专利名称：可无线的安全门天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及安全系统，且更具体地涉及用于门安全系统的无线锁。
背景技术：
具有大量室内门的设施包括酒店和商业建筑。十分常见地，这些类型的设施需要将安全系统设置到位，以授权或禁止通过个体门进入设施内。装配到门上的常见锁组件包括锁机构、在门的两侧上的把手或旋钮、以及位于门的两侧上的锁眼盖或金属板，以遮盖并且保护把手和锁机构。这些组件通常被装配到门内的凿通腔中。全部锁机构具有某种解锁
状态以及锁定状态，在该解锁状态中，用户被允许打开门，在该锁定状态中，禁止用户打开门。常规锁机构配置有闩，该闩由把手或旋钮来致动。常规锁机构还包括门栓，该门栓在被接合时防止通过门进入。一些设施依赖于与该锁有关的用户控制的钥匙的方法，以便用户进入ー些门内。这些钥匙能够从用于柱形锁的常规金属钥匙变化到与锁机构上的读取器匹配的更现代的磁条钥匙卡。安全的另一方法是邻近于门的数字小键盘，用户能够输入将解锁门并且允许进入的代码到该数字小键盘中。随着ー些安全措施变得更现代化，该设施能够除了门控制的以用户为中心的系统之外或替代该以用户为中心的系统来实施远程系统。门锁组件需要具有天线，该天线能够与控制器进行无线通信。如果结合现有的锁组件或腔使用较小的天线，那么天线的电磁(EM)辐射效率将不会太好。可能凿通更大的腔，使得大得多的天线能够结合锁组件被设置到门内，但是商业门通常由木材或金属制成，因此改型该门可能变得很昂贵。此外，不管门腔是否被扩ロ，被包含在该门腔内的天线都必须穿透该门的材料，该门的材料用作有效EM辐射的屏蔽物。木门聚集水分并且通过吸收、折射、和反射EM波而阻碍天线的性能。金属门是EM波传输的屏蔽物。鉴于此，中继器通常被设置在建筑物的门厅中，用作增强这些门锁系统的无线性能的装置。存在增强无线门安全系统的性能同时省除过多的中继器并且保持成本降低(SP，建造新的门或改型现有的门)的需求。
发明内容
本发明的另一方面是ー种门安全系统，该门安全系统包括控制模块、门和附接到门的把手组件。该把手组件包括锁机构、把手和锁眼盖，所述锁机构具有解锁状态以及锁定状态，保护进入门，所述把手由所述把手组件可旋转地支承，当所述锁机构处于解锁状态时该把手作为通过所述门进入的ー种手段。把手和锁眼盖中的至少ー个用作天线，所述天线能够与控制模块无线通信并且能够与所述锁机构通信以将所述锁机构在所述解锁状态和锁定状态之间切換。本发明的另一方面是ー种门安全系统，该门安全系统包括门、被附接到门的壳体、把手、以及控制模块。壳体包括锁机构，所述锁机构用于保护进入门并且具有解锁状态和锁定状态。把手由壳体可旋转地支承，并且用作当当锁机构处于解锁状态时通过门进入的一种手段。该把手还用作能够发送和接收无线电信号的天线。控制模块能够将无线电频率信号发送到把手以及从把手接收无线电频率信号，以将所述锁机构在解锁状态和锁定状态之间切換。
图I是无线门安全系统的示意图。图2是图I的无线门安全系统的框图。
图3是无线门安全系统的远程访问控制系统的分解透视图。图4A和4B是电隔离用在无线门安全系统中作为天线的把手的替代方法。图5是无线门安全系统的远程访问控制系统的另ー实施方式。
具体实施例方式在图I中，示出了无线门安全系统10，并且该无线门安全系统包括多个门14、钥匙
16、锁机构18、中央控制模块20、以及被安装在多个门14上的多个远程访问控制系统22。门安全系统10控制用户12将被授权或禁止通过特定门14进入。通过向被安装在门14上或锁机构22内的远程访问控制系统22呈现有效钥匙16，单程用户12被授权通过门14进入，该远程访问控制系统22解锁该锁机构18并且允许用户12打开门14并且从其穿过。钥匙16典型地是ー种卡，在其上存储有数据；所述数据通常以磁条的形式被存储，远程访问控制系统22能够读取该磁条并且确定被存储在钥匙16上的该数据是否有效。无线门安全系统10包括中央控制模块20以及远离所述中央控制模块20定位的多个远程访问控制系统22。中央控制模块20使用无线通信技术以与每个远程访问控制系统22通信。中央控制模块20能够被用于对每个远程访问控制系统22编程，使得某些用户12被授权通过某些门14进入，而其他用户12被授权通过其他门14进入。借助于有效的“禁闭”模式，中央控制模块20还能够禁止通过任何数量的门14或全部门14进入，而不管用户12是否呈现通常而言有效的钥匙16。中央控制模块20还能够接收来自每个远程访问控制系统22的信息，使得用户进入信息(例如，具体用户12被授权通过门14进入的时间和日期)能够被跟踪并且监测。如在图I中描述性地示出以及在图2中示意性地示出的，中央控制模块20包括中央访问控制器24 ;中央无线通信机26 ;以及电力和/或信号总线28，该电カ和/或信号总线将中央访问控制器24与中央无线通信机26电互连。中央无线通信机26允许信息在中央访问控制器24与每个远程访问控制系统22之间进行无线通信。在一些情况下，例如当门14基本上远尚中央控制t旲块20定位时，中继器30有助于放大在中央控制t旲块20与远程访问控制系统22之间的无线通信。例如，这些中继器30被安装在供安装门安全系统10的大型建筑的门厅中。中央访问控制器24被构造成与ー个或多个中央无线通信机26双向通信，如图2中的将中央访问控制器24与中央无线通信机26互连的双头箭头32所示的。该双向通信允许信息从中央访问控制器24被传送到中央无线通信机26和/或由中央访问控制器24从中央无线通信机26接收。每个远程访问控制系统22构造成与中央控制模块20的中央无线通信机26无线且双向地通信，如图2中的将中央无线通信机26与远程访问控制系统22互连的双头箭头34所示的。每个远程访问控制系统22的一部分被安装在锁机构18内并且包括远程无线通信机36、远程访问控制器38、钥匙读取器/用户输入装置40。远程无线通信机36被构造成无线且双向地将信息传送到中央无线通信机26以及从中央无线通信机26无线且双向地传送信息。远程访问控制器38被构造成与远程无线通信机36双向通信，如双头箭头42所示的。因此，远程访问控制器38能够通过远程和中央无线通信机36和26发送信息到中央访问控制器24或从该中央访问控制器24接收信息。这允许远程访问控制器38发送用户访问信息到中央访问控制器24，同时还允许中央访问控制器24通过例如确定哪些钥匙16能够进入哪些门14来改变远程访问控制器38的编程。
钥匙读取器40构造成读取被存储在钥匙16上的数据并且将该数据传输到远程访问控制器38。如果来自钥匙16的数据由远程访问控制器38确定为有效的，那么远程访问控制器38将向安装到门14的锁机构18发送“解锁”信号。通过处于解锁状态的锁机构18，用户12能够打开门14。钥匙读取器40能够是如图I所示的卡读取器，或者能够是解释钥匙数据以允许被授权用户访问受控的门的任何其他装置。钥匙读取器40的几个示例可以是小键盘；指纹读取器；和语音识别装置。在这些情况下，钥匙16将分别是用户12按压在小键盘中的数字代码；用户12的指紋；以及用户12的语音。图3示出了被安装到门14 (图I)的锁机构18的分解立体图。远程访问控制系统22被定位在锁机构18内，以控制锁机构18的锁定和解锁。远程访问控制系统22包括远程访问控制器38、钥匙读取器40、壳体44、第一板46、第二板48、把手50和50’、阻抗匹配网络52、和发射器/接收器或收发器电路54。壳体44具有第一板46和第二板48,它们会合到一起以被安装到门14上。第一板46能够用作辐射装置并且将远程访问控制器38、阻抗匹配网络52、收发器电路54安装到门14。第二板48将钥匙读取器40安装到门14。每个板还将把手50和50’安装到门14。当第一板46和第二板48会合到一起以形成壳体44，孔56和58收纳锁机构18，该锁机构18被安装到门14并且被用于闩锁以及锁定该门14。锁机构18包括把手50和50’、闩退回器组件60、闩62、门栓致动器64、门栓66以及键条68。通过致动把手50和50’中的任ー个来操作锁机构18，以便转动闩退回器组件60，该闩退回器组件60被连接到闩62。该闩退回器组件60经由线缆70被电连接到远程访问控制器38，使得来自远程访问控制器38的控制信号能够被发送到闩退回器组件60，以使得该闩退回器组件60来回运动以从解锁状态到锁定状态。在解锁状态下，闩退回器组件60能够由把手50和50’中的任ー个来操作，以从其接合门框的伸出位置(如图3所示)退回到其位于门14内部并且从门框脱离的退回位置(未示出)。锁机构18还可包括门栓致动器64和门栓66。门栓致动器64经由线缆72电连接到远程访问控制器38，使得来自远程访问控制器38的控制信号能够被发送到门栓致动器64，以将门栓致动器64在解锁状态与锁定状态之间来回移动。在解锁状态下，门栓致动器64旋转或被操纵成使得门栓66处于其从门框脱离的退回位置(如图3所示)。在锁定状态下，门栓致动器64旋转或被操纵成使得门栓66处于其伸出位置并且接合门框，使得不能进入门14，而与闩退回器组件60处于解锁状态还是锁定状态无关。虽然锁机构18上的两种形式的锁是榫眼和门栓，但是锁机构18能够包括适合于紧固门14的任何类型的锁。
键条68构造成延伸经过闩退回器组件60并且将把手50和50’连接到一起。当闩退回器组件60处于解锁状态时，任一把手50和50’的旋转使得键条68转动，键条然后将闩退回器组件60转动从而将闩62移入其退回位置。把手50和50’形成锁机构18的外部并且能够用于在解锁状态和锁定状态之间机械地操作该锁机构18。然而，把 手50和50’中的一个或两者还以电气的方式被用作天线。把手50和50’通常由金属或用作传导元件并且具有低电阻的其他材料制成。例如如图3所示的把手50和50’还具有可观的长度并且具有明显的“L”形状，所述“L”形状使得把手远离锁机构18和门14的其余部分延伸并进入自由空间中。其他类型和形状的门把手也能够被用作天线。已经发现，把手50和50’是足够传导性的并且具有足够的长度以在400 MHz、900 MHz和2 GHz频带有效地辐射。理想地，把手50和50’的长度等于或大于针对系统10选定的最低频带的波长的四分之一。在其他实施方式中，把手50和50’能够适于在许多其他频带有效地辐射，例如在300 MHz至10 GHz的频带之间。为了使得把手50和50’具有机械操作门14以及作为天线电气操作的双重目的，这些把手应当与可能在壳体44和门14上存在的金属的其余部分电隔离，以使得效率最大化。图3示出了可用于电隔离的每个把手50和50’上的三个可能点。“断开”电连接的典型方式是向把手50和50’添加这三个绝缘元件74、76和78中的ー个或两个。绝缘元件74是把手50和50’上的尤其良好的点，因为这些绝缘元件74最接近门14并且允许把手50和50’具有更长的有效天线长度。绝缘元件74、76和78能够由强韧的聚合物(例如，尼龙或Delrin 或任何其他强韧阻燃聚合物)制成。在图3中，绝缘元件74具有键条孔80以收纳键条68。在该情况下，键条68还应当由在把手50和50’之间不导电的材料制成。存在连接把手50和50’以及将他们电隔离的其他方法；若干个更多的示例在图4A和4B中被示出。将把手50和50’中的一个或两者用作利用无线电频率(RF)信号的远程访问控制系统22的天线引起门安全系统10的稳健性和通信里程増加，同时保持门14的美观。该稳健性和里程范围的増加是由于形成锁机构18的外部暴露部分的天线(即，该天线未被容纳在锁机构18内或门14的腔内，该锁机构或门都能用作有效EM辐射的屏蔽物)。通信里程的増加意味着需要使用更少的中继器30。使用把手50和50’两者还能够极大地降低多径效应。多径是无线电信号通过两个或更多条路径达到接收天线的现象。不期望的多径效应包括破坏性的干扰，从而引起无线电信号的相抵消和/或无线电信号的减弱。由于把手50和50’两者都能够用作天线，因此无线电信号不局限于被安装到门14上的一个天线；两个天线彼此间隔开，从而能够切换接收工作比或同时操作以降低任何多径效应。绝缘元件74还具有线缆孔82，使得线缆84能够将把手50和50’电连接到阻抗匹配网络52 ;线缆84能够穿过门14中的适合达到阻抗匹配网络52的任何孔，例如，孔56、58和86。然后，阻抗匹配网络52由线缆88电连接到收发器电路54，该收发器电路54由线缆90电连接到远程访问控制器38。如本领域已知的，阻抗匹配网络52操作以调节相对于源(收发器)阻抗的负载(天线)阻杭，使得负载(天线)阻抗匹配源(收发器)阻抗(即，在低频或DC系统中，负载的电阻等于源的电阻)。由此，最大可能功率从收发器被传输到天线，并且在接收的情况下，最大可能功率从天线被传输到收发器。
此外在图3中示出了线缆92，该线缆92延伸穿过孔86并且将远程访问控制器38与钥匙读取器40电联接。收发器54被用于借助用作天线的把手50和50’在远程访问控制器38和中央无线通信机26之间传送(S卩，发送和接收)信息。收发器54包括发射器94和接收器96。远程访问控制器38能够通过发射器94、把手50和50’将信息传送到中央无线通信机26。相反，由中央访问控制器24通过中央无线通信机26传输的无线信息能够通过把手50和50’以及接收器96由远程访问控制器38接收。电池97可以被添加以给远程访问控制器38、门栓致动器64以及钥匙读取器40提供功率。图4A示出了将把手50和50’与锁机构18和远程访问控制系统22的其他金属电隔离的另一方法。绝缘套98包括键条腔100，该键条腔构造成接收键条68。把手50和50’包括绝缘套腔102,该绝缘套腔构造成接收绝缘套98。绝缘套98仍包括线缆孔82,使得把手50和50’能够作为天线与远程访问控制器38电通信。绝缘套98还形成电容器，该电容器能够用作至天线/把手的阻抗匹配网络的一部分。图4B示出了将把手50和50’与远程访问控制系统22和锁机构18的其他金属部件电隔离的又一方法。把手50和50’包括在其金属外部中的矩形开ロ 104，因而形成在选定波长下将第一把手元件106和第二把手元件108 “电”隔离的感应连接。同样，矩形开ロ104形成感应部件，该感应部件部分地能够是至天线/把手的阻抗匹配网络的一部分。图5是与图3中所示的远程访问控制系统22类似的远程访问控制系统22的另ー实施方式。因此，将省除锁机构18如何工作的讨论。在图5中，锁眼盖110被用于替代具有钥匙读取器40的板来将壳体44设置到一起。锁眼盖110远离门14 (图I)以及锁机构18的其余部分向外延伸进入到自由空间中，并且能够是圆形、椭圆形或适于将远程访问控制系统22安装到门14的任何其他形状。然而，此时锁眼盖110被用作天线以替代把手50和50’与远程访问控制器38通信。因此，锁眼盖110应当与远程访问控制系统22的其他金属部件电隔离，以实现最佳的性能。绝缘套112被制造成将把手50和50’连接到锁眼盖110中，该绝缘套112将锁眼盖110电隔离同时允许把手50和50’机械地连接到锁机构18并且允许把手50和50’进入门14。在图3和图5的实施方式中，重要的是要注意，将来可能使用无线技术或现有已经使用无线技术的许多安全系统会从将现有金属结构(例如，把手和锁眼盖)用作用于无线通信的天线的美学需求获益。这些现有的金属结构具有适合用作天线的可观质量和长度；这些现有的金属结构同样在门之外并且形成锁机构的远离门突出到自由空间中的外部部分，因而改善作为天线的有效性，从而减少对于中继器的需要。
虽然本发明參考优选实施方式被描述，但是本领域技术人员将认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以作出形式和细节的改变。
权利要求
1.ー种用于门锁机构的天线，所述天线包括 传导元件，所述传导元件适于用作锁机构的门把手或锁眼盖的至少ー个，所述传导元件形成所述锁机构的外部部分并且可操作以接收或发送控制信号。
2.根据权利要求I所述的天线，其中，所述控制信号是无线电频率信号，并且所述传导元件可操作以接收和发送在一个或多个频带下的无线电频率信号。
3.根据权利要求2所述的天线，其中，所述传导元件构造成在大约300MHz至大约5.8GHz的范围内辐射。
4.根据权利要求I所述的天线，其中，所述传导元件与所述锁机构通信，以将所述锁机构在解锁状态和锁定状态之间切换。
5.根据权利要求I所述的天线，其中，所述传导元件包括所述锁机构的第一把手和第~■把手。
6.根据权利要求I所述的天线，其中，所述传导元件借助绝缘套或绝缘元件或借助感应连接与所述锁机构的其余部分电隔离。
7.ー种门安全系统，所述门安全系统包括 锁机构，所述锁机构可操作在解锁状态和锁定状态之间，所述锁机构包括构造作为天线的把手或锁眼盖；以及 远程访问控制系统，所述远程访问控制系统至少部分地设置在所述锁机构内，所述远程访问控制系统响应于由所述天线接收的控制信号，以将所述锁机构在所述解锁状态和所述锁定状态之间切換。
8.根据权利要求7所述的门安全系统，其中，所述远程访问控制系统接收以及发射无线电频率信号。
9.根据权利要求8所述的门安全系统，其中，所述无线电频率信号处于从大约300MHz至大约5. 8 GHz的范围内。
10.根据权利要求7所述的门安全系统，其中，所述远程访问控制系统包括远程访问控制器，并且所述天线借助阻抗网络和收发器与所述远程访问控制器通信。
11.根据权利要求7所述的门安全系统，其中，把手组件还包括钥匙读取器，所述钥匙读取器能够与所述远程访问控制系统操作。
12.根据权利要求7所述的门安全系统，其中，所述把手或锁眼盖与所述锁机构的其余部分电隔离。
13.根据权利要求7所述的门安全系统，其中，所述把手包括第一把手和第二把手。
14.一种将信息传送到锁机构和/或从所述锁机构传送信息的方法，所述方法包括 提供锁机构，所述锁机构具有构造用作天线的把手或锁眼盖； 将无线电频率信号从中央控制模块传送到所述天线；以及 将由所述天线接收的所述无线电频率信号传送到远程访问控制系统，所述远程访问控制系统响应于所述无线电频率信号来操作所述锁机构。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括 将信息从所述远程访问控制系统传送到所述天线；以及 将信息作为无线电频率信号从所述天线传送到所述中央控制模块。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述远程访问控制系统包括远程访问控制器，并且所述天线借助阻抗网络和收发器与所述远程访问控制器通信。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述远程访问控制系统与所述锁机构成电通信。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述无线电频率信号处于从大约300MHz至大约5. 8 GHz的范围内。
全文摘要
门安全系统包括门、以及附接到门的把手组件。该把手组件包括锁机构、把手和锁眼盖。锁机构具有解锁状态以及用于禁止进入门的锁定状态，并且所述把手由所述把手组件可旋转地支承，当所述锁机构处于解锁状态时该把手作为通过所述门进入的一种手段。把手和锁眼盖中的至少一个用作天线，所述天线能够无线接收和发射无线电频率信号并且能够与所述锁机构通信以将所述锁机构在所述解锁状态和锁定状态之间切换。
文档编号E05B49/00GK102656331SQ200980162197
公开日2012年9月5日 申请日期2009年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者扎基奥 J. 申请人:Utc 消防及保安公司