智能锁芯控制电路的制作方法

本实用新型涉及电子信息技术，具体涉及一种智能锁芯控制电路。

背景技术：

随着智能控制技术的发展，各种控制技术已经在锁具上得到了广泛应用，市面上出现了大量的密码锁、遥控锁、蓝牙锁、指纹锁等等，电子锁已逐步取代机械锁。

但是现有的各种电子锁，其开锁方式相对单一，由于锁体空间的限制，要想实现多模式开锁认证，其电路设计相对困难。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提出一种智能锁芯控制电路，在满足多种开锁模式的前提下，充分利用了锁体空间，使其实现电路结构的合理布局。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种智能锁芯控制电路，其关键在于：包括内置电路模块和外置电路模块，其中：

所述内置电路模块包括主控器、存储器、电机驱动电路、按键电路、加速度传感器以及电源管理电路，所述主控器通过所述电机驱动电路连接智能锁芯的离合控制电机，用于实现智能锁芯的离合控制；所述加速度传感器用于检测智能锁芯的旋转角度，实现旋转密码输入；所述按键电路用于实现智能锁芯的单键开关控制；

所述外置电路模块包括微控制器、NFC单元、LED模块、触控模块以及USB 接口，所述微控制器和主控器之间通过串口通信，所述NFC单元连接在所述微控制器上，用于实现NFC钥匙信息的读取；所述LED模块用于指示智能锁芯的工作状态，所述触控模块用于输入触控指令，所述USB接口用于连接外部电源。

基于上述设计，本实用新型将锁芯控制电路分为内外两个模块，外置电路模块上设置NFC单元，便于室外NFC钥匙信息的读取，在内置电路模块上设置主控器和电机驱动电路，使其核心驱动部件位于室内，有效保证锁体安全，整个电路分内外两个模块设置，合理利用了锁体内把手和外把手的安装空间，而且电路中融合了旋转密码开锁、NFC开锁以及单键开锁等多项功能，智能化程度高，在电池耗尽的情况下，还可以通过USB接口外接电源，实现应急供电。

为了进一步减小电路安装空间，所述外置电路模块分为了三块电路板，其中：

第一电路板上设置有触控模块和NFC单元中的NFC天线；

第二电路板上设置有NFC单元中的NFC芯片、LED模块、USB接口以及电源转换模块；

第三电路板设置所述微控制器。

结合锁芯端部把手结构，所述第一电路板、第二电路板和第三电路板依次设置在智能锁芯外把手内部的电路安装腔中，其中第一电路板靠近最外端，第三电路板靠近最内端，相邻两块电路板之间通过排针和插槽结构连接。

进一步地，所述NFC芯片型号为CR95HF。

进一步地，所述触控模块采用型号为BS83A02A-4。

进一步地，所述微控制器上连接有蜂鸣器。

进一步地，所述主控器上连接有蓝牙模块，用于实现蓝牙钥匙开锁，主要是蓝牙手机开锁。

进一步地，所述内置电路模块和外置电路模块上分别设置有信号接口，二者通过串行总线连接。

进一步地，所述加速度传感器采用LIS3DH芯片，使其与锁芯转轴同步旋转，能有效保证锁体旋转角度感应的分辨率，保证在不同角度情况下密码符的读取。

为了保证足够的续航时间，所述电源管理电路的输入端采用4节1.5V干电池串联供电。

本实用新型的有益效果是：

电路智能化程度高，充分融合了旋转密码开锁、NFC开锁、蓝牙开锁以及按键开锁等功能，电路模块化分区域设置，占用空间小，使用效果好、安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为内置电路模块的电路原理框图；

图2为外置电路模块的电路原理框图；

图3为具体实施例外置电路模块中第一电路板的电路原理图；

图4为具体实施例外置电路模块中NFC单元的核心电路图；

图5为具体实施例外置电路模块中LED模块的电路原理图；

图6为具体实施例外置电路模块中第三电路板的核心电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

具体实施例：

一种智能锁芯控制电路，包括内置电路模块和外置电路模块，其中：

如图1所示，所述内置电路模块包括主控器、蓝牙模块、存储器、电机驱动电路、按键电路、加速度传感器以及电源管理电路；

所述蓝牙模块连接在所述主控器的通信端组上，用于实现蓝牙钥匙开锁，实施时通常采用蓝牙手机进行连接，通过读取蓝牙手机上传的信息进行开锁控制；

所述存储器主要用于存储控制程序以及需要对比的密钥信息；

所述电机驱动电路连接在主控器的输出端组上，该电机驱动电路的输出端连接有微型电机，该微型电机属于智能锁芯离合机构的一部分，主控器根据解锁密码或操控指令，可以通过电机驱动电路驱动微型电机转动，微型电机正反转可以实现锁芯离合机构的开闭控制，当离合机构分离时，锁芯上的挡块不随转轴转动，把手处于空转状态，无法改变锁舌的状态，当离合机构闭合时，锁芯上的挡块可随转轴转动，把手转动时，挡块可以推动锁舌运动，实现锁体开闭控制；

所述按键电路与主控器的一个输入端连接，用于实现锁芯离合机构的单键开关控制，按键电路通常位于室内，在房门锁闭的情况下，锁芯离合机构处于分离状态，要想外出，可以通过按动按键电路，直接一键改变离合状态，只有在锁芯离合机构处于闭合状态时，转动把手才能改变锁舌的位置，实现开门；

所述加速度传感器连接在主控器的输入端，用于检测智能锁芯的旋转角度，实现旋转密码输入，实施时，加速度传感器采用LIS3DH芯片，有效保证其分辨率；

所述电源管理电路输入端与电池安装端口连接，采用4节1.5V干电池串联供电，输出端输出各个模块所需的电压，主要用于实现电源管理；

所述内置电路模块上还设置有至少一个信号接口，主要与外置电源模块电连接。

如图2所示，所述外置电路模块包括微控制器、NFC单元、LED模块、触控模块、蜂鸣器以及USB接口，所述微控制器和主控器之间通过串口通信，所述NFC单元连接在所述微控制器上，用于实现NFC钥匙信息的读取；所述LED 模块用于指示智能锁芯的工作状态，所述触控模块用于输入触控指令，所述 USB接口用于连接外部电源。

从图2可以看出，为了适应锁体把手结构的大小，所述外置电路模块分为了三块电路板，其中：

第一电路板上设置有触控模块和NFC单元中的NFC天线；

第二电路板上设置有NFC单元中的NFC芯片、LED模块、USB接口以及电源转换模块；

第三电路板设置所述微控制器。

从图3可以看出，第一电路板上的主要设置了P2和P3两个接口，P2接口上连接的为NFC天线，P3接口中的引脚，一部分引脚用于向触控模块提供电源供应，另一部分引脚直接读取触控模块所采样的信息，本例中触控模块采用芯片型号为BS83A02A-4；

从图4可以看出，本实施例中，NFC芯片型号为CR95HF，一方面，该芯片通过P6接口和第一电路板上的P2接口连接，使其获取NFC天线接收的信息；另一方面，该芯片通过P5接口连接第三电路板，使其与微控制器之间进行信息交互；

从图5可以看出，本实施例中，LED模块采用了3颗灯珠，通常是按照把手的形状环绕设置，主要用于指示微控制器或锁芯的状态，以及给予各种信息交互的状态提示，本例中的LED模块链接在P7接口和P8接口之间，一方面通过P8接口的1号引脚实现电源供应，另一方面通过P8接口的4号引脚可以实现触控模块触发信号的读取。

从图6可以看出，微控制器采用STM32系列的单片机。

具体实施时，所述第一电路板、第二电路板和第三电路板依次设置在智能锁芯外把手内部的电路安装腔中，其中第一电路板靠近最外端，第三电路板靠近最内端，相邻两块电路板之间通过排针和插槽结构连接，各个电路板的形状与电路安装腔的横截面形状相同，通常为圆形。

具体实施时，在微控制器上连接蜂鸣器，一方面用于给予按键或密码输入提示，另一方面还可以给予锁芯状态提示。

为了方便电路模块间的连接，所述内置电路模块和外置电路模块上分别设置有信号接口，二者通过串行总线连接，如图2所示的P11接口；此外，还设置有调试接口，如图2所示的P9接口。

综上所述：本实用新型具有智能化程度高、解锁方式多样化化、电路模块小型化等优点，安装使用方便、安全性高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。