本公开涉及一种门禁设备。
背景技术：
现有技术中的门禁设备通常是使用密码、房卡、指纹等形式来验证身份从而控制门锁开启。随着无线移动技术和应用的不断发展，存在对于新的门禁设备的需求。
技术实现要素：
作为本公开的一个方面，提供了一种门禁设备，所述门禁设备安装于门附近的建筑面上，所述门配置有阻止所述门被打开的锁，所述门禁设备包括：近场通信单元，被构造为以近场通信方式与用户设备通信连接以从所述用户设备读取身份信息，其中，所述用户设备为具有近场通信功能的电子设备；以及控制单元，被构造为与所述锁通信连接，以及若所述身份信息通过验证则向所述锁发送信号以使得所述锁开启。
在一些实施例中，所述控制单元还被构造为与控制与所述建筑面相关联的电气连接接通或断开的开关通信连接，以及若所述身份信息通过验证则向所述开关发送信号以使得所述电气连接接通或断开。
在一些实施例中，所述的门禁设备还包括：远程通信单元，被构造为以远程通信方式与远端设备或所述远端设备的控制器通信连接，以及若所述身份信息通过验证则向所述远端设备或所述远端设备的控制器发送信号以使得所述远端设备开启或关闭。
在一些实施例中，所述远端设备为家居设备、办公设备、和/或公共设施设备。
在一些实施例中，所述的门禁设备还包括：容纳单元，被构造为放置所述用户设备。
在一些实施例中，所述的门禁设备还包括：控制面板，被构造为接收从外界向所述门禁设备输入的信息，其中，所述控制单元还被构造为：根据所述信息向所述锁发送信号以使得所述锁开启或关闭。
在一些实施例中，所述的门禁设备还包括：控制面板，被构造为接收从外界向所述门禁设备输入的信息，其中，所述控制单元还被构造为：根据所述信息向所述开关发送信号以使得所述电气连接接通或断开。
在一些实施例中，所述的门禁设备还包括：控制面板，被构造为接收从外界向所述门禁设备输入的信息，其中，所述远程通信单元还被构造为：根据所述信息向所述远端设备或所述远端设备的控制器发送信号以使得所述远端设备开启或关闭。
在一些实施例中，所述近场通信单元包括存储模块，所述存储模块包括设置了访问权限的安全存储区。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得明显。
附图说明
图1是示出根据本公开的一个实施例的门禁设备的结构示意图。
图2是示出根据本公开的一个实施例的门禁设备的一个角度的结构示意图，其中盒体处于收入位置。
图3是示出根据本公开的一个实施例的门禁设备的一个角度的结构示意图，其中盒体处于转出位置。
图4是示出根据本公开的一个实施例的门禁设备的一个角度的结构示意图。
图5是示出根据本公开的一个实施例的门禁设备的一个角度的结构示意图。
图6是示出根据本公开的一个实施例的门禁设备的一个角度的结构示意图，其中盒体与门禁设备的主体分离，并且用户设备正在装入盒体。
图7是示出根据本公开的一个实施例的门禁设备的另一个角度的结构示意图。
图8是示出根据本公开的一个实施例的门禁设备的一个角度的结构示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细说明本公开的优选的一个或多个实施方式。在本说明书和附图中，用相同的附图标记表示具有实质上相同的功能和结构的结构部件，并且省略对这些结构部件的重复说明。
为便于描述，本说明书中使用了“前”、“后”、“上”、“下”、“顶”、“底”等表示方位的用语。其中，“前”指相对于本公开的门禁设备的中心，其可操作部分的方向，“后”指相对于本公开的门禁设备的中心，其用于安装的部分的方向。“上”/“顶”、“下”/“底”分别表示本公开的门禁设备在惯常的使用状态下的上/顶、下/底的方位。
本公开的门禁设备，安装于门附近的建筑面上，该门配置有阻止其被打开的锁(例如机械、电子、电磁门锁)，该门禁设备能够通过用户设备来验证用户的身份，从而当身份验证通过时，控制该门的锁开启。此外，本公开的门禁设备还可以具有数据交互设备(例如给商户支付提供的销售电子设备、数据信息传递电子设备等)、家居控制设备、以及插卡取电设备等功能。
本公开中的建筑面包括但不限于建筑物的内墙表面、外墙表面、门窗及其框架的表面、家居设备(家具、家电等)的表面等。
如图1所示，本公开的门禁设备100，包括近场通信单元120、处理单元130和控制单元150。其中，近场通信单元120被配置为以近场通信方式从用户设备200向门禁设备100传输信息，该信息包括身份信息；处理单元130被配置为对身份信息进行验证；控制单元150被配置为若验证通过则控制锁开启。
如此，当具有权限的用户设备200装入或靠近门禁设备100时，该用户设备200的身份信息能够通过验证，则门禁设备100控制锁开启，以使得用户设备200的持有人能够进入。相应地，当不具有权限的用户设备200装入或靠近门禁设备100时，该用户设备200的身份信息不能够通过验证，因此门禁设备100不会开启锁，用户设备200的持有人不能进入。
这种方式能够使得用户不用携带钥匙、房卡等，也不用去记密码，只需要携带用户设备200(例如可以是日常就随身携带的手机)就可以开启门锁。此外，由于使用了进场通信方式在门禁设备100和用户设备200之间交换信息，这使得用户设备200需要靠近门禁设备100才有可能通过身份验证，因此，比起远程开锁的方式(例如通过APP开锁、通过WiFi或蓝牙验证开锁等)提高了安全性。
其中，用户设备200为具有近场通信功能的电子设备。例如，用户设备200可以是各种卡片，例如射频识别(RFID)卡、磁性记忆卡，集成电路(IC)卡等。用户设备200也可以是支持多种应用(诸如绘图、演示、文字处理、网络服务创建、开发者编程、游戏、蜂窝电话网络、音/视频播放、即时通信信息、图像捕获管理等应用)的电子设备，例如便携式通信设备(诸如蜂窝移动电话等)、PDA、播放器、具有触控界面或操控板的个人电脑等。用户设备200还可以是各种存储器。
在一些例子里，电子设备的功能还可以通过外设设备来扩展。电子设备的例子还可以是射频收发设备、医疗设备、家用电器、运输工具、遥控器、监控设备、机顶盒、调制解调器、路由器或它们的任意组合，电子设备可专用于执行特定功能(例如管理近场通信等)，或者可在执行特定功能的同时执行其他功能(例如语音通话等)。
用户设备200可包括处理器、存储器、通信组件、电源、输入/输出组件、天线和NFC组件，用户设备200还可包括总线，该总线用于提供一个或多个有线/无线通信链路以向该用户设备的其他组件或从这些组件传递数据或电力。在一些例子里，该总线也可用于从门禁设备100获取电力。此外，用户设备200还可包括运动传感器、陀螺仪/加速计等组件。
近场通信单元120用于从用户设备200向门禁设备100传输信息，和/或从门禁设备100向用户设备200传输信息。这些信息可以为数据、信令等。在一些实施例中，近场通信单元120可以配置为，当用户设备200装入门禁设备100时，例如门禁设备100的感测装置感测到用户设备200装入门禁设备100时，近场通信单元120才进行上述的信息传输操作。在一些实施例中，近场通信单元120也可以配置为，当用户设备未装入门禁设备100、但距离门禁设备100的距离在近场通信单元120的传输范围内时，进行上述的信息传输操作。
近场通信单元120可以通过近距离感应、接触/非接触等方式与用户设备200之间进行信息传输。在一些实施例中，近场通信单元120除了使用NFC通信方式之外，还可以使用FRID、蓝牙、红外、有线传输等通信方式。
处理单元130可以由一个或多个处理器来担任，处理器可以为中央处理器CPU、数字信号处理器DSP、现场可编程门阵列FPGA、或其他类型处理器中的一种或多种。处理单元130也可以由处理器中的一个或多个核或其它硬件电路来担任，本公开并不做限定。此外，当近场通信单元120为NFC组件时，处理单元130的功能还可以在NFC组件的NFC控制级中来实现。
控制单元150可以是控制器，也可以复用处理单元130的实现装置，例如一个或多个处理器、NFC组件的NFC控制级等。
在一些实施例中，控制单元150可以还被配置为：若用户设备200的身份信息验证通过，则控制与门禁设备100所在的建筑面相关联的电气连接接通或断开。与建筑面相关联的电气连接可以包括门禁设备100所在的建筑面(例如墙)内的电气连接，也可以包括该建筑面的相关区域(例如该建筑面所在的室内)的电气连接。当具有权限的用户设备200装入或靠近门禁设备100时，该用户设备200的身份信息能够通过验证，则门禁设备100在控制锁开启的同时，可以控制与门禁设备100所在的建筑面相关联的电气连接接通或断开。例如，若门禁设备100安装在门外的建筑面上，则当控制锁开启的同时可以控制相关联的电气连接接通；若门禁设备100安装在门里的建筑面上，则当控制锁开启的同时可以控制相关联的电气连接断开。从而，门禁设备100可以根据用户设备200的持有人的进门与出门的事件，自动地控制与门禁设备100所在的建筑面相关的区域的电气连接。此外，用户设备200的持有人也可以通过该门禁设备100对与门禁设备100所在的建筑面相关的区域的电气连接进行控制。
在一些实施例中，如图1所示，门禁设备100还可以包括远程通信单元140。远程通信单元140被配置为若用户设备200的验证通过则与远端设备进行通信，以控制远端设备或与远端设备相关联的设备的状态。由此，可以在用户设备200的持有者开启锁的同时实现对远端设备的控制。
远端设备可以是家居设备、办公设备、公共设施设备、或与这些设备(以下将以“家居设备”来统称这些设备)相关联的控制设备。远程通信单元140可以与这些家居设备直接通信，也可以与这些家居设备的控制设备通信(例如遥控器)来实现对这些家居设备的控制。家居设备可以是与门禁设备100所在的建筑面在同一个区域的灯、电视、显示器、播放器、窗帘、窗户、床、衣柜、抽屉等设备，还可以是与门禁设备100所在的建筑面不在同一个区域的任何家居设备。
门禁设备100通过远程通信单元140向远端设备发出承载着指令或数据的信号，从而控制远端设备的操作。例如，可以控制灯、电视、窗帘、窗户、衣柜、抽屉等的打开和关闭，还可以控制显示器、播放器等的显示和播放的内容(例如根据来自用户设备200的设置信息和内容信息，在这种情况下，门禁设备100能够从用户设备200获取这些信息)，控制床、沙发等的形态(例如根据来自用户设备的偏好信息在这种情况下，门禁设备100能够从用户设备200获取这些信息)，控制热水的温度、室内空气的温度和湿度(例如根据来自用户设备的偏好信息在这种情况下，门禁设备100能够从用户设备200获取这些信息)等。
在一些实施例中，远程通信单元140还可以将用户设备200传输给门禁设备100的信息发送给远端设备，以扩展用户设备200的信息传输，例如，扩展信息传输的方式和距离等。
在一些实施例中，如图1所示，门禁设备100还可以包括容纳单元110。容纳单元110用于容纳装入门禁设备100的用户设备200。
在一些实施例中，上文中提及的用来感测用户设备200是否装入门禁设备100的感测装置，可以设置在容纳单元110中，以感测用户设备200的装入动作或用户设备200的装入状态。
在一些实施例中，近场通信单元120可以设置在容纳单元110的底部、下侧或者后侧。事实上，近场通信单元120的设置位置受到数据传输方式、以及用户设备200上与该数据传输方式对应的近场通信模块的设置位置的限制。例如，若近场通信单元120与用户设备200之间的数据传输方式为有线传输，并且用户设备上该有线传输的传输接口在该用户设备200的侧壁，则近场通信单元120设置在容纳单元110的、与该用户设备200的该有线传输的该传输接口对应的位置处。而如果近场通信单元120与用户设备200之间的数据传输方式为无线传输(例如电磁感应、光学耦合)，则近场通信单元120需要布置在能够与用户设备200上使用该无线传输方式的近场通信模块进行数据传输的地方，例如，位于能够感应用户设备上的RFID的范围内。
在一些实施例中，门禁设备100还可以包括用于存储数据的存储单元。例如，近场通信单元120从用户设备200处接收的数据可以存储或暂存在存储单元中以便处理单元130使用。还可以将处理单元130处理后的数据存储或暂存在存储单元中以便远程通信单元140或者近场通信单元120使用。例如，存储单元可存储多媒体数据、门禁设备100实现各项功能的数据、固件、支付信息、订阅信息、联系人或日历信息等。
存储单元可包括一个或多个计算机可读存储介质。计算机可读存储介质包含高速随机存取存储器、非易失性存储器、磁盘存储器、闪存设备或其他固态存储设备。处理单元130还可被配置为控制其他组件对存储单元的访问。存储单元可实施为硬盘驱动器、FLASH存储、高速缓存单元，还可以是可固定嵌入门禁设备100内、或可反复插拔的卡，例如，用户设备模组SIM、或安全数字SD卡等。
在一些实施例中，本公开的门禁设备100还可以包括I/O单元170。在一些实施例中，I/O单元170被配置为从外界(例如，用户设备200、用户、以及周围环境)向门禁设备100输入信息，其中，控制单元150还被配置为：根据通过I/O单元170输入的信息来控制与门禁设备100所在的建筑面相关联的电气连接的接通和断开，和/或控制远端设备或与远端设备相关联的设备的状态。在一些实施例中，I/O单元170被配置为从门禁设备100向外界输出信息，其中，控制单元150还被配置为：将门禁设备100的信息和/或与门禁设备100相关联的设备的信息通过I/O单元170输出到外界。这些信息可以包括门禁设备100、用户设备200、以及远端设备(及与其相关联的设备)设置信息和运行信息等。
例如，I/O单元170可以是触控屏幕(例如附图标记15所示出的)，通过该触控屏幕可以向外界(例如用户)提供视觉输出，例如输出门禁设备100和/或用户设备200的状态信息以及交互信息。以及，用户还可以通过操作该触控屏幕来对门禁设备100、用户设备200、与门禁设备100所在的建筑面相关联的电气连接、和/或远端设备(及与其相关联的设备)进行控制。可以理解的是，门禁设备100和用户设备200之间的数据传输是通过近场通信单元120进行的。
触控屏幕可以包括至少一个触敏元件、相机和/或模拟扫描仪输入组件(例如视频相机和/或条形码扫描仪或可从代码诸如条形码等获得用户识别信息的任何其他的扫描仪)、以及生物识别元件(例如可结合生物特征处理应用程序工作的指纹读取器或其他特征识别传感器，该特征处理应用程序可被用户设备200读取以用于对用户进行认证)。
在一些实施例中，I/O单元170还可以包括设置在触控屏幕的触敏元件下方的生物识别元件。例如，生物识别元件可以是层叠于触敏元件表面或后侧的指纹读取器，该指纹读取器可被配置为在用户通过利用手指按压触控屏幕中的触敏元件来进行交互时扫描该用户的手指指纹。另外，触控屏幕的屏幕具有例如玻璃透镜，用于在特定条件下放大指纹印记。在一些例子中，生物识别元件也可以是图形读取器，可将该图形读取器与触控屏幕组合，使得生物识别元件被配置为在用户通过利用面部特征进行交互时扫描该用户的人脸特征或表情特征。
本领域技术人员可以理解的是，I/O单元170并不限于视觉输入输出组件或接口(例如显示屏或其接口)，其还可以包括听觉、触觉等其他输入输出组件或接口(例如扬声器、触敏元件或其接口)，还可以是综合视觉、听觉、触觉中的多个的输入输出组件或接口，例如触敏显示器等。触敏显示器可选用一个或多个光学传感器、用于检测用户在门禁设备100上的触控力度的一个或多个压力传感器以及用于将该触控动作感测和输出的信号产生器，这些器件可通过通信总线与处理单元进行通信。此外，I/O单元170还可包括设置在门禁设备100的主体上的用于增大/减小用户设备200的音量输出或输出内容的一个或多个按钮。
在一些例子中，在触敏显示器上触控的“力度”表示在该触敏显示器表面例如手指接触的施放力或者压力或者是使用任何具有电容/电阻元件的外设设备(诸如电子笔)代替手指施放的力，所施放的力可通过布置(诸如黏合)在该触敏显示器上或周围的压力传感器阵列来感测。在一些例子里，感测所施放的触控压力可用于确定是否已经超出压力传感器的压力阈值，或可转换为估算所施放压力的大小以确定是否超出该压力阈值，从而允许用户访问进一步的应用。
在一些实施例中，门禁设备100还可以包括电源。电源被配置为对处理单元130和控制单元150供电。此外，电源还可以被配置为向门禁设备100的一个或多个组件供电。电源可以是一个或多个电池、从环境能量来源(例如使用太阳能的光伏帆板)生成电力的装置、或者电气连接到电力线的供电电路。供电电路可以包括耦接到敷设在建筑面(例如可以是门禁设备100所在的墙面)内的电网电力线，以及提供交流-直流转换的变换电路。例如，不间断或连续电源(UPS或CPS)以及用于处理从电网所接收电力的电路中的一个或多个变压电路。该电源可将电力提供为交流电或直流电流，并可处理电力以转换电力或将所接收的电力限制为具有特定特性。例如，可将电力变换成直流或从直流变换出直流电力，并将其限制为平均功率、视在功率、最大功率、脉冲能量/电压/电流的一个或多个值或所接收电力的任何其他特性。电源可用于例如基于门禁设备100或可能耦接到门禁设备100的外部设备的需求而在不同时间请求或提供特定量的电力(例如在对电池充电时，比电池充电时请求更多的电力用于近场通信)。
在一些实施例中，门禁设备100还可以包括设置于容纳单元110中的供电接口，该供电接口被构造为将来自电源的电力提供给用户设备200。例如，用户可以将用户设备200装入门禁设备100，使得用户设备200的充电接口与门禁设备100的供电接口相连接，从而对用户设备200进行充电。对用户设备200充电的电源可以是一个或多个电池、或者电气连接到电力线的供电装置。
在一些实施例中，供电接口可以为有线供电接口。在这种情况下，供电接口可以与数据传输接口复用。例如，在门禁设备100与用户设备200之间存在有线通信方式时，供电接口可以实现为与该有线通信的数据传输接口相同。在一些实施例中，供电接口可以为无线供电接口。例如，门禁设备100通过该供电接口还可以对用户设备200进行感应式/非接触式充电，此时不需要存在有线的供电接口(例如USB接口等)。在这种情况下，用户设备200甚至不需要装入门禁设备100，而只需要用户设备200的位置满足条件(例如足够靠近门禁设备100)即可。
在一些实施例中，电源还被配置为对近场通信单元120供电，使得近场通信单元120不但能从用户设备200获取信息，还能从门禁设备100向用户设备200传输信息。
在一些实施例中，门禁设备100还可以包括换能装置。换能装置被构造为当用户设备200装入容纳单元110时，将用户设备200的机械能转换为电能。在一些实施例中，门禁设备100还可以包括供电装置(例如蓄电池和供电电路)，用于将换能装置转换出的电能供给到门禁设备100的处理单元、控制单元等门禁设备100的用电单元。这样，门禁设备100就可以在不包括电源的情况下也能够正常工作。
在一些实施例中，为了使得不包括电源的门禁设备100能够更省电，门禁设备100还可以包括唤醒触发单元160和禁用单元180。
其中，唤醒触发单元160被构造为当满足第一特定条件时，输出信号给近场通信单元140、处理单元130、和控制单元150中的一个或多个，以唤醒该单元(例如，使该单元处于高功率模式)。可以对门禁设备100的所有用电单元(包括但不限于近场通信单元140、处理单元130、和控制单元150)应用这一方式，也可以对门禁设备100的部分用电单元(包括但不限于近场通信单元140、处理单元130、和控制单元150中的一个或多个)应用这一方式。
其中，第一特定条件包括：用户设备200装入容纳单元110；以及外界通过用户设备200或门禁设备100输入唤醒命令。例如，通过上文所述的感测装置感测到用户设备200装入容纳单元110时，唤醒触发单元160可以输出用于唤醒的信号。或者，当外界通过用户设备200或者前文所述的门禁设备100的I/O单元170输入唤醒命令时，唤醒触发单元160也可以输出用于唤醒的信号。此处所述“唤醒命令”并非指特定的、仅具有唤醒功能的命令，而是指任何可能触发用电单元唤醒的命令，例如，可以是用户将用户设备200靠近门禁设备100、或者是用户对装入/靠近门禁设备100的用户设备200或门禁设备100的I/O单元170的任何操作。
禁用单元180被构造为当满足第二特定条件时，输出信号给近场通信单元140、处理单元130、和控制单元150中的一个或多个，以禁用该单元(例如，使该单元处于低功率模式)。可以对门禁设备100的所有用电单元(包括但不限于近场通信单元140、处理单元130、和控制单元150)应用这一方式，也可以对门禁设备100的部分用电单元(包括但不限于近场通信单元140、处理单元130、和控制单元150中的一个或多个)应用这一方式。
其中，第二特定条件包括：用户设备200从容纳单元110中移出；近场通信单元140、处理单元130、和控制单元150中的一个或多个处于空闲状态的持续时间达到指定时间；以及外界通过用户设备200或门禁设备100输入禁用命令。例如，通过上文所述的感测装置感测到用户设备200移出容纳单元110时，禁用单元180可以输出用于禁用的信号。还可以是用电单元处于空闲状态的持续时间到达指定时间后，例如设置的定时器超时后，禁用单元180输出用于禁用该用电单元的信号，这样可以让处于空闲状态的各个用电单元及时地处于低功率模式，从而更加地节省功率的消耗。或者，当外界通过用户设备200或者前文所述的门禁设备100的I/O单元170输入禁用命令时，禁用单元180也可以输出用于禁用的信号。此处所述“禁用命令”并非指特定的、仅具有禁用功能的命令，而是指任何可能触发用电单元禁用的命令，例如，可以是用户将用户设备200远离门禁设备100、或者是用户对装入/靠近门禁设备100的用户设备200或门禁设备100的I/O单元170的任何操作。
本领域技术人员可以理解的是，本公开中的数据传输、与外界交互等功能，均需要门禁设备100和/或用户设备200上的软件及硬件的配合才能实现。
在一些实施例中，近场通信单元120包括NFC组件。NFC组件可以是任何基于近场通信的组件，其可在门禁设备100与用户设备200之间实现无接触地或近距离地数字验证或通信。该NFC组件可被配置为允许在较低数据速率(例如200kbps)下进行短距离通信，并遵守相应的通信标准，诸如IEC7816、IEC18092、ECMA-352。作为另外一种选择，该NFC组件可允许在较高数据速率(例如600Mbps)下进行近场通信并遵守对应的通信标准。
该NFC组件和用户设备之间的通信可在门禁设备100与用户设备之间的适当近距离内发生，诸如在大约2cm到5cm范围内，并可在任何设定频率(例如大5-16MHz)下工作。
例如，该NFC组件的此类近场通信可经由磁场感应发生以允许该NFC组件与用户设备200内集成的NFC组件进行通信和/或从具有射频识别(RFID)电路的电子标签验证信息。门禁设备100内的NFC组件可提供用于采集例如商户信息、传输支付信息以及利用其他方式来与用户设备200进行通信的方式。
该NFC组件可包括用于在用户设备200与上述门禁设备100之间实现基于无接触式近场通信的任何适用组件级(表示同一类型的整体电子单元或总成)。在一个实施例中，该NFC组件可包括NFC设备级、NFC控制级和NFC存储级。
NFC设备级可包括NFC数据级、NFC天线(或与门禁设备100内其他功能组件复用的天线)和NFC增强级，NFC数据级可被配置为作为基于无接触式近场通信的一部分而路由(或以其他传递方式)提供可由该NFC组件向用户设备200内NFC组件传输的任何数据。此外，NFC数据级被配置为作为基于无接触式近场通信的一部分而路由(或以其他方式)接收可由该NFC组件从用户设备200接收的任何数据。
NFC天线可以是任何适用于近场通信的天线电路或收发器电路，其一般可实现从上述NFC数据级到用户设备200和/或从用户设备200到该NFC数据级的通信。因此，可专门提供NFC天线(例如环形天线)以实现上述NFC组件的基于无接触式近场通信的功能应用。
另外，上述NFC组件可利用与上述门禁设备100内可使用的其他通信组件相同的收发器电路或天线。例如，此类通信组件可利用天线以实现该门禁设备100与另一远程设备间的例如Wi-Fi、蓝牙或4G-LTE通信，而该NFC组件可利用这类天线实现上述NFC设备级的NFC数据级与另一设备(例如用户设备200)之间的无接触式近场通信。在此实施例中，NFC设备级可包括被配置为对NFC组件的数据(例如NFC数据级内的数据)提供合适信号放大的NFC增强级，从而可由复用天线传输此类数据以向用户设备通信。
例如，在启用此类天线(例如非环形天线)以用于在用户设备与本公开的门禁设备100之间进行基于无接触式的近场通信之前，复用天线可需要来自NFC增强级的放大，例如与使用该复用天线传输其他类型的数据相比，利用该复用天线传输NFC数据可能需要更大功率的实施例。
NFC控制级可包括至少一个NFC处理器。该NFC处理器结合上述NFC设备级工作以启用、激活、允许和/或以其他方式控制上述的NFC组件，以用于在用户设备200与门禁设备100之间传送NFC数据内容。
NFC处理器可作为电路板(例如附图标记17)上的独立组件、可集成到该电路板的另一芯片组中或者与作为片上系统(SoC)的一部分的处理器集成。该NFC控制级的NFC处理器可用于运行一个或多个应用程序(诸如NFC低功率模式)或可协同确定上述NFC组件的功能应用程序。这些应用程序可包括一个或多个操作系统应用程序、固件应用程序、NFC低功率应用程序或可由该NFC组件访问的任何其他应用程序。上述NFC控制级可包括一或多种协议，诸如近场通信接口协议(NFCIP-1)，以用于与另一NFC组件(例如用户设备)进行通信。可使用这些协议来调整通信速度并确定所连接的用户设备中作为用于控制近场通信的发起设备。
NFC控制级可被配置为控制该NFC组件的近场通信模式。例如，NFC处理器可被配置为在用于从一NFC标签(例如从用户设备)向NFC数据级读取信息的读取器/写入器模式、用于与另一支持NFC功能的设备(例如从用户设备或其他无线设备)交换数据的对等模式、以及允许另一支持NFC功能的设备(例如用户设备或其他无线设备)从上述NFC数据级读取信息的“卡模式”之间切换NFC设备级。NFC控制级还可被配置为在有源模式(即门禁设备100包括电源时NFC组件的工作模式)和无源模式(即门禁设备100不包括电源时NFC组件的工作模式)之间切换上述NFC组件的工作模式。例如，NFC处理器可被配置为在有源模式和无源模式之间切换NFC设备级(例如结合NFC天线或复用天线)。可基于用户的设置和/或基于出厂设置来控制该NFC设备级的模式。
例如，在无源模式下，上述NFC设备级自身可产生RF射频场，在该无源模式下，该NFC设备级可使用例如负载调制(例如阻抗、电容或输出功率调节)以从处于所产生的该RF射频场内的用户设备200接收数据(例如用户的门禁信息或口令)。与有源模式下的操作相比，无源模式的操作可延长门禁设备100的寿命。在这种无源模式下，为了使得用户设备200能够准确地位于NFC设备级所产生的RF射频场内，门禁设备还可以包括标记，该标记用于标识RF射频场的位置。
NFC存储级可结合上述NFC设备级和/或NFC控制级工作以在门禁设备100和用户设备200之间进行NFC通信。该NFC存储级可被配置为嵌入NFC设备硬件或NFC集成电路内。该NFC存储级可设定以防止被篡改，并可包括安全组件。例如，该NFC存储级可存储与NFC控制级能够访问的NFC通信相关的一个或多个应用程序。例如，此应用程序可包括金融支付应用程序、安全接入系统应用程序、支付电子卡应用程序和其他应用程序，这些应用程序可以是本地/远程加密的。
在一些实施例中，该NFC控制级和NFC存储级可独立地或组合地提供专用微处理器(DMCU)，该专用微处理器可包含操作系统、存储器、应用环境和专用于存储和执行用户设备上的用户敏感内容关联的应用程序的安全协议。该NFC存储级可以是上述存储器的一部分或特定于上述NFC组件的至少一个专用芯片。该NFC存储级可驻留在SIM卡上、门禁设备100的专用芯片上或作为移动式存储卡的外部插件。NFC存储级可完全独立于NFC控制级并可由门禁设备100内的不同组件提供和/或由不同的可移除子系统向用户设备200提供。
NFC存储级可包括服务提供商安全域(SPSD)、受信任服务管理方安全域(TSMSD)等，并可由NFC标准来定义和管理。例如，SPSD可以是NFC存储级的一部分，其中受信任的服务管理方(TSM)或发行金融机构可在其中存储密钥和/或其他信息以用于在用户设备200上创建或以其他方式(例如经由任何通信组件)来提供一个或多个数字凭证(例如与用户注册的各信用卡、银行卡、预付费卡、交通通行卡等相关联的电子凭证)，以用于凭证内容管理和/或安全域管理。特定补充安全域(SSD)可与向用户设备200提供特定权限或支付权限的特定凭证(例如特定信用卡或特定公共交通卡电子凭证)相关联。每个SSD可具有用于其自身的应用程序(或小程序)的管理密钥，其需要激活以使得该SSD的特定凭证能够被上述NFC设备级用作NFC通信。例如，特定SSD可与特定信用卡凭证相关联。然而，当已启用或以其他方式激活或解锁该特定SSD的特定应用程序以用于此类用途时，该特定凭证仅可作为NFC通信以由上述NFC组件向用户设备200传递(例如该特定凭证可仅被NFC数据级访问)。
如前所述，可提供安全特征以使得能够使用上述NFC组件在向用户设备200发送支付信息(诸如信用卡信息或银行账户信息)时尤其有用。此类安全特征还可包括具有受限访问的安全存储区。例如，可能需要提供经由个人识别码(PIN)输入或经由与生物传感器(例如指纹、人脸识别)的用户交互进行的用户认证来访问这些安全存储区。
在一些实施例中，可将一些或全部安全特征存储于该NFC存储级中。此外，可在NFC存储级中存储用于与用户设备200进行通信的安全信息(诸如认证密钥)。在某些实施例中，该NFC存储器级可包括嵌入门禁设备100内的微控制器。
下面结合附图，以具体的实施例来描述本公开的门禁设备的具体结构。
实施例1
如图2至4所示，在该实施例中，本公开的门禁设备100的容纳单元110被构造为如图所示的盒体10。其中，盒体10具有向上的开口11以装入用户设备200。盒体10的下部设置有将盒体的下部连接到门禁设备的主体的第一连接部16，第一连接部16被构造为：使得盒体10能够绕平行于门禁设备100的主体所在的平面的第一水平轴并相对于主体转动。盒体10的上部设置有第二连接部14，第二连接部14被构造为能够将盒体10的上部接合到门禁设备100的主体。第一连接部16和第二连接部14使得盒体10能够处于盒体10的上部通过第二连接部14连接到门禁设备100的主体的收入位置(如图2所示)和盒体10的上部与门禁设备100的主体分离的转出位置(如图3所示)。
如图所示，门禁设备100可以具有框体20(可以是本文所述的门禁设备100的主体)和安装部30。当门禁设备100安装到建筑面时，可以在建筑面上开设安装孔(图中未示出)，安装部30安装于该安装孔中，以使得框体20连接到建筑面(例如安装孔周围的建筑面)上。盒体10的下部可以通过第一连接部16连接到框体20，盒体10的上部通过第二连接部14连接到框体20。
进一步地，门禁设备100还包括致动装置。致动装置被构造为：当受到外界触发时，作用于第二连接部14，从而使得盒体10的上部与建筑面分离，从而处于转出位置。例如，在图2至4所示的实施例中，致动装置可以是一个按动开关50。用户可通过按压按动开关50来解除对盒体10的上部的锁定状态以使盒体10转到转出位置。
从而，可以在盒体10处于收入位置时，能够针对外部的灰尘或潮湿环境进行防护。例如，在盒体10的内侧可以布置有一个或多个电子元件接口，为了保护这些电子元件接口的功能，该盒体10在门禁设备100未装入用户设备200时可以处于收入位置。在一些例子中，该盒体10内可提供若干个其他电子组件，例如前述的供电接口、有线通信方式的数据传输接口等，还可以是电源插座(或插头)、或转换器等。
门禁设备100还可以包括交互组件。通过这些交互组件，门禁设备100和用户设备、用户、以及周围环境都可以进行交互。交互组件可以包括本文描述的I/O单元170。例如，交互组件可以包括设置在盒体10的外壁上的触控屏幕40。
交互组件还可包括设置于盒体10后侧两个对称位置的电滑块，两个电滑块可在用户设备200放置在盒体10内的特定模式下输出一个唤醒信号。在其他例子里，在盒体10后侧也可固定设有对称的导电块18，其在盒体10转出后产生运动以接触电路板17上布置的电接触片19，如此在电力导通后可传递唤醒信号给板上元件。因此，电滑块和导电块18的结合可以实现前文所述的感测装置和唤醒触发单元160的功能。
上述的每一种交互组件可为机械输入组件，诸如跷动开关、滑动开关、弹性板状元件、旋钮、滚轮或任何其他形式支持的按钮。
按动开关50也可以用作交互组件。例如，当按动开关50被按下时，可导致显示当前运行的多种应用程序的触控屏幕40进行显示或关闭显示。
门禁设备100的交互组件还可以包括按钮21，其可以用于在禁用模式与唤醒模式之间或任何其他模式之间切换。例如，若当前的门禁设备的用电单元处于被唤醒状态时，当按钮21被按下，则禁用单元180向该用电单元输出用于禁用的信号，以使该用电单元处于被禁用状态。相应地，若当前的门禁设备的用电单元处于被禁用状态时，当按钮21被按下，则唤醒触发单元160向该用电单元输出用于唤醒的信号，以使该用电单元处于被唤醒状态。
此外如前所述的，门禁设备100的NFC组件经由天线(图中未示出)访问用户设备200的NFC组件。门禁设备100的NFC组件也可以至少部分地位于盒体10内，并可以在框体20外部提供标记或符号来识别与该NFC组件相关联的一或多个耦合天线的大致靠近位置。
此外，上述NFC组件也可以整体嵌入在盒体10内，盒体10可通过第一连接部16绕第一水平轴转出，NFC组件可通过排线15耦接前文所述的电源，此类电源可集成在电路板17上。
本公开门禁设备100还可包括RF读取器(形成为近场通信单元120或其一部分)，以用于从用户设备200检测、读取或以其他方式接收NFC通信信息，因此门禁设备100与用户设备200之间的NFC通信可以以无线方式进行，这样可不需要相应设备之间的无遮挡机制。
根据前述实施例，上述NFC设备级的操作模式可以是无源或有源的。在无源模式下，该NFC设备级可仅在处于门禁设备100的读取器的响应范围内时才被激活。例如，门禁设备100的读取器可发射用于为由NFC设备级所利用的天线(例如复用天线或NFC专用天线)供电的较低功率的射频场，由此使得该用户设备200的天线能够向该NFC数据级经由天线向门禁设备100传输NFC通信信息(例如信用卡凭证信息)作为NFC通信建立。而在有源模式下，该NFC设备级可并入或以其他方式访问门禁设备100的本地电源，该电源可使得复用天线或NFC专用天线能够有源地从NFC数据级经由天线向用户设备200传输NFC通信信息(例如信用卡凭证信息)作为NFC通信，而不是像之前无源模式下NFC设备级的情况那样仅反射射频信号。
实施例2
在图5至8所示的实施例中，本公开的门禁设备包括盒体10和盖体70。盒体10具有向上的开口11以装入用户设备200。盖体70覆盖开口11并能够绕第二水平轴转动地连接到门禁设备100的主体(例如，框体20)。
在该实施例中，门禁设备100可不具有电源，提供给上述板上元件(包括近场通信单元、处理单元、通信单元、存储单元、控制单元等)的电力是通过短暂存储的电能来实现的。例如，门禁设备100可以包括换能装置。在一些例子中，换能装置被构造为：当用户设备200从盒体10的开口11推动盖体70装入时，将盖体70转动的动能转换为电能。在另一些例子中，换能装置还可以设置在盒体10的底部，将用户设备200装入盒体10时撞击该换能装置的机械能转换为电能。
在图6所示的例子中，用户设备200可以是卡，一个或多个交互组件可通过机械地接触卡而传输唤醒或禁用命令来将门禁设备100切换到低功率或功率管理模式。例如，盖体70可以用作该用途的交互组件。此外，盖体70还可以用于防护灰尘和潮湿环境对盒体10内的电子元件和/或接口的影响。盒体10是可绕轴112往复旋转的，其中包括利用弹性元件111(例如弹簧)可回复地旋转。
在盖体70接触用户设备200并被用户设备200的外缘推动时，可通过唤醒触发单元160(例如可以是受盖体70的运动触发而产生信号的结构)输入唤醒信号，该唤醒信号可被配置为唤醒近场通信单元120或处理单元130。在一些实施例中，也可提供电池，使得切换唤醒命令能够被配置为通过电池向近场通信单元120传输电力而禁止向处理单元130传递电力，如此可切换到一个极低功率的“卡模式”。
在该唤醒信号被上述处理单元130接收时，近场通信单元120可被配置为响应该处理单元130产生一个短距离RF场。在一个实施例中，产生的RF场的时间是很短的，这主要是根据来自换能装置提供给该处理单元130的电力和伴随的唤醒信号是短时(甚至是瞬时)的，这样可减少数据处理的功耗。此外，通过该处理单元130产生的电压信号可通过高频方式经由上述任何通信组件(例如复用天线或专用天线)向远端发射RF信号。
在另一个实施例中，也可向用户设备200的至少一个通信组件(例如天线)在无源模式下传输一个或多个低功率切换命令来将用户设备200切换到低功率NFC读取模式，使得在由该用户设备200的天线组件接收时，关闭设备内的应用程序、使该用户设备200休眠或以其他方式至少部分地禁用该用户设备200组件的至少部分功能。
因此，针对于与NFC组件无源模式类似的方式，设计合适的换能装置结构以使得能够尽量轻薄地嵌入门禁设备100的框体20内，如此，门禁设备100还可作为一个轻便可携带机构(例如，可以不安装在建筑面上)。
在图6、7示出的例子里，换能装置具有纵向或大致上平行于盒体10外壁的结构，这种结构可包括一个或多个跷动元件210，该跷动元件210的一端211扣合并承动于上述可活动的盖体70，如图7所示，该端211耦接盖体70的轴112并且与盖体70相对固定地运动，例如可通过在端211开设卡槽来卡接盖体70伸入盒体10内的末端。
从图7中可以看出跷动元件210具有“Z”形截面结构，随着盖体70被用户设备200向下推动运动，跷动元件210向框体20方向(即门禁设备100的后方)产生转动，这使得该跷动元件210的另一端211上固定的软磁体与框体20内的板上电磁元件发生接触和吸合，从而软磁体将快速且完全接触该电磁元件上永磁体221内的铁芯。在这个软磁体运动的过程中，处于该铁芯内的磁通量将发生骤变，磁场的突变将使得与永磁体221耦接(例如磁性耦合)的线缆中感生出电流。在一般技术中，所产生感应电动势E可计算为：
其中N为线缆(例如缠绕在永磁体外的线圈)匝数，为磁通量随时间的变化量。
根据前述实施例，板上元件还包括了数据处理装置223和数据传递装置222。数据传递装置222可包括用于上述RF信号发射的RF发射级，以例如50MHz-2GHz的频率通过天线组件发射给远程接收设备以例如唤醒至少一种电气功能。按照前述示例，数据传递装置222布置在合适的位置以至少大致对应于用户设备200内的磁性识别区域或IC识别区域。
跷动元件210后侧可耦接另一弹性元件212(例如弹簧)，以增强盖体70的挠性，也就是说在用户移出用户设备200时，可迅速将跷动元件210抵靠到初始位置，从而随着两个弹性元件212和111的张力作用，再次以公式1的原理感生一次感应电流。
该感应电流可被配置为通过数据处理装置223转换为传输一个或多个设备禁用信号来关闭对用户设备200的耦合响应，该禁用信号被配置为关闭处于极低功率卡模式中的至少一个组件或全部组件的电气功能，对它们断电或以其他方式至少部分地禁用它们。如上所述，一个或多个禁用信号可被配置为至少部分地关闭用户设备200的一个或多个处理器或由处理器运行的至少一个或多个应用程序、通信组件、天线和/或NFC组件的通讯。当在此模式中可将处理器置于低功率模式中和/或完全或部分禁用其NFC组件。可自动地或由门禁设备100的用户来设置其中NFC组件的一些或所有功率设置，例如用户可在门禁设备100在特定功率模式之间切换之前定义持续时间和/或条件和/或当在不同功率模式之间进行切换时至少部分地禁用或关闭该NFC组件。
因此，上述NFC组件可包含于数据传递装置222内并可被配置作为耦接至少一个电源(诸如例如电池或换能装置)的功率控制级。此功率控制级可包括微控制器并可被配置为限制门禁设备100的电力功能。此功率控制级可包括具有输入/输出功能的处理器和计时器以及用于测量由任何电源提供的电力的一个或多个转换电路。此外，此功率控制级可包括储能装置，即使在门禁设备100完全待机时，该储能装置也可为NFC组件提供极低待机功率，例如使得可维持一个实时待机时钟。此储能装置还可被配置为检测该门禁设备100的一部分特定功能，该特定功能包括但不限于检测电力连接、调节门禁设备100的实时时钟以及门禁设备100的各种功率管理模式。
图8示出了上述换能装置的一种优化结构，使得用户设备200在插入空腔12内时产生更大的感应电流。这种优化结构包括通过在盒体10的外壁的背面对称地设置凸台213来抵靠该跷动元件210的一端214，而该端214顶部具有适合用户设备200边缘的凹槽并能够随着用户设备200的插入逐步向凸台213挤压并最终扣住凸台213，随着这种机械运动在跷动元件210内产生的张力通过图示力矩机构能够以更大能量传递到该跷动元件210的另一端211，如此，该端211固定的软磁体能更加快速接触永磁体221内的铁芯，从而产生更大的感应电动势。
本领域技术人员可以理解，容纳单元110不限于附图标记10所示出的形状和构造，只要具有能够容纳(例如，可以包括承载和/或固定)用户设备200的机械结构即可。
本领域技术人员可以理解，根据设计要求和其它因素，可以产生各种修改、组合、子组合和改变，只要它们在所附的权利要求或其等同物的范围之内。
在说明书中描述的效果仅仅是说明性或例证性效果，而不是限制性的。即，连同上述效果一起或者代替上述效果，按照本公开的实施例的技术可以表现出根据说明书中的记载对本领域的技术人员来说是明显的其他效果。