一种采用空心变压器的无触点电子锁的制作方法

本发明涉及无触点电子锁技术领域，具体涉及一种采用空心变压器的无触点电子锁。

背景技术：

普通电源变压器采用带铁芯的初级与次级线圈，利用线圈间变化的磁场来传输能量，其中由于铁芯的导磁率极高，因此使得铁芯变压器的体积小、传递功率很大，多用于电力电源传输。但对于小功率的应用场合，铁芯本身是可以省略的，利用空气一样可以传递变化的磁场，一样的可以从初级传递能量到次级的线圈，原理上与铁芯变压器完全一样，不同的是传递的功率比较小，效率偏低，但也带来初级与次级线圈的相对位置可以灵活的变动，可近可远，不用时初级线圈和次级线圈甚至都可以分开，因此很适合用于无源电子锁的临时馈电操作。

技术实现要素：

为了有效解决上述问题并实现相应的技术效果，本发明提供一种采用空心变压器的无触点电子锁。

本发明的具体技术方案如下：一种采用空心变压器的无触点电子锁，所述无触点电子锁包括：一个手持钥匙端及一个无源电子锁；

所述手持钥匙端包括一个第一电池单元、一个手持钥匙端单片机及一个初级线圈；

所述第一电池单元对初级线圈提供电流信号，所述手持钥匙端单片机用于控制初级线圈的通入电流进行成交变磁场；

所述无源电子锁包括一个次级线圈、一个电子锁单片机及一个执行解锁单元；

所述交变磁场通过空气耦合到次级线圈上，所述电子锁单片机将耦合的电流信息进行滤波整流变成稳压电流，供给执行解锁单元进行解锁。

进一步地，所述手持钥匙端包括一个第一壳体，在所述第一壳体内部设置有所述初级线圈、手持钥匙端单片机、两个MOS驱动单元、第一电池单元、初级线圈负载PMOS管、初级线圈驱动的NMOS管、及线圈电流检测豪欧电阻。

进一步地，所述手持钥匙端单片机发送线圈负载控制信号的到第一MOS驱动单元，所述第一MOS驱动单元配合初级线圈负载PMOS管及电池正极进行对初级线圈输出信号；

所述初级线圈的输出信号通过一个隔直电容发送到初级线圈驱动NMOS管，所述NMOS管配合第二MOS驱动单元及一个RC滤波实现将信号输入至线圈电流检测豪欧电阻内，随后接地。

进一步地，在所述第一壳体上还设置有一个LCD显示屏，所述LCD显示屏连接所述单片机。

进一步地，所述无源电子锁包括一个第二壳体，在所述第二壳体内部设置有所述次级线圈、电子锁单片机、高频整流电路、次级线圈负载PMOS管、第三MOS驱动单元、马达驱动单元及执行马达。

进一步地，所述次级线圈通过通过高频整流电路连接至电子锁单片机，同时通过连接次级线圈负载PMOS管及第三MOS驱动单元进行辅助信号接收，所述电子锁单片机同时连接马达驱动单元，所述马达驱动单元驱动执行马达进行执行相应的解锁动作。

一种采用空心变压器的无触点电子锁的解锁方法，所述方法应用上述的无触点电子锁，所述方法包括如下步骤：

A)通信供电；

所述手持钥匙端的第一电池单元进行提供电流信号，并经过初级线圈传送至次级线圈，随后次级线圈的电流信号经过稳流进行通讯供电；

B)双向通讯；

所述双向数据通信则通过两侧的线圈负载MOS管进行，两侧的线圈负载MOS管分别为初级线圈负载PMOS管，及次级线圈负载PMOS管；

两侧单片机分别驱动初级线圈负载PMOS管，及次级线圈负载PMOS管，导致线圈电流变化，然后通过电流检测电路被感知，并在单片机内部通过程序还原数字信号，因此可以交换两侧的数据；

C)启动解锁；

在数据配对成功后，所述手持钥匙端的第一电池单元进行提供电流信号，并经过初级线圈传送至次级线圈，随后次级线圈的电流信号经过稳流进行解锁供电，所述执行解锁单元进行解锁。

进一步地，所述解锁方法在步骤B)中，所述手持钥匙端与所述无源电子锁之间交换数据包括马达驱动单元的工作数据、所述第一电池单元的电量数据。

进一步地，所述解锁方法在步骤B)中，还包括：

所述电子锁单片机上还具有检测电流强弱的检测模块，所述检测模块与所述高频整流电路连接，用于检测所述第一电池单元的电量，并将低电量信号反馈至所述手持钥匙端。

本发明的有益效果为：本发明提供了一个新型结构及原理的、采用空心变压器的无触点电子锁，能够实现对身份信息的验证，同时能够实现无源电子锁的解锁。

附图说明

图1为本发明的结构外观图；

图2为本发明的内部结构图；

图3为本发明的系统电路原理图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，并不限定本发明的应用范围，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图将本发明应用于其他类似场景；

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词语并非特指单数，也可以包括复数。一般来说，术语“包括”或“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。术语“基于”是“至少部分地基于。”术语“一个实施例”表示“至少一个实施例；”术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例。”其他术语的相关定义将在下文描述中给出；

如图1所示，为本发明所提供的一种采用空心变压器的无触点电子锁的框架原理示意图，所述无触点电子锁包括一个手持钥匙端1、及一个无源电子锁2，在所述手持钥匙端1内设置有一个初级线圈11，在所述无源电子锁2内设置有一个次级线圈21；

所述初级线圈11在工作时内部通有交流电，所述交流电的频率低于1KHz，并将所述手持钥匙端1靠近所述无源电子锁2附近后，所述初级线圈11产生的变化的磁场通过空气传递到电子锁的次级线圈21上，并在所述刺激线圈上激起感生电流，再经过整流滤波装置即可变成直流电，并供给无源电子锁2，完成能量的传递工作；

为了更加清楚的解释本发明的技术原理，如图2所示，为本发明所提供的一种采用空心变压器的无触点电子锁的细节原理图；

所述手持钥匙端1包括一个第一壳体10，在所述第一壳体10内部设置有所述初级线圈11、手持钥匙端单片机12、第一MOS驱动单元13、第二MOS驱动单元14、第一电池单元15、初级线圈负载PMOS管16、初级线圈驱动的NMOS管17、线圈电流检测豪欧电阻18、及一个LCD显示屏19；

所述手持钥匙端单片机12发送线圈负载控制信号的到第一MOS驱动单元13，所述第一MOS驱动单元13配合初级线圈负载PMOS管16及第一电池单元15的正极进行对初级线圈11输出信号；

所述初级线圈11的输出信号通过一个隔直电容110发送到初级线圈驱动的NMOS管17，所述NMOS管17配合第二MOS驱动单元14及一个RC滤波111实现将信号输入至线圈电流检测豪欧电阻18内，随后接地；

所述LCD显示屏19连接所述手持钥匙端单片机12；

所述无源电子锁2包括一个第二壳体20，在所述第二壳体20内部设置有所述次级线圈21、电子锁单片机22、高频整流电路23、次级线圈负载PMOS管24、第三MOS驱动单元25、马达驱动单元26及执行马达27；

所述次级线圈21通过通过高频整流电路23连接至电子锁单片机22，同时通过连接次级线圈负载PMOS管24及第三MOS驱动单元25进行辅助信号接收，所述电子锁单片机22同时连接马达驱动单元26，所述马达驱动单元26驱动执行马达27进行执行相应的动作。

具体可以理解为：所述手持钥匙端单片机12发出PWM波，所述PWM波频率在1KHz以下，信号经过第一MOS驱动单元13驱动的初级线圈驱动的NMOS管17，相应的电流则通过第一电池单元15的正极到初级线圈11的隔直电容110，再经过初级线圈驱动的NMOS管17到地，此时初级线圈11上已经产生交变磁场，该交变磁场通过空气耦合到次级线圈21，经过高频整流电路23变成稳压电流，供给电子锁的电子锁单片机22及执行马达27进行工作，所述执行马达27为小电流即可驱动工作的常规马达；

本发明同时能够实现双向数据通信，所述双向数据通信则通过两侧的线圈负载MOS管进行，两侧的线圈负载MOS管分别为初级线圈负载PMOS管16，及次级线圈负载PMOS管24；

两侧单片机分别驱动初级线圈负载PMOS管16，及次级线圈负载PMOS管24，导致线圈电流变化，然后通过电流检测电路被感知，并在单片机内部通过程序还原数字信号，因此可以交换两侧的数据。

在本发明的实施例中，所述的双向通讯通过以下步骤完成：

在所述两个单片机中，均具有相应的调制解调程序，因此，可以实现两侧单片机分别驱动MOS管，导致线圈电流变换，然后通过电流检测电路感知，并在单片机内部通过程序还原为数字信号，根据数字信号进行相应的密钥配对。

在本发明另一实施中，所述第一MOS驱动单元13配合初级线圈负载PMOS管16及第一电池单元15的正极进行对初级线圈11输出信号，通过对所述第一MOS驱动单元13、初级线圈负载PMOS管16及第一电池单元15的参数设置，实现所述手持钥匙端单片机12发出特定为1KHz的PWM波，所述电子锁单片机22内具有解调所述PWM波信息的解调电路，所述解调电路在图3中未示意具体结构，同时所述电子锁单片机22上还具有检测电流强弱的检测模块，所述检测模块与所述高频整流电路23连接，所述检测模块为本领域可检测电流强弱的常规模块，经过大量数据实验获得，在所述检测模块检测到电流强弱数值低于某一实验数值时，界定为所述手持钥匙端1内的第一电池单元15的电量低，需要及时更换，或充电第一电池单元15；

所述无源电子锁2通过连接次级线圈负载PMOS管24及第三MOS驱动单元25进行辅助信号接收，所述无源电子锁2还包括第二电池单元，该第二电池单元为所述无源电子锁2内部的部件进行供电，所述第三MOS驱动单元25配合次级线圈负载PMOS管24及第二电池单元15对次级线圈31输出信号，通过对所述第三MOS驱动单元25、次级线圈负载PMOS管24及第二电池单元15的参数设置，实现所述无源电子锁2发出特定为1.5KHz的PWM波，通过在不同时间段上发射不同的赫兹的特定PWM波，所述手持钥匙端1与无源电子锁2进行数据通信，在所述手持钥匙端1内的第一电池单元15在电量不足时，所述手持钥匙端1发出特定的PWM波，所述无源电子锁2检测到该信号，并将该信号反馈至所述手持钥匙端1，通过所述LCD显示屏19进行显示，在不影响所述手持钥匙端1正常工作的情况下，仅通过所述手持钥匙端1的一次数据传输，实现对所述第一电池单元15的电量检测。