一種無電池供電的電子鎖具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無電池供電的電子鎖具，對鑰匙端電容器充電的充電電路上設有為第一CPU驅動的第一繼電器，相應地，電子鎖具還包括連接所述超級電容以進行電壓采樣的電壓采樣裝置，該電壓采樣裝置輸出連接于第一CPU，以在所采樣電壓在設定范圍內驅動第一繼電器，而對電容器進行充電；而所述第一CPU還連接有充電開關，以在該充電開關輸入一個開關量的情況下進行所采樣電壓是否在設定范圍內的判斷。本實用新型電子鎖具具有更高的安全性。
【專利說明】一種無電池供電的電子鎖具
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種無電池供電的電子鎖具。
【背景技術】
[0002]中國專利文獻CN201794392U針對當前電子鎖具需要電池供電的缺陷，提出了一種無電池供電的電子鎖具。其基本結構是如圖1所示，其鎖芯形成一轉子，相應地，鎖芯座孔形成帶有定子線圈的定子，并在所述鎖頭內形成有電連接于所述定子線圈的超級電容，以及以該超級電容為電源的第一 CPU，該第一 CPU相應連接有一所述通訊模塊，并連接存儲器；所述鑰匙則封裝有與所述第一通訊模塊通訊的第二通訊模塊，連接于所述超級電容的微電容，以向鑰匙端的用電器件提供電能，以及第二 CPU，該第二 CPU連接有一存儲器并連接有另一所述的第二通訊模塊，以進行信息交互。本方案無需提供電池進行供電，安全性聞。
[0003]通過上述方案可以有效地解決能耗比較高或者鑰匙能源自持的問題，在安全方面也有一定的提高，然后小器件都存在容易丟失的問題，一旦丟失其安全性就無法保證，另夕卜，該方案除了鑰匙與鎖具的直接認證外也無其他的安全措施，因此，該類電子鎖具在安全性方面仍然具有比較大的改進空間。
【發明內容】
[0004]本實用新型對CN201794392U所記載無電池供電的電子鎖具的進一步改進，以提高這類無電池供電的電子鎖具的安全性。
[0005]本實用新型采用以下技術方案:
[0006]一種無電池供電的電子鎖具，包括相匹配的使用電子方式開鎖的鎖頭和鑰匙，其中鎖頭包括帶有鎖芯座孔而構成定子的鎖體和與鎖芯座孔配合而構成轉子的鎖芯；
[0007]其中，定子匹配鎖芯座孔的位置設有定子線圈，且鎖頭內則設有連接于所述定子線圈的超級電容，以及以該超級電容為電源的第一 CPU ；
[0008]而鑰匙則包括通過充電電路連接所述超級電容的電容器，該電容器作為鑰匙的電源；
[0009]所述充電電路上設有為所述第一 CPU驅動的第一繼電器，相應地，所述電子鎖具還包括連接所述超級電容以進行電壓采樣的電壓采樣裝置，該電壓采樣裝置輸出連接于所述第一 CPU,以在所米樣電壓在設定范圍內驅動第一繼電器,而對電容器進行充電；
[0010]而所述第一 CPU還連接有充電開關，以在該充電開關輸入一個開關量的情況下進行所采樣電壓是否在設定范圍內的判斷。
[0011]從上述結構可以看出，本實用新型引入兩個相互關聯的加密點，一個是超級電容的電壓，另一個是充電開關，這兩個加密點通過充電開關約束超級電容的電壓采樣，而充電開關又容易為加密學中的使用次數所限定，而所采樣電壓的范圍也容易被設定，通過硬件的簡單配置所增加的兩個加密點，在增加成本不多的情況下，可以大幅提高電子鎖具的安全性。
[0012]依據較佳的實施例，所述超級電容并接有放電電路。
[0013]在進一步改進的結構中，所述放電電路包括一保護電阻和串接于該保護電阻的按鈕。
[0014]上述無電池供電的電子鎖具，所述電壓采樣裝置還連接有清零計數器，以在所采樣電壓為零時進行加一，該清零計數器輸出連接所述第一 CPU ；
[0015]相應地，所述充電電路還包括串接于第一繼電器的第二繼電器，且第二繼電器的驅動端連接所述第一 CPU，以在清零計數器計數次數達到設定值時使第二繼電器斷開。
[0016]上述無電池供電的電子鎖具，所述鎖頭設有用于第二繼電器復位的碼盤，且設有連接于第一 CPU以用于指示第二繼電器斷開的指示燈。
[0017]上述無電池供電的電子鎖具，所述第一 CPU連接有報警電路。
[0018]上述無電池供電的電子鎖具，所述報警電路包括3G或者4G模塊，以用于關聯選定的用戶手機。
[0019]上述無電池供電的電子鎖具，在所述鎖芯座孔對應于鎖芯轉動行程的弧段設有標尺，以進行定量充電。
[0020]上述無電池供電的電子鎖具，所述標尺包括標數刻度線和分布在標數刻度線之間的示數刻度線，其中標數刻度線長于示數刻度線。
[0021]上述無電池供電的電子鎖具，相鄰標數刻度線之間的示數刻度線的條數為2。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為一種已知無電池供電的電子鎖具原理圖。
[0023]圖2為已知電子鎖具的實現流程圖。
[0024]圖3為充電控制原理框圖。
[0025]圖4為轉子定子配合結構示意圖。
[0026]圖中:1.鎖頭，2.鑰匙，3.定子，4.轉子，5.鑰匙孔，6.刻度線。
【具體實施方式】
[0027]鑒于本案為所涉 申請人:的CN201794392U進一步改進，本案所未明了之處請參見CN201794392U，本案基本構造如圖1和圖2所示，對其基本結構，已經為CN201794392U所明確說明，在此不再贅述。
[0028]關于其基本結構，如圖1和圖2，參見援引的CN201794392U，在本案中有直接關聯的結構是所涉及無電池供電的電子鎖具，包括相匹配的使用電子方式開鎖的鎖頭I和鑰匙2，其中鎖頭I包括帶有鎖芯座孔而構成定子3的鎖體和與鎖芯座孔配合而構成轉子4的鎖
-1-H
心;
[0029]其中，定子3匹配鎖芯座孔的位置設有定子線圈，且鎖頭內則設有連接于所述定子線圈的超級電容，以及以該超級電容為電源的第一 CPU ；
[0030]而鑰匙2則包括通過充電電路連接所述超級電容的電容器，該電容器作為鑰匙的電源；
[0031 ] 相比于CN201794392U，所述充電電路上設有為所述第一 CPU驅動的第一繼電器，該第一繼電器通過上下文可知，用于連接充電電路的部分或者說執行部分含有常開觸頭，相應地，所述電子鎖具還包括連接所述超級電容以進行電壓采樣的電壓采樣裝置，該電壓采樣裝置輸出連接于所述第一 CPU，以在所采樣電壓在設定范圍內驅動第一繼電器，而對電容器進行充電；
[0032]而所述第一 CPU還連接有充電開關，以在該充電開關輸入一個開關量的情況下進行所采樣電壓是否在設定范圍內的判斷。
[0033]依據上述內容,其增加了兩個加密點，一個加密點是超級電容(Supercapacitors)的極板間的電壓，通過并接超級電容即可進行相應電壓的采樣。
[0034]超級電容又名電化學電容器(Electrochemical Capacitors),雙電層電容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容,是從上世紀七、八十年代發展起來的通過極化電解質來儲能的一種電化學元件。
[0035]它不同于傳統的化學電源，是一種介于傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能。但在其儲能的過程并不發生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構獲得超大的容量。
[0036]突出優點是功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、工作溫度范圍寬，是世界上已投入量產的雙電層電容器中容量最大的一種。
[0037]由于功率密度高，能夠容納較大的電量，使得其作為加密點時使得其可設定的電壓范圍比較大，且在允許的范圍裕度較大仍然有較高的加密價值。
[0038]為避免連續嘗試，需要對電壓采樣進行限定，輔助電壓采樣的同時又構成另一個加密點，即開關量送出的開關次數。
[0039]首先是輔助，當觸動開關時，所采樣的電壓才能被判斷，或者說第一個加密點才能進行，當第二個加密點的次數被約束時，電壓采樣就不能過多的執行。
[0040]那么本領域的技術人員就可以進行如在所采樣電壓不再預定的范圍內時就不能進行鑰匙合法性的驗證。
[0041]如果嘗試開鎖，不可避免的要進行多次對超級電容的充電，在此條件下，可進行門限控制避免超級電容過充。也可以避免合法的正常開鎖所產生的超級電容過充。
[0042]關于超級電容的放電，一種是自然放電，自然放電速度非常緩慢，顯然對上述兩個加密點的嘗試不能一次條件為基礎。因此，最好采用人為的物理放電，對此，所述超級電容并接有放電電路，通過對超級電容進行放電。
[0043]如圖3所示，所述放電電路包括一保護電阻R和串接于該保護電阻的按鈕SB，保護電阻R主要是保護超級電容，避免大電流沖擊。
[0044]在放電電路中還可以加一個電感，與保護電阻R串接，可以進一步保護超級電容。
[0045]關于計數，可以直接使用第一 CPU進行計數，目前的CPU大多配有高速計數端口，可以直接用來計數，也可以進行軟計數，根據采樣次數進行計數，也可以根據充電開關進行計數。
[0046]在一些較佳的實施例中，所述電壓采樣裝置還連接有清零計數器，以在所采樣電壓為零時進行加一，該清零計數器輸出連接所述第一 CPU ；
[0047]相應地，所述充電電路還包括串接于第一繼電器的第二繼電器，且第二繼電器的驅動端連接所述第一 CPU，以在清零計數器計數次數達到設定值時使第二繼電器斷開。
[0048]清零計數器可以直接采用低電平計數，對應于電壓采樣所輸出的低電平信號。
[0049]關于第二繼電器的復位，可以進一步增加一個加密點，例如所述鎖頭設有用于第二繼電器復位的碼盤，且設有連接于第一 CPU以用于指示第二繼電器斷開的指示燈。
[0050]如果前面兩個加密點完全滿足使用對象的加密要求，關于繼電器的復位可以采用簡單復位，不過最好采用其作為第三加密點，以輔助前面兩個加密點。
[0051]除了 CN201794392U所記載的報警方式外，如單純的所述第一 CPU連接有報警電路。
[0052]一種優選方式是所述報警電路包括3G或者4G模塊，以用于關聯選定的用戶手機，用戶可以在第一時間知道鑰匙被盜用，從而進行報警處理。
[0053]關于充電，或者說表征超級電容充電量的電壓，作為加密點，可以進行多個鑰匙行程疊加對應的充電量進行疊加的加密方式，還可以輔助小數位充電量，以提高加密能力，這里的小數位表示為小于一個鑰匙轉動行程的位。如圖4所示，在所述鎖芯座孔對應于鎖芯轉動行程的弧段設有標尺，以進行定量充電，這樣產生的超級電容電壓能夠具有更高的加密級別。
[0054]為方便操作，所述標尺包括標數刻度線和分布在標數刻度線之間的示數刻度線，其中標數刻度線長于示數刻度線。其中標數刻度線輔助標數，可以直觀的進行讀取，而示數刻度線能夠依據標數刻度線進行推算而得到讀數。不過本案示數刻度線用于參考，對應于電壓范圍，不需要精確的給超級電容充電，也避免因為環境變化造成的充電不一致的問題。
[0055]同時，設定超級電容放電的結構也考慮這個問題，在于操作不可避免的會產生失誤，尤其是精度不高的操作。
[0056]示數刻度線參考一下方式設置，相鄰標數刻度線之間的示數刻度線的條數為2。示數刻度線主要用來參考，以標數刻度線為準，使用時，盡量避免使用示數刻度表示的電壓增量，而以標數刻度線對應的電壓增量為設定，作為參考的示數刻度線是方便用戶使用的操作而設計的。
【權利要求】
1.一種無電池供電的電子鎖具，包括相匹配的使用電子方式開鎖的鎖頭(I)和鑰匙(2)，其中鎖頭包括帶有鎖芯座孔而構成定子的鎖體和與鎖芯座孔配合而構成轉子的鎖-1-H心； 其中，定子匹配鎖芯座孔的位置設有定子線圈，且鎖頭內則設有連接于所述定子線圈的超級電容，以及以該超級電容為電源的第一 CPU ；而鑰匙則包括通過充電電路連接所述超級電容的電容器，該電容器作為鑰匙的電源；其特征在于，所述充電電路上設有為所述第一 CPU驅動的第一繼電器，相應地，所述電子鎖具還包括連接所述超級電容以進行電壓采樣的電壓采樣裝置，該電壓采樣裝置輸出連接于所述第一 CPU，以在所采樣電壓在設定范圍內驅動第一繼電器，而對電容器進行充電；而所述第一 CPU還連接有充電開關，以在該充電開關輸入一個開關量的情況下進行所采樣電壓是否在設定范圍內的判斷。
2.根據權利要求1所述的無電池供電的電子鎖具，其特征在于，所述超級電容并接有放電電路。
3.根據權利要求2所述的無電池供電的電子鎖具，其特征在于，所述放電電路包括一保護電阻和串接于該保護電阻的按鈕。
4.根據權利要求2或3所述的無電池供電的電子鎖具，其特征在于，所述電壓采樣裝置還連接有清零計數器，以在所采樣電壓為零時進行加一，該清零計數器輸出連接所述第一CPU ； 相應地，所述充電電路還包括串接于第一繼電器的第二繼電器，且第二繼電器的驅動端連接所述第一 CPU，以在清零計數器計數次數達到設定值時使第二繼電器斷開。
5.根據權利要求4所述的無電池供電的電子鎖具，其特征在于，所述鎖頭設有用于第二繼電器復位的碼盤，且設有連接于第一 CPU以用于指示第二繼電器斷開的指示燈。
6.根據權利要求4所述的無電池供電的電子鎖具，其特征在于，所述第一CPU連接有報警電路。
7.根據權利要求6所述的無電池供電的電子鎖具，其特征在于，所述報警電路包括3G或者4G模塊，以用于關聯選定的用戶手機。
8.根據權利要求1所述的無電池供電的電子鎖具，其特征在于，在所述鎖芯座孔對應于鎖芯轉動行程的弧段設有標尺，以進行定量充電。
9.根據權利要求8所述的無電池供電的電子鎖具，其特征在于，所述標尺包括標數刻度線和分布在標數刻度線之間的示數刻度線，其中標數刻度線長于示數刻度線。
10.根據權利要求9所述的無電池供電的電子鎖具，其特征在于，相鄰標數刻度線之間的示數刻度線的條數為2。
【文檔編號】E05B45/06GK203947889SQ201420000229
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】車偉, 王世建 申請人:王世建, 車偉