栓之長度差且亦適應門與門框架之間的間隙差。

Description

自含式鎖栓感測配置 [交叉參考]

本申請案主張2014年5月7日申請之一美國臨時申請案第61/989,564號之優先權，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。

本發明係關於一種系統，其可監測一裝置(特定言之，一鎖栓)之狀態。

舉例來說，一建築物之一外出使用者可能希望不時有一鎖栓鎖是否已上鎖之指示。舉例而言，外出的主人當晚上在家時可能會想要知道其是否已對該建築物做好保全。在無遠端監測能力的情況下，此人無法確認門事實上係已上鎖的。

一有利的網路配置使一使用者能夠使用(例如)實質上可位於世界上任一處之一行動電話來安全且遠端地查詢(例如)一房產入口門鎖栓鎖之狀態而不需要訂用一商業保全服務。使用Windows、Android或iOS之習知應用軟體(Apps)之一遠端的使用者能夠基於一查詢命令而接收藉由偵測一鎖栓鎖何時接合於一門框架中或其何時從該門框架縮回而獲得之鎖栓的狀態。查詢命令可經由安裝於位在鎖栓鎖附近或遠離鎖栓鎖之一遠端位置之一智慧型電話或個人電腦(諸如一膝上型電腦、桌上型電腦或文字編譯器)上之一圖形使用者介面藉由無線通信來施加。

鎖栓感測器總成包含一無線收發器/發射器。回應於感測器輸出信號，無線收發器/發射器週期性發射符合含有自一感測器輸出信號導出之鎖栓位置資訊之一藍牙低能量(BLE)協定之一第一無線信號。回應於BLE無線信號，一BLE-ZigBee橋接裝置週期性儲存鎖栓位置資訊。橋接裝置另外回應於符合含有鎖栓位置儲存資訊之一請求之ZigBee協定之一第二無線信號。橋接裝置使用高於第一無線信號之一電力位準的一電力位準且符合ZigBee協定之一第三無線信號發射鎖栓位置儲存資訊。可施加第三無線信號至一閘道裝置，該閘道裝置將鎖栓位置資訊經由(例如)一廣域網路(諸如網際網路)傳送至(例如)一遠端使用者。希望可以避免為了安裝感測器、無線收發器及供電至無線收發器之電池之各者的目的而改變門及框架之外觀的需要。

在執行一發明特徵中，感測器、BLE無線收發器及供電至BLE無線收發器之一電池共同安裝為一單一單元，該單一單元共同插入至形成於一門之一框架中之一腔中。在操作期間，其等亦以一單一單元在腔中一起位移。亦安裝於腔中之一彈簧可有利地適應行程距離間之差及對應鎖栓之長度差且亦適應門與門框架之間的間隙差。

有利地，鎖栓感測器總成可在腔中位移，且並不牢固地附接至腔之任何壁。可提供鎖栓感測器總成之一弧形彈簧以用於當鎖栓處於一解鎖位置時施加一力來阻止鎖栓感測器總成從腔掉出。此特徵導致可僅藉由將鎖栓感測器總成插入腔中而執行之一簡單安裝方式，有利地，可由實質上未經訓練之使用者來執行該安裝方式。

有利地，可藉由提供包含冗餘訊息之錯誤偵測能力而藉由通知使用者任何故障來改良鎖栓感測配置之可靠性。為獲得錯誤偵測，一種柱塞式開關感測器可感測鎖栓之位置以產生指示鎖栓何時安置於腔中處於一鎖定位置及鎖栓何時安置於腔外側處於一解鎖位置之一第一 輸出信號。一種光學近接感測器亦可感測鎖栓之位置以產生指示鎖栓何時安置於腔中處於鎖定位置及鎖栓何時安置於腔外側處於解鎖位置之一第二輸出信號。一錯誤偵測器回應於第一及第二輸出信號以用於當第一及第二輸出信號彼此不一致時偵測出一錯誤的出現。

有利地，可藉由一電池供電給安裝於一門之一框架之一腔中之一感測器，該電池亦供電給一無線收發器。感測器週期性感測一鎖栓之一位置。感測器回應於一週期信號以用於在不進行感測時減小週期信號之一時段之一部分期間放電電池之一供應電流。此特徵使電池能夠持續很長一段時間，此係重要的，因為其避免對於包含在腔中提供一電池充電之需要。因此，避免與電池相關聯之一頻繁作業的需要。

有利地，機械耦合至感測器且耦合至無線發射器之一彈簧當撓曲時施加一力以使感測器及無線發射器沿鎖栓之一位移軸位移。彈簧經電耦合至無線發射器以形成無線發射器之一天線。以此方式，彈簧提供兩個功能。此可在不對門框架、鎖栓鎖或門做出任何實質機械修改的情況下完成。因此，此配置可以低成本且易於安裝的方式來製成。

在執行本發明之一態樣中，一鎖栓感測器總成包含一感測器，該感測器能夠安置於形成於一門之一框架中之一腔中以用於感測一鎖栓之位置以產生指示該鎖栓位置何時在該腔中處於一鎖定位置且該鎖栓位置何時安置於該腔外側處於一解鎖位置之一輸出信號。回應於該感測器輸出信號且能夠安置於該腔中之一無線發射器用於發射含有自該輸出信號導出之資訊之一無線信號。該感測器與該無線發射器機械彼此耦合且能夠根據該鎖栓位置在該腔中一起位移。

8‧‧‧感測器總成/鎖栓感測器系統

8’‧‧‧鎖栓感測器系統

9‧‧‧前板

16‧‧‧鎖栓

16a‧‧‧正面

18‧‧‧把手

22‧‧‧外殼

22a‧‧‧後壁/後板

24‧‧‧鎖栓腔

25‧‧‧第一印刷電路板(PCB)

26‧‧‧第二印刷電路板(PCB)

27‧‧‧接腳支座

28a‧‧‧感測器

28b‧‧‧感測器

29‧‧‧彈簧

44‧‧‧門側柱或框架

46‧‧‧門

47‧‧‧腳部

47a‧‧‧彎曲部分

48‧‧‧圓周

49‧‧‧軸

88‧‧‧鎖栓感測器系統

88’‧‧‧鎖栓感測器系統

100‧‧‧步驟

105‧‧‧步驟

110‧‧‧步驟

115‧‧‧步驟

120‧‧‧步驟

125‧‧‧步驟

126‧‧‧步驟

130‧‧‧步驟

135‧‧‧步驟

140‧‧‧步驟

145‧‧‧步驟

150‧‧‧步驟

152‧‧‧步驟

155‧‧‧步驟

160‧‧‧步驟

165‧‧‧步驟

170‧‧‧步驟

300‧‧‧通信網路

300’‧‧‧通信網路

302‧‧‧網際網路雲

303‧‧‧3G網路或一長期演進網路(4G LTE)無線通信網路

304‧‧‧封包

305‧‧‧閘道

306‧‧‧BLE-ZigBee橋接裝置

310‧‧‧平板電腦

B1‧‧‧鋰硬幣型電池

D1‧‧‧直徑/距離

D2‧‧‧直徑/距離

DS1‧‧‧發光二極體(LED)

E1‧‧‧天線

G‧‧‧接地終端

P0_2‧‧‧埠

P0_6‧‧‧埠

P0_7‧‧‧埠

P2_0‧‧‧埠

Q1‧‧‧場效電晶體(FET)

Q1a‧‧‧第一主電流導電終端

Q1b‧‧‧第二主電流導電終端

Q2‧‧‧場效電晶體(FET)

Q2a‧‧‧第一主電流導電終端

Q2b‧‧‧第二主電流導電終端

R1‧‧‧提升電阻器

R2‧‧‧電流限制電阻器

R13‧‧‧電阻器

RF_N‧‧‧終端

RF_P‧‧‧終端

S1‧‧‧柱塞開關

T1‧‧‧一阻抗匹配之RF前端差分平衡不平衡轉換器低通濾波器整合式被動組件

U1‧‧‧系統單晶片(SOC)

U2‧‧‧偵測器

U2a‧‧‧供應終端

圖1A繪示安裝於一門側柱中之一鎖栓感測器總成，其體現一發 明特徵；圖1B繪示當自門側柱分離時圖1A之感測器總成之一側視圖；圖1C繪示圖1B之感測器總成之一正視圖；圖2繪示圖1A之感測器總成之一電路圖；圖3a、圖3b及圖3c繪示與圖1A之感測器總成相關聯之對應流程圖；圖4繪示包含圖1A之感測器總成之一通信網路之一方塊圖；及圖5繪示形成圖4之通信網路之一擴展之一家庭自動網路之一方塊圖。

圖1A繪示一感測器總成8，該感測器總成8體現一發明特徵，以使用由一把手18所致動之鎖栓16形成門46中之鎖。當鎖栓16鎖定時，界定一門側柱或框架44中包括一前板(front plate)9之一鎖栓腔24之一外殼22接納鎖栓16。亦在腔24中接納感測器總成8。然而，替代安裝用於形成腔24之外殼22，可鑽鑿門側柱44以形成腔24。舉例而言，其可使用7/8吋或1吋直徑之鏟來鑽鑿至1又¼吋與1又½吋之間的一深度。腔24之一直徑D2可在7/8吋至1吋之範圍中。

感測器總成8包含在圖2之一電路圖中展示之一對感測器28a及28b。在圖1A及圖2中之類似符號及數字指示類似物件或功能。圖2之感測器28a包含一機械操作之柱塞開關S1。當鎖栓16脫離以用於解鎖門46時，不按下圖1A之感測器28a之柱塞開關S1。當不按下圖2之開關S1時，開關S1形成一不導電或斷開的電路。相反地，當鎖栓16接合以用於鎖定門46時，按下圖1A之感測器28a之柱塞開關S1。當按下圖2之開關S1時，在其終端之間形成一電流路徑。

圖2之一場效電晶體(FET)Q1具有耦合至開關S1之一對應終端之一第一主電流導電終端Q1a及經由一提升電阻器R1耦合至由一鋰硬幣 型電池B1、供電器CR 1220提供之一供應電壓V之一第二主電流導電終端Q1b。開關S1之其他終端耦合至在0V之一接地終端G。電池B1具有3.0伏特之一標稱電壓。

一系統單晶片(SOC)U1(諸如德州儀器CC2541)含有一處理器及一2.4GHz藍牙低能量(BLE)發射器-接收器或收發器，其等並未詳細展示。BLE係一無線個人區域網路技術。回應於週期性命令，SOC U1點詢SOC U1之一埠P0_6。在正常操作條件下藉由隨後涉及之圖4及圖5之一BLE-ZigBee橋接裝置306來控制SOC U1執行點詢操作之週期或頻率。點詢係在圖2之SOC U1中伴隨經由一埠P0_2將一控制電壓施加至FET Q1之一閘極終端以開啟FET Q1而發生。當開啟時，FET Q1將提升電阻器R1耦合至埠P0_6。當按下開關S1時，開關S1將SOC U1之埠P0_6耦合至接地終端G。因此，當SOC U1點詢埠P0_6時，在埠P0_6出感測0V之一電壓。藉由SOC U1之處理器在埠P0_6處感測之0V之電壓來指示圖1A之鎖栓16已接合以鎖定門46。

有利地，當上述點詢出現時，開啟圖2之FET Q1以在週期間隔期間僅啟動開關S1之狀態的偵測。在其他時間則關閉FET Q1。利用此操作模式以減少電池B1之放電或耗用。因為電池B1並不連接至任何電池充電器，因此此特徵係尤其重要。然而，需要電池B1伺服長時間而不需要頻繁的替換作業。一旦接合鎖栓16便開啟開關S1，將會經由電阻器R1自電池B1不當地固定汲取約30微安。

如先前指示，當脫離圖1A之鎖栓16以用於解鎖門46時，不按下開關S1。當不按下時，圖2之開關S1係不導電的。因此，FET Q1經由提升電阻器R1將埠P0_6耦合至3V之電池B1電壓V。因此，SOC U1感測在埠P0_6處電池B1電壓V之存在指示圖1A之鎖栓16脫離以解鎖門46。

有利地，冗餘感測器28b利用一紅外(IR)近接偵測器U2。感測器 28b促進錯誤偵測特徵。圖2之一FET Q2具有耦合至近接偵測器U2之一供應終端U2a及一電流限制電阻器R2兩者之一第一主電流導電終端Q2a。FET Q2之一第二主電流導電終端Q2b經耦合以供應電池B1之電壓V。SOC U1施加一電壓至一埠P0_7，埠P0_7經耦合至FET Q2之一閘極終端以開啟FET Q2以用於執行近接偵測器U2中之點詢操作。類似於FET Q1，僅當上述點詢出現在感測器28b中時，開啟FET Q2以啟動與近接偵測器U2相關聯之偵測。在其他時間關閉FET Q2。利用類似於可應用於FET Q1之操作模式之此操作模式以減少放電電池B1。

該類Silicon Labs之Si1102類型之光學近接偵測器U2與一種Everlight之HIR91-01C之一IR發光二極體(LED)DS1協作操作。當FET Q2開啟以用於點詢偵測器U2之一輸出信號PRX時，藉由FET Q2經由電流限制電阻器R2驅動LED DS1。

光學近接偵測器U2係具有一開/關數位輸出之一主動光學反射比近接偵測器，開/關數位輸出之狀態係基於經反射之IR光與一設定臨限值之比較。LED DS1產生2.0Hz之一閃控頻率之光脈衝，光脈衝自圖1A之鎖栓16之一正面16a反射到達圖2之近接偵測器U2之一光電二極管(未展示)且藉由近接偵測器U2類比電路(未展示)處理。速率偵測器U2藉由圖2之一電阻器R13控制而偵測到圖1A之鎖栓16之近接。藉由偵測器U2汲取之平均電流係5微安且具有2.0Hz之近接偵測頻率。在藉由SOC U1之埠P2_0點詢之偵測器U2之輸出信號PRX處產生所偵測之近接性之一所得最新或當前狀態。若反射光超過偵測臨限，則近接偵測器U2確認一主動低輸出信號PRX以指示圖1A之鎖栓16被鎖定。相反地，若反射光低於偵測臨限，則圖2之近接偵測器U2確認一高輸出信號PRX以指示圖1A之鎖栓16被解鎖。

SOC U1之一對終端RF_P及RF_N傳送根據BLE協定由SOC U1之BLE收發器(未展示)發射/接收之射頻(RF)調變信號。SOC U1之終端 RF_P及RF_N分別耦合至一阻抗匹配之RF前端差分平衡不平衡轉換器低通濾波器整合式被動組件T1之對應的終端對。由Johanson Technology,Inc之零件號2450BM15A0002製造組件T1。整合被動組件T1之一輸出終端耦合至一天線E1以用於發射/接收與SOC U1之BLE收發器相關聯之RF信號。

圖3a、圖3b及圖3c提供有助於解釋圖1A及圖2之感測器總成8之操作的流程圖。在圖1A、圖2、圖3a、圖3b及圖3c中之類似符號及數字指示類似物件或功能。除非另有提及，圖1A及圖2之感測器總成8參與在圖3a、圖3b及圖3c中參考之各步驟。

在正常操作下，可使用(例如)在圖4之BLE-ZigBee橋接裝置306(亦隨後參考)中起始且藉由圖2之SOC U1之BLE收發器接收之BLE無線信號發射隨後詳細參考之一週期性命令。在上述週期性命令出現後，在上述週期性命令出現前在一所謂睡眠模式下操作之SOC U1執行圖3a之流程圖之一所謂喚醒步驟100。接著，圖2之SOC U1在圖3a之一步驟105中測試圖2之SOC U1是否已起始達第一時間。若其在之前已起始，則在圖3a之一步驟110中，SOC U1開啟或啟動圖2之FET Q1以用於(如之前解釋)藉由SOC U1點詢讀取開關S1之狀態之埠P0_6而啟動圖1A之鎖栓16之狀態檢查。在點詢埠P0_6後，如之前解釋，SOC U1撤消啟動FET Q1。

接著，在圖3a之一步驟115中，SOC U1開啟或啟動圖2之FET Q2以用於藉由讀取在埠P2_0處產生之輸出信號PRX檢查近接偵測器U2之狀態。隨後，在圖3a之一步驟120中，在SOC U1之處理器(未展示)中將圖2之近接偵測器U2輸出信號PRX之讀數與開關S1之先前獲取之狀態之讀數比較以用於提供在SOC U1之一處理器(未展示)中執行之錯誤檢查。若在圖3a之一步驟125中，讀數一致或經驗證，則在由隨後參考之圖4及圖5之BLE-ZigBee橋接裝置306執行之一步驟126中，發 射圖1A之鎖栓16之狀態(鎖定或解鎖)。而後，在圖3a之一步驟130中，圖2之SOC U1返回至所謂睡眠模式。

若在圖3a之一步驟105處，判定圖2之SOC U1已起始達第一時間，則在圖3b之一校正常式之一步驟135中，圖4及圖5之隨後參考之BLE-ZigBee橋接裝置306發射請求使用者啟動圖1A之鎖栓總成8之一訊息。藉由將鎖栓總成8之當前狀態(鎖定或解鎖)改變至另一狀態而執行鎖栓總成8之啟動。接著，在圖3b之一步驟140中，圖2之SOC U1點詢圖2之埠P0_6及埠P2_0之各者且儲存開關S1及IR偵測器U2之各者之狀態。接著，在圖3b之一步驟145中，SOC U1將一訊息發射至定位靠近圖1A之鎖栓16之一使用者而請求使用者將鎖栓16之狀態自其先前鎖定或解鎖狀態改變至相對狀態。在改變鎖栓16之狀態後，在圖3b之一步驟150中，圖2之SOC U1點詢圖2之埠P0_6及埠P2_0之各者且儲存開關S1及IR偵測器U2之各者之狀態。此校正程序用於確定各開關S1及近接偵測器U2確實回應於鎖栓16之狀態之改變而改變狀態。

若在圖3a之步驟125處，在圖2之SOC U1中之處理器(未展示)判定錯誤已出現，則SOC U1起始圖3c之一錯誤常式。在一步驟152中，圖2之SOC U2再啟動FET Q1以用於在埠P0_6處讀取開關S1之狀態且再啟動圖2之FET Q2以用於藉由在埠P2_0處讀取輸出信號PRX而讀取近接偵測器U2之狀態。接著，在圖3c之一步驟155中，將圖2之近接偵測器輸出信號PRX之讀數與開關S1之狀態之讀數比較。若在圖3c之一步驟160中，讀數一致或經驗證，則接著進行圖3a之步驟126。否則，在圖3c之一步驟165中，圖4及圖5之隨後參考之BLE-ZigBee橋接裝置306發射一錯誤訊息。接著，在圖3c之一步驟170中，圖2之SOC U1返回至所謂睡眠模式。

除圖2之天線E1及電池B1外，在圖2中描繪之感測器總成8之電路之剩餘部分安裝於圖1A之一第一印刷電路板(PCB)25上。電池R1安 裝於一第二PCB 26上，使用接腳支座27將第二PCB 26連接至PCB 25。PCB 25、PCB 26及接腳支座27形成具有約1/3吋之一長度尺寸(在鎖栓16之運動方向上量測)之一結構。

一彈簧29具有遠離PCB 26之一端部分，其與外殼22之一後壁22a滑動接觸，而不被緊固或固定。彈簧29具有機械式地附接至PCB 26之一相對端。因此，彈簧29經插入至感測器總成8與後板22a之間。如隨後解釋，在安裝期間，彈簧29及PCB 25、PCB 26及接腳支座27之結構經手動推入腔24中以無限期保持於此。

較佳地，鎖栓16應具有相對於圖2之柱塞開關S1之足夠間隙以免當圖1A之鎖栓16解鎖時接觸開關S1。亦較佳地，鎖栓16應能夠接觸圖2之柱塞開關S1而當鎖栓16鎖定時不使圖1A之彈簧29完全壓縮。

在執行一發明特徵中，圖2之電池B1、開關S1、偵測器U2及SOC U1安置於藉由連接至彈簧29之PCB 25及PCB 26形成之結構上。有利地，將彈簧插入外殼22之壁22a與藉由PCB 25、PCB 26及支座27形成之結構之間以提供將完全包含於圖1A之腔24中之電池B1、開關S1、偵測器U2及SOC U1一起位移之能力。由鎖栓16之運動造成一起位移圖1A之電池B1、開關S1、偵測器U2及SOC U1。彈簧29之撓曲能力補償針對鎖栓16選擇之一特定行程距離、鎖栓16之一特定選擇之長度及在門46與框架44之間選擇之一特定間隙。當鎖栓16自解鎖位置移動至鎖定位置時，藉由彈簧29之不同程度之壓縮/擴展等等可獲得補償，且反之亦然。

在執行另一發明特徵中，在門框架44中之安裝期間，藉由彈簧29之操作回應於鎖定/解鎖鎖栓16之PCB 25、PCB 26及接腳支座27一起橫向移動之能力可避免調整感測器總成8之位置的需要。此特徵使感測器總成8可通用於適應行程距離間之差異及類似於鎖栓16之不同鎖栓之長度之差異且亦容納在各種門與門框架組合之間的(諸如門46 與門框架44之間)對應間隙之差異。

在執行一進一步發明特徵中，在藉由PCB 25、PCB 26及接腳支座27形成之結構上封裝電池B1、平衡不平衡轉換器低通濾波器整合式被動組件T、SOC U1、IR偵測器U2及開關S1避免將可移動感測器總成8之任何零件安裝於腔24外部之需要。另外，可按大小製造感測器總成8以適應共同的工業標準。因此，感測器總成8及外殼22僅需對門框架、門及鎖栓之既有的組合作最小的修改或不需修改。

有利地，除彈簧29之彈簧作用外，彈簧29亦可充當圖2之天線E1。此特徵提供彈簧29之一更有效使用。

圖1B繪示當感測器總成8自框架44分離時且在插入至腔24中之前之圖1A之感測器總成8之一側視圖。圖1C繪示圖1B之感測器總成8之一正視圖。在圖1A、圖1B、圖1C、圖2、圖3a、圖3b及圖3c中之類似符號及數字指示類似物件或功能。

有利地，圖1A之感測器總成8並不牢固地附接至腔24之任一壁。舉例而言，彈簧29接觸壁22a但不牢固地附接至其。圖1C之各者之感測器總成8包含一組4個彈性腳部47，其等均勻分佈於圍繞其圓周48之各90度角間隔處。各腳部47係由一可撓性材料形成以形成一弧形彈簧。當圖1B之感測器總成8仍未安裝於圖1A之腔24中時，圖1B之各腳部47之一彎曲部分47a與具有一中心軸49及一直徑D1之圖1C之圓周48相切。當圖1B之感測器總成8仍未安裝於圖1A之腔24中時，直徑D1大於圖1A之腔24之直徑D2。

有利地，在安裝期間，僅藉由一手動滑動推進將圖1B之感測器總成8插入至圖1A之腔24中。因此，圖1B之可撓腳部47經撓曲使得圖1C之距離D1縮小(以未展示的方式)且變得等於圖1A之距離D2。

圖1B之軸49亦表示(例如)感測器28a之位移之一方向。當感測器總成8安裝於腔24內側時，圖1B之可撓腳部47之各者產生一徑向力(未 展示)，該力具有在垂直於圖1B之軸49之一方向之一方向上之一分量。

有利地，當鎖栓16處於解鎖位置時，可撓腳部47有利地能夠防止圖1A之感測器系統8掉出腔24或與腔24分離。如之前指示，在安裝至圖1A之腔24中期間，圖1B之可撓腳部47使感測器總成8能夠插入。因此，如之前解釋，僅藉由將感測器總成8推至腔24中而實現將感測器總成8安裝至腔24中，此可藉由實質上未經訓練之使用者來完成。

圖4繪示用於經由圖4之一行動電話301將圖1A之鎖栓16之狀態傳送至一使用者(未展示)之一通信網路300之一方塊圖。在圖1A、圖1B、圖1C、圖2、圖3a、圖3b、圖3c及圖4中之類似符號及數字指示類似物件或功能。

為獲得圖1A之鎖栓16之狀態資訊，使用者啟動圖4之行動電話301中之一行動電話App。因此，行動電話301透過一經訂用之行動電話服務(諸如Skype或Google)電話呼叫一所謂網際網路雲端302。通常將在一3G網路或一長期演進網路(4G LTE)無線通信網路303上發射電話呼叫。

一行動電話服務供應商以一熟知方式產生一網際網路協定(IP)(諸)封包304。作為網際網路協定組之網際網路層中之主協定之IP具有基於封包標頭中之IP位址自源主機將封包304遞送至目的地主機之任務。使用一正確媒體存取控制(MAC)位址(未展示)(其係經分配給(例如)一使用者之家中一目標閘道305之一唯一識別符)選路IP封包304。閘道305含有一ZigBee路由器。此路由器利用所使用之熟知ZigBee規格協定來產生小型低電力無線通信裝置之無線個人區域網路(WPAN)。

形成IP位址之一細分之一子網路或子網位址用來使對應封包304經由與鎖栓系統8配對而形成一端點裝置之BLE-ZigBee橋接裝置306 到達目標鎖栓系統8。閘道305轉譯所接收之IP封包304，使得其可使用對應子網位址選路至安裝於使用者之家中之BLE-ZigBee橋接裝置306。因此，利用具有16個通道之2.4GHZ載體頻率使用ZigBee無線協定將閘道305中之經轉譯之封包發送至BLE-ZigBee橋接裝置306。所接收之封包304中之資料規定待查詢鎖栓感測器系統8。ZigBee橋接裝置306含有附接至其之鎖栓感測器系統8上之經更新之資訊。圖2之SOC U1主要處於一低電力模式中，且週期性地喚醒以檢查圖1A之鎖栓16之狀態且使用BLE協定將該資訊發送至圖4之BLE-ZigBee橋接裝置306，如之前提及。

接著，BLE-ZigBee橋接裝置306留存圖1A之鎖栓16之最近狀態。在使用者經由圖4之行動電話301中之行動電話App起始命令後，接著，圖4具有圖1A之鎖栓16之最近更新之狀態，接著，使用相同MAC定址方案將圖1A之鎖栓16之最近更新之狀態發送回至圖4之行動電話301。因此，有利地，圖1A之鎖栓16之最近狀態可經傳送至位於實際上世界上任一處之圖4之行動電話301。

因為自小硬幣型電池B1操作圖2之SOC U1，故其電力消耗較佳地應保持低。因此，在圖1A之天線E1與圖4之BLE-ZigBee橋接裝置306之一天線(未展示)之間的BLE無線信號之範圍通常限制於50’或更小。在許多情況中，其無法發射穿過壁。相比而言，BLE-ZigBee橋接裝置306可由一傳統主幹線電壓VMAIN(在美國係110V)來供電。因此，BLE-ZigBee橋接裝置306不具有圖2之SOC U1之電力消耗約束。

有利地，圖4之BLE-ZigBee橋接裝置306之使用容許藉由使用BLE-ZigBee橋接裝置306中之一內建收發器(未展示)來延伸與閘道305之通信範圍。結果係BLE-ZigBee橋接裝置306與閘道305之路由器之間的通信範圍係最小100’而具有發射穿過壁之能力。

一可選安全平板電腦310可充當一家庭安全控制器。平板電腦 310可採用BLE協定或ZigBee協定以用於與BLE-ZigBee橋接裝置306通信。若平板電腦310採用ZigBee協定，則BLE-ZigBee橋接裝置306與平板電腦310之間的通信範圍亦係最小100’而具有發射穿過壁之能力。

圖5繪示形成於與包含圖4之鎖栓感測器系統8之若干感測器通信之圖4之通信網路300之一擴展之一家庭自動網路400之一方塊圖。在圖1A、圖1B、圖1C、圖2、圖3a、圖3b、圖3c、圖4及圖5中之類似符號及數字指示類似物件或功能。

圖5之BLE-ZigBee橋接裝置306產生一微微網，其包含鎖栓感測器系統8及可附接至其(其中BLE-ZigBee橋接裝置306作為一主控)之一類似鎖栓感測器系統88。在任何給定時間，資料可在作為主控之BLE-ZigBee橋接裝置306與作為從屬裝置之鎖栓感測器系統8及88之任一者之間轉移。作為主控，BLE-ZigBee橋接裝置306可選擇定址哪個從屬裝置。各鎖栓感測器系統8及88通常處於一低電力、睡眠狀態且藉由圖1A之對應SOC U1之一內部計時器週期性喚醒，藉由BLE-ZigBee橋接裝置306設定該計時器一規定週期。

BLE-ZigBee橋接裝置306存留鎖栓感測器系統8及88之各者何時喚醒之資訊且建立與之通信，其包含資料交換。接著，BLE-ZigBee橋接裝置306與鎖栓感測器系統8及88之各者再同步喚醒時間，設定再喚醒之時間週期，起始對應鎖栓感測器系統8或88開始圖1A之對應SOC U1中其內部喚醒計時器之命令，且接著命令圖5之對應鎖栓感測器系統8或88進入其低電力睡眠狀態中。

若添加類似於鎖栓感測器系統8之一新鎖栓感測器系統(未展示)，則新鎖栓感測器系統及BLE-ZigBee橋接裝置306經歷一所謂接合程序，從而配對兩個裝置。藉由一特定使用者命令以產生一接合而觸發此程序(稱為專有接合)，或當最初安裝至作業中且為安全目的需要識別一裝置時自動觸發此程序(稱為一般接合)。鎖栓感測器系統8或 88之藍牙協定基於SAFER+塊加密使用客製演算法實施機密性、鑑別及密鑰導出。

圖5之一通信網路300’類似於通訊網路300，通信網路300’具有各參考網路300中之類似符號及數字之元件，除一撇號「‘」外，該撇號係附加至網路300’中之對應元件符號，舉例而言，鎖栓感測器系統8’及88’。網路300及300’之一所得組合之網路型態稱為一星狀網路。此意謂(例如)BLE-ZigBee橋接裝置306及一BLE-ZigBee橋接裝置306’與閘道305之路由器通信而非彼此通信。

8‧‧‧感測器總成/鎖栓感測器系統

9‧‧‧前板

16‧‧‧鎖栓

16a‧‧‧正面

18‧‧‧把手

22‧‧‧外殼

22a‧‧‧後壁/後板

24‧‧‧鎖栓腔

25‧‧‧第一印刷電路板(PCB)

26‧‧‧第二印刷電路板(PCB)

27‧‧‧接腳支座

28a‧‧‧感測器

28b‧‧‧感測器

29‧‧‧彈簧

44‧‧‧門側柱或框架

46‧‧‧門

47‧‧‧腳部

B1‧‧‧鋰硬幣型電池

D2‧‧‧直徑/距離

E1‧‧‧天線

U1‧‧‧系統單晶片(SOC)

U2‧‧‧偵測器

Claims (2)

1. 一種鎖栓感測器總成，其包括：一感測器，其能夠安置於形成於一門之一框架中之一腔中以用於感測一鎖栓位置以產生指示該鎖栓位置何時在該腔中處於一鎖定位置且該鎖栓位置何時在該腔外側處於一解鎖位置之一輸出信號；及一無線發射器，其回應於該感測器輸出信號且能夠安置於該腔中以用於發射含有自該輸出信號導出之資訊之一無線信號，該感測器及該無線發射器彼此經機械耦合且能夠根據該鎖栓位置在該腔中一起位移。
2. 如請求項1之鎖栓感測器總成，其進一步包括用於供電至該無線發射器及該感測器之一電池，其中該電池、該發射器及該感測器經機械耦合在一起且能夠根據該鎖栓位置在該腔中一起位移。