一种基于重力加速度传感器的锁具连接器和开闭锁方法与流程

本发明涉及电子柱状锁。

背景技术：

电子柱状锁由锁体和锁具连接器所组成。锁体由电子锁芯和外围的锁舌联动机械机构所组成。其中电子锁芯包括外锁芯和内锁芯。内锁芯也称为锁胆，相对于外锁芯可转动。锁胆相对于外锁芯有个锁体开闭方位角。当锁胆旋转至锁体开闭方位角处，外锁芯的锁扣能够将锁胆锁住，使得锁胆无法转动，从而实现锁胆闭锁。当外锁芯的锁扣未将锁胆锁住时，锁胆转动可通过锁舌联动机械机构带动锁舌伸缩，实现现实意义上的开门闭门操作。

锁扣由电子锁芯内部的微处理器电路所控制。锁具连接器由接头部分和手柄部分组成。接头部分具有和锁胆对接的接口。锁体的锁胆具有与锁具连接器接头部分相匹配的对接口。锁体的锁胆与锁具连接器之间的接口为串行通信接口，类似于usb接口，只不过与一般的usb接口具有不同的接头形状。锁具连接器和锁胆对接后，当锁胆被未锁住时，人工转动锁具连接器可带动锁胆转动，进而带动锁舌伸缩实现开门闭门操作；当锁胆被卡住时，由于锁胆无法转动，锁具连接器也无法转动，无法带动锁舌伸缩，也就无法实现开门闭门操作。也就是说锁体的锁舌需要通过外力作用才能带动伸缩，而锁芯内部的锁扣则由电路控制，比如由电路控制的永磁机构实现的锁扣。

锁具连接器内设有微处理器电路，该微处理器电路带有蓝牙模块，由此，锁具连接器能够与移动终端实现通信。锁体使用前需要通过锁具连接器、移动终端在后台服务器上进行注册。锁体执行开锁闭锁的动作需要锁具连接器下发开锁或闭锁指令。锁体内通常设有通过磁传感器或行程开关实现的用于检测锁胆是否被锁扣锁住的锁体状态传感器。而锁具连接器下发开锁或闭锁指令依赖于锁体状态传感器的检测。锁具连接器和锁胆对接后，锁体将锁体状态传感器的检测到的锁体开闭锁状态发送锁具连接器。锁具连接器只有在得到锁体开闭锁状态后才能下发相应的开锁指令或闭锁指令。

锁具连接器和锁胆对接进行开锁时，移动终端需要向后台服务器申请otc码，接收到otc码后组成开锁指令通过锁具连接器发送给锁体。锁体接收到开锁指令后，匹配开锁指令中的otc码，匹配通过后执行开锁指令。闭锁时，锁具连接器和锁胆对接后，锁具连接器能够接收由锁体发送的锁体开闭锁状态，转动锁具连接器，当锁胆位于锁体开闭方位角处时，锁具连接器向锁体发送闭锁指令，锁体接收到闭锁指令后执行闭锁指令。

正常情形下，上述处理流程不会有什么问题，每个锁具连接器可对接多个锁体实现开锁闭锁作业。但现实的情况是，锁芯内的锁体状态传感器因为各种原因出现问题或者损坏，比如磁感应器容易受到外部磁干扰，而行程开关带有机械部件，易磨损，寿命较短。锁体状态传感器无法正常检测到锁体开闭锁状态，使得开闭锁无法正常进行。特别是闭锁时，正常情况下，锁具连接器无需连接移动终端即可完成闭锁，而无法得到锁体开闭锁状态的情况下，锁具连接器无法正常自动闭锁。

另一方面，通过磁感应器或行程开关实现的锁体状态传感器体积较大。而应客户要求，电子柱状锁可能需要与现有的机械锁安装兼容。为与现有的机械锁安装兼容，由于内部安装空间有限，电子柱状锁可能无法配备锁体状态传感器。此种情形之下，由于电子柱状锁不带有锁体状态传感器，锁具连接器无法正常自动闭锁。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题：电子柱状锁的锁芯内因锁体状态传感器时效，或者未安装锁体状态传感器时而无法单独通过锁具连接器进行正常自动闭锁。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

根据本发明的一种基于重力加速度传感器的锁具连接器，包括手柄部分和接头部分；所述接头部分用于与锁体进行电气对接；所述手柄部分内部设有电路板、电池和重力加速度传感器；所述电路板上设有微处理器；所述电池连接所述微处理器和重力加速度传感器；所述重力加速度传感器和所述接头部分连接所述微处理器连接；所述微处理器用于：

通过所述接头部分连接锁体，获取锁体标识和锁体开闭锁状态；

当向锁体转发开锁或闭锁指令，或接收到锁体返回开闭锁成功时，通过所述重力加速度传感器获取的锁胆方位数据与锁体标识配对保存成锁胆开闭方位信息；

当所述锁体开闭锁状态为无效状态数据，通过所述重力加速度传感器获取的锁胆方位数据和所述锁胆开闭方位信息中的锁胆方位数据进行匹配，当两者匹配时，向锁体发送闭锁指令。

进一步，根据本发明的基于重力加速度传感器的锁具连接器，所述电路板还设有蓝牙模块；所述蓝牙模块连接所述微处理器；所述微处理器还用于：

通过所述蓝牙模块连接移动终端；

通过所述蓝牙模块接收移动终端发出的开锁指令；

通过所述接头部分将所述开锁指令转发至锁体。

根据本发明的一种基于重力加速度传感器的开闭锁方法，该方法涉及锁体和锁具连接器；所述锁具连接器包括手柄部分和接头部分；所述接头部分用于与锁体进行电气对接；所述手柄部分设有重力加速度传感器；所述锁体设有能够与所述锁体接头部分进行对接的锁胆；所述方法包括以下步骤：

当所述锁具连接器的接头部分与所述锁体的锁胆对接后，所述锁体向所述锁具连接器发送锁体标识和锁体开闭锁状态；

当所述锁具连接器向所述锁体转发开锁或闭锁指令，或所述锁具连接器接收到所述锁体返回开闭锁成功时，所述锁具连接器通过所述重力加速度传感器获取的锁胆方位数据与锁体标识配对保存成锁胆开闭方位信息；

当所述锁体开闭锁状态为无效状态数据时，所述锁具连接器通过重力加速度传感器获取的锁胆方位数据与所述锁胆开闭方位信息中的锁胆方位数据进行匹配，当两者匹配时，向锁体发送闭锁指令；

当所述锁体接收到闭锁指令时，执行闭锁指令。

进一步，根据本发明的基于重力加速度传感器的开闭锁方法，该方法还包括以下步骤：所述锁具连接器通过蓝牙模块接收移动终端的开锁指令后，将开锁指令转发至所述锁体；所述锁体接收到开锁指令后，匹配开锁指令中的otc码，匹配通过后执行开锁指令。

本发明的技术效果如下：

1、本发明解决当锁体内部开闭锁状态检测传感器失效或未安装锁体状态传感器时锁体和锁具连接器之间无法正常实现自动开闭锁的问题。

2、重力加速度传感器位于锁具连接器上，不影响锁体本身，不增加锁体体积，便于实现锁体与现有的机械锁兼容。

3、锁具连接器和锁体分离，每个锁具连接器可与很多个锁体相配，而重力加速度传感器安装在锁具连接器上，相比于每个锁体安装锁体状态传感器，仅仅在锁具连接器上安装锁体状态传感器，成本大大降低。

4、重力加速度传感器的检测属于无接触检测，使用过程不会产生磨损，寿命较长。

5、重力加速度传感器所检测的是地球的万有引力，而万有引力难以受干扰。

附图说明

图1是本发明实施例锁具连接器的结构示意图。

图2是本发明实施例锁体锁芯的结构示意图。

图3是本发明实施例原理图。

其中，1是手柄部分，2是接头部分，21是磁钢，22是弹簧针座，23是弹簧触针，24是锁胆卡块，3是电路板，31是微处理器，32是电池，33是重力加速度传感器，34是插座，41是外锁芯，42是锁胆，43是触片，44是卡槽，45是圆形凹口，46是铁质吸附环片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

一种基于重力加速度传感器的锁具连接器，如图1所示，包括手柄部分1和接头部分2。接头部分2，用于与锁体进行电气对接，设有电气接口、锁胆卡块24和吸附机构。接头部分2呈圆柱体结构，其根部与手柄部分1相连。电气接口设于接头部分2末端，包括弹簧针座22和弹簧触针23。弹簧触针23安装在弹簧针座22上，能够在接头部分2轴向进行弹性伸缩。吸附机构包括设于接头部分2根部的磁钢21。锁胆卡块24设于接头部分2末端柱沿上。

与锁具连接器接头部分2相匹配的锁体锁芯，如图2所示，包括外锁芯41和锁胆42。锁胆42呈圆柱体。锁胆42的正面端设有向内凹的圆形凹口45。圆形凹口45的直径与锁具连接器的接头部分2的直径相匹配，使得锁具连接器的接头部分2能够轴向插入圆形凹口45内。圆形凹口45的边沿设有卡槽44。卡槽44与锁胆卡块24相匹配，当锁具连接器的接头部分2轴向插入圆形凹口45内时，锁具连接器上的锁胆卡块24位于卡槽44内。由此当锁具连接器的接头部分2轴向插入圆形凹口45内时，围绕接头部分2的轴向转动锁具连接器时，通过锁胆卡块24和卡槽44的相互作用，带动锁胆42围绕其轴向转动。圆形凹口45内设有触片43。触片43的位置与锁具连接器接头部分2上的弹簧触针23相匹配，当锁具连接器的接头部分2轴向插入圆形凹口45内时，锁具连接器接头部分2上的弹簧触针23顶在触片43上，从而实现锁具连接器和锁体的电气对接。此外，圆形凹口45的内沿设有铁质吸附环片46。铁质吸附环片46用于为锁具连接器的磁钢21提供吸附力，使得锁具连接器和锁体对接后，锁具连接器的接头部分2能够通过磁钢21和铁质吸附环片46之间磁力，吸附在圆形凹口45内。

本实施例中，触片4和弹簧触针23均有四个，呈四角布局，组成四根接口线。四根接口线分别为高电平线，低电平线，数据发送线，数据接收线，从而组成锁具连接器和锁体之间的串行接口。

锁具连接器的手柄部分1内部设有电路板3。电路板3上设有微处理器31、电池32、重力加速度传感器33和插座34。插座34和弹簧触针23通过电线相连。电池33连接微处理器31和重力加速度传感器33。微处理器31连接重力加速度传感器33和插座34。微处理器31内置有蓝牙模块。由此锁具连接器能够通过蓝牙模块连接移动终端，移动终端则通过移动网络或wifi连接后台服务器。当锁具连接器的接头部分和锁体对接后，锁具连接器的微处理器通过接头部分与锁体建立串口连接。

本实施例的锁具连接器使用时，与锁体、移动终端和后台服务器之间的交互关系如下：

当锁具连接器的接头部分和锁体对接后，锁体向锁具连接器发送锁体标识和锁体开闭锁状态。倘若锁体内的锁体状态传感器失效或出现问题，锁体向锁具连接器所发送的锁体开闭锁状态为无效数据。又或者锁体内并没有安装锁体状态传感器，此时锁体向锁具连接器所发送的锁体开闭锁状态同样也是无效数据。

锁具连接器接收到锁体标识和锁体开闭锁状态后，首先判定锁体开闭锁状态是闭锁状态还是开锁状态还是无效数据。倘若锁体开闭锁状态为闭锁状态，则不做任何处理。倘若锁体开闭锁状态为开锁状态，锁具连接器不论是否与移动终端连接，直接向锁体发送闭锁指令。锁体接收到闭锁指令后，如果锁胆旋转角度与锁体开闭方位角相匹配，执行闭锁指令将完成闭锁。但如果锁胆旋转角度与锁体开闭方位角不匹配，执行闭锁指令将会失败。倘若锁体开闭锁状态为无效数据，则根据锁体标识查找是否存在相应的锁胆开闭方位信息。如果存在锁胆开闭方位信息，则通过重力加速度传感器获取当前的锁胆方位数据，将当前的锁胆方位数据与锁胆开闭方位信息中的锁胆方位数据进行匹配，如果两者匹配，则不论是否与移动终端连接，直接向锁体发送闭锁指令，此时锁体接收到闭锁指令后，执行闭锁指令将完成闭锁。如果不存在相应的锁胆开闭方位信息，则不做任何处理。

在锁具连接器的接头部分和锁体对接之前，假如通过蓝牙模块连接了移动终端，锁具连接器接收到锁体标识和锁体开闭锁状态后，将该锁体标识和锁体开闭锁状态通过蓝牙模块发送至移动终端。在移动终端的ui界面上，用户可发起开锁或者闭锁的操作。

当用户在移动终端上发起开锁时，锁体通过锁具连接器、移动终端和后台服务器进行交互后，后台服务器产生开锁的otc码组成开锁指令，开锁指令通过移动终端发送至锁具连接器，当锁具连接器接收到开锁指令后将该开锁指令发送至锁体，同时通过重力加速度传感器获取的锁胆方位数据与锁体标识配对保存成锁胆开闭方位信息。

当用户在移动终端上发起闭锁时，移动终端直接向锁具连接器发送闭锁指令。当锁具连接器接收到闭锁指令后将该闭锁指令发送至锁体，同时通过重力加速度传感器获取的锁胆方位数据与锁体标识配对保存成锁胆开闭方位信息。

倘若锁体配备有锁体状态传感器并未失效，此时，执行闭锁指令或开锁指令后，可以通过锁体状态触感器检测到的锁体开闭锁状态判断闭锁指令或开锁指令是否成功完成：当锁体开闭锁状态由执行闭锁指令前的开锁状态变化为执行闭锁指令后的闭锁状态，执行闭锁指令成功完成，否则执行闭锁指令失败；当锁体开闭锁状态由执行开锁指令前的闭锁状态变化为执行开锁指令后的开锁状态，执行开锁指令成功完成，否则执行开锁指令失败。开锁指令中包含otc码，执行开锁指令前，锁体首先需要匹配otc码，如果匹配通过，执行开锁指令。

倘若执行闭锁指令成功完成，锁体向锁具连接器发送闭锁成功信息；执行闭锁指令失败，锁体向锁具连接器发送闭锁失败信息。倘若执行开锁指令成功完成，锁体向锁具连接器发送开锁成功信息；执行开锁指令失败，锁体向锁具连接器发送开锁失败信息。

倘若锁体配备的锁体状态传感器失效或者倘若锁体未配备有锁体状态传感器，此时，锁体无法自我检测闭锁指令或开锁指令是否成功完成，也就不会向锁具连接器返回开闭锁成功信息，而仅仅是执行闭锁指令或者开锁指令后向锁具连接器发送闭锁指令或闭锁指令已经执行的信息，此种情况下，开闭锁是否成功需要依靠人工判断。

当锁具连接器接收到闭锁成功信息或者开锁成功信息后，通过重力加速度传感器获取的锁胆方位数据与锁体标识配对保存成锁胆开闭方位信息。

根据上述过程，锁具连接器通过重力加速度传感器获取的锁胆方位数据与锁体标识配对保存成锁胆开闭方位信息的操作发生在四种情形之下：第一种是锁具连接器转发开锁指令时；第二种是锁具连接器转发闭锁指令时；第三种是锁具连接器接收到闭锁成功信息时；第四种是锁具连接器接收到开锁成功信息时。其中第三种和第四种组合后，也就是当锁具连接器接收到开闭锁成功信息时。前两种情形保存锁胆开闭方位信息时的覆盖策略与后两种情形存在不同。后两种情形下，假如原先存在锁胆开闭方位信息时，则采用强制覆盖的方式，也就是，当锁具连接器接收到开闭锁成功信息进行保存锁胆开闭方位信息时，强制覆盖原先存在的锁胆开闭方位信息。而前两种情形下，只有短期重复指令时，才会强制覆盖，也就是，当锁具连接器转发开锁指令或闭锁指令进行保存锁胆开闭方位信息时，如果原先存在锁体标识对应的锁胆开闭方位信息，对于第一个开锁指令或闭锁指令，将放弃此次锁胆开闭方位信息的保存，以原先的锁胆开闭方位信息为准，但假如在3~5分钟的短期内，连续转发同样的开锁指令或闭锁指令时，将覆盖原先的锁胆开闭方位信息。

本实施例中，重力加速度传感器是一种三轴重力加速度传感器，检测到的重力加速度数据为三轴方向上的重力加速度数据。该三轴方向上的重力加速度数据，如图3所示，以电路板3和重力加速度传感器33自身为基准，而由于重力加速度总是保持不变，三轴方向上的重力加速度数据组成x,y,z上的重力加速度向量，锁具连接器转动时等价为重力加速度向量的转动。考虑到锁体安装时，锁胆轴心通常为水平或接近水平，假设锁胆轴心为x轴方向，该重力加速度向量与z轴方向的夹角θ为锁胆或者锁具连接器的转动角度。实际处理时，锁胆方位数据直接用重力加速度向量即可。两个锁胆方位数据进行匹配时，直接根据两个重力加速度向量用余弦公式计算两个向量之间的夹角余弦是否接近1即可。

需要指出的是，上述过程中，开锁过程中“锁体通过锁具连接器、移动终端和后台服务器进行交互后，后台服务器产生开锁的otc码组成开锁指令”的具体细节、锁体如何匹配otc码以及移动终端和后台终端之间的交互授权，并不是本发明所要讨论的范畴，本说明书不再赘述。