WO2017068211A1 - Cerradura electrónica con teclado para muebles, armarios o taquillas - Google Patents

Cerradura electrónica con teclado para muebles, armarios o taquillas Download PDF

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WO2017068211A1
WO2017068211A1 PCT/ES2016/070382 ES2016070382W WO2017068211A1 WO 2017068211 A1 WO2017068211 A1 WO 2017068211A1 ES 2016070382 W ES2016070382 W ES 2016070382W WO 2017068211 A1 WO2017068211 A1 WO 2017068211A1
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electronic
lock
electronic lock
closing
lock according
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PCT/ES2016/070382
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English (en)
French (fr)
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Jon Zabala Zabaleta
Aketza Elices Ruiz
Xabier MARTINEZ AMIANO
Julien Boullié
Original Assignee
Ojmar, S.A.
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Definitions

  • the present invention falls within the field of electronic locks with keypad for lockers, cabinets or furniture.
  • Each ticket office has an independent lock or locking system, which controls the opening and closing of the ticket office.
  • the closing systems can be purely mechanical (operated by a key) or electronic (operated for example by keyboard or an RFID tag).
  • said closing systems are not connected to any central control unit, but their behavior is individual and isolated.
  • the electronic components of these locking systems can be powered by cable or locally and isolated by means of a battery in each electronic lock.
  • one or more power cables of the installation where the lockers are located serves to power each and every one of the electronic locks of the installation at all times, with the advantage of never having power problems unless there is a general breakdown in the system power supply or an unlikely failure of any of the power cables.
  • it has the disadvantage that once the furniture is manufactured it is difficult to adapt it, create grooves or gutters to hide the wiring. If it is not done very well, the material left by the user inside the ticket office can damage the installation.
  • a deployment of cables is needed throughout the installation to reach each and every one of the ticket offices, something in many cases expensive and unfeasible depending on where they are located.
  • the installation's lockers can be part of a system governed by a central unit, which allows remote control and configuration of the lockers.
  • the ticket office system in some cases is controlled by one or several local units, which are normally connected to a central unit. For example, in some gyms, a local unit governs the closing of up to 32 lockers from one screen, with as many screens as 32 blocks of lockers.
  • the electronic lock with keypad and the electronic lockout system of the present invention solves the above problem, since the locks are powered by batteries and can be operated autonomously or managed by a central unit, with a minimum consumption that allows a duration of batteries of more than two years under normal conditions of use.
  • the present invention relates to an electronic lock with keypad and an electronic locking system for furniture, cabinets or lockers comprising a plurality of electronic locks governed by a central control unit.
  • the invention is especially appropriate to be used, among others, in lockers of sports facilities, such as public swimming pools or gyms.
  • the electronic lock of the present invention is battery powered and can operate autonomously (stand-alone mode), online (online mode) or combined mode.
  • the lock When operating in online mode, the lock is managed remotely and wirelessly by a server or central control unit, which is responsible for assigning locks to users, giving opening and closing permits, managing alarms, updating the programming and configuration of locks, etc.
  • the battery or batteries are placed in a removable compartment that allows quick and easy battery replacement (the complete module is removed and is not attached to the lock, allowing it to be handled comfortably). Once the change or recharge of batteries or battery is made, it is relocated to the lock and remains attached to the lock, preferably with the use of a screw that keeps it in place and ensures good electrical contact.
  • the batteries are recharged wirelessly (for example, with the WIFI recharge), so changing batteries is not necessary.
  • the electronic lock comprises a housing with means for its fixation on the inside of a door of a piece of furniture, closet or locker, an electronically activatable closing element, an autonomous power module by means of at least one battery, a wireless communications module (preferably a WiFi module), an electronic control module and electronic access means for receiving access data, which usually include at least one identifier or an access code.
  • the electronic access means comprise a keyboard that has means for fixing it on the front of the door and is configured to communicate with the electronic control module.
  • the keyboard uses a touch technology, which avoids wear and makes a good insulation of the lock against the outside environment (dust, humidity, saline environment in spas and swimming pools, etc.).
  • the electronic control module is configured to operate the lock in any one of the following operating modes: a stand-alone mode or an online mode.
  • autonomous operation mode the lock autonomously activates the closing element based on the access data received.
  • online operation mode the lock wirelessly sends the access data to a central control unit and activates the closing element based on instructions activation received remotely from said central control unit, automatically passing the lock to operate autonomously in conditions of communication failure with the central control unit.
  • the electronic lock comprises, in addition to the keyboard, wireless electronic access means, preferably of proximity by RFID and / or NFC, in this case comprising an RF antenna and an RFID and / or NFC reader.
  • the RF antenna can be located inside the housing or outside the door, included in the keyboard itself (especially useful in the case of metal wall lockers).
  • the RFID and / or NFC reader is preferably configured to periodically energize the RF antenna and, in case of detection of an RFID and / or NFC identification, to wake up the electronic control module of the lock (this avoids having to touch the lock for wake her up, useful in case of disabled users).
  • the electronic lock may comprise additional electronic access means located on the front of the door, such as an infrared reader or a biometric reader.
  • the additional electronic access means can be implemented by one or several modules with means for fixing on the front of the door and configured to communicate with the electronic control module.
  • the electronic lock may also comprise a visible LED on the front of the door to indicate the status of the lock.
  • the lock can also comprise acoustic means with user warning functions.
  • the electronic lock communicates wirelessly with the central control unit at the initiative of the lock, keeping the wireless communications module deactivated when there is no communication.
  • the electronic lock may comprise means for detecting the state of the lock connected to the electronic control module. These detection means comprise a blocking sensor, a closing sensor and an opening sensor to detect three different possible positions of the closing element: open, closed or locked.
  • the electronic lock comprises an automatic opening and closing system of the closing element with a motor and a mobile carriage coupled by a end to the closing element and at its opposite end to a mechanical transmission system responsible for converting the rotary movement of the motor into a linear movement of the mobile car.
  • the automatic opening and closing system also comprises a first elastic element located between the mobile carriage and the closing element, the first relative mobility elastic element being presented relative to the mobile carriage in the direction of travel of the mobile carriage.
  • the closing sensor detects the mobile carriage when it is in the closed position
  • the opening sensor detects the mobile carriage when it is in the open position
  • the blocking sensor detects the position of the closing element when it is totally or partially in the opening position.
  • the electronic control module is configured to identify the locking position of the closing element or unauthorized manipulations of the lock when simultaneously the closing sensor detects that the mobile carriage is in the closed position and the blocking sensor detects that the closing element is in the open position; or when simultaneously the opening sensor detects that the mobile carriage is in the opening position and the blocking sensor detects that the closing element is not in the opening position.
  • the blocking, closing and opening sensors can be implemented by means of optical, magnetic or mechanical sensors (e.g. microswitch) that determine the state of the lock by detecting an arm of the closing element and the opposite end of the mobile carriage.
  • optical sensors e.g. microswitch
  • the electronic lock may also comprise a pusher and a locking trigger.
  • the pusher is coupled to the mobile carriage by interposition of a second elastic element, and has relative mobility with respect to the mobile carriage in the direction of travel of the mobile carriage.
  • the locking trigger rotates around an axis defining a locking position and an unlocking position, so that when the closing element is in the open position, the locking trigger is placed in its unlocking position, and when the closing element is in the closing position, the locking trigger is located between the closing element and the pusher, blocking the blocking trigger the movement of the closing element and the pusher acting as a stop of the blocking trigger.
  • the electronic lock may comprise closed door detection means, which in turn may comprise a magnetic or 'reed' sensor housed in a cavity made in the side wall of the housing in which the closure element is located, said magnetic sensor being connected to the electronic control module to determine if the door is closed by detecting a magnet fixed in the interior side wall of the furniture , closet or locker.
  • closed door detection means which in turn may comprise a magnetic or 'reed' sensor housed in a cavity made in the side wall of the housing in which the closure element is located, said magnetic sensor being connected to the electronic control module to determine if the door is closed by detecting a magnet fixed in the interior side wall of the furniture , closet or locker.
  • the electronic control module can be configured to identify unauthorized manipulations of the furniture, closet or locker by detecting the door opening when the closing element is in a closed position and generating a warning alarm.
  • the electronic lock may comprise an ultrasonic sensor or a PIR type volumetric sensor located at the rear of the housing and connected to the electronic control module to detect if the interior of the furniture, cabinet or locker is empty or occupied.
  • the electronic lock keypad is tactile.
  • the lock can be configured to randomly change the placement of the keys or numbers of the touch pad in successive uses, thereby increasing security.
  • the electronic lock may comprise wireless recharging means responsible for using the wirelessly received energy of radio frequency waves to recharge at least one rechargeable battery.
  • the lock has two modules (a first module fixed to the inside of the door and a second module, including the keypad, on the outside front of the door) that engage each other through the fixing points
  • the power supply of the module on the front of the door can be carried out using the door fixing elements, to pass the energy from the rear interior module to the front exterior module.
  • a cable connection and / or connectors between the two modules can also be used.
  • the present invention also relates to an electronic closure system for furniture, cabinets or lockers.
  • the system comprises a plurality of electronic locks as described above and at least one control unit in communication with the electronic locks.
  • the control unit or units are configured to receive access data sent wirelessly by a lock upon receipt electronic, check whether said access data grant permission to operate the electronic lock, and send activation instructions of the closing element to the electronic lock based on said check.
  • the control unit is implemented as a central control unit.
  • the control unit is implemented as a plurality of distributed control units.
  • the electronic locks and the control unit or units can form a configurable local or wide area network.
  • the electronic lock has a configuration that allows to reduce the energy consumption to a minimum, dramatically increasing the battery life, getting the lock to be asleep most of the time.
  • the electronics of the electronic lock are most of the time asleep, and it has a means of waking up to wake up the electronics when the user acts on the lock or in case of vandalism and thus achieve a drastic reduction in battery consumption.
  • the electronic lock has other additional advantages.
  • the lock is mounted on the inside of the cabinet or locker door, instead of the frame, as it does not require a power or communication cable with the central server.
  • the central server In this way it allows an easy update of autonomous mechanical or electronic locks using the standard fixings already existing in the doors, easily converting an existing system of independent lockers into a lock-in system with centralized wireless control. Therefore, the installation of online ticket office systems is greatly facilitated, without requiring the installation of additional wiring or intermediate equipment in the furniture.
  • the online ticket office system if configured, allows you to access any electronic lock directly from the Internet without using a gateway.
  • the electronic lock opens or closes automatically once it has been activated by the activation means.
  • One of the difficulties in the locks already known is to keep the doors of the lockers that are not occupied in a fully closed position, since the door is kept a little open, which affects the aesthetics.
  • These locks are usually completely asleep and to turn on the electronics the user himself has to slightly push the door, which activates a mechanical switch that, in turn, turns on the electronics, and then the lock can be operated with the RFID access means . This implies two user movements, one for Turn on the lock and another to bring the RFID key closer.
  • the door can be fully closed and with a single action the user approaches the RFID support or touches the keyboard, whereby the lock is awakened and operated in a single user operation.
  • the locks system of the present invention optimizes energy consumption, since that the energy required for locks is optimized so that they only consume when a drive or functionality is required.
  • the lock preferably comprises a keypad identification interface that can be preferably combined with a radio frequency contactless proximity interface (NFC, RFID), through which it is possible, for example, to initialize the lock, use a master key , retrieve data from the lock (such as events, configuration, status).
  • NFC radio frequency contactless proximity interface
  • the electronic lock is preferably activated by a passive RFID tag, for example in the form of a card or bracelet, so that to operate the lock, the user only has to bring the RFID tag closer and the lock automatically awakens. , without any additional action required from the user.
  • the wake of the lock to minimize consumption is done by pressing one or more keys on the keyboard.
  • the present invention also contemplates the possibility of activating the lock by means of devices with NFC or RFID technology, for example a mobile phone.
  • the electronic lock may have other activation means, such as an infrared reader or a code reader or a biometric reader.
  • the lock comprises an electronic control module responsible for validating the identification of the access means and controlling the movement of the lock closing mechanism.
  • the electronic lock preferably has means for detecting the position of the closing element (tab, latch) in three different positions: open, closed or locked.
  • These detection means are implemented by means of optical or magnetic sensors that allow to detect the location of the tongue (this functionality is equivalent to that traditionally done by means of mechanical sensors), and the mechanical blocking of the tongue, through transparent windows practiced in the housing inside.
  • He Locking sensor allows detecting attempts to violate the ticket office, when someone tries to force the lock to open the door by manually moving the tab or latch from its closed position to its open position from outside the ticket office or furniture. If the blocking sensor detects minimal movement of the tongue, the electronics wake up and a warning signal is emitted (eg a message to the central station and / or an acoustic and / or light signal from the box office itself).
  • the lock can also have a closed door detection means, preferably by means of a 'reed' magnetic switch that detects the presence of a magnet placed in the interior part of the furniture.
  • the closed door detection sensor can detect attempts at external breach of the box office, when the box door is opened by forcing it (for example, pulling hard), since in those cases the mechanics of the lock would maintain a closed position and however the ticket office door would be detected as open if it breaks or moves from its closed position.
  • the electronic lock Upon detection of an attempted door violation, the electronic lock would wake up and could emit an alarm signal, either a local warning (by LED and / or buzzer) and / or a remote warning, transmitting the alarm detection to The central control unit.
  • the lock can comprise of means for detecting the presence of objects in the box office, or of changes inside it, by means of ultrasound.
  • the lock can incorporate at its rear, on the side opposite the door of the ticket office, an ultrasonic sensor or equivalent.
  • an initial automatic calibration of the sensor must be performed according to the volume of the furniture on which the lock is installed.
  • the electronic lock control module or the central control unit if the lock is in online mode
  • Figure 1A shows the internal module of an electronic lock according to the present invention, installed inside the door of a cabinet or locker.
  • Figure 1 B represents a view of the internal side wall of the furniture or locker.
  • Figure 1 C shows a front view of the ticket office door with the external module of the electronic lock, including a keyboard, installed.
  • Figure 1D shows the random change function of the touchpad numbers.
  • Figures 2A and 2B show, respectively, a front and perspective view of the interior of the electronic lock, showing a printed circuit board and its different electronic components.
  • Figure 3 shows a system of electronic locks installed in a set of lockers, in communication with a central control unit.
  • Figure 4A shows the through hole of a metal door and Figure 4B shows the installation of the RF antenna on the external keypad, especially useful for installation on metal doors.
  • Figures 5A, 5B and 5C show flow charts of the operation of the keypad activated locks system.
  • Figures 5D, 5E and 5F show flowcharts of the operation of the system of locks activated by RFID card and keyboard.
  • Figure 6 shows a schematic front view of the elements of the automatic opening and closing system of the lock according to a possible embodiment, with the closing element in the closed position.
  • Figure 7 shows a front view of the electronic lock of Figure 6 with the closure element in the open position.
  • Figure 8 shows a front view of the electronic lock of Figures 6 and 7 with the closing element in the unblocked position, since an obstacle prevents the closing element from advancing.
  • the present invention relates to an electronic lock with keypad for furniture, cabinets or lockers, and an electronic locking system comprising a plurality of electronic keypad locks controlled by a central unit.
  • Locks System electronics are battery powered and communicate wirelessly with the central control unit, and can operate in the following ways:
  • each lock operates autonomously, deciding only when to close or close the closing element.
  • the locks communicate wirelessly with the central control unit, which decides on the opening or closing of the different locks.
  • the locks operate in a mixed mode, usually in online mode but if there is any communication failure with the central control unit it automatically starts to operate in autonomous mode.
  • the central unit receives a real-time warning and appropriate safety measures can be taken. For example, it may be decided to open the ticket office to avoid deterioration or breakage of the ticket office or of the lock, make the lock emit an audible alarm and notify the police from the central unit.
  • - Users can be assigned locks from the central unit for online, offline or combined operation. Allows you to choose the lockers and thus improve user comfort.
  • the locks can incorporate an object detection sensor inside the locker, which can, for example, give planning features for collecting used material (e.g. towels used in spa locker rooms).
  • used material e.g. towels used in spa locker rooms.
  • the electronic locking system consists of a plurality of electronic locks.
  • Figure 1 A shows, according to the present invention, an embodiment of an electronic lock mounted inside a cabinet or locker, fixed on the inside of the door 2 of the box office.
  • the electronic lock comprises two modules mechanically and electrically interconnected with each other: a first module 1 located inside the door 2 of the ticket office and a second module 1 'located in the outer front part of the door 2.
  • Figure 1 A shows the first module 1 of the electronic lock. All the electronic and mechanical components of the first module 1 of the electronic lock are located inside an external housing 3, fixed to the door 2 by means of fixing screws that pass through holes 4 of the housing 3.
  • the first module 1 of The electronic lock has a retractable closing element 5 (eg latch or tongue) activated by a motor to allow the closing or opening of the door 2 of the ticket office.
  • the closure element 5 is electrically or electronically activatable; that is, its activation is automatic, without manual operation.
  • the first module 1 of the lock also has a cavity 6 that houses a magnetic sensor (for example, a 'reed' switch), the function of which will be explained in detail later.
  • the first module 1 of the electronic lock can incorporate, in its rear part, an object detection system by means of an ultrasonic sensor 50 connected to the control element to detect if the ticket office is empty or occupied (ie with some object in its inside).
  • an ultrasonic sensor 50 connected to the control element to detect if the ticket office is empty or occupied (ie with some object in its inside).
  • a calibration of the ultrasonic sensor 50 is performed according to the volume of the ticket office.
  • the ultrasonic sensor 50 of the lock is calibrated when the locker is empty or occupied, scanning the ultrasonic sensor 50 from the control element and checking the response times at different frequencies.
  • the electronic lock detects if a certain threshold is exceeded from the value measured during the calibration in the furniture, being able to prevent the closing of empty lockers or issue an alarm if a ticket office is occupied after the closing time of the installation.
  • a possible application of the ultrasonic sensor 50 would be to periodically check, when the lock is closed, if the locker is occupied or not. For this purpose, the sweeps are repeated with the same frequencies used during the calibration periodically or upon request sent from the central unit to the lock and if the deviation in the response exceeds a certain threshold an alarm is triggered and / or door 2 is opened. the ticket office, as defined. With this it is possible to determine the closed lockers with forgotten objects inside in the closing time of the installation, thus allowing the user of the box office or an employee with a master key to release the box office and recover the forgotten objects.
  • infrared volumetric sensors of the PIR type, can be used to detect infrared reflection of the objects. Its use would be similar to that of the ultrasonic sensor, with a vacuum or busy calibration and check if the sensor measurement is above a threshold.
  • Figure 1 B shows a view of the internal side wall of the furniture.
  • the closing element 5 of the electronic lock is inserted, once extended, into an external slot 9 fixed or emptied to the inner side wall 8 of the furniture, thus preventing the opening of the door.
  • the closing element 5 can also use the furniture profile itself as a clamping element.
  • the electronic lock has a magnetic sensor installed in the cavity 6 practiced in the side wall of the housing 3 in which the closing element 5 is located (in the case shown in Figure 1 A cavity 6 is located just below the closing element 5).
  • the magnetic sensor is responsible for detecting a magnet 7 fixed on the inner side wall 8 of the furniture, as shown for example in Figure 1 B, at the same height as the magnetic sensor.
  • the lock When the movement of the closing element 5 is activated to close the lock, the lock tries to detect the presence of the magnet 7 by means of the magnetic sensor. If it detects the magnet 7, the lock considers that there is a correct operation, being the closing element 5 and the door 2 closed. If it does not detect the magnet 7, this implies that the closing element 5 is closed but that the door 2 is open, so that there is a malfunction that the lock can indicate by visual (led) and / or sound (buzzer) and / or notifying the management staff by sending a message to the central unit, notifying the user in this way that the ticket office door is not properly closed.
  • FIG 1 C shows, according to a possible embodiment, the second module 1 'or external module of the electronic lock mounted on the outer front of the door 2 of the ticket office and including a keypad 10.
  • the lock is opening and automatic closing, which does not require a drive element (knob, handle, external handle) for the user to activate the latch or tongue (although the keyboard itself can serve as a handle if required).
  • the activation of the lock by the user is carried out by means of the keyboard 10, which can be a touch keyboard (capacitive) or a conventional (non-touch) keyboard.
  • the keyboard 10 can operate simultaneously with other means of access.
  • the lock can also be activated wirelessly by means of an RFID tag (eg RFID card or RFID wristband), for which the lock would have an RFID reader, preferably located behind the keyboard 10 (the RFID antenna of the lock electronics are preferably located inside the keyboard).
  • RFID tag eg RFID card or RFID wristband
  • the RFID antenna of the lock electronics are preferably located inside the keyboard.
  • a LED 1 1 can be seen to indicate the status of the lock.
  • the RFID / NFC reading media can be included in the keyboard module 10 itself.
  • the electronic lock can additionally use alternative access means with which the user interacts to operate the lock, for example an infrared receiver 60 or a biometric reader installed on the front of the door 2 of the ticket office, thereby making the appearance External lock on door 2 may vary.
  • the lock consists of two modules connected to each other: an external identification module comprising the keyboard 10 (and optionally other alternative access means) and an internal module with the rest of the components of the lock included in the housing 3.
  • the lock can incorporate a display or different warning lights (eg several LEDs) and / or acoustic.
  • the lock can also directly receive the command to open or close wirelessly from a central unit or an external device (e.g. a wall reader) with access means.
  • the lock can use a checking system in which the joint use of both access means is required to avoid fraud.
  • the user may be required to activate the lock using the RFID card and, in addition, enter an activation code using the keyboard, acting as a second identification means that It allows you to avoid using the card in case of theft.
  • a random function (called 'scramble') can be implemented, controlled by the electronic control module 13, which randomly changes the placement or logical assignment of the keys or numbers 61 on each occasion, as shown in Figure 1 D, so that the code is not always typed in the same way, which allows another user to easily see the numerical combination that the user types.
  • the security is increased in the case that third parties observe the gestures and positions of the user's hand when entering the access code on the keyboard 10.
  • FIG 2A shows, in an embodiment that uses the keyboard 10 and wireless access means as electronic access means, a front internal view of the first module 1 of the electronic lock where the inner cover of the housing 3 has been removed and a printed circuit card 12 can be seen with different electronic components.
  • an electronic control module 13 eg a microcontroller or microprocessor
  • an RFID reader module 14 which could also be an NFC reader or an RFID / NFC reader
  • an RF antenna are arranged on the printed circuit card 12 15 which allows to receive RFID identification signals and / or communications of NFC technology (in case of need RFID and NFC the same RF antenna is used for both technologies)
  • a wireless communications module 16 a module that uses WiFi technology , in a preferred embodiment.
  • FIG 2B is a perspective view of the interior of the lock where a compartment 40 for the battery power module is shown, which may be formed by conventional batteries, a battery, a rechargeable battery or any other autonomous power source.
  • the electronic control module 13, the RFID reader module 14, the RF antenna 15 and the wireless communication module 16 are all included in the first module 1. However, in other possible embodiments some (or all) of these elements may be incorporated in the second module 1 ', below the keyboard 10.
  • FIG 3 represents a ticket office system, each of the lockers equipped with an electronic lock with keypad 10 according to the present invention.
  • the electronic locks can be activated by means of the keyboard 10 or using a passive RFID card 41 that the user must approximate to the keyboard 10 so that the RFID reader 14 of the lock, located just with the keyboard 10, with the RF antenna 15 located inside the ticket office at the height of the keyboard 10, read the data stored in the RFID card 41 and the ticket office can be opened or closed.
  • the electronic lock of each ticket office communicates wirelessly with a central control unit 42, preferably using an intermediate wireless router 45 with a wireless communication module, for example a module with WiFi technology, compatible with the wireless communications module 16 of the locks.
  • the central control unit 42 is an electronic device responsible for controlling a plurality of locks.
  • an installation may have several central control units, each controlling a set of locks either having autonomous decision-making capacity or being governed by a global control unit (in this case the central control units would be units premises that report to a general control unit of the installation).
  • the central control unit 42 can operate locally and in isolation, although in other alternative embodiments it could be accessible via the Internet, using for example a server 43 that allows managing communication with mobile user devices 44.
  • the lock can incorporate one or more rechargeable batteries with a wireless recharge functionality of them through the energy provided by the radio frequency waves (for example, the WiFi waves received from the router 45 or the RFID waves received from an active RFID key), which eliminates the maintenance of the lockers (changes of batteries or batteries).
  • the radio frequency waves for example, the WiFi waves received from the router 45 or the RFID waves received from an active RFID key
  • This system of electronic locks formed by the different electronic locks, has a minimum consumption compared to wired systems, since it practically only performs consumption and actions when a lock is activated.
  • the electronic lock is in a sleeping state all the time, with minimal power consumption at rest, to increase the autonomy of the lock.
  • energy consumption only occurs when the user activates the electronic lock by touching the keyboard 10, at which time the key is awakened.
  • passive access means without own power supply
  • passive RFID tags eg wristbands, bracelets, cards, cards
  • active access means with own power
  • NFC devices eg mobile phones, active cards
  • the user can open the lock using a known code (either by a previous programming of the lock by the user himself or from information provided during registration, personally or through the mobile).
  • the electronic lock If the electronic lock is operational in "online” mode, it sends information of the code entered by the user together with an identifier of the lock to the central control unit 42 via wireless communication.
  • the central control unit 42 checks if the received code is authorized to open the lock.
  • the central control unit 42 wirelessly sends the response to the lock, granting permission or not to activate the lock.
  • the electronic lock is operated according to the response received: it opens or does not open (and optionally accompanied by a light signaling of the 1 1 and / or audible LED).
  • the basic operation to close the lock is the same unless the mechanics allow to close the locker without having to enter a code.
  • the electronic lock can also be operated by means of a maintenance key, which can open and close different lockers of the installation.
  • the maintenance key can also be used to program the electronic lock.
  • the key maintenance operation of the lock can use the infrared receiver 60 (similar to that described for example in the patent ES2387715-B1) or the RFID / NFC interface. All operations that can be performed with the maintenance key can also be performed wirelessly via WiFi using the central control unit 42.
  • the keyboard 10 is used simultaneously with other electronic access means (e.g. an RFID / NFC reader), these access means are also waiting to be activated by the user.
  • the control module 13 of the lock awakens the electronics of the lock thanks to the RF antenna 15.
  • the electronic lock only communicates with the server when you need it, thus reducing the consumption of communications.
  • the electronic lock is continuously at rest, waiting for an RFID key (e.g. card, user wristband) or a mobile device equipped with NFC communication technology to approach. Meanwhile, periodically it is emitting through the RF antenna 15 a minimum signal that looks for the presence of an RFID card.
  • the consumption is optimized by the internal management of the lock activity and optimizing the periodicity of the signal emission.
  • the RFID reader 14 is the only one that is awake in minimum mode. Being the passive RFID card 41, the lock searches for it in a minimal way, energizing the RF antenna 15 about twice a second to check if there is an RFID and / or NFC tag or key in the antenna field and wake up in that case to the rest of the electronic components of the lock: WiFi module 16, microprocessor 13, memory, etc.
  • the awakening of the lock is carried out by detecting variations in the field received through the RF 15 proximity identification antenna without radio frequency contact placed inside the ticket office, and therefore not visible from the outside.
  • the RF antenna 15 of the lock generates the necessary energy that is transmitted to the RFID card coil 41 to generate enough current so that it can respond with the necessary data.
  • FIG 4A shows a metal door 46 with through hole 47.
  • Figure 4B represents the metal door 46, the RF antenna 49 being incorporated inside the keyboard, between the keys themselves (tracks on the keyboard motherboard).
  • the RF antenna 15 detects the presence of the RFID support.
  • the RF antenna 15 sends an electrical signal to the RFID reader 14 of the lock, which in turn awakens the electronics of the lock. From this moment on, the proximity identification interface enters into operation, that is, the RFID reader 14 and the keyboard, which retrieves the information contained in the RFID card or wristband as well as the code entered by the user and which allows identification the user, sending said information to the control module 13 for verification.
  • the electronic lock If the electronic lock is operating online, in "online” mode, then wirelessly sends the necessary information (obtained from the keyboard or extracted by other electronic means of access, for example from the RFID card) to the central control unit 42 , which has a management software that checks whether or not to authorize the lock to be closed or opened, as appropriate. After checking, the central control unit 42 sends the appropriate command to the control module 13 of the lock, which acts accordingly. If the user has the appropriate permission, the command will be opening or closing the lock. Otherwise, the central control unit 42 will deny access to the ticket office. Therefore, it is the lock that activates the opening / closing system and not the central control unit 42, which cannot interrogate the lock, which generates a drastic reduction in consumption. In an installation that has other applications, this method can be used to transmit other data contained in the RFID card 41 to the central control unit 42, which allows managing other applications at the same time (for example, credit management or updating of personal data).
  • the control module 13 of the lock has a white list with valid card / wristband identification parameters and / or keypad activation codes. In this case, the operation is similar to a "stand alone" code lock. In case the lock works only with a keypad code, the lock stores previously authorized codes and only uses these codes to activate the lock, or stores the code chosen by the user when closing the locker and allows the opening operation if this same code is typed.
  • the white list may include valid RFID card / wristband identification parameters. If the identification data read from the RFID card or wristband corresponds to those in the white list of identification parameters, the control module 13 performs the opening or closing operation if the code is also valid to perform the operation. The same operation can also be performed using a blacklist, that is, a list containing the identification data of cards / wristbands with which the locks are not intended to work. If you do not want to use either a white list or a black list, the lock still stores the necessary data when the last closure has been made.
  • the lock can act just like a "stand alone” lock: if a user with rights to open a closed lock approaches the lock, he wakes up, tries to communicate with the central unit and, if it does not succeed, it generates an event of communication error with the central unit and starts working as a "stand alone” mode and opens after checking the data stored in the card and in the lock itself.
  • the lock can operate in a combined mode, in which if the lock is in line it is the central control unit 42 that controls the opening or closing, although the lock keeps a copy of the white list or the black list and has the logic to decide what to do depending on the code entered by keyboard 10 or depending on the content of the RFID card. If after attempting to communicate with the central unit there is no connection, the lock can be autonomous to identify the permissions of the user or set of users and their permissions, because the list of card identifiers and their permissions is distributed.
  • the electronic locks form a network with a router 45.
  • Router 45 is capable of handling communication with a large number of locks. If necessary, several routers could be used to cover all installation locks.
  • the consumption of the locks is also reduced by optimizing the configuration both the beacon time and the traffic identification messages sent "DTIM" from the network to periods exceeding the standards so that the locks do not have that wake up so regularly to keep the connection alive.
  • the locks are configured to connect to the net.
  • the static parameters of the locks (associate the lock with the box office number, for example) can be collected thanks to an NFC programming device or IR programmer or with a programming card.
  • This initial configuration can also be preprogrammed during the manufacturing process of the lock itself, then allowing automatic configuration in the installation itself. Once the network configuration has been established based on the initial configuration data, all other parameters that the lock needs to operate receive them via the network automatically.
  • the locks are the elements that control the communication, that is, it is the lock that always initiates any communication with the central control unit 42, which guarantees a better management of the use of the lock battery.
  • the lock can be permanently asleep and only wake up when a user is nearby, or after an alarm type event (for example, an unauthorized attempt to manipulate the lock) or at a pre-programmed time.
  • the user when touching the keyboard 10 or when approaching the RFID card to the door, wakes up the lock, and at that time the lock operates.
  • the lock wakes periodically to make checks with the central control unit 42 and update the system, but the waking period is adapted to increase the longevity of the batteries.
  • Wireless communication between router 45 and the locks is preferably done via WiFi.
  • TCP / IP is preferably used as a communication protocol, which allows direct access to the lock without using intermediate equipment.
  • Figure 5A represents a general flow chart of the operation of the system of locks activated by means of a touch keypad, according to a possible embodiment.
  • the user approaches 400 the finger or an object to a key of the touchpad 10 located on the front of the door 2 of a ticket office. This action awakens 402 to the lock.
  • the control module 13 of the lock checks 404 if it must activate the WiFi communications module, in which case the oniine mode 406 is activated (the lock in communication with the central control unit 42) and otherwise the offiine mode 408 (the lock in isolated or autonomous operation, without communicating with the central control unit 42).
  • oniine mode 406 by keyboard activation is shown in the diagram of Figure 5B.
  • the code 410 entered by keyboard 10 (reading access data, usually an access code) is read. It is checked below if the format of the code entered is correct 412, in which case the code 414 is sent via TCP / IP protocol to the central control unit 42. If the sending is incorrect, the TCP / IP link is checked 416, and if it is correct, ask 418 to the central control unit 42 if The code entered by the user has permission to open the lock, by wirelessly sending the access data. In case the access code entered has permission, the lock is opened or closed 420, as appropriate.
  • an error message 422 is produced for the user, for example by means of a red LED or an acoustic warning. Whatever the action, the corresponding event is recorded both in the lock and in the central control unit 42.
  • FIG. 5C shows the operation of the lock in offline mode 408 activated by keyboard.
  • Offline mode 408 begins with the reading of code 430 entered by keyboard. It is checked whether the format of the code entered is correct 432 and if the access code has permission 436 to activate the lock, in which case the opening or closing 436 of the lock is proceeded. If the reading of code 430 or the format of code 432 is incorrect, or the access code does not have permission to activate the lock, an error message 438 is produced for the user. Whatever the performance, the corresponding event is recorded in the lock.
  • the lock can have, in addition to the keyboard, an RFID reader as an electronic means of access.
  • Figure 5D represents a general flow chart of the operation of the system of locks activated by RFID card.
  • the user brings 440 the RFID card 41 to the door 2 of the ticket office.
  • the RF antenna 15 of the lock 1 energizes the RFID card 41 and its presence is detected, waking 442 to the lock 1 (at least wakes the control module 13).
  • the control module 13 of the lock 1 checks 444 if the WiFi communication module must be activated, in which case the online mode 446 is activated (the lock in communication with the central control unit 42) and otherwise the offline mode 448 (the lock in isolated or autonomous operation, without communicating with the central control unit 42).
  • the RFID card 41 is read 450 (read access data, which may include, for example, an RFID card identifier and / or an access code). It is checked to Then, if the reading is correct 452, the code entered 454 is stored, and it is checked whether the code format is correct 456, in which case 458, via the TCP / IP protocol, the access data of the RFID card is sent to the central unit control 42. If the sending is incorrect, the TCP / IP link is checked 460, and if the sending is correct, the central control unit 42 is asked 462 if the RFID card 41 has permission to open the lock, via wireless sending of the access data.
  • read access data which may include, for example, an RFID card identifier and / or an access code. It is checked to Then, if the reading is correct 452, the code entered 454 is stored, and it is checked whether the code format is correct 456, in which case 458, via the TCP / IP protocol, the access data of the RFID card is sent to the central unit control 42. If the sending is incorrect, the T
  • the lock is opened or closed 464, as appropriate.
  • an error message 466 is produced for the user, acoustic and / or bright. Whatever the action, the corresponding event is recorded both in the lock and in the central control unit 42.
  • FIG. 5F shows the operation of the RFID card activated lock in offline mode 448.
  • Offline mode 448 begins with reading 470 of RFID card 41. It is checked if the reading is correct 472, the entered code 474 is stored and it is checked if the code format is correct 476. Next, an identifier corresponding to the installation number 478 is read and 480 is verified if said identifier is included in a white or black list stored in an internal memory of the lock (the installation number stored on a card allows to prevent a card from being used in several different installations). If it is included in a white list, the type of card 482 is identified. If instead it was included in a black list or there was an error in reading the card, an error 484 occurs and the user is notified user (using for example a led, a display or an audible warning). In this case, the lock also records the event.
  • the closing operation is checked. For this, it is checked whether the type of card corresponds to the type of lock 486, that is, if the type of card has permission to operate the lock in particular (for example, in a sports facility with a pool and gym there may be a type of cards to operate gym lockers and another different type of cards to operate pool lockers). If you have permission it is checked if the group of locks 488 is correct (in a locker room you can give access to a group of lockers but prohibit access to another group of lockers; for example, only club members have access to a private area of lockers and not casual people) and if the card permissions have not expired 490.
  • time zones 492 are checked, Since in sports facilities it is important to manage the schedules (for example, in an open center from 08:00 to 21: 00, the locks are not used in the same way: outside of that time the opening is allowed but the opening is prohibited Closing of lockers, while within that schedule both closing and opening of the lockers are allowed). In case there is any error 494 the user is notified; on the contrary, if there is no error and the data is correct 496, the lock 498 is closed and the corresponding event is stored.
  • the control module 13 of the lock verifies 500 if the card identifier matches the identifier of the lock, if the temporary permission of the card has not expired 490, and if the time zones 492 are correct, in which case 498 of the lock is opened, and if there is an error (494, 502) the user is notified.
  • the user's RFID card is a 504 master card, it is checked whether the data is correct 496 and the lock 498 is opened or closed, as appropriate. If the type of the RFID card is of another type 506, neither user nor master, the user is notified of error 502.
  • Figure 6 shows a schematic front view of the automatic opening and closing system of the lock, which does not require a manual actuator (for example, a knob) for the user to open or close the lock.
  • the closing element 5 is shown in the closed position.
  • the automatic opening system comprises an electric motor 20 that drives a worm 21 located on the motor shaft, a plate 23 connected to the worm 21 through a transmission mechanism 22 (eg cogwheel), and a rod 25 integral with one of its ends to the plate 23 at a point 24 of its periphery.
  • the rotation of the endless screw 21 causes the rotation of the plate 23, which generates the linear displacement of the other end 26 of the rod 25, since it is integral with a mobile carriage 27 with linear displacement by guides (not shown in the figure) .
  • a closing element 5 (a tongue or latch) is coupled to the mobile carriage 27 (which has relative mobility with respect to the mobile carriage 27 in its direction of travel due to a first elastic element 29 (for example, a spring or a fluid damper) ) located between the mobile carriage 27 and the closing element 5.
  • a first elastic element 29 for example, a spring or a fluid damper
  • a pusher 31 is also coupled to the mobile carriage 27 which shows relative mobility with respect to the mobile carriage 27 in its direction of travel due to a second elastic element 32 (eg a spring or a fluid damper) located between the mobile carriage 27 and the pusher 31.
  • the electronic lock also comprises a locking trigger 34 that rotates about an axis 36 defining a locking position and an unlocking position.
  • the locking trigger 34 When the closing element 5 is in the opening position, the locking trigger 34 is placed in its unlocked position, while when the closing element 5 is in the closing position, the locking trigger 34 is positioned between the closing element 5 and the pusher 31, as seen in Figure 6, thus blocking the movement of the closing element 5 and acting the pusher 31 as a stop of the blocking trigger 34.
  • the blocking trigger 34 when the blocking trigger 34 is in its locked position and an attempt is made to forcefully move the closing element 5 from the closing position to the opening position, said closing element 5 stops against the blocking trigger 34, which in turn stops against the pusher 31, preventing its movement towards the opening position of the closing element 5.
  • the blocking trigger 34 in its blocking position is not in direct contact with the closing element 5, but there is a clearance or separation (c as seen in Figure 6) which allows a relative movement of recoil of the closing element 5 with respect to the mobile car 27.
  • the detection of the positioning of the closing element 5 is carried out using three optical or magnetic positioning sensors: a blocking sensor 17, a closing sensor 18 and an opening sensor 19.
  • the sensors are of the optical type, of In this way, it is possible to detect the position of the closing element 5 thanks to the reflection of a light emitted by the sensor itself in an arm 33 (protrusion or protrusion) of the closing element 5.
  • the closing sensor 18 is responsible for detecting the closed position of the lock, by detecting the presence of the mobile car 27 (while the rest of the sensors do not detect presence).
  • the opening sensor 19 is responsible for detecting the open position of the lock, by detecting the presence of the mobile carriage 27 while the blocking sensor 17 is detecting the presence of the arm 31 of the closing element 5.
  • the blocking sensor 17 allows to identify a lock unlock or an attempt to breach the lock, by detecting the presence of the arm 31 of the closing element 5 while the closing sensor 18 detects the presence of the mobile car 27. Therefore, the use of these three sensors (17, 18, 19) it allows to detect three different positions of the lock: open, closed or locked.
  • the unlocked position is used to determine if there is an obstacle that prevents movement of the closure element 5 (presence of an obstacle in the tongue path, for example) or if an attempt is made to externally force the closure element 5.
  • the closing element when the closing element is in the open position and an obstacle is interposed that interrupts the exit of the closing element 5, when giving the closing order to move from the open position to the closed position the mobile carriage 27 advances to the closed position. Due to the blockage made by the obstacle, the closing element 5 cannot move forward, which causes the first elastic element 29 to be compressed by absorbing the movement of the mobile carriage 27, the blocking sensor 17 being activated. Likewise, the trigger lock 34 cannot rotate on its axis 36 since the closing element 5 prevents it. In this situation, the pusher 31 that contacts the locking trigger 34 compresses the second elastic element 32, which also absorbs the movement of the mobile carriage 27.
  • the module control 13 recognizes in real time that the closing element 5 of the lock has been electronically closed but has not been mechanically closed, since the closing sensor 18 is being activated by the mobile carriage 27 which has been placed in the position of closing but the blocking sensor 17 has remained activated when the closing element 5 cannot be moved to the closed position due to the existence of said obstacle.
  • the closing element 5 moves to the closed position driven by the first elastic element 29, and at the same time the pusher 31 places the blocking trigger 34 in its blocking position with the aid of the second element elastic 32, thanks to the fact that the closure element 5 no longer contacts it and does not interfere with its movement.
  • the control module 13 recognizes in real time when the obstacle has been released, since the blocking sensor 17 detects it when it is not activated, without the need for external elements to the lock itself or the intervention of the user.
  • This situation corresponds to an attempt to force the lock from the outside when trying to press the closure element 5 into the electronic lock.
  • the electronic lock can, depending on a predetermined configuration, keep the lock in the closed position or carry out the opening of the lock to prevent manipulation of the closing element 5 causing damage to the internal mechanism of the lock itself .
  • the control module 13 activates a local or remote alarm to report unauthorized manipulation.
  • Figure 6 also shows the magnetic sensor 35 responsible for detecting the magnet 7 placed in the inner side wall 8 of the box office, to determine if the door 2 of the box office is open or closed.
  • the magnet-based magnetic sensor can be replaced with a 'reed' type sensor.
  • Figure 7 represents the lock of Figure 6 in the open position
  • Figure 8 represents, for the same lock, an obstacle 63 that prevents the closing element from advancing.
  • Figures 6, 7 and 8 show the positioning sensors of the closing element, in particular the blocking sensor 17, the closing sensor 18 and the opening sensor 19.
  • the closing of the lock is detected by activation only. of the closing sensor 18 (see Figure 6), which detects the lower end of the mobile car 27.
  • the opening of the lock is detected by the simultaneous activation of the locking sensors 17 and opening 19 (see Figure 7 ), which detect the lower arm 33 of the closure element 5 and the lower end of the mobile carriage 27, respectively.
  • the blocking situation of the lock due to the presence of an obstacle 63 that prevents the advance of the tongue 5, is detected by the simultaneous activation of the locking and closing sensors 17 (see Figure 8), which detect the arm 33 of the closure element 5 and the lower end of the mobile carriage 27, respectively.

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Abstract

Cerradura electrónica con teclado para muebles, armarios o taquillas, que comprende: - una carcasa (3) en la parte interior de una puerta (2); - un elemento de cierre (5); - un módulo de alimentación; un módulo de comunicaciones inalámbrico (16); - un teclado (10) en la parte frontal de la puerta (2), y un módulo de control electrónico (13) que permite a la cerradura operar en dos modos de funcionamiento distintos: - modo autónomo (408) o - modo en línea (406). En el modo en línea (406) la cerradura electrónica envía inalámbricamente los datos de acceso recibidos a una unidad central de control (42) y efectúa la activación del elemento de cierre (5) en función de unas instrucciones de activación recibidas remotamente de dicha unidad central de control (42), pasando automáticamente la cerradura electrónica a operar en modo autónomo (408) en condiciones de fallo de comunicación con la unidad central de control (42).

Description

Cerradura electrónica con teclado v sistema de cierre electrónico para muebles, armarios o taquillas
DESCRIPCIÓN
Campo de la invención
La presente invención se engloba dentro del campo de las cerraduras electrónicas con teclado para taquillas, armarios o muebles.
Antecedentes de la invención
En la actualidad, las estaciones de transporte público, colegios, gimnasios, piscinas y equipamientos deportivos en general están equipados con taquillas para que los usuarios guarden temporalmente sus objetos personales. Cada taquilla dispone de una cerradura o sistema de cierre independiente, el cual controla la apertura y cierre de la taquilla. Los sistemas de cierre pueden ser puramente mecánicos (accionados mediante una llave) o electrónicos (accionados por ejemplo mediante teclado o una etiqueta RFID).
En cuanto a las taquillas equipadas con cerraduras electrónicas, en la mayoría de los casos dichos sistemas de cierre no están conectados con ninguna unidad central de control, sino que su comportamiento es individual y aislado. La alimentación de los componentes electrónicos de estos sistemas de cierre se puede realizar por cable o de manera local y aislada mediante una batería en cada cerradura electrónica.
En el caso de alimentación por cable, uno o varios cables de alimentación de la instalación donde se ubican las taquillas sirve para alimentar todas y cada una de las cerraduras electrónicas de la instalación en todo momento, con la ventaja de no tener nunca problemas de alimentación salvo avería general en el sistema de alimentación de la instalación o un fallo poco probable en alguno de los cables de alimentación. Sin embargo, tiene el inconveniente de que una vez fabricado el mueble es difícil adaptarlo, crear ranuras o canaletas para esconder el cableado. Si no se hace muy bien, el propio material que deja el usuario dentro de la taquilla puede dañar la instalación. Además, se necesita un despliegue de cables por toda la instalación para llegar a todas y cada una de las taquillas, algo en muchos casos costoso y poco viable en función de donde se ubiquen. Para evitar el laborioso y complicado proceso de alimentar por cable a cada taquilla de la instalación, se opta en muchos casos por alimentar los sistemas de cierre electrónicos de manera individual mediante baterías. Esto obliga a llevar un control individual del nivel de carga de cada batería para reemplazarla a tiempo antes de que se agote, lo cual puede ser complicado y poco eficiente en instalaciones con un número elevado de taquillas. En otros casos las taquillas de la instalación pueden formar parte de un sistema gobernado por una unidad central, la cual permite el control y configuración remota de las taquillas. El sistema de taquillas en algunos casos está controlado por una o varias unidades locales, que están normalmente a su vez conectadas a una unidad central. Por ejemplo, en algunos gimnasios una unidad local gobierna el cierre de hasta 32 taquillas desde una pantalla, habiendo tantas pantallas como bloques de 32 taquillas. En estos sistemas centralizados las cerraduras electrónicas de las taquillas están alimentadas por cable y comunicadas también de manera alámbrica con la unidad de control central o local. Estos sistemas de taquillas no tienen problemas de alimentación, al ser alimentadas por cable, y pueden ser gestionados de forma remota por la unidad central. Sin embargo, siguen teniendo el inconveniente de necesitar una costosa, y en muchos casos complicada, instalación de los cables de alimentación y los cables de comunicación con la unidad central.
En los sistemas actuales de taquillas con control centralizado no se emplean baterías para alimentar los sistemas de cierre al no ser una solución práctica, ya que la energía consumida en el propio funcionamiento de la cerradura electrónica y en la comunicación inalámbrica con la unidad central de control obligaría a reemplazar la batería cada pocos días, lo que lo convierte en una opción no viable. Estos sistemas de taquillas con control centralizado solo funcionan en modo "online", las taquillas no pueden funcionar en modo autónomo en caso de fallo de alimentación centralizada y/o de la unidad central.
La cerradura electrónica con teclado y el sistema de cierre electrónico para taquillas de la presente invención soluciona el problema anterior, al estar las cerraduras alimentadas por baterías y pudiendo funcionar en modo autónomo o gestionadas por una unidad central, con un consumo mínimo que permite una duración de las baterías de más de dos años en condiciones normales de uso.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a una cerradura electrónica con teclado y un sistema de cierre electrónico para muebles, armarios o taquillas que comprende una pluralidad de cerraduras electrónicas gobernadas por una unidad central de control. La invención es especialmente apropiada para ser utilizada, entre otras, en taquillas de instalaciones deportivas, tales como piscinas públicas o gimnasios.
La cerradura electrónica de la presente invención está alimentada por batería y puede funcionar de manera autónoma (modo "stand-alone"), en línea (modo "online") o en modo combinado. Cuando opera en modo online la cerradura está gestionada remotamente y de manera inalámbrica por un servidor o unidad de control central, el cual se encarga de asignar cerraduras a usuarios, dar permisos de apertura y cierre, gestionar alarmas, actualizar la programación y la configuración de cerraduras, etc. La batería o pilas están colocadas en un compartimento extraíble que permite el cambio de baterías fácil y rápido (se extrae el módulo completo y no queda sujeto a la cerradura, lo que permite manipularlo de manera cómoda). Una vez realizado el cambio o recarga de pilas o batería, se vuelve a recolocar en la cerradura y se mantiene sujeto a la cerradura, preferentemente con el uso de un tornillo que lo mantiene en su colocación y asegura un buen contacto eléctrico. En otra realización las pilas o batería se recargan inalámbricamente (por ejemplo, con la recarga WIFI), con lo que el cambio de pilas no es necesario.
La cerradura electrónica comprende una carcasa con medios para su fijación en la parte interior de una puerta de un mueble, armario o taquilla, un elemento de cierre electrónicamente activable, un módulo de alimentación autónoma mediante al menos una batería, un módulo de comunicaciones inalámbrico (preferiblemente un módulo WiFi), un módulo de control electrónico y unos medios electrónicos de acceso para la recepción de unos datos de acceso, los cuales normalmente incluyen al menos un identificador o un código de acceso. Los medios electrónicos de acceso comprenden un teclado que dispone de medios para su fijación en la parte frontal de la puerta y está configurado para comunicarse con el módulo de control electrónico. De manera preferente, el teclado utiliza una tecnología táctil, lo que permite evitar los desgastes y realizar un buen aislamiento de la cerradura frente al ambiente exterior (polvo, humedad, ambiente salino en spas y piscinas, etc.).
El módulo de control electrónico está configurado para operar la cerradura en uno cualquiera de los siguientes modos de funcionamiento: un modo autónomo o un modo en línea. En modo de funcionamiento autónomo, la cerradura efectúa autónomamente la activación del elemento de cierre en función de los datos de acceso recibidos. En modo de funcionamiento en línea, la cerradura envía inalámbricamente los datos de acceso a una unidad central de control y efectúa la activación del elemento de cierre en función de unas instrucciones de activación recibidas remotamente de dicha unidad central de control, pasando automáticamente la cerradura a operar en modo autónomo en condiciones de fallo de comunicación con la unidad central de control. En una realización preferente la cerradura electrónica comprende, además del teclado, unos medios electrónicos de acceso inalámbricos, preferiblemente de proximidad mediante RFID y/o NFC, comprendiendo en este caso una antena RF y un lector RFID y/o NFC. La antena RF puede estar ubicada en el interior de la carcasa o en la parte externa de la puerta, incluida en el propio teclado (especialmente útil en el caso de taquillas de paredes metálicas). El lector RFID y/o NFC está preferentemente configurado para energizar periódicamente la antena RF y, en caso de detección de una identificación RFID y/o NFC, despertar al módulo de control electrónico de la cerradura (esto permite evitar tener que tocar la cerradura para despertarla, útil en caso de usuarios discapacitados). La cerradura electrónica puede comprender medios electrónicos de acceso adicionales ubicados en la parte frontal de la puerta, como por ejemplo un lector infrarrojo o un lector biométrico. Los medios electrónicos de acceso adicionales se pueden implementar mediante uno o varios módulos con medios para su fijación en la parte frontal de la puerta y configurados para comunicarse con el módulo de control electrónico.
La cerradura electrónica puede comprender también un led visible en el frontal de la puerta para indicar el estado de la cerradura. La cerradura puede así mismo comprender medios acústicos con funciones de aviso al usuario. En una realización preferida, la cerradura electrónica se comunica inalámbricamente con la unidad central de control a iniciativa de la cerradura, manteniendo el módulo de comunicaciones inalámbrico desactivado cuando no hay comunicación.
La cerradura electrónica puede comprender unos medios de detección del estado de la cerradura conectados al módulo de control electrónico. Estos medios de detección comprenden un sensor de bloqueo, un sensor de cierre y un sensor de apertura para detectar tres posibles posiciones diferentes del elemento de cierre: abierto, cerrado o bloqueado. En una realización preferente la cerradura electrónica comprende un sistema de apertura y cierre automático del elemento de cierre con un motor y un carro móvil acoplado por un extremo al elemento de cierre y por su extremo opuesto a un sistema de transmisión mecánica encargado de convertir el movimiento rotatorio del motor en un movimiento lineal del carro móvil. El sistema de apertura y cierre automático también comprende un primer elemento elástico situado entre el carro móvil y el elemento de cierre, presentado el primer elemento elástico movilidad relativa con respecto al carro móvil en la dirección de desplazamiento del carro móvil.
En una posible realización el sensor de cierre detecta el carro móvil cuando está en la posición de cierre, el sensor de apertura detecta el carro móvil cuando está en la posición de apertura, y el sensor de bloqueo detecta la posición del elemento de cierre cuando está total o parcialmente en la posición de apertura. En este caso el módulo de control electrónico está configurado para identificar la posición de bloqueo del elemento de cierre o manipulaciones no autorizadas de la cerradura cuando simultáneamente el sensor de cierre detecta que el carro móvil está en la posición de cierre y el sensor de bloqueo detecta que el elemento de cierre está en la posición de apertura; o cuando simultáneamente el sensor de apertura detecta que el carro móvil está en la posición de apertura y el sensor de bloqueo detecta que el elemento de cierre no está en la posición de apertura.
Los sensores de bloqueo, de cierre y de apertura pueden ser implementados mediante unos sensores ópticos, magnéticos o mecánicos (e.g. microswitch) que determinan el estado de la cerradura mediante la detección de un brazo del elemento de cierre y del extremo opuesto del carro móvil.
La cerradura electrónica puede también comprender un empujador y un gatillo de bloqueo. El empujador está acoplado al carro móvil mediante interposición de un segundo elemento elástico, y tiene movilidad relativa con respecto al carro móvil en la dirección de desplazamiento del carro móvil. El gatillo de bloqueo gira alrededor de un eje definiendo una posición de bloqueo y una posición de desbloqueo, de forma que cuando el elemento de cierre está en la posición de apertura, el gatillo de bloqueo se coloca en su posición de desbloqueo, y cuando el elemento de cierre está en la posición de cierre, el gatillo de bloqueo se sitúa entre el elemento de cierre y el empujador, bloqueando el gatillo de bloqueo el desplazamiento del elemento de cierre y actuando el empujador como tope del gatillo de bloqueo. La cerradura electrónica puede comprender medios de detección de puerta cerrada, los cuales a su vez pueden comprender un sensor magnético o de tipo 'reed' alojado en una cavidad practicada en la pared lateral de la carcasa en la que se ubica el elemento de cierre, estando dicho sensor magnético conectado al módulo de control electrónico para determinar si la puerta está cerrada mediante la detección de un imán fijado en la pared lateral interior del mueble, armario o taquilla.
El módulo de control electrónico puede estar configurado para identificar manipulaciones no autorizadas del mueble, armario o taquilla mediante la detección de apertura de la puerta cuando el elemento de cierre está en una posición cerrada y generar una alarma de aviso. La cerradura electrónica puede comprender un sensor de ultrasonidos o un sensor volumétrico de tipo PIR ubicado en la parte trasera de la carcasa y conectado al módulo de control electrónico para detectar si el interior del mueble, armario o taquilla está vacío u ocupado. En una realización preferida el teclado de la cerradura electrónica es táctil. La cerradura puede estar en este caso configurada para cambiar aleatoriamente la colocación de las teclas o números del teclado táctil en usos sucesivos, aumentando de esta forma la seguridad. La cerradura electrónica puede comprender medios de recarga inalámbrica encargados de utilizar la energía recibida inalámbricamente de ondas de radiofrecuencia para efectuar la recarga de al menos una batería recargable.
Alternativamente, como la cerradura dispone de dos módulos (un primer módulo fijado a la parte interior de la puerta y un segundo módulo, incluyendo el teclado, en la parte frontal exterior de la puerta) que se enganchan el uno al otro a través de los puntos de fijación, la alimentación del módulo en la parte frontal de la puerta se puede realizar utilizando los elementos de fijación de la puerta, para pasar la energía del módulo interior trasero al módulo exterior delantero. También se puede emplear una conexión por cable y/o conectores entre los dos módulos.
La presente invención también se refiere a un sistema de cierre electrónico para muebles, armarios o taquillas. El sistema comprende una pluralidad de cerraduras electrónicas como las descritas anteriormente y al menos una unidad de control en comunicación con las cerraduras electrónicas. La unidad o unidades de control están configuradas para, ante la recepción de unos datos de acceso enviados inalámbricamente por una cerradura electrónica, comprobar si dichos datos de acceso otorgan permiso para operar la cerradura electrónica, y enviar a la cerradura electrónica unas instrucciones de activación del elemento de cierre en función de dicha comprobación. En una realización preferente la unidad de control se implementa como una unidad central de control. En otra realización la unidad de control se implementa como una pluralidad de unidades de control distribuidas. Las cerraduras electrónicas y la unidad o unidades de control pueden formar una red local o de área extensa configurable.
La cerradura electrónica dispone de una configuración que permite reducir el consumo de energía al mínimo, aumentando drásticamente la duración de la batería, consiguiendo que la cerradura esté dormida la mayor parte del tiempo. La electrónica de la cerradura electrónica está la mayor parte del tiempo dormida, y dispone de unos medios de despierte para despertar la electrónica cuando el usuario actúa sobre la cerradura o en caso de vandalismo y así conseguir una reducción drástica del consumo de la batería.
La cerradura electrónica presenta otras ventajas adicionales. En primer lugar, la cerradura se monta en la parte interior de la puerta del mueble o taquilla, en lugar del marco, al no requerir cable de alimentación o de comunicación con el servidor central. De esta forma permite una fácil actualización de cerraduras mecánicas o electrónicas autónomas utilizando las fijaciones estándares ya existentes en las puertas, convirtiendo fácilmente un sistema existente de taquillas independientes en un sistema de taquillas con control inalámbrico centralizado. Por tanto, se facilita enormemente el montaje de sistemas de taquillas online, sin requerir el montaje de cableado adicional ni de equipos intermedios en el mueble. Por otro lado, el sistema de taquillas online, si así se configura, permite acceder a cualquier cerradura electrónica directamente desde Internet sin necesidad de usar pasarela de enlace (gateway).
Adicionalmente, la cerradura electrónica se abre o cierra de manera automática una vez ha sido activada por los medios de activación. Una de las dificultades en las cerraduras ya conocidas consiste en mantener las puertas de las taquillas que no están ocupadas en posición totalmente cerrada, ya que la puerta se mantiene un poco abierta, lo cual afecta a la estética. Estas cerraduras suelen estar completamente dormidas y para encender la electrónica el propio usuario tiene que empujar ligeramente la puerta, lo cual activa un interruptor mecánico que, a su vez, enciende la electrónica, y entonces se puede operar la cerradura con el medio de acceso RFID. Ello implica dos movimientos del usuario, uno para encender la cerradura y otro para acercar la llave RFID. Sin embargo, en la cerradura de la presente invención la puerta puede estar totalmente cerrada y con una única actuación el usuario acerca el soporte RFID o toca el teclado, con lo que se consigue despertar y accionar la cerradura en una única operación del usuario.
Como ventaja adicional, mientras que en los sistemas centralizados las cerraduras electrónicas de las taquillas están permanentemente alimentadas por cable, lo cual supone un consumo elevado de energía eléctrica de la instalación cableada, el sistema de cerraduras de la presente invención optimiza el consumo energético, ya que la energía necesaria para las cerraduras está optimizada para que solo consuman cuando se requiere un accionamiento o una funcionalidad.
La cerradura comprende preferiblemente una interfaz de identificación por teclado que puede ser combinada de manera preferente con una interfaz de proximidad sin contacto por radio frecuencia (NFC, RFID), a través de la cual se puede por ejemplo inicializar la cerradura, utilizar una llave maestra, recuperar datos de la cerradura (tales como eventos, configuración, estado). En este caso, la cerradura electrónica es preferiblemente activada mediante una etiqueta RFID pasiva, por ejemplo en forma de tarjeta o pulsera, con lo que para operar la cerradura, el usuario únicamente tiene que acercar la etiqueta RFID y la cerradura se despierta de forma automática, sin ninguna acción adicional requerida al usuario. En el caso de que la cerradura no disponga de interfaz RFID/NFC, el despierte de la cerradura para minimizar el consumo se realiza pulsando una o varias teclas del teclado.
La presente invención contempla también la posibilidad de activar la cerradura mediante dispositivos con tecnología NFC o RFID, por ejemplo un teléfono móvil. Alternativamente, o de forma adicional, la cerradura electrónica puede disponer de otros medios de activación, como un lector infrarrojo o un lector de código o un lector biométrico. La cerradura comprende un módulo de control electrónico encargado de validar la identificación de los medios de acceso y controlar el movimiento del mecanismo de cierre de la cerradura.
La cerradura electrónica dispone preferiblemente de unos medios de detección de la posición del elemento de cierre (lengüeta, pestillo) en tres posiciones diferentes: abierto, cerrado o bloqueado. Estos medios de detección se implementan mediante unos sensores ópticos o magnéticos que permiten detectar la ubicación de la lengüeta (esta funcionalidad es equivalente a la realizada tradicionalmente mediante sensores mecánicos), y el bloqueo mecánico de ésta, a través de ventanas transparentes practicadas en la carcasa interior. El sensor de bloqueo permite detectar intentos de violación de la taquilla, cuando alguien intenta forzar la cerradura para abrir la puerta moviendo manualmente la lengüeta o pestillo desde su posición cerrada a su posición abierta desde el exterior de la taquilla o mueble. Si el sensor de bloqueo detecta un mínimo movimiento de la lengüeta, despierta la electrónica y se emite una señal de aviso (e.g. un mensaje a la estación central y/o una señal acústica y/o luminosa desde la propia taquilla).
Opcionalmente, la cerradura también puede disponer unos medios de detección de puerta cerrada, preferiblemente mediante un interruptor magnético de tipo 'reed' que detecta la presencia de un imán colocado en la parte interior del mueble. De esta forma, el sensor de detección de puerta cerrada puede detectar intentos de violación externos de la taquilla, cuando se abre la puerta de la taquilla forzándola (por ejemplo, tirando fuertemente), ya que en esos casos la mecánica de la cerradura mantendría una posición cerrada y sin embargo la puerta de la taquilla se detectaría como abierta si se rompe o se mueve de su posición de cierre. Ante una detección de intento de violación de la puerta, la cerradura electrónica se despertaría y podría emitir una señal de alarma, ya sea un aviso local (por led y/o zumbador) y/o un aviso remoto, transmitiendo la detección de alarma a la unidad central de control.
Opcionalmente, la cerradura puede comprender de unos medios para detectar la presencia de objetos en la taquilla, o de cambios en el interior de ésta, por medio de ultrasonidos. Así, la cerradura puede incorporar en su parte trasera, en el lado opuesto a la puerta de la taquilla, un sensor de ultrasonidos o equivalente. Al instalar la cerradura en el mueble, se debe realizar una calibración inicial automática del sensor según el volumen del mueble en el cual se instala la cerradura. Haciendo uso de este sensor a posteriori, se puede detectar si la taquilla está vacía (sin objetos en su interior) u ocupada (con algún objeto en su interior). Con esta información, el módulo de control de la cerradura electrónica (o la unidad central de control si la cerradura está en modo online) puede impedir el cierre de taquillas vacías o emitir una alarma si una taquilla queda ocupada tras la hora de cierre de la instalación para facilitar las tareas de mantenimiento y de gestión de las instalaciones.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
La Figura 1A muestra el módulo interno de una cerradura electrónica de acuerdo a la presente invención, instalado en la parte interior de la puerta de un mueble o taquilla. La Figura 1 B representa una vista de la pared lateral interna del mueble o taquilla. La Figura 1 C muestra una vista frontal de la puerta de la taquilla con el módulo externo de la cerradura electrónica, incluyendo un teclado, instalado. La Figura 1 D muestra la función de cambio aleatorio de los números del teclado táctil.
Las Figuras 2A y 2B muestran, respectivamente, una vista frontal y en perspectiva del interior de la cerradura electrónica, mostrando una tarjeta de circuito impreso y sus diferentes componentes electrónicos.
La Figura 3 muestra un sistema de cerraduras electrónicas instaladas en un conjunto de taquillas, en comunicación con una unidad central de control.
La Figura 4A muestra el orificio de paso de una puerta metálica y la figura 4B muestra la instalación de la antena RF en el teclado externo, especialmente útil para la instalación en puertas metálicas.
Las Figuras 5A, 5B y 5C muestran diagramas de flujo del funcionamiento del sistema de cerraduras activadas por teclado. Las Figuras 5D, 5E y 5F muestran diagramas de flujo del funcionamiento del sistema de cerraduras activadas por tarjeta RFID y teclado.
La Figura 6 muestra una vista frontal esquemática de los elementos del sistema de apertura y cierre automático de la cerradura según una posible realización, con el elemento de cierre en posición cerrada.
La Figura 7 muestra una vista frontal de la cerradura electrónica de la Figura 6 con el elemento de cierre en posición abierta.
La Figura 8 muestra una vista frontal de la cerradura electrónica de las Figura 6 y 7 con el elemento de cierre en posición no bloqueada, ya que un obstáculo impide el avance del elemento de cierre.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a una cerradura electrónica con teclado para muebles, armarios o taquillas, y un sistema de cierre electrónico que comprende una pluralidad de cerraduras electrónicas con teclado controladas por una unidad central. Las cerraduras electrónicas del sistema están alimentadas por batería y se comunican de forma inalámbrica con la unidad central de control, pudiendo funcionar de las siguientes formas:
- Modo autónomo, "offline" o "stand alone": cada cerradura funciona de manera autónoma, decidiendo ella sola cuándo debe abrir o cerrar el elemento de cierre.
- Modo en línea u "online": las cerraduras se comunican inalámbricamente con la unidad central de control, la cual decide sobre la apertura o cierre de las distintas cerraduras.
- Modo combinado: las cerraduras operan en un modo mixto, normalmente en modo en línea pero si existe algún fallo de comunicación con la unidad central de control pasa automáticamente a funcionar en modo autónomo.
Además de realizar operaciones tradicionales de apertura o cierre, el funcionamiento en modo online del sistema de cerraduras permite realizar numerosas acciones de mantenimiento, tales como:
- Actualización de firmware para dar más funcionalidad o corregir errores remotamente sin tener que una persona de mantenimiento realice la operación manipulando las cerraduras una a una.
- Inicialización de las cerraduras (datos de configuración iniciales, listas blancas y/o negras, etc.)
- Realizar planes de sustitución de baterías según el nivel real de las baterías. Las cerraduras comprueban el nivel de batería y lo transmiten a la unidad central. Con esta información se puede realizar intervenciones según el dato real de cada cerradura. Igualmente, si surgen errores en las cerraduras, éstas lo avisan a la unidad central de control, con lo que se facilitan las tareas de mantenimiento.
- Cuando se detecta un intento de forzar la taquilla, la unidad central recibe un aviso en tiempo real y se puede tomar las medidas de seguridad apropiadas. Por ejemplo, se puede decidir abrir la taquilla para evitar el deterioro o rotura de la taquilla o de la cerradura, hacer que la cerradura emita una alarma sonora y avisar a la policía desde la unidad central.
- Se pueden asignar cerraduras a usuarios desde la unidad central para un funcionamiento online, offline o combinado. Permite elegir las taquillas y así mejorar el confort del usuario.
- Las cerraduras pueden incorporar un sensor de detección de objetos en el interior de la taquilla, con lo que se puede, por ejemplo, dar funcionalidades de planificación de recogidas de material usado (e.g. toallas usadas en los vestuarios de spas).
El sistema de cierre electrónico se compone de una pluralidad de cerraduras electrónicas. La Figura 1 A muestra, de acuerdo a la presente invención, una realización de una cerradura electrónica montada en el interior de un mueble o taquilla, fijada en la parte interior de la puerta 2 de la taquilla. La cerradura electrónica comprende dos módulos interconectados mecánica y eléctricamente entre sí: un primer módulo 1 ubicado en la parte interior de la puerta 2 de la taquilla y un segundo módulo 1 ' ubicado en la parte frontal exterior de la puerta 2. En la Figura 1 A se muestra el primer módulo 1 de la cerradura electrónica. Todos los componentes electrónicos y mecánicos del primer módulo 1 de la cerradura electrónica se ubican en el interior de una carcasa 3 externa, fijada a la puerta 2 mediante unos tornillos de fijación que atraviesan unos orificios 4 de la carcasa 3. El primer módulo 1 de la cerradura electrónica dispone de un elemento de cierre 5 retráctil (e.g. pestillo o lengüeta) activado mediante un motor para permitir el cierre o apertura de la puerta 2 de la taquilla. El elemento de cierre 5 es activable eléctrica o electrónicamente; esto es, su activación es automática, sin operación manual. El primer módulo 1 de la cerradura dispone también de una cavidad 6 que aloja un sensor magnético (por ejemplo, un interruptor 'reed'), cuya función se explicará en detalle más adelante.
Opcionalmente el primer módulo 1 de la cerradura electrónica puede incorporar, en su parte trasera, un sistema de detección de objetos mediante un sensor de ultrasonidos 50 conectado al elemento de control para detectar si la taquilla está vacía u ocupada (i.e. con algún objeto en su interior). Al instalar la cerradura en la taquilla, se efectúa una calibración del sensor de ultrasonidos 50 según el volumen de la taquilla. El sensor de ultrasonidos 50 de la cerradura se calibra cuando la taquilla está vacía u ocupada, haciendo un barrido con el sensor de ultrasonidos 50 desde el elemento de control y comprobando los tiempos de respuesta ante diferentes frecuencias. Durante el funcionamiento normal de la cerradura, con la información suministrada por el sensor de ultrasonidos 50, la cerradura electrónica detecta si se supera un umbral determinado a partir del valor medido durante la calibración en el mueble, pudiendo impedir el cierre de taquillas vacías o emitir una alarma si una taquilla queda ocupada tras la hora de cierre de la instalación. Una posible aplicación del sensor de ultrasonidos 50 sería la de comprobar periódicamente, cuando la cerradura está cerrada, si la taquilla está ocupada o no. Para ello se repiten los barridos con las mismas frecuencias empleadas durante la calibración periódicamente o bajo solicitud mandada desde la unidad central a la cerradura y si la desviación en la respuesta supera un umbral determinado se dispara una alarma y/o se abre la puerta 2 de la taquilla, según se defina. Con ello se permite determinar las taquillas cerradas con objetos olvidados en su interior en la hora de cierre de la instalación, pudiendo así el usuario de la taquilla o un empleado con llave maestra liberar la taquilla y recuperar los objetos olvidados.
Alternativamente al sensor de ultrasonidos 50 se puede emplear sensores volumétricos por infrarrojo, de tipo PIR, que detectan la reflexión infrarroja de los objetos. Su uso se haría de forma similar a la del sensor de ultrasonidos, con una calibración en vacío u ocupado y comprobar si la medida del sensor está por encima de un umbral.
La Figura 1 B muestra una vista de la pared lateral interna del mueble. El elemento de cierre 5 de la cerradura electrónica se inserta, una vez extendido, en una ranura externa 9 fijada o vaciada a la pared lateral interior 8 del mueble, impidiendo de esta forma la apertura de la puerta. El elemento de cierre 5 puede utilizar también el propio perfil del mueble como elemento de sujeción. Para detectar que la puerta 2 de la taquilla está cerrada, la cerradura electrónica dispone de un sensor magnético instalado en la cavidad 6 practicada en la pared lateral de la carcasa 3 en la que se ubica el elemento de cierre 5 (en el caso mostrado en la Figura 1 A la cavidad 6 se sitúa justo por debajo del elemento de cierre 5). El sensor magnético se encarga de detectar un imán 7 fijado en la pared lateral interior 8 del mueble, tal y como se aprecia por ejemplo en la Figura 1 B, a la misma altura que el sensor magnético. Cuando se activa el movimiento del elemento de cierre 5 para cerrar la cerradura, la cerradura intenta detectar la presencia del imán 7 por medio del sensor magnético. Si detecta el imán 7, la cerradura considera que hay un correcto funcionamiento, al estar el elemento de cierre 5 y la puerta 2 cerradas. Si no detecta el imán 7, esto implica que el elemento de cierre 5 está cerrado pero que la puerta 2 está abierta, con lo que hay un incorrecto funcionamiento que la cerradura puede señalar por medio visual (led) y/o sonoro (zumbador) y/o avisando al personal de gestión mandando un mensaje a la unidad central, avisando al usuario de esta forma que la puerta de la taquilla no está correctamente cerrada. La Figura 1 C muestra, de acuerdo a una posible realización, el segundo módulo 1 ' o módulo externo de la cerradura electrónica montado en la parte frontal exterior de la puerta 2 de la taquilla y que incluye un teclado 10. La cerradura es de apertura y cierre automático, con lo que no precisa de un elemento de accionamiento (pomo, manilla, tirador exterior) para que el usuario active el pestillo o lengüeta (aunque el propio teclado pueda servir de manilla si así se requiere). Según la realización mostrada en la Figura 1 C, la activación de la cerradura por parte del usuario se realiza mediante el teclado 10, que puede ser un teclado táctil (capacitivo) o un teclado convencional (no táctil).
El teclado 10 puede funcionar de forma simultánea con otros medios de acceso. Opcionalmente la cerradura se puede activar también de manera inalámbrica por medio de una etiqueta RFID (e.g. tarjeta RFID o pulsera RFID), para lo cual la cerradura dispondría de un lector RFID, ubicado preferentemente por detrás del teclado 10 (la antena RFID de la cerradura electrónica se sitúa preferentemente en el interior del teclado). De esta forma, en la parte visible del exterior de la puerta 2 sólo se aprecia el teclado 10 y un led 1 1 para indicar el estado de la cerradura. Los medios de lectura RFID/NFC se pueden incluir en el propio módulo del teclado 10.
La cerradura electrónica puede, adicionalmente, utilizar medios de acceso alternativos con los cuales el usuario interactúa para operar la cerradura, por ejemplo un receptor infrarrojo 60 o un lector biométrico instalado en el frontal de la puerta 2 de la taquilla, con lo que la apariencia externa de la cerradura en la puerta 2 puede variar. En todos los casos, como se ha explicado anteriormente, la cerradura consta de dos módulos conectados entre sí: un módulo exterior de identificación que comprende el teclado 10 (y opcionalmente otros medios de acceso alternativos) y un módulo interno con el resto de los componentes de la cerradura incluidos en la carcasa 3. De la misma forma, la cerradura puede incorporar un display o diferentes avisadores luminosos (e.g. varios leds) y/o acústicos. La cerradura puede también recibir directamente la orden de abrir o cerrar inalámbricamente desde una unidad central o un dispositivo externo (e.g. un lector mural) con medios de acceso. Cuando la cerradura electrónica dispone, además del teclado, de un medio electrónico de acceso adicional, la cerradura puede emplear un sistema de comprobación en el que se requiera el uso conjunto de ambos medios de acceso para evitar fraudes. Así, en el caso de emplear tarjetas RFID junto con el teclado, se puede requerir al usuario la activación de la cerradura mediante la tarjeta RFID y, además, introducir un código de activación usando el teclado, actuando éste como un segundo medio de identificación que permite evitar el uso de la tarjeta en caso de robo.
Opcionalmente, cuando se utiliza un teclado 10 táctil como medio electrónico de acceso se puede implementar una función aleatoria (denominada 'scramble'), controlada por el módulo de control electrónico 13, que cambie aleatoriamente la colocación o asignación lógica de las teclas o números 61 en cada ocasión, como se muestra en la Figura 1 D, para que el código no se teclee siempre de la misma forma, lo que permite evitar que otro usuario pueda ver fácilmente la combinación numérica que el usuario teclea. Teniendo en cuenta que al siguiente uso del teclado 10 la colocación de las teclas 61 cambia, se aumenta la seguridad para los casos de que terceros observen los gestos y posiciones de la mano del usuario cuando introduce el código de acceso en el teclado 10. La Figura 2A muestra, en una realización que utiliza como medios electrónicos de acceso el teclado 10 y medios de acceso inalámbricos, una vista interna frontal del primer módulo 1 de la cerradura electrónica donde se ha retirado la tapa interior de la carcasa 3 y se aprecia una tarjeta de circuito impreso 12 con distintos componentes electrónicos. En concreto, en la tarjeta de circuito impreso 12 se disponen un módulo de control electrónico 13 (e.g. un microcontrolador o microprocesador), un módulo lector RFID 14 (que también podría ser un lector NFC o un lector RFID/NFC), una antena RF 15 que permite recibir señales de identificación RFID y/o comunicaciones de tecnología NFC (en el caso de necesidad RFID y NFC se utiliza la misma antena RF para ambas tecnologías), y un módulo de comunicaciones inalámbrico 16 (un módulo que utiliza la tecnología WiFi, en una realización preferida). La Figura 2B es una vista en perspectiva del interior de la cerradura donde se muestra un compartimento 40 para el módulo de alimentación por batería, que puede estar formado por unas pilas convencionales, una batería, una batería recargable u otra fuente cualquiera de alimentación autónoma. En la realización mostrada en las Figuras 2A y 2B, el módulo de control electrónico 13, el módulo lector RFID 14, la antena RF 15 y el módulo de comunicaciones inalámbrico 16 están incluidos todos ellos en el primer módulo 1 . No obstante, en otras posibles realizaciones algunos (o todos) de estos elementos pueden estar incorporados en el segundo módulo 1 ', debajo del teclado 10.
La Figura 3 representa un sistema de taquillas, cada una de las taquillas equipada con una cerradura electrónica con teclado 10 según la presente invención. En el caso mostrado las cerraduras electrónicas se pueden activar mediante el teclado 10 o utilizando una tarjeta RFID 41 pasiva que el usuario debe aproximar al teclado 10 para que el lector RFID 14 de la cerradura, ubicado justo con el teclado 10, con la antena RF 15 situada en el interior de la taquilla a la altura del teclado 10, efectúe la lectura de los datos almacenados en la tarjeta RFID 41 y pueda procederse a la apertura o cierre de la taquilla.
La cerradura electrónica de cada taquilla se comunica de manera inalámbrica con una unidad central de control 42, utilizando preferentemente un router inalámbrico 45 intermedio con un módulo de comunicaciones inalámbrico, por ejemplo un módulo con tecnología WiFi, compatible con el módulo de comunicaciones inalámbrico 16 de las cerraduras. La unidad central de control 42 es un dispositivo electrónico encargado del control de una pluralidad de cerraduras. En realizaciones alternativas, una instalación puede disponer de varias unidades centrales de control, cada una controlando un conjunto de cerraduras o bien disponiendo de capacidad de decisión autónoma o bien estando gobernadas por una unidad control global (en este caso las unidades centrales de control serían unidades locales que reportan a una unidad de control general de la instalación). La unidad central de control 42 puede funcionar de manera local y aislada, aunque en otras realizaciones alternativas podría ser accesible a través de Internet, empleando por ejemplo un servidor 43 que permita gestionar la comunicación con dispositivos móviles de usuario 44. Existe también la posibilidad, cuando hay varias unidades de control, de que cada una tenga la posibilidad de controlar todas las cerraduras (por ejemplo, unidades de control remoto a través de Internet). En este caso, se puede configurar cuál tiene prioridad de gestión, si la primera que contesta o una en particular.
Al disponer la cerradura electrónica de cada taquilla de tecnología inalámbrica, la cerradura puede incorporar una o varias baterías recargables con una funcionalidad de recarga inalámbrica de ellas a través de la energía proporcionada por las ondas de radiofrecuencia (por ejemplo, las ondas WiFi recibidas del router 45 o las ondas RFID recibidas de una llave RFID activa), lo cual permite eliminar las tareas de mantenimiento de las taquillas (los cambios de pilas o baterías).
Este sistema de cerraduras electrónicas, formado por las distintas cerraduras electrónicas, tiene un consumo mínimo comparado con los sistemas cableados, ya que prácticamente sólo realiza consumo y acciones al activarse una cerradura. La cerradura electrónica está en estado dormido todo el tiempo, con un consumo energético mínimo en reposo, para aumentar la autonomía de la cerradura. Cuando sólo se emplea un teclado 10 como medio electrónico de acceso, sólo se produce consumo de energía cuando el usuario activa la cerradura electrónica al tocar el teclado 10, momento en el que se produce el despierte de la cerradura.
Para operar la cerradura electrónica se pueden emplear medios de acceso pasivos (sin alimentación eléctrica propia), como los teclados mecánicos o etiquetas RFID pasivas (e.g. muñequeras, pulseras, fichas, tarjetas), o medios de acceso activos (con alimentación propia), como los dispositivos NFC (e.g. teléfonos móviles, tarjetas activas). La cerradura electrónica puede accionarse de diferentes maneras, en función de los medios electrónicos de acceso habilitados:
- Utilizando únicamente el teclado 10.
- Utilizando únicamente el soporte RFID (e.g. tarjeta, muñequera, llavero electrónico) sin usar el teclado 10.
- Utilizando el soporte RFID y el teclado 10 como segundo medio de identificación para evitar el fraude (por ejemplo, si un usuario pierde su tarjeta o muñequera RFID para acceder no se puede utilizar la cerradura sin conocer también un código numérico que se introduce por el teclado 10).
- Utilizando únicamente un teléfono o dispositivo móvil con la tecnología NFC o equivalente (por ejemplo Bluetooth) sin usar el teclado.
- Utilizando un teléfono o dispositivo móvil con la tecnología NFC o equivalente y el teclado 10 como segundo medio de identificación para evitar el fraude (por ejemplo, si un usuario pierde su dispositivo móvil para acceder no se puede utilizar la cerradura sin conocer también un código numérico que se introduce por el teclado 10).
El funcionamiento normal preferente de la cerradura electrónica con teclado es el siguiente:
1 . El usuario despierta la electrónica de la cerradura tocando una tecla del teclado, pasando la cerradura de un "modo de bajo consumo" a un "modo de funcionamiento".
2. El usuario puede abrir la cerradura utilizando un código conocido (bien por una programación anterior de la cerradura por parte del propio usuario o a partir de información suministrada durante el registro, personalmente o a través del móvil).
3. Si la cerradura electrónica está operativa en modo "online", envía información del código introducido por el usuario junto con un identificador de la cerradura a la unidad central de control 42 mediante comunicación inalámbrica.
4. La unidad central de control 42 comprueba si el código recibido tiene autorización para abrir la cerradura.
5. La unidad central de control 42 envía inalámbricamente la respuesta a la cerradura, otorgando permiso o no para activar la cerradura.
6. La cerradura electrónica se opera de acuerdo a la respuesta recibida: se abre o no se abre (y opcionalmente acompañado de una señalización luminosa del led 1 1 y/o sonora).
El funcionamiento básico para cerrar la cerradura es el mismo salvo que la mecánica permita cerrar la taquilla sin tener que introducir un código. La cerradura electrónica puede ser operada también mediante una llave de mantenimiento, la cual puede abrir y cerrar diferentes taquillas de la instalación. La llave de mantenimiento también puede utilizarse para programar la cerradura electrónica. La operación de llave de mantenimiento de la cerradura puede utilizar el receptor infrarrojo 60 (de forma similar a como se describe por ejemplo en la patente ES2387715-B1 ) o el interfaz RFID/NFC. Todas las operaciones que se pueden realizar con la llave de mantenimiento se pueden también realizar inalámbricamente por WiFi usando la unidad central de control 42.
Si se utiliza simultáneamente el teclado 10 con otros medios electrónicos de acceso (e.g. un lector RFID/NFC), estos medios de acceso están también a la espera de ser activados por el usuario. En el caso por ejemplo de utilizar medios de acceso inalámbricos, al acercar un usuario la llave RFID (e.g. tarjeta RFID 41 o muñequera RFID), el módulo de control 13 de la cerradura despierta la electrónica de la cerradura gracias a la antena RF 15. La cerradura electrónica se comunica únicamente con el servidor cuando lo necesita, reduciendo así el consumo de las comunicaciones. La cerradura electrónica está continuamente en reposo, a la espera de que se acerque una llave RFID (e.g. tarjeta, muñequera del usuario) o un dispositivo móvil equipado con tecnología de comunicación NFC. Entre tanto, periódicamente está emitiendo a través de la antena RF 15 una señal mínima que busca la presencia de una tarjeta RFID. El consumo se optimiza por la gestión interna de la actividad de la cerradura y optimizando la periodicidad de la emisión de la señal. El lector RFID 14 es el único que está despierto en modo mínimo. Al ser la tarjeta RFID 41 pasiva, la cerradura la busca de forma mínima, energizando la antena RF 15 unas dos veces por segundo para comprobar si hay una etiqueta o llave RFID y/o NFC en el campo de la antena y despertar en ese caso al resto de componentes electrónicos de la cerradura: el módulo WiFi 16, el microprocesador 13, la memoria, etc.
El despierte de la cerradura se realiza detectando variaciones en el campo recibido a través de la antena RF 15 de identificación de proximidad sin contacto por radio frecuencia colocada dentro de la taquilla, y por tanto no visible desde el exterior. La antena RF 15 de la cerradura genera la energía necesaria que se transmite a la bobina de la tarjeta RFID 41 para generar corriente suficiente para que pueda responder con los datos necesarios.
Cuando se emplean medios electrónicos de acceso inalámbricos, en el caso de que el armario sea metálico la antena RF debe ubicarse en el exterior de la puerta 2, conectada al primer módulo a través del orificio estándar de paso de los cilindros o bombillos. La Figura 4A muestra una puerta metálica 46 con orificio de paso 47. La Figura 4B representa la puerta metálica 46, estando la antena RF 49 incorporada en el interior del teclado, entre las propias teclas (pistas en la placa base del teclado).
Cuando un usuario acerca la muñequera o tarjeta RFID 41 realiza un único gesto para acercar la tarjeta o muñequera, y la antena RF 15 detecta la presencia del soporte RFID. La antena RF 15 manda una señal eléctrica al lector RFID 14 de la cerradura, que a su vez despierta la electrónica de la cerradura. A partir de este momento entra en funcionamiento el interfaz de identificación de proximidad, esto es, el lector RFID 14 y el teclado, el cual recupera la información contenida en la tarjeta o muñequera RFID así como el código tecleado por el usuario y que permite identificar el usuario, enviando dichas informaciones al módulo de control 13 para su comprobación.
Si la cerradura electrónica está operando en línea, en modo "online", entonces envía de manera inalámbrica la información necesaria (obtenida del teclado o extraída por otros medios electrónicos de acceso, por ejemplo de la tarjeta RFID) a la unidad central de control 42, la cual dispone de un software de gestión que comprueba si autoriza o no la cerradura a cerrarse o abrirse, según corresponda. Tras realizar la comprobación, la unidad central de control 42 manda el comando oportuno al módulo de control 13 de la cerradura, que actúa en consecuencia. Si el usuario tiene el permiso adecuado, el comando será de apertura o cierre de la cerradura. En caso contrario, la unidad central de control 42 denegará el acceso a la taquilla. Por tanto, es la cerradura la que activa el sistema de apertura/cierre y no la unidad central de control 42, la cual no puede interrogar a la cerradura, lo que genera una reducción drástica del consumo. En una instalación que dispone de otras aplicaciones, se puede utilizar este método para transmitir otros datos contenidos en la tarjeta RFID 41 a la unidad central de control 42, lo que permite gestionar otras aplicaciones a la vez (por ejemplo, gestión de créditos o actualización de datos personales).
En caso de que la cerradura electrónica no esté funcionando en modo "online", bien porque se ha perdido temporalmente la comunicación con la unidad central de control 42 o bien porque las cerraduras electrónicas están configuradas para funcionar en modo autónomo ("stand-alone"), el módulo de control 13 de la cerradura dispone de una lista blanca con parámetros de identificación de tarjetas/muñequeras válidas y/o códigos de activación válidos por teclado. En este caso, el funcionamiento es similar a una cerradura de código "stand alone". En caso de que la cerradura funcione únicamente con un código de teclado, la cerradura almacena unos códigos autorizados previamente y solo utiliza estos códigos para activar la cerradura, o bien almacena el código elegido por el usuario al cerrar la taquilla y permite la operación de apertura si se teclea este mismo código.
En caso de que se empleen simultáneamente medios de acceso inalámbricos, por ejemplo de tipo RFID, en modo autónomo la lista blanca puede incluir parámetros de identificación de tarjetas/muñequeras RFID válidas. Si los datos de identificación leídos desde la tarjeta o muñequera RFID se corresponden con los de la lista blanca de parámetros de identificación, el módulo de control 13 realiza la operación de apertura o cierre si el código es también valido para realizar la operación. También se puede realizar la misma operación utilizando una lista negra, es decir, una lista que contiene los datos de identificación de tarjetas/muñequeras con los cuales no se quiere que funcionen las cerraduras. Si no se quiere usar ni lista blanca ni lista negra, la cerradura almacena de todas formas los datos necesarios cuando se ha realizado el último cierre. Así, si se pierde la comunicación con la unidad central, la cerradura puede actuar al igual que una cerradura "stand alone": si un usuario con derechos de abrir una cerradura cerrada se aproxima a la cerradura, esta se despierta, intenta comunicar con la unidad central y, si no lo consigue, genera un evento de error de comunicación con la unidad central y pasa a funcionar como modo "stand alone" y realiza la apertura tras comprobar los datos almacenados en la tarjeta y en la propia cerradura. La cerradura puede funcionar en un modo combinado, en el cual si la cerradura está en línea es la unidad central de control 42 la que controla la apertura o cierre, aunque la cerradura guarda una copia de la lista blanca o la lista negra y tiene la lógica para decidir qué hacer en función del código introducido por teclado 10 o en función del contenido de la tarjeta RFID. Si tras intentar comunicar con la unidad central no hay conexión, la cerradura puede ser autónoma para identificar los permisos del usuario o del conjunto de usuarios y sus permisos, porque se distribuye la lista de identificadores de tarjeta y sus permisos.
Las cerraduras electrónicas forman con un router 45 una red. El router 45 es capaz de manejar la comunicación con un gran número de cerraduras. De ser necesario podrían emplearse varios routers para cubrir todas las cerraduras de la instalación. El consumo de las cerraduras se reduce también al optimizar la configuración tanto el tiempo de baliza ("beacon") como los mensajes de identificación de tráfico enviado "DTIM" de la red a unos periodos superiores a los estándares para que las cerraduras no se tengan que despertar tan habitualmente para mantener la conexión viva.
Una vez instaladas en los muebles, las cerraduras son configuradas para conectarse a la red. Los parámetros estáticos de las cerraduras (asociar la cerradura al número de taquilla, por ejemplo) se pueden recoger gracias a un dispositivo programador NFC o programador IR o con una tarjeta de programación. También esta configuración inicial puede estar preprogramada durante el proceso de fabricación de la propia cerradura, permitiendo entonces una configuración automática en la propia instalación. Una vez establecida la configuración de red a partir de los datos de configuración inicial, todo el resto de parámetros que necesita la cerradura para funcionar los recibe por red automáticamente.
En la red son las cerraduras los elementos que controlan la comunicación, esto es, es la cerradura la que inicia siempre cualquier comunicación con la unidad central de control 42, lo que garantiza una mejor gestión del uso de la batería de la cerradura. De esta forma la cerradura puede estar permanentemente dormida y solo despertar cuando hay un usuario cerca, o tras un evento tipo alarma (por ejemplo, un intento no autorizado de manipulación de la cerradura) o a una hora pre programada. El usuario, al tocar el teclado 10 o al aproximar la tarjeta RFID a la puerta, despierta la cerradura, y en ese momento la cerradura opera. Aparte, la cerradura se despierta periódicamente para hacer comprobaciones con la unidad central de control 42 y actualizar el sistema, pero el periodo de despierte se adapta para aumentar la longevidad de las baterías. La comunicación inalámbrica entre el router 45 y las cerraduras se realiza preferiblemente a través de WiFi. Se emplea TCP/IP preferentemente como protocolo de comunicación, el cual permite acceder directamente a la cerradura sin usar equipos intermedios.
La Figura 5A representa un diagrama de flujo general del funcionamiento del sistema de cerraduras activadas mediante teclado táctil, de acuerdo a una posible realización. El usuario acerca 400 el dedo o un objeto a una tecla del teclado 10 táctil situado en el frontal de la puerta 2 de una taquilla. Esta acción despierta 402 a la cerradura. El módulo de control 13 de la cerradura comprueba 404 si debe activar el módulo de comunicaciones WiFi, en cuyo caso se activa el modo oniine 406 (la cerradura en comunicación con la unidad central de control 42) y en caso contrario el modo offiine 408 (la cerradura en funcionamiento aislado o autónomo, sin comunicarse con la unidad central de control 42).
El funcionamiento del modo oniine 406 por activación mediante teclado se muestra en el diagrama de la Figura 5B. En el modo oniine 406 se procede a la lectura de código 410 introducido por teclado 10 (lectura de unos datos de acceso, normalmente un código de acceso). Se comprueba a continuación si el formato del código introducido es correcto 412, en cuyo caso se envía el código 414 mediante protocolo TCP/IP a la unidad central de control 42. Si el envío es incorrecto se comprueba 416 el enlace TCP/IP, y si es correcto se pregunta 418 a la unidad central de control 42 si el código introducido por el usuario tiene permiso para abrir la cerradura, mediante el envío inalámbrico de los datos de acceso. En caso de que el código de acceso introducido tenga permiso, se procede a la apertura o cierre 420 de la cerradura, según corresponda. En caso de que la lectura del código 410, o el formato del código 412 o la comprobación del enlace TCP/IP 416 sea incorrecta, o el código de acceso no tenga permiso para activar la cerradura, se produce un aviso de error 422 para el usuario, por ejemplo mediante un led rojo o un avisador acústico. Cualquiera que sea la actuación, se registra el evento correspondiente tanto en la cerradura como en la unidad central de control 42.
La Figura 5C muestra el funcionamiento de la cerradura en el modo offline 408 activada mediante teclado. El modo offline 408 comienza con la lectura del código 430 introducido por teclado. Se comprueba si el formato del código introducido es correcto 432 y si el código de acceso tiene permiso 436 para activar la cerradura, en cuyo caso se procede a la apertura o cierre 436 de la cerradura. En caso de que la lectura del código 430 o el formato del código 432 sea incorrecta, o el código de acceso no tenga permiso para activar la cerradura, se produce un aviso de error 438 para el usuario. Cualquiera que sea la actuación, se registra el evento correspondiente en la cerradura.
La cerradura puede disponer, además del teclado, de un lector RFID como medio electrónico de acceso. La Figura 5D representa un diagrama de flujo general del funcionamiento del sistema de cerraduras activadas mediante tarjeta RFID. El usuario acerca 440 la tarjeta RFID 41 a la puerta 2 de la taquilla. La antena RF 15 de la cerradura 1 energiza la tarjeta RFID 41 y se detecta su presencia, despertando 442 a la cerradura 1 (al menos despierta al módulo de control 13). El módulo de control 13 de la cerradura 1 comprueba 444 si debe activar el módulo de comunicaciones WiFi, en cuyo caso se activa el modo online 446 (la cerradura en comunicación con la unidad central de control 42) y en caso contrario el modo offline 448 (la cerradura en funcionamiento aislado o autónomo, sin comunicarse con la unidad central de control 42).
Uno de los posibles funcionamientos del modo online 446 activado por tarjeta RFID se muestra en el diagrama de la Figura 5E. En el modo online 446 se procede a la lectura 450 de la tarjeta RFID 41 (lectura de unos datos de acceso, que pueden incluir, entre otros, por ejemplo, un identificador de la tarjeta RFID y/o un código de acceso). Se comprueba a continuación si la lectura es correcta 452, se almacena el código introducido 454, y se comprueba si el formato del código es correcto 456, en cuyo caso se envía 458 mediante protocolo TCP/IP los datos de acceso de la tarjeta RFID a la unidad central de control 42. Si el envío es incorrecto se comprueba 460 el enlace TCP/IP, y si el envío es correcto se pregunta 462 a la unidad central de control 42 si la tarjeta RFID 41 tiene permiso para abrir la cerradura, mediante el envío inalámbrico de los datos de acceso. En caso de que la tarjeta RFID 41 tenga permiso, se procede a la apertura o cierre 464 de la cerradura, según corresponda. En caso de que la lectura de la tarjeta RFID 452 o el formato del código de acceso 456 o la comprobación del enlace TCP/IP 460 sea incorrecta, o la tarjeta RFID no tenga permiso para activar la cerradura, se produce un aviso de error 466 para el usuario, acústico y/o luminoso. Cualquiera que sea la actuación, se registra el evento correspondiente tanto en la cerradura como en la unidad central de control 42.
La Figura 5F muestra el funcionamiento de la cerradura activado por tarjeta RFID en el modo offline 448. El modo offline 448 comienza con la lectura 470 de la tarjeta RFID 41 . Se comprueba si la lectura es correcta 472, se almacena el código introducido 474 y se comprueba si el formato del código es correcto 476. A continuación, se procede a leer un identificador correspondiente al número de instalación 478 y se verifica 480 si dicho identificador está incluido en una lista blanca o negra almacenada en una memoria interna de la cerradura (el número de instalación almacenado en una tarjeta permite evitar que una tarjeta sea empleada en varias instalaciones distintas). Si está incluido en una lista blanca, se procede a identificar el tipo de tarjeta 482. Si en su lugar estuviera incluido en una lista negra o se hubiera producido algún error en la lectura de la tarjeta, se produce un error 484 y se avisa al usuario (empleando por ejemplo un led, un display o un avisador acústico). En este caso también la cerradura registra el evento realizado.
Si el tipo de tarjeta detectada es tarjeta de usuario 484 y la cerradura está abierta, se procede a comprobar si se efectúa la operación de cierre. Para ello se comprueba si el tipo de tarjeta corresponde al tipo de cerradura 486, esto es, si el tipo de tarjeta tiene permiso para operar la cerradura en concreto (por ejemplo, en una instalación deportiva con piscina y gimnasio puede haber un tipo de tarjetas para operar taquillas del gimnasio y otro tipo diferente de tarjetas para operar taquillas de la piscina). Si tiene permiso se comprueba si el grupo de cerraduras 488 es correcto (en un vestuario se puede dar acceso a un grupo de taquillas pero prohibir acceso a otro grupo de taquillas; por ejemplo, solo los socios de un club tienen acceso a una zona privada de taquillas y no la gente ocasional) y si los permisos de la tarjeta no han caducado 490. A continuación se comprueban las zonas horarias 492, ya que en instalaciones deportivas es importante gestionar los horarios (por ejemplo, en un centro abierto de 08:00 a 21 :00 horas, no se usan las cerraduras de la misma manera: fuera de ese horario se permite la apertura pero se prohibe el cierre de taquillas, mientras que dentro de ese horario se permite tanto cierre como apertura de las taquillas). En caso de que haya algún error 494 se avisa al usuario; por el contrario, si no hay ningún error y los datos son correctos 496 se procede al cierre 498 de la cerradura y se almacena el evento correspondiente.
Si la tarjeta RFID es una tarjeta de usuario 484 y la cerradura está cerrada, se comprueba si se ejecuta la operación de apertura. Para ello el módulo de control 13 de la cerradura verifica 500 si el identificador de la tarjeta coincide con el identificador de la cerradura, si el permiso temporal de la tarjeta no ha caducado 490, y si las zonas horarias 492 son correctas, en cuyo caso se procede a la apertura 498 de la cerradura, y en caso de que haya algún error (494, 502) se avisa al usuario.
Si la tarjeta RFID del usuario es una tarjeta maestra 504, se comprueba si los datos son correctos 496 y se procede a abrir o cerrar la cerradura 498, según corresponda. En caso de que el tipo de la tarjeta RFID sea de otro tipo 506, ni de usuario ni maestra, se avisa al usuario del error 502.
La Figura 6 muestra una vista frontal esquemática del sistema de apertura y cierre automático de la cerradura, el cual no necesita de un actuador manual (por ejemplo, un pomo) para que el usuario abra o cierre la cerradura. En dicha Figura 6 se representa el elemento de cierre 5 en posición cerrada. En una posible realización el sistema de apertura automático comprende un motor eléctrico 20 que acciona un tornillo sin fin 21 ubicado en el eje del motor, un platillo 23 conectado al tornillo sin fin 21 a través de mecanismo de transmisión 22 (e.g. rueda dentada), y un vástago 25 solidario en uno de sus extremos al platillo 23 en un punto 24 de su periferia. El giro del tornillo sin fin 21 provoca el giro del platillo 23, lo cual genera el desplazamiento lineal del otro extremo 26 del vástago 25, al estar éste solidario a un carro móvil 27 con desplazamiento lineal por unas guías (no mostradas en la figura).
Al carro móvil 27 se acopla un elemento de cierre 5 (una lengüeta o pestillo) que tiene movilidad relativa con respecto al carro móvil 27 en su dirección de desplazamiento debido a un primer elemento elástico 29 (por ejemplo, un resorte o un amortiguador con fluido) situado entre el carro móvil 27 y el elemento de cierre 5. De esta forma en el movimiento de cierre de la cerradura el carro móvil 27 empuja al elemento de cierre 5 por la acción del primer elemento elástico 29 situado entre ambas piezas, permitiendo el primer elemento elástico 29 realizar un movimiento de recuperación si el elemento de cierre 5 se encuentra algún obstáculo en su recorrido o si no entra correctamente en la ranura externa 9, con lo que no se fuerza el motor 20 y se evitan posibles atascos del mecanismo de cierre. Si bien en la Figura 6 el mecanismo de accionamiento del carro móvil 27 es un mecanismo de motor lineal y leva, otras realizaciones alternativas para producir un movimiento lineal del carro móvil 27 son posibles. Al carro móvil 27 se acopla también un empujador 31 que presenta una movilidad relativa con respecto al carro móvil 27 en su dirección de desplazamiento debido a un segundo elemento elástico 32 (e.g. un muelle o un amortiguador con fluido) situado entre el carro móvil 27 y el empujador 31 . La cerradura electrónica comprende también un gatillo de bloqueo 34 que gira alrededor de un eje 36 definiendo una posición de bloqueo y una posición de desbloqueo. Cuando el elemento de cierre 5 está en la posición de apertura, el gatillo de bloqueo 34 se coloca en su posición de desbloqueo, mientras que cuando el elemento de cierre 5 está en la posición de cierre, el gatillo de bloqueo 34 se sitúa entre el elemento de cierre 5 y el empujador 31 , tal y como se aprecia en la Figura 6, bloqueando así el desplazamiento del elemento de cierre 5 y actuando el empujador 31 como tope del gatillo de bloqueo 34. Así, cuando el gatillo de bloqueo 34 está en su posición de bloqueo y se intenta desplazar a la fuerza el elemento de cierre 5 desde la posición de cierre a la posición de apertura, dicho elemento de cierre 5 hace tope contra el gatillo de bloqueo 34, que a su vez hace tope contra el empujador 31 , impidiendo su desplazamiento hacia la posición de apertura del elemento de cierre 5. El gatillo de bloqueo 34 en su posición de bloqueo no está en contacto directo con el elemento de cierre 5, sino que existe una holgura o separación (como se aprecia en la Figura 6) que permite un movimiento relativo de retroceso del elemento de cierre 5 respecto del carro móvil 27.
La detección del posicionamiento del elemento de cierre 5 se realiza empleando tres sensores de posicionamiento ópticos o magnéticos: un sensor de bloqueo 17, un sensor de cierre 18 y un sensor de apertura 19. En una realización preferida los sensores son de tipo óptico, de forma que se consigue detectar la posición del elemento de cierre 5 gracias a la reflexión de una luz emitida por el propio sensor en un brazo 33 (protuberancia o resalte) del elemento de cierre 5. El sensor de cierre 18 es el encargado de detectar la posición cerrada de la cerradura, mediante la detección de la presencia del carro móvil 27 (mientras que el resto de sensores no detectan presencia). El sensor de apertura 19 se encarga de detectar la posición abierta de la cerradura, mediante la detección de la presencia del carro móvil 27 a la vez que el sensor de bloqueo 17 esté detectando la presencia del brazo 31 del elemento de cierre 5. Por su parte, el sensor de bloqueo 17 permite identificar un desbloqueo de la cerradura o un intento de violación de la cerradura, mediante la detección de la presencia del brazo 31 del elemento de cierre 5 a la vez que el sensor de cierre 18 detecta la presencia del carro móvil 27. Por tanto, el uso de estos tres sensores (17, 18, 19) permite detectar tres posiciones diferentes de la cerradura: abierta, cerrada o bloqueada.
La posición desbloqueada sirve para determinar si existe un obstáculo que impide el movimiento del elemento de cierre 5 (presencia de un obstáculo en el recorrido de la lengüeta, por ejemplo) o si se está intentando forzar externamente el elemento de cierre 5.
Así por ejemplo, cuando el elemento de cierre se encuentra en la posición de apertura y se interpone un obstáculo que interrumpe la salida del elemento de cierre 5, al dar la orden de cierre para pasar de la posición abierta a la posición cerrada el carro móvil 27 avanza hacia la posición cerrada. Debido al bloqueo que realiza el obstáculo, el elemento de cierre 5 no puede avanzar, lo que hace que se comprima el primer elemento elástico 29 absorbiendo el desplazamiento del carro móvil 27, manteniéndose activado el sensor de bloqueo 17. Así mismo, el gatillo de bloqueo 34 no puede girar sobre su eje 36 ya que el elemento de cierre 5 se lo impide. En esta situación el empujador 31 que contacta con el gatillo de bloqueo 34 comprime al segundo elemento elástico 32, que también absorbe el desplazamiento del carro móvil 27. Mientras esté el obstáculo, gracias a los diversos sensores (17, 18, 19) el módulo de control 13 reconoce en tiempo real que el elemento de cierre 5 de la cerradura ha quedado cerrado electrónicamente pero no se ha cerrado mecánicamente, ya que el sensor de cierre 18 está siendo activado por el carro móvil 27 que sí se ha colocado en la posición de cierre pero el sensor de bloqueo 17 se ha mantenido activado al no poder desplazarse el elemento de cierre 5 a la posición de cierre por la existencia del mencionado obstáculo. Una vez que el obstáculo desaparece, el elemento de cierre 5 se desplaza a la posición de cierre impulsado por el primer elemento elástico 29, y al mismo tiempo el empujador 31 coloca al gatillo de bloqueo 34 en su posición de bloqueo con ayuda del segundo elemento elástico 32, gracias a que el elemento de cierre 5 ya no contacta con él y no interfiere en su movimiento. En esta situación, el módulo de control 13 reconoce en tiempo real cuándo se ha liberado el obstáculo, ya que el sensor de bloqueo 17 lo detecta al no estar activado, sin necesidad de elementos externos a la propia cerradura ni la intervención del usuario.
El movimiento forzado del elemento de cierre 5, desde la posición de cierre hacia la posición de apertura, se lleva a cabo hasta que el elemento de cierre 5 hace tope contra el gatillo de bloqueo 34, lo que provoca un cambio de estado del sensor de bloqueo 17 y genera la identificación en el módulo de control 13 de una manipulación no autorizada de la cerradura. Esta situación se corresponde con un intento de forzado de la cerradura desde fuera al intentar presionar el elemento de cierre 5 hacia el interior de la cerradura electrónica. En este caso la cerradura electrónica puede, en función de una configuración predeterminada, mantener la cerradura en posición cerrada o llevar a cabo la apertura de la cerradura para evitar que la manipulación del elemento de cierre 5 produzca daños en el mecanismo interno de la propia cerradura. De manera opcional el módulo de control 13 activa una alarma local o remota para informar de la manipulación no autorizada.
En la Figura 6 también se aprecia el sensor magnético 35 encargado de detectar el imán 7 colocado en la pared lateral interior 8 de la taquilla, para determinar si la puerta 2 de la taquilla está abierta o cerrada. Para evitar dificultades magnéticas, se puede sustituir el sensor magnético a base de imán por un sensor de tipo 'reed'.
La Figura 7 representa la cerradura de la Figura 6 en posición de apertura, mientras que la Figura 8 representa, para la misma cerradura, un obstáculo 63 que impide el avance del elemento de cierre.
En las Figuras 6, 7 y 8 se aprecian los sensores de posicionamiento del elemento de cierre, en concreto el sensor de bloqueo 17, el sensor de cierre 18 y el sensor de apertura 19. El cierre de la cerradura es detectado por la activación únicamente del sensor de cierre 18 (ver Figura 6), el cual detecta el extremo inferior del carro móvil 27. Por el contrario, la apertura de la cerradura es detectada por la activación simultánea los sensores de bloqueo 17 y de apertura 19 (ver Figura 7), los cuales detectan el brazo 33 inferior del elemento de cierre 5 y el extremo inferior del carro móvil 27, respectivamente. Por último, la situación de bloqueo de la cerradura, debida a la presencia de un obstáculo 63 que impide el avance de la lengüeta 5, es detectada por la activación simultánea de los sensores de bloqueo 17 y de cierre 18 (ver Figura 8), los cuales detectan el brazo 33 del elemento de cierre 5 y el extremo inferior del carro móvil 27, respectivamente.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Cerradura electrónica con teclado para muebles, armarios o taquillas, caracterizada por que comprende:
- una carcasa (3) con medios para su fijación en la parte interior de una puerta (2) de un mueble, armario o taquilla;
- un elemento de cierre (5) electrónicamente activable;
- un módulo de alimentación autónoma mediante al menos una batería;
- un módulo de comunicaciones inalámbrico (16);
- unos medios electrónicos de acceso para la recepción de unos datos de acceso, dichos medios electrónicos de acceso comprendiendo un teclado (10) con medios para su fijación en la parte frontal de la puerta (2) y configurado para comunicarse con un módulo de control electrónico (13);
- un módulo de control electrónico (13) configurado para operar la cerradura en uno cualquiera de los siguientes modos de funcionamiento:
• un modo autónomo (408), por el que autónomamente efectúa la activación del elemento de cierre (5) en función de los datos de acceso recibidos;
• un modo en línea (406), por el que envía inalámbricamente los datos de acceso recibidos a una unidad central de control (42) y efectúa la activación del elemento de cierre (5) en función de unas instrucciones de activación recibidas remotamente de dicha unidad central de control (42), pasando automáticamente la cerradura a operar en modo autónomo (408) en condiciones de fallo de comunicación con la unidad central de control (42).
2. Cerradura electrónica según la reivindicación 1 , caracterizada por que comprende medios electrónicos de acceso inalámbricos.
3. Cerradura electrónica según la reivindicación 2, caracterizada por que los medios electrónicos de acceso inalámbricos comprenden una antena RF (15, 49) y un lector RFID y/o NFC (14).
4. Cerradura electrónica según la reivindicación 3, caracterizada por que la antena RF (15) está ubicada en el interior de la carcasa (3).
5. Cerradura electrónica según la reivindicación 3, caracterizada por que la antena RF (49) está incluida en el teclado (10).
6. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada por que el lector RFID y/o NFC (14) está configurado para energizar periódicamente la antena RF (15, 49) y, en caso de detección de una identificación RFID y/o NFC, despertar al módulo de control electrónico (13) de la cerradura.
7. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un led (1 1 ) visible en el frontal de la puerta (2) para indicar el estado de la cerradura.
8. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende medios electrónicos de acceso adicionales ubicados en la parte frontal de la puerta (2), y comprendiendo al menos uno de los siguientes medios:
un lector infrarrojo (60);
un lector biométrico.
9. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la cerradura electrónica se comunica inalámbricamente con la unidad central de control (42) a iniciativa de la cerradura, manteniendo el módulo de comunicaciones inalámbrico (16) desactivado cuando no hay comunicación.
10. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende unos medios de detección del estado de la cerradura conectados al módulo de control electrónico (13) y que comprenden un sensor de bloqueo (17), un sensor de cierre (18) y un sensor de apertura (19) para detectar tres posibles posiciones diferentes del elemento de cierre (5): abierto, cerrado o bloqueado.
1 1 . Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un sistema de apertura y cierre automático del elemento de cierre (5) con:
- un motor (20);
- un carro móvil (27) acoplado por un extremo al elemento de cierre (5) y por su extremo opuesto a un sistema de transmisión mecánica encargado de convertir el movimiento rotatorio del motor (20) en un movimiento lineal del carro móvil (27);
- un primer elemento elástico (29) situado entre el carro móvil (27) y el elemento de cierre (5), donde el primer elemento elástico (29) presenta movilidad relativa con respecto al carro móvil (27) en la dirección de desplazamiento del carro móvil (27).
12. Cerradura electrónica según las reivindicaciones 10 y 1 1 , caracterizada por que el sensor de cierre (18) detecta el carro móvil (27) cuando está en la posición de cierre, el sensor de apertura (19) detecta el carro móvil (27) cuando está en la posición de apertura, y el sensor de bloqueo (17) detecta la posición del elemento de cierre (5) cuando está total o parcialmente en la posición de apertura;
y por que el módulo de control electrónico (13) está configurado para identificar la posición de bloqueo del elemento de cierre (5) o manipulaciones no autorizadas de la cerradura cuando:
- simultáneamente el sensor de cierre (18) detecta que el carro móvil (27) está en la posición de cierre y el sensor de bloqueo (17) detecta que el elemento de cierre (5) está en la posición de apertura;
- simultáneamente el sensor de apertura (19) detecta que el carro móvil (27) está en la posición de apertura y el sensor de bloqueo (17) detecta que el elemento de cierre (5) no está en la posición de apertura.
13. Cerradura electrónica según la reivindicación 12, caracterizada por que los sensores de bloqueo (17), de cierre (18) y de apertura (19) son unos sensores ópticos, magnéticos o mecánicos que determinan el estado de la cerradura mediante la detección de un brazo (33) del elemento de cierre (5) y del extremo opuesto del carro móvil (27).
14. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 13, caracterizada por que comprende:
- un empujador (31 ) acoplado al carro móvil (27) mediante interposición de un segundo elemento elástico (32), donde el empujador (31 ) tiene movilidad relativa con respecto al carro móvil (27) en la dirección de desplazamiento del carro móvil (27);
- un gatillo de bloqueo (34) que gira alrededor de un eje (36) definiendo una posición de bloqueo y una posición de desbloqueo, de forma que cuando el elemento de cierre (5) está en la posición de apertura, el gatillo de bloqueo (34) se coloca en su posición de desbloqueo, y cuando el elemento de cierre (5) está en la posición de cierre, el gatillo de bloqueo (34) se sitúa entre el elemento de cierre (5) y el empujador (35), bloqueando el gatillo de bloqueo (34) el desplazamiento del elemento de cierre (5) y actuando el empujador (31 ) como tope del gatillo de bloqueo (34).
15. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende medios de detección de puerta cerrada.
16. Cerradura electrónica según la reivindicación 15, caracterizada por que los medios de detección de puerta cerrada comprenden un sensor magnético (35) o de tipo 'reed' alojado en una cavidad (6) practicada en la pared lateral de la carcasa (3) en la que se ubica el elemento de cierre (5), estando dicho sensor magnético (35) conectado al módulo de control electrónico (13) para determinar si la puerta (2) está cerrada mediante la detección de un imán (7) fijado en la pared lateral interior (8) del mueble, armario o taquilla.
17. Cerradura electrónica según la reivindicación 15 o 16, caracterizada por que el módulo de control electrónico (13) está configurado para identificar manipulaciones no autorizadas del mueble, armario o taquilla mediante la detección de apertura de la puerta (2) cuando el elemento de cierre (5) está en una posición cerrada y generar una alarma de aviso.
18. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un sensor de ultrasonidos (50) o un sensor volumétrico de tipo PIR ubicado en la parte trasera de la carcasa (3) y conectado al módulo de control electrónico (13) para detectar si el interior del mueble, armario o taquilla está vacío u ocupado.
19. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el módulo de comunicaciones inalámbrico (16) es un módulo WiFi.
20. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el teclado (10) es táctil.
21 . Cerradura electrónica según la reivindicación 20, caracterizada por que está configurada para cambiar aleatoriamente la colocación de las teclas (61 ) del teclado táctil (10) en usos sucesivos.
22. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende medios de recarga inalámbrica encargados de utilizar la energía recibida inalámbricamente de ondas de radiofrecuencia para efectuar la recarga de al menos una batería recargable.
23. Cerradura electrónica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la alimentación del teclado (10) se realiza empleando el módulo de alimentación autónoma ubicado en el interior de la carcasa (3), a través de los elementos de fijación de la puerta (2).
24. Sistema de cierre electrónico para muebles, armarios o taquillas, caracterizado por que comprende:
- una pluralidad de cerraduras electrónicas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores;
- al menos una unidad de control en comunicación con las cerraduras electrónicas y configurada para, ante la recepción de unos datos de acceso enviados inalámbricamente por una cerradura electrónica,
comprobar si dichos datos de acceso otorgan permiso para operar la cerradura electrónica, y
enviar a la cerradura electrónica unas instrucciones de activación del elemento de cierre (5) en función de dicha comprobación.
25. Sistema de cierre electrónico según la reivindicación 24, caracterizado por que comprende una unidad central de control (42).
26. Sistema de cierre electrónico según la reivindicación 24, caracterizado por que comprende una pluralidad de unidades de control distribuidas.
27. Sistema de cierre electrónico según cualquiera de las reivindicaciones 24 a 26, caracterizado por que las cerraduras electrónicas y al menos una unidad de control forman una red local o de área extensa configurable.
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