专利名称：一种门锁控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，尤其是一种门锁控制电路。
背景技术：
现代化社会，高新技术层出不穷，越来越多的产品、设备走向高端、简化、便捷的道路，电动、自动化产品随处可见，这一切的便捷归根到底还是依靠电路控制的。对于一块读卡式门锁的控制线路板来说，一片读卡1C，正常工作的时候电流大概是30毫安，一个马达转动时消耗的电流大概是40毫安。一般门锁采用的是4节I. 5V 750毫安时的碱性电池，能够供马达工作时间长达18小时，读卡IC工作25小时左右。普通的4节电池价格都超过10元，无论从经济角度或者从环保节能角度考虑，已经完全不符合产 品设计的要求。如果不考虑每天都要执行换电池这项工作，很多门锁生产企业会使用对门锁布线的方法，使用稳压电源供电，这样门锁就不用担心耗电这个问题。尽管如此，门锁仍然时时刻刻地消耗着电能，不能满足低碳环保这个概念，而且门内布线也会带来很多不便。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种功耗非常低的门锁控制电路，能够显著地减低电量消耗，不仅节省了电池用量，而且因为电池消耗减少更能减少电池对环境的污染，节能而且环保。为达到上述目的，提供如下的技术方案。一种门锁控制电路，包括定时时钟控制电路、读卡芯片电路和二极管检波电路；所述定时时钟控制电路包括集成电路UlI、晶体振荡器X2、可调电容C29、电容C30、C31、电阻R27、R28、R50、二极管D5 ;电阻R50的一端接RTC_INT信号，电阻R50的另一端接电阻R27的一端和电容C28的一端，电阻R27的另一端接电阻R28的一端和VDD，电阻R28的另一端接电容C28的另一端和集成电路Ull的3脚；二极管D5的正极接VDD，二极管D5的负极接可调电容C29的正极、电容C30的一端和集成电路Ull的8脚，可调电容C29的负极接地，电容C30的另一端接地，集成电路Ull的5脚接SDA2，集成电路Ull的6脚接SCL_RTC，集成电路UlI的I脚接晶体振荡器X2的2脚和电容C31的一端，集成电路Ull的2脚接晶体振荡器X2的I脚，晶体振荡器X2的0脚接电容C31的另一端和接地。集成电路Ul I 为 PCF8563。晶体振荡器X2为32. 768kHz，精度为5PPM。所述读卡芯片电路包括电阻R3、R4、R5、电容C5、C6、C7、晶体管Q1、电感L3和集成电路Ul，电阻R3的一端接TPD，电阻R3的另一端接集成电路Ul的6脚，电阻R4的一端接RFC0N，电阻R4的另一端接电阻R5的一端和晶体管Ql的基极，电阻R5的另一端接VDD和晶体管Ql的集电极，晶体管Ql的发射极接DVCC、电容C6的正极和电容C7的一端，电容C6的负极接地和接电容C7的另一端；电感L3的两端分别接RFVCC和DVCC ;集成电路Ul的I脚接GND，2脚和3脚接DVCC和电容C5的一端，电容C5的另一端接GND，集成电路Ul的4脚和5脚接GND，Ul的7脚接3. 3M，Ul的10脚接SGND，Ul的11脚接TXl，Ul的12脚接 RFVCC, Ul 的 13 脚接 TX2, Ul 的 14 脚接 SGND, Ul 的 15 脚接 RFVCC, Ul 的 16 脚接 VMID,Ul的17脚接RX, Ul的18脚接SGND, Ul的21脚接OSl，Ul的22脚接0S2, Ul的24脚接NSS_522, Ul 的 29 脚接 SCK_522, Ul 的 30 脚接 M0SI_522, Ul 的 31 脚接 MIS0_522, Ul 的 32脚接DVCC。集成电路Ul 为 MFRC522。
所述二极管检波电路包括电阻R33、R34、二极管D4和电容C25，电阻R33的一端接电源的负极，电阻R33的另一端接电阻R34的一端、电容C25的一端和二极管D4的负极，电阻R34的另一端接电容C25的另一端和接地，二极管D4的正极接CZ_RX1。本实用新型使用一个定时时钟控制电路，在等待过程中其他控制电路全部处于休眠或者掉电的状态，因此不会耗电；使用定时时钟控制电路间隔特定的时间对读卡芯片进行唤醒操作，实现间歇性扫描的方式读卡，只在读卡时才会耗电，因此大大降低了耗电。
图I是本实用新型的一个实施例的定时时钟控制电路的电路图。图2是本实用新型的一个实施例的读卡芯片电路的电路图。图3是本实用新型的一个实施例的二极管检波电路的电路图。图4是本实用新型的一个实施例在卡片未接近时二极管检波电路检测到的波形图。图5是本实用新型的一个实施例在卡片接近时二极管检波电路检测到的波形图。图6是本实用新型的一个实施例的工作流程图。
具体实施方式
本实用新型的门锁控制电路的实施例如图I 一图3所示，包括定时时钟控制电路、读卡芯片电路和_■极管检波电路；所述定时时钟控制电路包括集成电路UlI、晶体振荡器X2、可调电容C29、电容C30、C31、电阻R27、R28、R50、二极管D5 ;电阻R50的一端接RTC_INT信号，电阻R50的另一端接电阻R27的一端和电容C28的一端，电阻R27的另一端接电阻R28的一端和VDD，电阻R28的另一端接电容C28的另一端和集成电路Ull的3脚；二极管D5的正极接VDD，二极管D5的负极接可调电容C29的正极、电容C30的一端和集成电路Ul I的8脚，可调电容C29的负极接地，电容C30的另一端接地，集成电路Ull的5脚接SDA2，集成电路Ull的6脚接SCL_RTC，集成电路Ull的I脚接晶体振荡器X2的2脚和电容C31的一端，集成电路Ull的2脚接晶体振荡器X2的I脚，晶体振荡器X2的0脚接电容C31的另一端和接地。集成电路 Ul I 为 PCF8563。晶体振荡器X2为32. 768kHz，精度为5PPM。所述读卡芯片电路包括电阻R3、R4、R5、电容C5、C6、C7、晶体管Q1、电感L3和集成电路Ul，电阻R3的一端接TPD，电阻R3的另一端接集成电路Ul的6脚，电阻R4的一端接RFC0N，电阻R4的另一端接电阻R5的一端和晶体管Ql的基极，电阻R5的另一端接VDD和晶体管Ql的集电极，晶体管Ql的发射极接DVCC、电容C6的正极和电容C7的一端，电容C6的负极接地和接电容C7的另一端；电感L3的两端分别接RFVCC和DVCC ;集成电路Ul的I脚接GND，2脚和3脚接DVCC和电容C5的一端，电容C5的另一端接GND，集成电路Ul的4脚和5脚接GND，Ul的7脚接3. 3M，Ul的10脚接SGND，Ul的11脚接TXl，Ul的12脚接 RFVCC, Ul 的 13 脚接 TX2, Ul 的 14 脚接 SGND, Ul 的 15 脚接 RFVCC, Ul 的 16 脚接 VMID,Ul的17脚接RX, Ul的18脚接SGND, Ul的21脚接OSl，Ul的22脚接0S2, Ul的24脚接NSS_522, Ul 的 29 脚接 SCK_522, Ul 的 30 脚接 M0SI_522, Ul 的 31 脚接 MIS0_522, Ul 的 32脚接DVCC。 集成电路Ul 为 MFRC522。所述二极管检波电路包括电阻R33、R34、二极管D4和电容C25，电阻R33的一端接电源的负极，电阻R33的另一端接电阻R34的一端、电容C25的一端和二极管D4的负极，电阻R34的另一端接电容C25的另一端和接地，二极管D4的正极接CZ_RX1。本实用新型的工作原理如下。(—)提供了一种超低功耗的方式代替控制大功率读卡芯片的工作时间，如图I。I、门锁在正常使用时，平均每天工作的时间可能只有100秒时间(每次10秒，每天开门10次算)，所以在一天24小时里，门锁绝大部分的时间都是处于空闲状态。由于门锁采用卡片开门的方式，所以门锁在任何时候都必须处于探测卡片的状态，因为任何时候都有可能有人开门。如果读卡芯片一直工作处于工作状态，其工作电流约30毫安，如果按照使用4节I. 5V电池来算，大概25小时电池就会用完，从而需要通过不断的更换电池以维持门锁的正常使用。一把门锁为了每天工作100秒的时间而在大量耗电的等待近24小时，当中大量的电能就此造成了浪费。如果使用干电池，几乎每天就产生4粒碱性电池的浪费，一年就有365*4=1460粒电池被浪费，永无止境。无论在能量节能角度或者从环保角度来讲，大量地使用碱性电池，耗费大量的电能与金钱，完全违背了低碳环保与节能的概念，严重的来说违背了一个产品设计的意义。本实用新型使用一个定时时钟控制电路，其他控制电路全部处于一个休眠或者掉电的状态，使用定时时钟控制电路对读卡芯片进行唤醒操作，实现间歇性扫描的方式读卡。集成电路Ull型号为PCF8563，其带有一个倒计时定时器，可以设置定时器定时输出一个中断信号。本系统考虑到人的反应速度，一般人的反应速度为0.5S左右，所以本系统定时器采用250ms唤醒一次，这样可以做到有卡片靠近的时候不会有延迟的感觉。定时器每250ms秒产生一个INT唤醒信号，唤醒信号通过中断信号脚连接到读卡芯片，读卡芯片就能从掉电模式中唤醒进行寻卡操作。此系统采用高精度晶体振荡器X2(精度为5PPM，百万分之5)，能够产生非常精确的时钟信号。时钟芯片工作的电流非常低，通常在零点几微安。这样做能大大减少其他大功率IC的工作时间,从而实现节能的效果。单单有一个低功耗的定时时钟控制电路还没够，还需要一个超低功耗而且稳定的读卡芯片电路，能够精准的判断出是否有卡片进入读卡区域，这样才能从根本上降低门锁的功耗。基于这个问题，行业上大部分人寻找到一个节能的方法，就是采用红外检测的卡片方式进行探测卡片，在有卡片靠近的时候才去读卡，这样就能大大的降低了门锁的功耗。在此方案下门锁功耗大概在40微安左右(如果以每天开门10次，每次开门10秒时间算，门锁功耗在40UA的时候4节电池大概可以用9个月)，已经大大地降低了门锁的功耗。但是使用红外探测有一个弊端，就是红外管特别容易老化，通常使用一段时间后会出现反应不灵敏，探测卡片有误，甚至损坏。(二)本实用新型采用另外的方式代替传统的红外探测进行卡片探测，提高读卡芯片电路的稳定性，如图2。I、本实用新型在总结各种现有技术的弊端的基础上，使用一种微波探测卡片的形式，从根本上解决功耗问题与元器件老化等各种问题。再未读卡状态时，除了定时时钟控制电路外，包括本读卡芯片电路在内的其他所有芯片都处于休眠状态或者待机状态。2、读卡芯片电路处于超低功耗，此时功耗小于I微安，设置定时时钟控制电路一秒钟唤醒读卡芯片电路3-4次，唤醒后读卡芯片电路快速地控制读卡芯片发出一个短暂的 脉冲信号，然后通过二极管检波电路检测波形的变化，从而判断是否有卡片进入卡片区。如果没有卡片进入，读卡芯片电路重新进入睡眠状态，从而实现较低的功耗。该读卡芯片电路检测准确性高，而且不会受温度变化，元件老化等影响，性能稳定。由于读卡工作时消耗的电流非常大，所以读卡芯片电路才由晶体管进行供电，不读卡时，读卡IC断电，极大地降低读卡IC的功耗。主控IC通过SPI接口方式与读卡IC进行数据通信，控制IC以高速的指令控制读卡IC先外发送13. 56M的脉冲信号，发送脉冲的时间大概是几十个微秒的时间，然后又迅速地令读卡芯片处于复位状态。在短暂的时间里，读卡IC所消耗的能量非常小。从而最大地达到节能的效果。(三)本实用新型设计的实现方法具体流程参照图6I、电路上所有控制芯片，检测芯片处于休眠或者掉电状态，定时时钟控制电路工作。2、定时时钟控制电路定时产生一个信号，唤醒读卡芯片电路。3、读卡芯片电路高速运行，使用一个较短的时间(大概几十个微秒)向外发送一个微波脉冲信号。4、二极管检波电路工作，检测收到的波形时候变化。5、如果波形没有变化，如图4，表示没有卡片靠近读卡区域，所有芯片重新进入休眠状态。6、如果波形发生变化，如图5，表示有卡片进入读卡区域，读取卡片数据，合法卡则开门，非法卡退出，重新进入休眠状态。7、门锁开门后，所有芯片进入休眠状态，定时时钟控制电路工作。8、关门时间到后，定时时钟控制电路唤醒读卡芯片电路进行关门动作。通过二极管检测电路可以检测到读卡芯片电路发送出来的波形，在没有卡片靠近的情况下，由于能量并没有被卡片所吸收，所有检测到的波形的峰值处于较高状态。当有卡片靠近的时候，部分能量被卡片所吸收，此时检测到的波形峰值对比前一次有明显的降低。这样就能非常准确地判断出是否有卡片靠近。当有卡片靠近的时候，开启读卡IC进行进一步读卡。本实用新型能够实现超低功耗控制电路，其特征在于大部分时间都是一些超低功耗元器件在工作，所有耗电的IC都处于一个休眠的状态。通过设计一种稳定而且低功耗的检测卡片方式，既实现了卡片靠近感应区时能够及时正确地读出卡片数据，进行开门控制，同时又大大的控制了门锁的功耗，实现了低碳、环保、节能等概念，符合未来发展的方向。本系统结合超级充电电容一并使用，只要转动把手发电，就能实现读卡开门，真正地实现了告别电池的电子门锁时代。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所述技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
权利要求1.一种门锁控制电路，其特征在于包括定时时钟控制电路、读卡芯片电路和二极管检波电路；所述定时时钟控制电路包括集成电路UlI、晶体振荡器X2、可调电容C29、电容C30、C31、电阻R27、R28、R50、二极管D5 ;电阻R50的一端接RTC_INT信号，电阻R50的另一端接电阻R27的一端和电容C28的一端，电阻R27的另一端接电阻R28的一端和VDD，电阻R28的另一端接电容C28的另一端和集成电路Ull的3脚；二极管D5的正极接VDD，二极管D5的负极接可调电容C29的正极、电容C30的一端和集成电路Ull的8脚，可调电容C29的负极接地，电容C30的另一端接地，集成电路Ull的5脚接SDA2，集成电路Ull的6脚接5(^_1^(，集成电路仍1的I脚接晶体振荡器X2的2脚和电容C31的一端，集成电路Ull的2脚接晶体振荡器X2的I脚，晶体振荡器X2的O脚接电容C31的另一端和接地。
2.根据权利要求I所述的门锁控制电路，其特征在于集成电路Ull为PCF8563。
3.根据权利要求I所述的门锁控制电路，其特征在于晶体振荡器X2为32.768kHz，精度为5PPM。
4.根据权利要求I所述的门锁控制电路，其特征在于所述读卡芯片电路包括电阻R3、R4、R5、电容C5、C6、C7、晶体管Q1、电感L3和集成电路Ul,电阻R3的一端接TPD,电阻R3的另一端接集成电路Ul的6脚，电阻R4的一端接RFCON，电阻R4的另一端接电阻R5的一端和晶体管Ql的基极，电阻R5的另一端接VDD和晶体管Ql的集电极，晶体管Ql的发射极接DVCC、电容C6的正极和电容C7的一端，电容C6的负极接地和接电容C7的另一端；电感L3的两端分别接RFVCC和DVCC ;集成电路Ul的I脚接GND，2脚和3脚接DVCC和电容C5的一端，电容C5的另一端接GND，集成电路Ul的4脚和5脚接GND，Ul的7脚接3. 3M，Ul的10脚接SGND, Ul的11脚接TXl，Ul的12脚接RFVCC, Ul的13脚接TX2，Ul的14脚接SGND, Ul 的 15 脚接 RFVCC, Ul 的 16 脚接 VMID, Ul 的 17 脚接 RX, Ul 的 18 脚接 SGND, Ul 的21 脚接 OSl，Ul 的 22 脚接 0S2, Ul 的 24 脚接 NSS_522, Ul 的 29 脚接 SCK_522, Ul 的 30 脚接 M0SI_522, Ul 的 31 脚接 MIS0_522, Ul 的 32 脚接 DVCC0
5.根据权利要求4所述的门锁控制电路，其特征在于集成电路Ul为MFRC522。
6.根据权利要求I所述的门锁控制电路，其特征在于所述二极管检波电路包括电阻R33、R34、二极管D4和电容C25，电阻R33的一端接电源的负极，电阻R33的另一端接电阻R34的一端、电容C25的一端和二极管D4的负极，电阻R34的另一端接电容C25的另一端和接地，二极管D4的正极接CZ_RX1。
专利摘要一种门锁控制电路，包括定时时钟控制电路、读卡芯片电路和二极管检波电路；所述读卡芯片电路通过每秒钟发送3-4次电磁波，每次持续约几十个微秒，通过二极管检波电路检测是否有卡片靠近，通过二极管检波电路的接收电路波形的检测，判断感应区是否有卡片靠近。本实用新型由于使用定时时钟控制电路，在等待过程中其他控制电路全部处于休眠或者掉电的状态，因此不会耗电；使用定时时钟控制电路间隔特定的时间对读卡芯片进行唤醒操作，实现间歇性扫描的方式读卡，只在读卡时才会耗电，因此大大降低了耗电。
文档编号E05B49/00GK202431071SQ20112057234
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者陆小强 申请人:广东力维智能锁业有限公司