无源锁具及开锁/关锁方法与流程

1.本发明涉及锁具技术领域，具体的，涉及一种无源锁具及开锁/关锁方法。


背景技术：

2.传统的隐形门锁以及普通智能锁，普遍采用内置电池供电，该类锁具必须提供一个开口用以更换电池或者插入充电线。开口的设置会影响锁具外观的整体性，同时内置的电池系统的充放电管理以及低电报警监测，均会导致锁具成本的增加，并增加锁具系统的故障率。


技术实现要素：

3.本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种无需内置电源的锁具，精简锁具的结构，降低锁具的故障率，同时还能实现隐形安装。
4.一方面，为了实现上述目的，本发明提供一种无源锁具，包括锁体部分和钥匙部分，所述锁体部分包括：无线电源接收模块，与所述钥匙部分的无线电源发射模块相配合以接收电能并向所述锁体部分供电；机械锁体，具有与驱动装置相连的锁舌；第一通信模块，接收所述钥匙部分中第二通信模块所发送的验证信息；第一控制模块，与所述无线电源接收模块、驱动装置和第一通信模块相连，将所述第一通信模块所接收的验证信息与预存的验证信息进行核对，若信息相符，则向所述驱动装置发送开锁指令或关锁指令，驱动所述锁舌收回或伸出；所述钥匙部分包括：无线电源发射模块，与电池相连，并与所述无线电源接收模块配合以向所述锁体部分供电；第二通信模块，可与所述第一通信模块建立通信连接，并向所述第一通信模块发送验证信息；
5.指纹录入模块，用于采集指纹信息；第二控制模块，与所述电池、无线电源发射模块、第二通信模块、指纹录入模块相连，获取所述指纹录入模块所采集的指纹信息并与预存的指纹信息核对，若信息相符，则开启所述无线电源发射模块，并通过所述第二通信模块向所述第一通信模块发送验证信息。
6.优选地，所述第一控制模块在向所述驱动装置发送开锁指令或关锁指令时，相邻两次指令不同。
7.进一步优选地，所述第一控制模块存储有若干验证信息，所述第一控制模块设有指令发送程序；所述指令发送程序被设定为，在所述第一通信模块所接收的验证信息与所述第一控制模块存储的任一验证信息相符之后，向所述驱动装置发送开锁指令或关锁指令，且所述指令发送程序还被设定为交替发送所述开锁指令和关锁指令。
8.优选地，所述无线电源接收模块包括：第一感应线圈，用于感应所述无线电源发射模块所发射的无线电波；无线充电接收单元，用于配合所述第一感应线圈将所感应到的无线电波转化为电能；稳压单元，将所述电能以预设的电压进行输出。
9.优选地，无线电源发射模块包括第二感应线圈和无线充电发射单元，所述无线充电发射单元与所述第二控制模块、电池相连，在接收到所述第二控制模块的开启指令后，将
所述电池中的电能经由所述第二感应线圈以无线电波的形式向外辐射。
10.优选地，所述第二控制模块存储有若干指纹信息，在所述指纹录入模块所采集的指纹信息与其中任一指纹信息相符之后，所述第二控制模块则开启所述无线电源发射模块，并通过所述第二通信模块向所述第一通信模块发送验证信息。
11.优选地，所述第二控制模块存储有若干验证信息；所述钥匙部分还包括与所述第二控制模块相连的输入模块，供用户输入验证信息或所述第二控制模块存储的若干验证信息的编号。
12.优选地，所述第二控制模块通过所述第二通信模块向所述第一通信模块发送用户输入的验证信息或用户输入的编号所对应的验证信息。
13.另一方面，为了实现上述目的，本发明提供一种开锁/关锁方法，应用于如上所述的无源锁具上，包括：将所述钥匙部分靠近所述锁体部分，在所述指纹录入模块录入开锁/关锁人员的指纹信息，或者在所述指纹录入模块录入开锁/关锁人员的指纹信息后，将所述钥匙部分靠近所述锁体部分；所述第二控制模块验证所述开锁/关锁人员的指纹信息与预存的指纹信息是否相符，若不相符，则终止开锁/关锁，若相符，则打开所述无线电源发射模块向所述锁体部分供电，所述第二通信模块向所述第一通信模块发送验证信息；所述第一控制模块将所述第一通信模块接收的验证信息与预存的验证信息进行核对，若不相符，则终止开锁/关锁，若相符，则向所述驱动装置发送开锁指令/关锁指令，驱动所述锁舌收回/伸出。
14.优选地，在录入开锁/关锁人员的指纹信息前，还向所述钥匙部分的输入模块输入验证信息或所述第二控制模块内预存的验证信息的编号；所述第二通信模块在向所述第一通信模块发送验证信息时，将所述输入模块所采集的所述验证信息或所述编号所对应的验证信息发送至所述第一通信模块。
15.根据上面的描述和实践可知，本发明所述的无源锁具具有如下优点：
16.1、本发明中的无源锁具在锁体部分内设置了无线电源接收模块，并在钥匙部分设置了无线电源发射模块，通过钥匙部分向锁体部分进行供电，避免了在锁具内部设置电池，能够精简锁具的结构，降低了锁具的故障率，同时还可实现隐形安装。相比于传统的无源锁具，本发明中的无源锁具采用了较少的模块单元，实现了锁体部分不含电源，并且可以便捷地进行开锁/关锁；模块单元数量减少即可降低制作成本，同时减少了各模块单元间交互的次数，一定程度上可降低该无源锁具的故障率。
17.2、本发明的无源锁具中钥匙部分仅向锁体部分发送验证信息，无需发送开锁指令和关锁指令，而是锁体部分内部预设指令发送程序以电信号的形式发送开锁指令和关锁指令实现开锁和关锁，可以防止他人利用技术手段向锁体部分发送包括开锁指令和/或关锁指令的无线信号，提高了该无源锁具的安全性。
18.3、本发明中的无源锁具在钥匙部分设置有指纹识别装置，进一步提高了该无源锁具的安全性，仅预存有指纹信息的人员可使用该钥匙，解决了钥匙部分丢失带来的安全隐患。另外，本发明中的无源锁具通过设置输入装置，可供用户输入不同的验证信息或验证信息的编号，从而实现单个钥匙部分可开启/关闭多个锁体部分，便于管理人员对锁具进行管理。
附图说明
19.图1为本发明的一个实施例中涉及的无源锁具的框架示意图。
20.图2为本发明的一个实施例中涉及的无源锁具的锁体部分的内部结构示意图。
21.图3为本发明的一个实施例中涉及的无源锁具的钥匙部分正面的结构示意图。
22.图4为本发明的一个实施例中涉及的无源锁具的钥匙部分背面的结构示意图。
23.图中的附图标记为：
24.1、锁体部分，10、无线电源接收模块，11、机械锁体，12、第一通信模块，13、第一控制模块，14、驱动装置；
25.2、钥匙部分，20、无线电源发射模块，21、第二通信模块，22、指纹录入模块，23、第二控制模块，24、输入模块，25、电池，26、电源管理模块，27、充电端口；
26.101、第一感应线圈，102、无线充电接收单元，103、稳压单元；
27.201、第二感应线圈，202、无线充电发射单元。
具体实施方式
28.现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
29.此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。需要说明的是，本公开中，用语“包括”、“配置有”、“设置于”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象数量或次序的限制；术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.请参考图1至图4，在该实施例中的无源锁具包括锁体部分1和钥匙部分2，其中锁体部分1内部未设置电源，而是将传统电源，例如电池，设置在钥匙部分2内，再采用无线充电的形式，将钥匙部分2中的电能供给锁体部分1，供锁体部分1实现开锁/关锁。
32.具体地说，在该实施例中，锁体部分1包括：无线电源接收模块10、机械锁体11、第一通信模块12和第一控制模块13。钥匙部分2包括：无线电源发射模块20、第二通信模块21、指纹录入模块22和第二控制模块23。
33.其中，无线电源接收模块10用于与无线电源发射模块20相配合以接收电能并向锁体部分1供电。具体地，在该实施例中，无线电源发射模块20包括第二感应线圈201和无线充电发射单元202。无线充电发射单元202与第二控制模块23、电池25相连，无线充电发射单元
202在接收到第二控制模块23的开启指令后，将电池25中的电能经由第二感应线圈201以无线电波的形式向外辐射。无线电源接收模块10接收到该无线电波后，将其转化为电能，向锁体部分1供电。具体地说，无线电源接收模块10包括：第一感应线圈101、无线充电接收单元102和稳压单元103。其中，第一感应线圈101可与第二感应线圈201相配合，接收第二感应线圈201所辐射的无线电波，并与无线充电接收单元102相配合将无线电波转化为电能，最终经过稳压单元103以预设的电压对外输出电能。具体地，在该实施例中，无线电源接收模块10可采用t3168型号的芯片来实现，无线电源发射模块20可采用xkt001型号的芯片来实现。
34.此外，在钥匙部分2内还设置有电源管理模块26和充电端口27，用于向电池25进行充电。使用时，电源线的一端连接充电端口27，另一端连接电源，电流经由电源管理模块26进行变压后，流入电池25内对电池25进行充电。在一个实施例中，采用了tp5046型号的芯片作为电源管理模块26，充电端口27为type
‑
c接口。当然也可采用其它已知形式的接口实现该充电端口27。
35.机械锁体11为传统的锁体结构，通过锁舌的伸出/收回实现关锁/开锁，其具体结构非本技术的创新点，故在此不再赘述。另外，由于该锁具采用了无线充电，因此机械锁体11的外面板应采用非金属材质制作而成，降低对无线电波的屏蔽性，上述第一感应线圈101可固定在面板的内侧。需要注意的是，在锁体部分1内还设有一驱动装置14，例如电机，该驱动装置14通过传动机构与机械锁体11的锁舌相连。通过驱动装置14可以带动锁舌伸出/收回，例如通过控制电机的转动方向来实现锁舌的伸出/收回，最终实现关锁/开锁。
36.在该实施例中，驱动装置14的控制是由第一控制模块13实现的，第一控制模块13可以是一单片机，例如stm8l051f3型号的单片机，具有存储和数据处理等功能，可按照预设的逻辑向驱动装置14发送开锁/关锁的指令。
37.第一控制模块13由无线电源接收模块10供电，同时无线电源接收模块10还向第一通信模块12和驱动装置14供电。在无线电源接收模块10被供电的情况下，第一通信模块12和第一控制模块13均处于工作状态，且二者之间电连接，可传输数据信息。第一通信模块12用于接收第二通信模块21所发送的验证信息，然后将该验证信息发送至第一控制模块13，第一控制模块13再将该验证信息与其预存的若干验证信息进行核对，若信息相符，例如该接收到的验证信息存在于第一控制模块13中，则第一控制模块13向驱动装置14发送开锁指令/关锁指令，驱动机械锁体11的锁舌收回/伸出。
38.需要注意的是，第一控制模块13内设有指令发送程序，该指令发送程序被设定为，在第一通信模块12所接收的验证信息与第一控制模块13所存储的任一验证信息相符后，向驱动装置14发送开锁指令/关锁指令。具体地说，该程序还被设定为开锁指令与关锁指令交替发出。也即，若在先一次发送给驱动装置14的指令为开锁指令，则在后一次发送给驱动装置14的指令为关锁指令；若在先一次发送给驱动装置14的指令为关锁指令，则在后一次发送给驱动装置14的指令为开锁指令。
39.通过该种开锁/关锁的方法，无需在锁体部分设置监控锁体开关状态的模块，同时钥匙部分也无需向锁体部分发送开锁指令和关锁指令，钥匙部分仅需向锁体部分发送验证信息即可。采用该种开锁/关锁的方法，可精简该无源锁具的结构，降低了制作成本；同时还减少了无线信息的交互次数，例如钥匙部分发至锁体部分的开锁指令/关锁指令，在降低故障率的同时，一定程度上还可避免他人采取技术手段直接向锁体部分发送包括开锁指令/
关锁指令的无线信号，提高锁体的安全性。
40.此外，在锁体部分1上还设置有灯光或声音提示装置，例如发光二极管或音响，在钥匙部分2所提供的验证信息与预存的验证信息不符时发出灯光或声音的提示信号。
41.具体地说，第一通信模块12与第二通信模块21为两个通信设备，相互之间可建立通信连接，并传输数据。例如第二通信模块21设为iso/iec14443标准协议的ic卡或id卡，如mifi_s70卡；第一通信模块12设为读卡设备，如fm17522e读卡模块。在第二通信模块21靠近第一通信模块12时，第一通信模块12内的数据可被第一通信模块12所读取。或者，第二通信模块21可采用125khz或13.56mhz的智能卡，第一通信模块12采用与第二通信模块21相对应的读卡设备，同样能够实现数据通信的功能。又或者，第一通信模块12与第二通信模块21可采用蓝牙、nfc、无线网络等技术实现近距离的通信功能。
42.在钥匙部分2中：第二控制模块23分别与无线电源发射模块20、第二通信模块21和指纹录入模块22连接，可向后者发送指令和/或数据。同样的，第二控制模块23可采用单片机实现，例如stm8l051f3型号的单片机，具有存储和数据处理等功能，可按照预设的逻辑向第二通信模块21发送指令和数据，可按照预设的逻辑控制无线电源发射模块20的启闭，可接收指纹录入模块22所采集的指纹信息，并与预存的指纹信息进行核对。指纹录入模块22可采用sa11
‑
a指纹模组来实现。
43.第二控制模块23内预存有若干指纹信息，作为有权限进行开锁或关锁的指纹信息，只有后续录入的指纹信息与第二控制模块23内预存的任一指纹相匹配的情况下，第二控制模块23才会启动无线电源发射模块20和第二通信模块21。
44.在该实施例中，第二通信模块21内预存有验证信息，在接收到第二控制模块23的启动指令后，将该验证信息发送至第一通信模块12。
45.在又一个实施例中，在第二控制模块23内预存有若干验证信息，在开锁/解锁时，第二控制模块23向第二通信模块21发送启动指令时，同时发送验证信息，之后由第二通信模块21将该验证信息发送至第一通信模块12。在验证信息存储于第二控制模块23内时，在钥匙部分2内还设置有输入模块24，输入模块24与第二控制模块23相连。其中第二控制模块23内所存储的若干验证信息可设置为分别匹配不同的锁体部分1，即各个验证信息可开启或关闭其所对应的锁体部分1。
46.该输入模块24例如可以是具有触控功能的显示屏，通过该输入模块24可输入验证信息或第二控制模块23内存储的若干验证信息的编号。在输入模块24内输入验证信息后，该验证信息传输至第二控制模块23，并在录入的指纹信息核实通过后，将该验证信息通过第二通信模块21发送至第一通信模块12。在输入模块24内输入第二控制模块23内存储的若干验证信息的编号后，该编号传输至第二控制模块23，并在录入的指纹信息核实通过后，由第二控制模块23将该编号所对应的验证信息通过第二通信模块21发送至第一通信模块12。通过该输入装置，可以实现，单个钥匙部分2匹配多个锁体部分1，并且可以精准地开启或关闭指定的锁体。此外，在钥匙部分2上还设置有灯光或声音提示装置，例如发光二极管或音响，在指纹录入模块22所采集的指纹信息与预存的指纹信息不符时发出灯光或声音的提示信号。
47.此外，在钥匙部分2上设置有启闭开关，在开锁/关锁前后可打开或关闭钥匙部分，用于开启或关闭钥匙部分2上的供电、身份识别等功能。
48.该无源锁具采用了无线充电的方案，无需预留充电接口，因此在应用时可置于门内，或与门集成为一体，实现隐形安装的效果。
49.另外，在该实施例中，还给出了一种应用于上述无源锁具的开锁/关锁方法。该开锁/关锁方法包括如下步骤：
50.步骤一、将钥匙部分2靠近锁体部分1，在指纹录入模块22录入开锁/关锁人员的指纹信息，或者在指纹录入模块22录入开锁/关锁人员的指纹信息后，将钥匙部分2靠近锁体部分1。
51.在开锁/关锁前首先需要进行身份核实，判断开锁/关锁人员是否为钥匙的预设持有者，只有在指纹核实通过后才可进行开锁/关锁的行为。避免了钥匙丢失并被他人拾取后进行开锁的情形，提高该无源锁具的安全性。
52.步骤二、第二控制模块23验证所录入的开锁/关锁人员的指纹信息与第二控制模块23内预存的指纹信息是否相符，若不相符，则终止开锁/关锁，若相符，则打开无线电源发射模块20向锁体部分1供电，第二通信模块21向第一通信模块12发送验证信息。
53.具体地，在第二控制模块23内可预存若干用户的指纹信息，使用过程中，指纹录入模块22所采集的指纹信息与预存的任一指纹信息相符，则可继续进行开锁/关锁。
54.其中，第二通信模块21向第一通信模块12发送验证信息是在接收到第二控制模块23的指令后发送的，该指令发出的前提是指纹信息验证通过。第二通信模块21向第一通信模块12所发送验证信息，可以是发送其自身存储的验证信息，也可以是发送第二控制模块23向第二通信模块21所传输的验证信息。
55.步骤三、第一控制模块13将第一通信模块12所接收的验证信息与第一控制模块13预存的验证信息进行核对，若不相符，则终止开锁/关锁，若相符，则向驱动装置14发送开锁/关锁的指令，驱动所述锁舌收回/伸出。
56.具体地，在第一控制模块13内可预存若干验证信息，若干验证信息均可用于开启/关闭该锁体，使用时可将不同的验证信息发送至不同的用户，便于进行管理。在使用过程中，第一通信模块12所接收的验证信息与预存的任一验证信息相符，则可继续进行开锁/关锁。
57.在每次验证信息核实通过后，第一控制模块13向驱动装置14发送开锁/关锁的指令，具体地，是按照开锁指令和关锁指令交替发出的形式进行的，即若在先一次的指令为开锁指令，则在后一次的指令为关锁指令。
58.此外，在钥匙部分2设有输入模块24时，在录入开锁/关锁人员的指纹信息前，还需向钥匙部分2的输入模块24内输入验证信息或第二控制模块23内预存的验证信息的编号。此时，在指纹信息核实通过的情况下，则第二控制模块23将接收到的验证信息或者编号所对应的验证信息，发送至第二通信模块21，由第二通信模块21将该验证信息发出。
59.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。