CN106548540A - 一种nfc智能门锁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种NFC智能门锁，包括机械门锁、中央处理模块、用于获取IC卡信息的NFC识别模块、驱动电机的电机驱动芯片、与所述电机驱动芯片连接，带动机械门锁开锁的电机以及电池。所述中央处理模块用于接收NFC识别模块获取的第一IC卡信息，并与预先存储的第二IC卡信息进行比对；以及在所述第一IC卡信息与第二IC卡信息相吻合时，输出电机驱动信号至所述电机驱动芯片；所述电机驱动芯片接收并放大所述电机驱动信号从而驱动电机旋转；所述NFC识别模块还包括用于检测天线磁场变化的低功耗MCU，所述低功耗MCU依据NFC天线磁场的变化情况产生相应的工作信号从而实现NFC识别模块的中断式读取。
Description
技术领域
本发明涉及门锁技术领域，尤其涉及一种NFC智能门锁。
背景技术
NFC近场通信技术是一种由RFID发展演变而成的新型非接触式无线通讯技术。通过在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能实现在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换的功能。
这一技术被广泛的应用于门禁系统、移动支付等不同的领域之中。但在门禁或者门锁领域中，设置在门锁上的NFC设备为发起设备，由其在整个通信过程中提供射频场。因此，在门锁或者门禁的日常应用中，上述NFC设备需要持续的向外发射射频信号来检测是否有NFC目标设备靠近。
上述NFC设备不间断的主动读取方式，使得NFC设备在使用过程中的功耗非常高。一般均需要使用外部供电而无法使用门锁内置电池的方式进行供电。而采用外部供电时，需要考虑到连接电源线的布线问题，使得相应NFC门锁/门禁的安装较为复杂，同时还需要考虑外部供电的稳定性的问题(外接电源线依赖外界供电)，使得NFC门锁/门禁的推广应用存在一定的困难。
因此，现有技术还有待发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种NFC智能门锁，旨在解决现有技术中NFC门锁NFC主设备功耗较大，无法实现独立供电，需要额外布线的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种NFC智能门锁，包括机械门锁，其中，所述NFC智能门锁还包括中央处理模块、用于获取IC卡信息的NFC识别模块、驱动电机的电机驱动芯片、与所述电机驱动芯片连接，带动机械门锁开锁的电机以及电池；
所述中央处理模块分别与所述NFC识别模块、电机驱动芯片连接；
所述中央处理模块用于接收NFC识别模块获取的第一IC卡信息，并与预先存储的第二IC卡信息进行比对；
以及在所述第一IC卡信息与第二IC卡信息相吻合时，输出电机驱动信号至所述电机驱动芯片；所述电机驱动芯片接收并放大所述电机驱动信号从而驱动电机旋转；
所述NFC识别模块还包括用于检测天线磁场变化的低功耗MCU，所述低功耗MCU依据NFC天线磁场的变化情况产生相应的工作信号从而实现NFC识别模块的中断式读取。
所述的NFC智能门锁，其中，所述NFC智能门锁还包括获取用户敲门模式的震动开关模块以及发出提示音的蜂鸣器；
所述中央处理器模块与所述震动开关模块连接，接收所述震动开关模块获取的第一用户敲门模式，并与预先存储的第二用户敲门模式进行比对；
以及在所述第一用户敲门模式与第二用户敲门模式相吻合时，输出电机驱动信号至所述电机驱动芯片，所述电机驱动芯片接收并放大所述电机驱动信号从而驱动电机旋转。
所述的NFC智能门锁，其中，所述电机驱动芯片具体包括：放大所述电机驱动信号，驱动电机的全桥电路。
所述的NFC智能门锁，其中，所述NFC智能门锁还包括存储信息删除按键；所述存储信息删除按键与中央处理模块连接，用于接收用户指令，删除在中央处理模块预先存储的第二IC卡信息。
所述的NFC智能门锁，其中，所述NFC智能门锁还包括IC卡信息添加按键；所述IC卡信息添加按键与中央处理模块连接，用于接收用户指令，在中央处理模块预先存储IC卡信息作为所述第二IC卡信息。
所述的NFC智能门锁，其中，所述NFC智能门锁还包括震动密码添加按键，所述震动密码添加按键与中央处理模块连接，用于接收用户指令，在中央处理模块预先存储用户敲门模式作为所述第二用户敲门模式。
所述的NFC智能门锁，其中，所述NFC智能门锁还包括用于检测电池电压的电量检测电路；
所述电量检测电路与所述中央处理模块连接，在电池电压低于预定的阈值时，向中央处理模块发送报警信号；
所述中央处理模块接收所述报警信号后控制所述蜂鸣器发出预定的报警模式提示用户电池电量不足。
有益效果：本发明提供的一种NFC智能门锁，通过在NFC识别模块中设置额外的低功耗MCU，实现NFC识别模块的低功耗待机，从而有效的降低了NFC智能门锁在使用过程中的功耗。由于上述较低功耗的特点，使得本发明所述的NFC智能门锁能够使用内置电池进行独立供电的方式，无需考虑电源线的布线问题，能够极大的方便门锁的装配及提高门锁使用的稳定性。
附图说明
图1为本发明具体实施例的NFC智能门锁的功能框图。
具体实施方式
本发明提供一种NFC智能门锁。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明所述的一种NFC智能门锁。其中所述NFC智能门锁包括：机械门锁部分(亦即门锁的基本机械结构部分)以及电子部分。
其中，电子部分包括：中央处理模块100、NFC识别模块200、驱动电机的电机驱动芯片300、与所述电机驱动芯片连接，带动机械门锁开锁的电机400以及电池500。所述中央处理模块100分别与所述NFC识别模块200、电机驱动芯片300连接。
在使用过程中，NFC识别模块200获取IC卡信息，并将其传输到所述中央处理模块100中。所述中央处理模块100接收NFC识别模块获取的IC卡信息，作为第一IC卡信息，并将其与预先存储的第二IC卡信息进行比对。(亦即IC卡的验证过程)
在所述第一IC卡信息与第二IC卡信息相吻合时，中央处理模块100输出电机驱动信号至所述电机驱动芯片300并由电机驱动芯片300接收所述电机驱动信号并据此驱动电机400旋转，随驱动电机400的旋转，带动所述NFC门锁的机械门锁部分开锁。具体的，所述电机驱动芯片具体包括放大所述电机驱动信号，驱动电机的全桥电路(H桥电路)。
应当说明的是，所述IC卡是指与NFC识别模块200相对应的NFC目标设备，具体可以是常用的IC卡，也可以是任何具有NFC功能的智能手机、手表等等。
更佳的是，还可以采用NFC标签作为IC卡。若使用NFC标签时，可以方便的将其粘贴于随身使用的物品甚至是衣物上，使得开门的操作更为便捷，也不需要携带沉重的钥匙。通过上述方式，即可实现NFC验证开锁的功能。
为降低所述NFC门锁的功耗，所述NFC识别模块200上设置有用于检测天线磁场变化的低功耗MCU。该低功耗MCU依据NFC天线磁场的变化情况产生相应的工作信号从而实现NFC识别模块200的中断式读取。
所述“中断式读取”方式具体是指只有当NFC目标设备(IC卡)靠近模块时，才开始读卡工作，并产生一个向中央处理模块的中断。中央处理模块开始通过IIC总线接收IC卡信息。这种方式大大降低了NFC的功耗，从而使系统的工作时间更长在没有NFC目标设备靠近时，
上述中断式读取方式与现有的NFC主设备持续向外发送射频信号以检测是否有NFC目标设备靠近的连续式读取方式相比，NFC主设备的功耗能够得到极大的降低，在特定的电量下可以维持更长的工作时间，具有良好的应用前景。所述低功耗MCU具体可以采用现有技术中任何合适的，具有相应功能的MCU。
上述中断式读取的具体实现原理为：当有IC卡靠近PCB印制天线(NFC天线)时，天线部分的磁场发生变化，导致低功耗MCU产生工作信号，低功耗MCU控制NFC识别模块中的NFC芯片为工作状态，使其获取IC卡信息，并将其储存于MCU中。
然后，低功耗MCU向系统MCU(亦即中央处理模块部分)产生中断，并要求系统MCU在0.5s时间(所述时间具体可以依据实际情况作出调整)内通过IIC总线读取已存储与模块MCU中的IC卡信息。
而当IC卡离开检测区域后，MCU检测不到IC卡在检测区域，MCU存储的IC卡信息自动删除，NFC芯片重新进入关闭状态并等待下一次IC卡靠近PCB印制天线以重新进入工作状态。
在没有IC卡靠近PCB印制天线时，MCU控制NFC芯片为关闭状态。此时所述NFC识别模块处于待机状态，功耗在25uA左右，因此基本可以视为零功耗。
具体的，所述NFC智能门锁还可以包括IC卡信息添加按键20。所述信息添加按键20与中央处理模块连接，用于接收用户指令。当用户按下所述添加按键20后，中央处理模块进入存储模式，将此时NFC识别模块获取的IC卡信息存储，作为所述第二IC卡信息。
具体使用的方法可以为：先把要添加的IC卡贴近“NFC识别模块”的天线部分，一秒钟后按下该按键，蜂鸣器会有“滴”的一声成功提示。
如果IC卡添加数量已经达到上限值时(例如7张)，再按下该按键时，NFC智能门锁内置的蜂鸣器发出“滴、滴”的两声连续的警告提示。
在本发明的一较佳实施例中，如图1所示，所述NFC智能门锁还包括获取用户敲门模式的震动开关模块600以及发出提示音的蜂鸣器10。
所述震动开关模块600用于获取用户的敲门模式，亦即在特定时间内的敲门次数。所述震动开关模块600具体可以通过现有任何合适的震动传感器及计时电路来完成上述敲门模式的获取功能。
所述中央处理器模块与所述震动开关模块600连接，读取所述震动开关模块获取的第一用户敲门模式，并与预先存储的第二用户敲门模式进行比对。
在所述第一用户敲门模式与第二用户敲门模式相吻合时，输出电机驱动信号至所述电机驱动芯片。所述电机驱动芯片接收并放大所述电机驱动信号从而驱动电机旋转从而实现门锁的开锁功能。
通过设置上述震动开关模块600，能够提供一种后备的门锁开启方式，通过输入与预存模式相同的敲门模式即可实现门锁开启。在忘记携带相应的NFC目标设备时，可以使用上述备用的门锁开启方式进行开锁，更加方便用户的使用，同时也能提高门锁使用的可靠性。
更具体的，所述NFC智能门锁还可以包括一震动密码添加按键700。所述震动密码添加按键700与中央处理模块连接。当用户按下所述添加按键700后，中央处理模块获取到相应的用户指令，进入存储模式，存储此时的用户敲门模式作为所述第二用户敲门模式，从而完成所述震动密码的添加。
所述通过震动开关开启门锁的具体使用方式可以为：
将在十秒内震动开关模块600感应到敲击门锁的次数作为一位密码值。在一个密码位的输入周期内(例如10s)，震动开关每感应到敲门一次蜂鸣器会有“滴”的一声通知信息。某一输入周期超时后(10s后)会有蜂鸣器通知当前输入的密码位数。所述震动密码(亦即敲门模式)可以设置为四位。当然也可以设置更多或者更少的密码位。
较佳的是，所述NFC智能门锁还可以包括存储信息删除按键800。所述存储信息删除按键800与中央处理模块连接。当用户按下删除按键800后，中央处理模块即删除清空存储的第二IC卡信息和/或震动密码。
在本发明的较佳实施例中，所述NFC智能门锁还可以包括用于检测电池电压的电量检测电路900。所述电量检测电路900与所述中央处理模块连接，在电池电压低于预定的阈值时，向中央处理模块发送报警信号。所述阈值可以依据所述NFC门锁具体使用的电池以及实际情况所决定，例如，工作电压为3.7V的锂离子电池，可以设置阈值为3.2-3.0V。
所述中央处理模块接收所述报警信号后控制所述蜂鸣器10发出预定的报警模式提示用户电池电量不足。所述电量检测电路具体可以使用现有任何常用的电压取样电路以及其他逻辑判断电路来实现上述电压检测报警功能。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种NFC智能门锁，包括机械门锁，其特征在于，所述NFC智能门锁还包括中央处理模块、用于获取IC卡信息的NFC识别模块、驱动电机的电机驱动芯片、与所述电机驱动芯片连接，带动机械门锁开锁的电机以及电池；
所述中央处理模块分别与所述NFC识别模块、电机驱动芯片连接；
所述中央处理模块用于接收NFC识别模块获取的第一IC卡信息，并与预先存储的第二IC卡信息进行比对；
以及在所述第一IC卡信息与第二IC卡信息相吻合时，输出电机驱动信号至所述电机驱动芯片；所述电机驱动芯片接收并放大所述电机驱动信号从而驱动电机旋转；
所述NFC识别模块还包括用于检测天线磁场变化的低功耗MCU，所述低功耗MCU依据NFC天线磁场的变化情况产生相应的工作信号从而实现NFC识别模块的中断式读取。
2.根据权利要求1所述的NFC智能门锁，其特征在于，所述NFC智能门锁还包括获取用户敲门模式的震动开关模块以及发出提示音的蜂鸣器；
所述中央处理器模块与所述震动开关模块连接，接收所述震动开关模块获取的第一用户敲门模式，并与预先存储的第二用户敲门模式进行比对；
以及在所述第一用户敲门模式与第二用户敲门模式相吻合时，输出电机驱动信号至所述电机驱动芯片，所述电机驱动芯片接收并放大所述电机驱动信号从而驱动电机旋转。
3.根据权利要求1所述的NFC智能门锁，其特征在于，所述电机驱动芯片具体包括：放大所述电机驱动信号，驱动电机的全桥电路。
4.根据权利要求1所述的NFC智能门锁，其特征在于，所述NFC智能门锁还包括存储信息删除按键；所述存储信息删除按键与中央处理模块连接，用于接收用户指令，删除在中央处理模块预先存储的第二IC卡信息。
5.根据权利要求1所述的NFC智能门锁，其特征在于，所述NFC智能门锁还包括IC卡信息添加按键；所述IC卡信息添加按键与中央处理模块连接，用于接收用户指令，在中央处理模块预先存储IC卡信息作为所述第二IC卡信息。
6.根据权利要求2所述的NFC智能门锁，其特征在于，所述NFC智能门锁还包括震动密码添加按键，所述震动密码添加按键与中央处理模块连接，用于接收用户指令，在中央处理模块预先存储用户敲门模式作为所述第二用户敲门模式。
7.根据权利要求2所述的NFC智能门锁，其特征在于，所述NFC智能门锁还包括用于检测电池电压的电量检测电路；
所述电量检测电路与所述中央处理模块连接，在电池电压低于预定的阈值时，向中央处理模块发送报警信号；
所述中央处理模块接收所述报警信号后控制所述蜂鸣器发出预定的报警模式提示用户电池电量不足。
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