无源智能门锁装置的控制方法与流程

本申请一种门锁装置的控制方法，具体涉及一种无源智能门锁装置的控制方法。

背景技术：

智能门锁往往需要电源进行供电才能实现功能，而在电池耗尽后，若非及时充电，则智能门锁均无法使用了。现有的智能门锁也存在一些应急充电功能。但是尚没有一种在日常使用时就无须依靠电池电源的智能门锁。

另外，现有的指纹识别已经出现一些仿照指纹或者破解指纹的方法，对指纹门锁的安全性造成了不确定的安全隐患。

并且，现在的智能门锁也需要具备多种安全措施来保证用户在被劫持等情况下的安全。

技术实现要素：

一种无源智能门锁装置的控制方法，无源智能门锁装置包括：nfc模块，包括一个nfc天线；电动机，用于实现开门动作；控制器，用于实现控制功能；电能储存装置，包括一个用于短暂的存储电能的超级电容器；发电机，用于将机械能转为电能；所述控制方法包括：nfc模块通过其nfc天获取的电能激活所述控制器；所述控制器检测所述超级电容的电压；所述控制器判断所述nfc模块接收的用户的密钥数据；根据所述控制器判断结果驱动所述电动机。

进一步地，所述控制器在判断完所述nfc模块接收的用户的密钥数据后，再次检测所述超级电容器的电压，如果电压满足阈值，则驱动所述电动机。

进一步地，所述控制器在判断完所述nfc模块接收的用户的密钥数据后，再次检测所述超级电容器的电压，如果电压不满足阈值，则提示用户。

进一步地，所述无源智能门锁装置还包括：把手，连接至所述发电机；所述控制器在判断完所述nfc模块接收的用户的密钥数据后，再次检测所述超级电容器的电压，如果电压不满足阈值，则提示用户操作所述把手。

进一步地，所述nfc模块为所述控制器直接供电。

进一步地，所述超级电容器为所述控制器供电。

进一步地，所述控制器驱动所述电动机之后，断开所述超级电容器的放电回路。

进一步地，所述控制器驱动所述电动机之后，通过所述nfc模块向外部设备发送状态数据。

进一步地，所述控制器根据所述把手的圆周位置判断是否解锁。

进一步地，所述无源智能门锁装置还包括：

指纹传感器，电性连接至所述控制器；

所述控制器根据所述指纹传感器的数据判断是否解锁。

本申请的有益之处在于：提供一种可以通过nfc解锁操作即获取能量的无源智能门锁装置的控制方法。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一种实施例的无源智能门锁装置的结构示意图；

图2是根据本申请一种实施例的无源智能门锁装置的模块示意框图；

图3是根据本申请一种实施例的无源智能门锁装置的正面结构示意图；

图4是根据本申请一种实施例的无源智能门锁装置的控制方法；

图5是根据本申请一种实施例的阻尼装置和主轴配合结构示意图；

图6是根据本申请一种实施例的无源智能门锁装置的nfc解锁方法。

图中附图标记含义：

图1中：

门锁装置100，把手101，指纹传感器102，锥齿轮一103，锥齿轮二104，发电机105，超级电容106，电路板109，阻尼装置110，nfc模块111；

图3中：

把手301，指纹传感器302，指示灯303，装置壳体304，nfc模块；

图5中：

主轴501，阻尼套筒502，钢球503、弹簧504。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1至图3所示，无源智能门锁装置，包括：指纹传感器、装置外壳、把手、主轴、位置编码器、电动机、控制器、发电器、传动机构、电路板、转动位置指示装置和门锁通讯模块。

其中，指纹传感器用于识别用户的指纹信息。一般而言，指纹传感具有指纹窗口，该指纹窗口设置在把手的转轴位置处，且指纹窗口向外设置。指纹传感器的具体结构和原理为本领域公知技术，在此不加赘述。

装置外壳用于容纳内部设备，把手转动连接在装置壳体的外侧；主轴与把手构成止转连接；位置编码器用于检测主轴的转动位置；电动机用于实现开门动作；控制器用于实现控制功能。

其中，指纹传感器安装至把手处并与控制器构成电性连接；位置编码器和电动机分别与控制器构成电性连接以使控制器能根据位置编码器和指纹传感器的数据控制电动机。

具体而言，电能储存装置用于存储电能；发电机用于将机械能转为电能；传动机构分别连接至主轴与发电机的输入轴以使主轴在转动时能带动发电机的输入轴转动；其中，电能储存装置电性连接至控制器和电动机以为它们供电，发电机与电能储存装置构成电性连接。

作为一种具体的方案，传动机构可以采用一组啮合的锥齿轮构成。电能储存装置采用一个超级电容器作为备用装置。

电路板设有若干电路比如充电电路和稳压电路等，发电机被转动时产生的电能优先存储至超级电容器中，而由超级电容器产生的一个稳定的电压。

作为扩展方案，由发电机产生的电能，优先供给控制器及其外围电路，使控制器上电，电路板上设有一个电压检测电路，该电压检测电路将锂电容器的电压反馈给控制器。

本申请的门锁装置采用nfc模式解锁时，nfc模块的nfc天线在与手机的nfc有源模块耦合时获取相应的能量和数据，nfc天线因为耦合获得电能供给控制器，使其被激活并接收nfc模块获取数据，尤其是用户的密钥数据，控制器判断密钥是否符合，如果符合则发出控制信号驱动电动机，同时检测超级电容器的电量，此时用户需要扳动把手，使把手产生电能存储到超级电容器中，一旦超级电容的电量(电压)到达阈值，则电动机开始动作进行开锁动作。整个过程无需额外的电源，完全来自外部能量实现。

本申请的门锁装置既可以采用nfc解锁模式也可以采用指纹和圆周位置结合的方式。

作为一种具体的控制方案，包括如下步骤：

控制器上电；

检测所述锂电池的电压，如果电压大于阈值，则转入身份识别程序，如果电压小于阈值则，检测电容器的电压；

如果电容器的电压小于阈值，则向用户提示信息，让用户进一步摇动把手；

如果电容器的电压大于阈值，则进入身份识别程序。

作为一种优选的方案，控制器在上电时，立即控制指纹传感器采集一帧指纹图像数据。

另外，在电容器的电压大于阈值时，控制器控制通讯模块发出电池电压不足的信息包。

作为一种优选方案，主轴与发电机的输入轴通过棘轮装置构成连接，即转动把手会带动主轴转动，主轴会带动发电机的输入轴转动，但是在把手回转时候并不会反向带动发电机。

另外，为了支撑主轴，还设有轴承等装置，作为具体方案，主轴穿过位置编码器并套装在轴承中。

为了使把手的操作手感，还可以设有一个阻尼器连接在主轴上以使把手在转动不至于过于灵活。

具体而言，控制器安装于电路板；指纹传感器、位置编码器、电动机以及电能存储装置均电性连接至电路板。

作为具体方案，位置编码器为磁转动编码盘或光电转动编码盘。作为一种扩展方案，可以不设置位置编码器，而直接使用发电机的反电势去检测转动位置。

具体而言，无源智能门锁装置还包括：转动位置指示装置，用于指示把手的转动位置。作为一般的方案，可以采用一般具有图案的指示盘即可。

作为另一种方案，转动位置指示装置包括若干沿圆周排布的led灯，led灯电性连接至电路板以使电能存储装置为led灯供电并且控制器能根据位置编码器的位置数据控制led灯。即把手在转动一定的位置时，该位置相应的指示灯会亮起。

门锁通讯模块电性连接至电路板以使控制器能通过门锁通讯模块与外部构成数据交互。

用户在要开门时，握住把手，转动至对应用户的设定圆周位置，既可以是一个圆周位置也可以若干圆周位置，其复杂的程度可以根据客户需要安全等级进行设置。

另外，作为设置的模式，可以采用顺序模式和非顺序模式。

顺序模式就是指，需要按照既定转动顺序经过圆周位置，才能实现解锁或者获取权限。

非顺序模式是指，用户转动把手只要经过全部设定的圆周位置既可以实现解锁或者获取权限。

作为一种优选方案，本申请的门锁装置可以选用仅靠把手转动既可以实现解锁的方式，但是在模式下只能选择顺序模式，且圆周位置必需超过9个而且，顺序上相邻的三个圆周位置必需满足出现至少一次转动方向翻转。在具体设定的时候，可以采用语音提示，让用户进行设置并满足设定要求。

作为优选方案，控制器在一般情况下处于上电的低功耗模式，一旦接受到位置编码器的信号即开始工作模式，提高运行频率，并激活相应的电路和设备。

控制器在电池电量低的情况时，接受到位置编码器的信号，优先向用户反馈一个告警信号，告知用户多转动几次把手以获取足够的电能，此时控制器并不记录把手的圆周位置，待到控制器检测到电容器获得足够的电能后，再向用户提示进行圆周位置的认定。

控制器采集圆周位置数据和指纹数据在这些数据都匹配时，驱动电动机进行开锁动作，如果完成用户身份识别后，控制器检测到电量不足以供电动机完成开门的动作，则控制器通过指示灯或语音等方式，告知用户再次摇动几次把手从而获取足够的电量。

作为另一种方案，本申请的门锁装置还设有报警模式，即在指纹识别通过的情况下，用户设定一组特定的圆周位置，此时门锁会正常打开，但是控制器会在收到这组圆周位置的数据后通过通讯模块接入wifi网络从而发出一个求救信号至服务器，服务器收到后向110平台等发出求救信号

采用以上方案好处在于，首先增强只采用指纹锁可能被破解的弊端，另外，采用结合了解锁动作发电系统增加了门锁的续航时间，在一般解锁程序中，很少会耗费掉锂电池中固有电量，并且，通过报警模式在外人不知情的情况下完成防劫持的功能。

作为本申请的另一方面，本申请公开一种无源智能门锁装置的控制方法。

该方法具体包括：

采集把手的圆周位置数据；

判断把手的圆周位置数据是否超越预设启动位置；如果超过，则进行下一步，如果没有就返回上一步，这样好处在于，放置把手被误触。

判断把手的圆周位置是否处于识别位置，在具体操作时，用户只要在具体圆周位置停顿满足0.3秒，就能采集到有效的圆周位置数据，相对于控制较高的采样频率0.3秒的时间足够采集，为了更好使用户得知已经采集完，可以设置一定圆周位置的档位和指示灯，仅在圆周位置的档位处设置圆周数据的采样点并作出指示，作为配合阻尼装置设有对应的档位，在转动到这些圆周位置时会明显感觉到阻力增大以及清晰的档位感，此时也可以取消指示灯。

作为可选方案，阻尼装置可以采用阻尼套筒，套筒内壁由摩擦力大的材料制成，在内壁周向设有若干槽孔，里面设有钢珠和弹簧，钢珠只能一部分凸起槽孔，弹簧用于抵住钢球。主轴设有若干凹槽，在转动到档位是钢球即会嵌入到凹槽中。

当把手满足所有的识别的圆周位置时，或既满足圆周位置又满足顺序时，根据这个圆周数据对应的代码找到相应用户的id，并开始调用该id下的指纹数据与现有指纹数据进行比对。作为更优化的方案，满足圆周位置的数据之后，仅仅是开启指纹比对的权限，而无需调用用户的id以及指纹等信息，直接采用索引的方式进行比对。

作为具体方案，常用的家庭成员，无需调用id以及指纹，直接在预存的家庭数据组中按照使用频率进行排序比对即可，这样家庭成员可以使用一样的圆周位置数据。对于临时访客，需要找到用户id并调用指纹，这种调用数据可以来源于服务器，此时的圆周数据与用户id是一一对应的。

在判断完指纹是否匹配后，根据匹配的结果控制电动机驱动门锁打开，或者保持关闭状态。

作为本申请的另一方面，如图6所示，无源智能门锁装置的nfc解锁方法包括如下步骤：

nfc模块通过其nfc天获取的电能激活控制器；控制器检测超级电容的电压；控制器判断nfc模块接收的用户的密钥数据；根据控制器判断结果驱动电动机。

具体而言，控制器在判断完nfc模块接收的用户的密钥数据后，再次检测超级电容器的电压，如果电压满足阈值，则驱动电动机。

具体而言，控制器在判断完nfc模块接收的用户的密钥数据后，再次检测超级电容器的电压，如果电压不满足阈值，则提示用户。

具体而言，控制器在判断完nfc模块接收的用户的密钥数据后，再次检测超级电容器的电压，如果电压不满足阈值，则提示用户操作把手。

具体而言，nfc模块为控制器直接供电。

具体而言，超级电容器为控制器供电。

具体而言，控制器驱动电动机之后，断开超级电容器的放电回路。这样可以节约电能。

具体而言，控制器驱动电动机之后，通过nfc模块向外部设备发送状态数据。这样即使在无源的状态下，服务器也获知门锁装置的状态数据。

具体而言，控制器根据把手的圆周位置判断是否解锁。

具体而言，控制器根据指纹传感器的数据判断是否解锁。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。