一种无电池供电的电子锁具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种无电池供电的电子锁具，对钥匙端电容器充电的充电电路上设有为第一CPU驱动的第一继电器，相应地，电子锁具还包括连接所述超级电容以进行电压采样的电压采样装置，该电压采样装置输出连接于第一CPU，以在所采样电压在设定范围内驱动第一继电器，而对电容器进行充电；而所述第一CPU还连接有充电开关，以在该充电开关输入一个开关量的情况下进行所采样电压是否在设定范围内的判断。本发明电子锁具具有更高的安全性。
【专利说明】一种无电池供电的电子锁具
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种无电池供电的电子锁具。
【背景技术】
[0002]中国专利文献CN201794392U针对当前电子锁具需要电池供电的缺陷，提出了一种无电池供电的电子锁具。其基本结构是如图1所示，其锁芯形成一转子，相应地，锁芯座孔形成带有定子线圈的定子，并在所述锁头内形成有电连接于所述定子线圈的超级电容，以及以该超级电容为电源的第一 CPU，该第一 CPU相应连接有一所述通讯模块，并连接存储器；所述钥匙则封装有与所述第一通讯模块通讯的第二通讯模块，连接于所述超级电容的微电容，以向钥匙端的用电器件提供电能，以及第二 CPU，该第二 CPU连接有一存储器并连接有另一所述的第二通讯模块，以进行信息交互。本方案无需提供电池进行供电，安全性闻。
[0003]通过上述方案可以有效地解决能耗比较高或者钥匙能源自持的问题，在安全方面也有一定的提高，然后小器件都存在容易丢失的问题，一旦丢失其安全性就无法保证，另夕卜，该方案除了钥匙与锁具的直接认证外也无其他的安全措施，因此，该类电子锁具在安全性方面仍然具有比较大的改进空间。
【发明内容】
[0004]本发明对CN201794392U所记载无电池供电的电子锁具的进一步改进，以提高这类无电池供电的电子锁具的安全性。
[0005]本发明采用以下技术方案:
[0006]一种无电池供电的电子锁具，包括相匹配的使用电子方式开锁的锁头和钥匙，其中锁头包括带有锁芯座孔而构成定子的锁体和与锁芯座孔配合而构成转子的锁芯；
[0007]其中，定子匹配锁芯座孔的位置设有定子线圈，且锁头内则设有连接于所述定子线圈的超级电容，以及以该超级电容为电源的第一 CPU ；
[0008]而钥匙则包括通过充电电路连接所述超级电容的电容器，该电容器作为钥匙的电源；
[0009]所述充电电路上设有为所述第一 CPU驱动的第一继电器，相应地，所述电子锁具还包括连接所述超级电容以进行电压采样的电压采样装置，该电压采样装置输出连接于所述第一 CPU,以在所米样电压在设定范围内驱动第一继电器,而对电容器进行充电；
[0010]而所述第一 CPU还连接有充电开关，以在该充电开关输入一个开关量的情况下进行所采样电压是否在设定范围内的判断。
[0011]从上述结构可以看出，本发明引入两个相互关联的加密点，一个是超级电容的电压，另一个是充电开关，这两个加密点通过充电开关约束超级电容的电压采样，而充电开关又容易为加密学中的使用次数所限定，而所采样电压的范围也容易被设定，通过硬件的简单配置所增加的两个加密点，在增加成本不多的情况下，可以大幅提高电子锁具的安全性。[0012]依据较佳的实施例，所述超级电容并接有放电电路。
[0013]在进一步改进的结构中，所述放电电路包括一保护电阻和串接于该保护电阻的按钮。
[0014]上述无电池供电的电子锁具，所述电压采样装置还连接有清零计数器，以在所采样电压为零时进行加一，该清零计数器输出连接所述第一 CPU ；
[0015]相应地，所述充电电路还包括串接于第一继电器的第二继电器，且第二继电器的驱动端连接所述第一 CPU，以在清零计数器计数次数达到设定值时使第二继电器断开。
[0016]上述无电池供电的电子锁具，所述锁头设有用于第二继电器复位的码盘，且设有连接于第一 CPU以用于指示第二继电器断开的指示灯。
[0017]上述无电池供电的电子锁具，所述第一 CPU连接有报警电路。
[0018]上述无电池供电的电子锁具，所述报警电路包括3G或者4G模块，以用于关联选定的用户手机。
[0019]上述无电池供电的电子锁具，在所述锁芯座孔对应于锁芯转动行程的弧段设有标尺，以进行定量充电。
[0020]上述无电池供电的电子锁具，所述标尺包括标数刻度线和分布在标数刻度线之间的示数刻度线，其中标数刻度线长于示数刻度线。
[0021]上述无电池供电的电子锁具，相邻标数刻度线之间的示数刻度线的条数为2。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为一种已知无电池供电的电子锁具原理图。
[0023]图2为已知电子锁具的实现流程图。
[0024]图3为充电控制原理框图。
[0025]图4为转子定子配合结构示意图。
[0026]图中:1.锁头，2.钥匙，3.定子，4.转子，5.钥匙孔，6.刻度线。
【具体实施方式】
[0027]鉴于本案为所涉 申请人:的CN201794392U进一步改进，本案所未明了之处请参见CN201794392U，本案基本构造如图1和图2所示，对其基本结构，已经为CN201794392U所明确说明，在此不再赘述。
[0028]关于其基本结构，如图1和图2，参见援引的CN201794392U，在本案中有直接关联的结构是所涉及无电池供电的电子锁具，包括相匹配的使用电子方式开锁的锁头I和钥匙2，其中锁头I包括带有锁芯座孔而构成定子3的锁体和与锁芯座孔配合而构成转子4的锁
-1-H
心;
[0029]其中，定子3匹配锁芯座孔的位置设有定子线圈，且锁头内则设有连接于所述定子线圈的超级电容，以及以该超级电容为电源的第一 CPU ；
[0030]而钥匙2则包括通过充电电路连接所述超级电容的电容器，该电容器作为钥匙的电源；
[0031 ] 相比于CN201794392U，所述充电电路上设有为所述第一 CPU驱动的第一继电器，该第一继电器通过上下文可知，用于连接充电电路的部分或者说执行部分含有常开触头，相应地，所述电子锁具还包括连接所述超级电容以进行电压采样的电压采样装置，该电压采样装置输出连接于所述第一 CPU，以在所采样电压在设定范围内驱动第一继电器，而对电容器进行充电；
[0032]而所述第一 CPU还连接有充电开关，以在该充电开关输入一个开关量的情况下进行所采样电压是否在设定范围内的判断。
[0033]依据上述内容,其增加了两个加密点，一个加密点是超级电容(Supercapacitors)的极板间的电压，通过并接超级电容即可进行相应电压的采样。
[0034]超级电容又名电化学电容器(Electrochemical Capacitors),双电层电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容,是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。
[0035]它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。
[0036]突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。
[0037]由于功率密度高，能够容纳较大的电量，使得其作为加密点时使得其可设定的电压范围比较大，且在允许的范围裕度较大仍然有较高的加密价值。
[0038]为避免连续尝试，需要对电压采样进行限定，辅助电压采样的同时又构成另一个加密点，即开关量送出的开关次数。
[0039]首先是辅助，当触动开关时，所采样的电压才能被判断，或者说第一个加密点才能进行，当第二个加密点的次数被约束时，电压采样就不能过多的执行。
[0040]那么本领域的技术人员就可以进行如在所采样电压不再预定的范围内时就不能进行钥匙合法性的验证。
[0041]如果尝试开锁，不可避免的要进行多次对超级电容的充电，在此条件下，可进行门限控制避免超级电容过充。也可以避免合法的正常开锁所产生的超级电容过充。
[0042]关于超级电容的放电，一种是自然放电，自然放电速度非常缓慢，显然对上述两个加密点的尝试不能一次条件为基础。因此，最好采用人为的物理放电，对此，所述超级电容并接有放电电路，通过对超级电容进行放电。
[0043]如图3所示，所述放电电路包括一保护电阻R和串接于该保护电阻的按钮SB，保护电阻R主要是保护超级电容，避免大电流冲击。
[0044]在放电电路中还可以加一个电感，与保护电阻R串接，可以进一步保护超级电容。
[0045]关于计数，可以直接使用第一 CPU进行计数，目前的CPU大多配有高速计数端口，可以直接用来计数，也可以进行软计数，根据采样次数进行计数，也可以根据充电开关进行计数。
[0046]在一些较佳的实施例中，所述电压采样装置还连接有清零计数器，以在所采样电压为零时进行加一，该清零计数器输出连接所述第一 CPU ；
[0047]相应地，所述充电电路还包括串接于第一继电器的第二继电器，且第二继电器的驱动端连接所述第一 CPU，以在清零计数器计数次数达到设定值时使第二继电器断开。
[0048]清零计数器可以直接采用低电平计数，对应于电压采样所输出的低电平信号。
[0049]关于第二继电器的复位，可以进一步增加一个加密点，例如所述锁头设有用于第二继电器复位的码盘，且设有连接于第一 CPU以用于指示第二继电器断开的指示灯。
[0050]如果前面两个加密点完全满足使用对象的加密要求，关于继电器的复位可以采用简单复位，不过最好采用其作为第三加密点，以辅助前面两个加密点。
[0051]除了 CN201794392U所记载的报警方式外，如单纯的所述第一 CPU连接有报警电路。
[0052]一种优选方式是所述报警电路包括3G或者4G模块，以用于关联选定的用户手机，用户可以在第一时间知道钥匙被盗用，从而进行报警处理。
[0053]关于充电，或者说表征超级电容充电量的电压，作为加密点，可以进行多个钥匙行程叠加对应的充电量进行叠加的加密方式，还可以辅助小数位充电量，以提高加密能力，这里的小数位表示为小于一个钥匙转动行程的位。如图4所示，在所述锁芯座孔对应于锁芯转动行程的弧段设有标尺，以进行定量充电，这样产生的超级电容电压能够具有更高的加密级别。
[0054]为方便操作，所述标尺包括标数刻度线和分布在标数刻度线之间的示数刻度线，其中标数刻度线长于示数刻度线。其中标数刻度线辅助标数，可以直观的进行读取，而示数刻度线能够依据标数刻度线进行推算而得到读数。不过本案示数刻度线用于参考，对应于电压范围，不需要精确的给超级电容充电，也避免因为环境变化造成的充电不一致的问题。
[0055]同时，设定超级电容放电的结构也考虑这个问题，在于操作不可避免的会产生失误，尤其是精度不高的操作。
[0056]示数刻度线参考一下方式设置，相邻标数刻度线之间的示数刻度线的条数为2。示数刻度线主要用来参考，以标数刻度线为准，使用时，尽量避免使用示数刻度表示的电压增量，而以标数刻度线对应的电压增量为设定，作为参考的示数刻度线是方便用户使用的操作而设计的。
【权利要求】
1.一种无电池供电的电子锁具，包括相匹配的使用电子方式开锁的锁头(I)和钥匙(2)，其中锁头包括带有锁芯座孔而构成定子的锁体和与锁芯座孔配合而构成转子的锁-1-H心； 其中，定子匹配锁芯座孔的位置设有定子线圈，且锁头内则设有连接于所述定子线圈的超级电容，以及以该超级电容为电源的第一 CPU ；而钥匙则包括通过充电电路连接所述超级电容的电容器，该电容器作为钥匙的电源；其特征在于，所述充电电路上设有为所述第一 CPU驱动的第一继电器，相应地，所述电子锁具还包括连接所述超级电容以进行电压采样的电压采样装置，该电压采样装置输出连接于所述第一 CPU，以在所采样电压在设定范围内驱动第一继电器，而对电容器进行充电；而所述第一 CPU还连接有充电开关，以在该充电开关输入一个开关量的情况下进行所采样电压是否在设定范围内的判断。
2.根据权利要求1所述的无电池供电的电子锁具，其特征在于，所述超级电容并接有放电电路。
3.根据权利要求2所述的无电池供电的电子锁具，其特征在于，所述放电电路包括一保护电阻和串接于该保护电阻的按钮。
4.根据权利要求2或3所述的无电池供电的电子锁具，其特征在于，所述电压采样装置还连接有清零计数器，以在所采样电压为零时进行加一，该清零计数器输出连接所述第一CPU ； 相应地，所述充电电路还包括串接于第一继电器的第二继电器，且第二继电器的驱动端连接所述第一 CPU，以在清零计数器计数次数达到设定值时使第二继电器断开。
5.根据权利要求4所述的无电池供电的电子锁具，其特征在于，所述锁头设有用于第二继电器复位的码盘，且设有连接于第一 CPU以用于指示第二继电器断开的指示灯。
6.根据权利要求4所述的无电池供电的电子锁具，其特征在于，所述第一CPU连接有报警电路。
7.根据权利要求6所述的无电池供电的电子锁具，其特征在于，所述报警电路包括3G或者4G模块，以用于关联选定的用户手机。
8.根据权利要求1所述的无电池供电的电子锁具，其特征在于，在所述锁芯座孔对应于锁芯转动行程的弧段设有标尺，以进行定量充电。
9.根据权利要求8所述的无电池供电的电子锁具，其特征在于，所述标尺包括标数刻度线和分布在标数刻度线之间的示数刻度线，其中标数刻度线长于示数刻度线。
10.根据权利要求9所述的无电池供电的电子锁具，其特征在于，相邻标数刻度线之间的示数刻度线的条数为2。
【文档编号】H02J7/00GK103741999SQ201410000126
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】车伟, 王世建 申请人:王世建, 车伟