TWM578318U - Passive electronic lock - Google Patents

Abstract

一種被動式電子鎖，其可接收一外部電子裝置發射的電磁波作為其電力，以驅動被動式電子鎖的栓鎖機構進行開鎖，同時該外部電子裝置又可以發送密碼資訊至被動式電子鎖中進行解鎖。而外部電子裝置可以是最常用的智慧型手機或平板電腦，如此使用者不需要再攜帶鑰匙或感應卡片，可直接以隨身攜帶的智慧型手機進行解鎖或設定密碼等操作。

Description

被動式電子鎖

本創作係有關於一種電子鎖裝置，特別是有關於一種以外部裝置發送之電磁波作為電力而驅動之被動式電子鎖。

鎖具在日常生活中適經常會使用的器具，一般的鎖具多半是機械式的，例如以鑰匙插入鎖孔中旋轉而進行開鎖，而鑰匙上的齒會與鎖具中的機構進行配合，當鑰匙的齒型及齒數符合鎖具機構的結構時，即可進行開鎖。除了機械式鎖具之外，近來也發展出電子鎖具，利用電力驅動開鎖，例如利用感應卡片，當卡片中的資訊符合鎖具中預設的密碼時，鎖具本身會以電力驅動的方式進行開鎖，但是這種主動式電子鎖必須要以電源對其供電。

現今另外發展出無電源的電子鎖，在鎖具中設置簡單的發電機構，當使用者插入鑰匙時，藉由插入鑰匙或旋轉鑰匙的動作可以驅動發電機構而產生電力，然後利用所產生的電力驅動電子鎖而解鎖。但是這種機電混合式的電子鎖，使用者仍然必須攜帶及保管鑰匙，頗為不便。

有鑑於此，本創作提供一種被動式電子鎖，其可接收一外部電子裝置發射的電磁波作為其電力，以驅動被動式電子鎖的栓鎖機構進行開鎖，同時該外部電子裝置又可以發送密碼資訊至被動式電子鎖中進行解鎖。而外部電子裝置可以是最常用的智慧型手機或平板電腦，如此使用者不需要再攜帶鑰匙或感應卡片，可直接以隨身攜帶的智慧型手機進行解鎖或設定密碼等操作。

本創作之被動式電子鎖的一實施例包括一栓鎖件、一驅動模組、一電力儲存模組、一電力輸出控制模組、一控制模組、一第一天線模組以及一第二天線模組。栓鎖件可於一第一位置以及一第二位置之間移動，其中第一位置對應於被動式電子鎖的上鎖狀態，第二位置對應於被動式電子鎖的解鎖狀態。驅動模組可連接於栓鎖件，驅動栓鎖件於第一位置及第二位置之間移動，電力儲存模組可儲存電能，電力輸出控制模組可電性連接電力儲存模組以及驅動模組，控制模組可電性連接電力輸出控制模組，儲存模組可資訊連接於控制模組，可儲存至少一第一密碼，第一天線模組可電性連接於電力儲存模組，第二天線模組可電性連接於儲存模組。第一天線模組接收發射自一外部裝置之電磁波，並轉換成電流而將電能儲存在電力儲存模組中，第二天線組接收外部裝置發射之電磁波以及控制訊號，並轉換成電能供給至控制模組，控制訊號被傳送至控制模組，當控制訊號包括一密碼資訊時，控制模組將密碼資訊與儲存於儲存模組的第一密碼進行比對，若密碼資訊與第一密碼相符，則控制模組控制電力輸出控制模組，使儲存於電力儲存模組的電能被供給至驅動模組，而使栓鎖件自第一位置移動至第二位置。

在另一實施例中，本創作之被動式電子鎖更包括一整流模組，電性連接於該第一天線組以及該電力儲存模組。

在另一實施例中，第一天線組包括一單天線組。

在另一實施例中，第一天線組包括一雙天線組。

在另一實施例中，電力儲存模組包括一電力儲存元件。

在另一實施例中，驅動模組包括一驅動裝置以及一驅動件，驅動件連接於栓鎖件，驅動裝置驅動該驅動件而使栓鎖件於第一位置與第二位置之間移動。

在另一實施例中，儲存模組包括一可程式之唯讀記憶體。

在另一實施例中，當控制訊號包括一重置訊號時，控制模組消除該儲存模組中的該第一密碼。

在另一實施例中，當控制訊號包括一設定訊號時，儲存單元接收並儲存來自外部裝置的一第二密碼。

在另一實施例中，本創作之被動式電子鎖更包括一顯示模組，電性連接於該控制模組，該顯示模組包括一第一顯示模式、一第二顯示模式以及一第三顯示模式，該第一顯示模式係對應於該解鎖狀態，該第二顯示模式係對應於該密碼資訊對比於該第一密碼為錯誤的狀態，該第三模式係對應於一第二密碼取代該第一密碼的狀態。

本創作的被動式電子鎖可以利用隨身攜帶的可攜式電子裝置發出的電磁波提供電力，藉以進行解鎖、上鎖或重新設定密碼等操作，被動式電子鎖本身不需要設置電源 ，不會有在電量耗盡之後必須更換電源才能使用的問題，另外，使用者不需要攜帶鑰匙或感應器，只需要使用隨身攜帶的可攜式電子裝置即可進行開鎖，相當方便。

請參閱圖1，其表示本創作之被動式電子鎖的一實施例。本創作的被動式電子鎖100包括一栓鎖件10、一驅動模組20、一電力儲存模組30、一電力輸出控制模組40、一控制模組50、一儲存模組60、一第一天線模組70以及一第二天線模組80。

栓鎖件10可於一第一位置以及一第二位置之間移動，其中第一位置對應於該被動式電子鎖的上鎖狀態，第二位置對應於被動式電子鎖的解鎖狀態。驅動模組20係連接於該栓鎖件，驅動該栓鎖件於該第一位置及該第二位置之間移動。在本實施例中，驅動模組20包括一驅動件21以及一驅動裝置，驅動裝置可以是電磁閥，在另一實施例中驅動裝置可以是電動馬達。驅動件21係連接於栓鎖件10，且連接於電動馬達22的輸出軸，電動馬達的輸出軸旋轉可驅動驅動件21旋轉，並帶動栓鎖件10在第一位置及第二位置之間移動。

電力儲存模組30可儲存電能，在本實施例中，電力儲存模組30可以包括一電力儲存元件，電力儲存元件可以是例如電容元件，其以電位差的形式儲存電能。

電力輸出控制模組40係電性連接電力儲存模組30以及驅動模組20。電力輸出控制模組40可以是以電晶體組成的控制電路，例如以場效電晶體(FET)，特別是金屬氧化半導體場效電晶體(MOFET)所構成之控制電路，可以在特定的電壓條件下，導通電力儲存模組30與驅動模組20，而使電力儲存模組60的電力被供應至驅動模組20。另外，由於電力輸出控制模組40連接至驅動模組20，即電力輸出控制模組40連接至驅動裝置，如上述之電動馬達或電磁閥電力輸出控制模組40使電力儲存模組60的電力被供應至電動馬達或電磁閥而使電動馬達的轉軸轉動或使電磁閥的閥桿移動而使栓鎖件10轉動或移動而解鎖。上鎖的動作可以由使用者手動進行，例如使用者以手直接將栓鎖件10從第二位置推壓至第一位置完成上鎖，開鎖時再以上述電子驅動的方式使栓鎖件10從第一位置移動至第二位置。

控制模組50係電性連接電力輸出控制模組40，儲存模組60係資訊連接於控制模組50，可儲存至少一第一密碼，控制模組50可以將使用者輸入的密碼資訊與儲存模組60所儲存的第一密碼進行比對，當密碼資訊符合第一密碼時，控制模組50使電力輸出控制模組40的電晶體導通，而使電力儲存模組30的電力被供應至驅動模組20，移動鎖扣件10進行解鎖。在本實施例中，儲存模組60可供儲存多組密碼，也就是本創作的被動式電子鎖可以供多數個使用者使用，每個使用者可以設定自己的密碼並儲存於儲存模組60中，開鎖時以每個使用者可以用手機輸入自記設定的密碼進行解鎖。在另一實施例中，也可以是一位使用者同時儲存多組密碼，而輸入的密碼資訊必須與這多組密碼都符合才能解鎖。

第一天線模組70係電性連接於電力儲存模組30，第一天線模組70接收發射自一外部裝置E之電磁波，並轉換成電流而將電能儲存在電力儲存模組60中，外部裝置E可以是智慧型手機、平板電腦或感應器，以近場通訊(near field communication，NFC)協定與被動式電子鎖100進行訊號的傳遞及資訊的交換。第一天線模組70可以是線圈式天線，以電磁感應的方式，在第一天線模組70上產生電流，並將電能儲存於電力儲存模組60的電容器中。

第二天線模組80係電性連接於儲存模組60，第二天線組80接收外部裝置E發射之電磁波以及控制訊號，並轉換成電能供給至控制模組50，控制訊號被傳送至控制模組50。儲存模組60可包括一可程式之唯讀記憶體，例如EEPROM，可以在特定的物理(紫外光)或電壓條件下，抹除記憶體中儲存的資訊，而儲入新的資訊。控制模組50可包括一類比/數位轉換元件，將外部裝置E傳送之類比訊號轉換成數位訊號，供控制模組50的微處理器進行數據處理。

控制訊號可包含解鎖訊號、重置訊號及設定訊號。當控制訊號包括解鎖訊號時，控制模組50將使用者輸入之密碼資訊與儲存於儲存模組60的第一密碼進行比對，若密碼資訊與第一密碼相符，則控制模組50控制電力輸出控制模組40，使電力輸出控制模組40中的開關元件或電路導通，而使儲存於電力儲存模組30的電能被供給至驅動模組20，而使栓鎖件10自第一位置移動至第二位置，進行解鎖。

本創作的被動式電子鎖100更包括一整流模組90，電性連接於第一天線組70以及電力儲存模組30。整流模組90係將第一天線模組70產生的交流電流轉變成直流電流。請參閱圖2，其表示第一天線模組70的一實施例。在本實施例中，第一天線模組70為一單天線組，而整流模組90可包括一二極體，利用其順向偏壓導通，逆向偏壓截止的特性，可以對交流電流進行半波整流。另外，請參閱圖3，其表示第一天線模組70的另一實施例。在本實施例中，第一天線模組70為一雙天線組，而整流模組90可包括兩個二極體並以中心抽頭或者是使用格雷茲電橋(Graetz bridge)的方式進行全波整流，或者是雙天線組中的一天線組71串聯一反相電路，然後與另一天線組72並聯於一二極體，也可進行全波整流。

本創作的被動式電子鎖100更包括一顯示模組110，電性連接於控制模組30，顯示模組110可顯示被動式電子鎖100的相關狀態。在本實施例中，顯示模組110可包括一發光二極體，控制模組30可對應於被動式電子鎖100的不同的狀態，使發光二極體產生不同的發光模式，例如間歇地閃光、全亮或熄滅等。

接著請參閱圖4，其表示本創作之被動式電子鎖100的操作流程。

在步驟S1中，判斷是否有外部裝置E接近，例如判斷是否有近場通訊(NFC)協定的可攜式裝置靠近，若有外部裝置E接近，則進入步驟S2，若無外部裝置接近，則繼續判斷是否有外部裝置接近。

在步驟S2中，外部裝置E與第一天線組70電磁感應後，在第一天線模組70上產生電流，並經由整流模組90整流後，將電能儲存於電力儲存模組30，即對電力儲存模組30的電容元件進行充電，接著進入步驟S3。

在步驟S3中，外部裝置E發送控制訊號，並由第二天線模組80接收，控制訊號被傳送至控制模組50，接著進入步驟S4。

在步驟S4中，控制模組50判斷控制訊號是否為重置訊號，即使用者是否在外部裝置E按下重置按鍵，在外部裝置E中可以安裝與本創作之被動式電子鎖100對應的應用程式，此應用程式產生一操作介面，該操作介面可以提供字符輸入按鍵的圖像或重置按鍵的圖像，讓使用者可經由該操作介面發送不同的控制訊號。當使用者按下重置按鍵時，重置訊號會由第二天線模組80接收並傳送至控制模組50，若控制模組50判斷接收到重置訊號，則進入步驟S5，若控制模組50判斷未接收到重置訊號，則進入步驟S6。

在步驟S5中，控制模組50清除儲存模組60中所儲存的第一密碼，並使本創作的被動式電子鎖100回復到出廠時的狀態，也就是清除所有使用者對本創作的被動式電子鎖100做的所有設定，回復到出廠時的初始狀態。

在步驟S6中，控制模組50判斷控制訊號是否為解鎖訊號，若判斷控制訊號為解鎖訊號，則進入步驟S7，若判斷控制訊號不是解鎖訊號，則進入步驟S8。

在步驟S7中，控制模組50比對使用者輸入的密碼資訊是否與儲存於儲存模組60的第一密碼相符，若使用者輸入的密碼資訊與第一密碼相符，則進入步驟S71，若使用者輸入的密碼資訊與第一密碼不相符，則進入步驟S72。

在步驟S71中，控制模組50判斷電力儲存模組30儲存的電能是否已達到可使驅動模組20作動的位準，例如電容元件的電位差是否已達到一基準值，若電力儲存模組30儲存的電能已達到可使驅動模組20作動的位準，則進入步驟S73。

在步驟S73中，控制模組50控制電力輸出控制模組40使驅動裝置20作動，而使栓鎖件10從第一位置移動置第二位置而解鎖，然後結束操作流程。

在步驟S72中，顯示模組110顯示密碼錯誤，例如發光二極體間歇地閃爍，然後結束操作流程。

在步驟S8中，控制模組50判斷控制訊號是否為設定訊號，當控制模組50判斷控制訊號為設定訊號時，進入步驟S81。

在步驟S81中，控制模組50將使用者輸入的第二密碼儲存於儲存模組60，接著進入步驟S82。

在步驟S82中，顯示模組110顯示完成設定的狀態，例如顯示模組110的發光二極體連續發光一既定時間然後熄滅一既定時間，在連續發光一既定時間，例如連續發光5秒後熄滅1秒，然後再連續發光5秒。

顯示模組110可包括一第一顯示模式、一第二顯示模式以及一第三顯示模式，第一顯示模式係對應於解鎖狀態，該第二顯示模式係對應於該密碼資訊對比於該第一密碼為錯誤的狀態，該第三模式係對應於設定一第二密碼並儲存的狀態，每次設定及儲存密碼時均進入第三顯示模式。對應於第一顯示模式、第二顯示模式以及第三顯示模式，顯示模組110可具有不同的顯示狀態，例如第一顯示模式可以是連續發光一既定時間後熄滅，例如連續發光5秒後熄滅，第二模式可以是間歇地閃爍，第三模式可以是連續發光若干時間，然後熄滅既定時間，再連續發光若干時間。

請參閱圖5及圖6，其分別表示本創作之被動式電子鎖100的栓鎖件10及驅動模組20位於上鎖狀態及解鎖狀態的示意圖。驅動模組20的驅動件21包括一擺臂212、一轉軸213以及一卡扣件214，轉軸213係連接於電動馬達22的輸出軸，擺臂213及卡扣件214均連接於轉軸213，擺臂212自轉軸213徑向延伸，且擺臂212的側邊抵接於栓鎖件10的突臂11，卡扣件214也自轉軸213徑向延伸且與擺臂213相距一適當的角距離。如圖5所示，當栓鎖件10位於第一位置，即本創作之被動式電子鎖100位於上鎖狀態時，栓鎖件10下沉於被動式電子鎖100之本體的凹部的底部，且栓鎖件10的突臂11向下推壓擺臂213，此時卡扣件214卡合於栓鎖件10的突臂11而使栓鎖件10定位在凹部的底部。如圖6所示，當開鎖時，電動馬達的輸出軸使驅動件21的轉軸反時針旋轉，擺臂212推動栓鎖件10的突臂11而使栓鎖件10向上離開凹部到達第二位置，同時卡扣件214解除對栓鎖件10的卡合，使本創作之被動式電子鎖100位於解鎖狀態。

本創作的被動式電子鎖100可以利用隨身攜帶的可攜式電子裝置發出的電磁波提供電力，藉以進行解鎖、上鎖或重新設定密碼等操作，被動式電子鎖100本身不需要設置電源 ，不會有在電量耗盡之後必須更換電源才能使用的問題，另外，使用者不需要攜帶鑰匙或感應器，只需要使用隨身攜帶的可攜式電子裝置即可進行開鎖，相當方便。另外，本創作的被動式電子鎖100可以儲存複數組密碼，可供多位使用者使用，或者是一位使用者可設定多組密碼，因此本創作的被動式電子鎖100可以有多種應用。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧栓鎖件 11‧‧‧突臂 20‧‧‧驅動模組 21‧‧‧驅動件 30‧‧‧電力儲存模組 40‧‧‧電力輸出控制模組 50‧‧‧控制模組 60‧‧‧儲存模組 70‧‧‧第一天線模組 71、72‧‧‧天線組 80‧‧‧第二天線模組 90‧‧‧整流模組 100‧‧‧被動式電子鎖 110‧‧‧顯示模組 212‧‧‧擺臂 213‧‧‧轉軸 214‧‧‧卡扣件 E‧‧‧外部裝置 S1-S8‧‧‧步驟 S71-S73‧‧‧步驟 S81-S82‧‧‧步驟

圖1為本創作之被動式電子鎖的一實施例的系統方塊圖。 圖2為本創作之被動式電子鎖包含單組天線而實施半波整流的示意圖。 圖3為本創作之被動式電子鎖包含雙組天線而實施全波整流的示意圖。 圖4為操作本創作之被動式電子鎖的流程圖。 圖5為本創作之被動式電子鎖的栓鎖件及驅動模組位於上鎖狀態的示意圖。 圖6為本創作之被動式電子鎖的栓鎖件及驅動模組位於解鎖狀態的示意圖。

Claims (10)

1. 一種被動式電子鎖，其包括： 一栓鎖件，可於一第一位置以及一第二位置之間移動，其中該第一位置對應於該被動式電子鎖的上鎖狀態，該第二位置對應於該被動式電子鎖的解鎖狀態； 一驅動模組，連接於該栓鎖件，驅動該栓鎖件於該第一位置及該第二位置之間移動； 一電力儲存模組，可儲存電能； 一電力輸出控制模組，電性連接該電力儲存模組以及該驅動模組； 一控制模組，電性連接該電力輸出控制模組； 一儲存模組，資訊連接於該控制模組，可儲存至少一第一密碼； 一第一天線模組，電性連接於該電力儲存模組；以及 一第二天線模組，電性連接於該儲存模組； 其中該第一天線模組接收發射自一外部裝置之電磁波，並轉換成電流而將電能儲存在該電力儲存模組中，該第二天線組接收該外部裝置發射之電磁波以及控制訊號，並轉換成電能供給至該控制模組，該控制訊號被傳送至該控制模組，當該控制訊號包括一密碼資訊時，該控制模組將該密碼資訊與儲存於該儲存模組的該第一密碼進行比對，若該密碼資訊與該第一密碼相符，則該控制模組控制該電力輸出控制模組，使儲存於該電力儲存模組的該電能被供給至該驅動模組，而使該栓鎖件自該第一位置移動至該第二位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之被動式電子鎖，其更包括一整流模組，電性連接於該第一天線組以及該電力儲存模組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之被動式電子鎖，其中該第一天線組包括一單天線組。
4. 如申請專利範圍第2項所述之被動式電子鎖，其中該第一天線組包括一雙天線組。
5. 如申請專利範圍第1項所述之被動式電子鎖，其中該電力儲存模組包括一電力儲存元件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之被動式電子鎖，其中該驅動模組包括一驅動裝置以及一驅動件，該驅動件連接於該栓鎖件，該驅動裝置驅動該驅動件而使該栓鎖件於該第一位置與該第二位置之間移動。
7. 如申請專利範圍第1項所述之被動式電子鎖，其中該儲存模組包括一可程式之唯讀記憶體。
8. 如申請專利範圍第1項所述之被動式電子鎖，其中當該控制訊號包括一重置訊號時，該控制模組消除該儲存模組中的該第一密碼。
9. 如申請專利範圍第1項所述之被動式電子鎖，其中當該控制訊號包括一設定訊號時，該儲存單元接收來自該外部裝置的一第二密碼且儲存該第二密碼。
10. 如申請專利範圍第1項所述之被動式電子鎖，其更包括一顯示模組，電性連接於該控制模組，該顯示模組包括一第一顯示模式、一第二顯示模式以及一第三顯示模式，該第一顯示模式係對應於該解鎖狀態，該第二顯示模式係對應於該密碼資訊對比於該第一密碼為錯誤的狀態，該第三模式係對應於一第二密碼取代該第一密碼的狀態。