一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，其結(jié)構(gòu)包括單片機、供電器件、存儲器件、通信器件、輸入器件、輸出器件、步進電機、鎖芯和帶指紋識別裝置的反鎖臂。當無電源供電時，供電器件中的單晶硅光能蓄電器件將外界光能轉(zhuǎn)化為電能便于蓄電；當沒有網(wǎng)絡時，則啟動存儲器件對輸入的信息進行核對，此時，若電子鎖被反鎖，則啟動指紋檢測裝置，通過通信器件將警報信息發(fā)送到綁定的用戶手機上或云端服務器上。同時，經(jīng)身份驗證的合法用戶可通過輸入器件的功能鍵重置密碼和密保信息，從而強行開鎖，解決了撬鎖或換鎖等不必要的開支問題。本實用新型專利實現(xiàn)了最大化的節(jié)能功能，提高了智能化的安全防范措施，并延長了鎖具的實用壽命。
【專利說明】一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種智能電子鎖，尤其涉及一種在斷電斷網(wǎng)情況下能夠智能蓄電、防盜短信提醒以及合法用戶重置密碼以便于復用鎖具的節(jié)能智能安防的電子鎖裝置。

【背景技術】
[0002]隨著信息時代的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品也紛至沓來，高科技的產(chǎn)物之一的電子門鎖也漸漸迎合了人們?nèi)粘Ｉ畹男枨?。電子門鎖實現(xiàn)其節(jié)能、防盜以及重復利用等特點，儼然人們對這種智能電子鎖有著普遍的需求。多功能智能門鎖對未來科技化、智能化家居安防領域有著廣泛的應用前景。
[0003]目前現(xiàn)有的閉鎖系統(tǒng)有存在以下缺點:
[0004](I)采用鑰匙開鎖，本身不依賴與電子系統(tǒng)，使用的時間最長，應用的范圍最為廣泛，但隨著科技化、信息化的逆襲，以及人們對家居安全性的要求與日俱增，并且鑰匙容易丟失造成門鎖必須重新更換的浪費，因此此種開鎖形式會逐漸淡出應用市場。
[0005](2)采用遙控開鎖，此種形式因為需要周期性的更換電池或者給電池充電，一定程度上依賴于電源。日積月累給用戶的家用電費會增加不少額外開支。在斷網(wǎng)的情況下遙控開鎖或者遠程終端開鎖則在系統(tǒng)上不起作用，并且仍然需要用戶隨身攜帶和保管，容易丟失和竊取的弊端也不可避免地需要撬鎖或者重新?lián)Q鎖。
[0006](3)采用密碼開鎖，此種形式的開鎖系統(tǒng)已經(jīng)在市場上屢見不鮮，但目前的密碼開鎖形式單一，功能單一，最大的弊端是，其直接利用電源或者有限電量的干電池供電，在斷電斷網(wǎng)的情況下，門鎖在電量不足的情況下無法驅(qū)動電機，從而無法開鎖。當門被盜竊者反鎖時，在現(xiàn)有的大多數(shù)智能鎖系統(tǒng)中沒有設置智能短信告知系統(tǒng)，這造成此種形式的開鎖系統(tǒng)安防性能不高。當密碼鎖沒有外接電源且內(nèi)置的電池因使用時間過長而不起作用時，此時的密碼鎖需要拆掉，并重新裝電池，嚴重時可能導致?lián)Q鎖。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的在于提供一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置。以解決現(xiàn)有的電子鎖過分依賴于電源供電或者不可再生資源所帶來的資源浪費問題，以及在斷網(wǎng)的情況下，盜竊者反鎖電子鎖時用戶卻不知情或者必須以撬鎖或者換鎖的方式進行強行開鎖所帶來的不便問題。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采取的技術方案是:包括單片機、供電器件、存儲器件、通信器件、輸入器件、輸出器件、步進電機、鎖芯和帶指紋識別裝置的反鎖臂。其特征在于:在無電源供電的情況下，則啟動單晶硅光能蓄電器件，將外界光能轉(zhuǎn)換為電能用于蓄電，從而降低了對電源、電池等不可再生資源的過分依賴性；當設備處于斷網(wǎng)狀態(tài)下，則啟動存儲器件對輸入器件的信息進行核對；此時，當電子鎖被反鎖時，則啟動指紋檢測器件，通過通信器件將警報信息發(fā)送到綁定的用戶手機上或者云端服務器上。與此同時，經(jīng)身份驗證的合法用戶可通過輸入器件的功能鍵實現(xiàn)對密碼、密保等重要信息重置，從而強行對電子鎖開鎖。
[0009]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術方案，所述的供電器件包括單晶硅光能蓄電器件、可充電鋰電池、低壓差線性穩(wěn)壓裝置以及自動充電單元；所述的單晶硅光能蓄電器件用于將光能轉(zhuǎn)化為電能，貼附于單片機外殼表面，其導線與自動充電單元第一接口連接，所述的自動充電單元用于對在有電狀態(tài)下對鋰電池的充電和對單片機提供電能，其第二接口與低壓差線性穩(wěn)壓裝置連接，所述的低壓差線性穩(wěn)壓裝置用于保護電路，與可充電鋰電池的正極連接，所述的可充電鋰電池的負極與自動充電單元第三個接口連接。
[0010]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術方案，所述的存儲器件由兩個存儲接口，一個存儲接口與SIM卡相連，其適用于緊急斷電情況；另一個用于與通信器件連接，用于及時獲取云端服務器發(fā)送的密保問題或者指紋信息的更新信息。
[0011]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術方案，所述的通信器件由ZIGBEE芯片、GSM器件和網(wǎng)關設備接口 USB接口構(gòu)成。ZIGBEE芯片集成ZIGBEE RF前段，F(xiàn)lash存儲器、MCU微單片機和對應的線路板。當盜竊者入室將鎖反鎖時，不懂操作的情況下會手動轉(zhuǎn)動反鎖臂，而反鎖臂上嵌有指紋檢測裝置，當指紋檢測裝置發(fā)現(xiàn)指紋信息與裝置中的存儲器中的指紋信息不匹配時，則啟動通信器件中的GSM器件，此器件用于斷網(wǎng)的情況下智能的向存儲器中用戶的手機號發(fā)送短信，從而實現(xiàn)了在斷網(wǎng)的情況下智能發(fā)送報警信息的功能，并擺脫了傳統(tǒng)遙控開鎖系統(tǒng)對網(wǎng)絡的過度依賴的缺陷。對傳統(tǒng)的密碼開鎖系統(tǒng)的功能做了高效全方位的補充。內(nèi)嵌指紋檢測裝置對該節(jié)能智能安防的電子鎖裝置平添了一道安全性的防護鎖。
[0012]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術方案，所述的輸入器件由若干數(shù)字密碼鍵、三個模式鍵、功能設置鍵、和語音器件，并內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器件。數(shù)字密碼鍵用于輸入0-9密碼的數(shù)字密碼，三個模式鍵分別表示密碼模式、語音模式和防盜模式，密碼模式用于普通開鎖密碼，語音模式用于對控制指令發(fā)出的隨機密保問題進行回答，并將答案經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號由單片機對答案進行核對。功能鍵用于對鎖的一些參數(shù)及用戶信息進行的初始化進行設置。語音器件用于接收用戶的語音信息，并與單片機的供電器件連接，便于提供電能，節(jié)省了因額外接入電源線而引起的能耗。輸入器件的多重模式，全面的考慮了不同場景下對開鎖的需求。尤其，在防盜模式下，通過輸入用戶身份信息，經(jīng)與存儲卡或者云服務器端的信息核對，用戶合法后，將由單片機的控制指令啟動步進電機的移動，從而強行開鎖。防止了撬鎖或者惡意破壞電子鎖的發(fā)生，并可利用功能鍵重新設置密碼密保等重要信息，從而重新復用了智能電子鎖。
[0013]采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0014](I)該系統(tǒng)利用單晶硅光能蓄電器件將自然界的光能如太陽光、點燈照明等能量轉(zhuǎn)化為可充電鋰電池的電能，以便于無電情況下的緊急開鎖的功能實現(xiàn)。并設置了自動可充電單元實現(xiàn)有電情況下自動電能供給，克服了現(xiàn)有技術中單一的供電模式的電子鎖系統(tǒng)或過度的依賴于不可再生資源進行電量的供給的電子鎖系統(tǒng)。
[0015](2)該系統(tǒng)在斷網(wǎng)的情況下利用指紋檢測裝置將門反鎖的異常報警信息通過GSM器件以短信的形式發(fā)送至存儲卡上所有家人的手機號上。提高了安全防范措施并填補了現(xiàn)有技術中空缺。
[0016](3)該系統(tǒng)利用多重模式實現(xiàn)對開鎖功能:密碼模式便于輸入密碼開鎖；語音模式便于找回密碼或者通過密保問題開鎖。防盜模式便于將反鎖住的門開鎖，同時起到了重復利用鎖的作用。經(jīng)過身份驗證的合法用戶可以對反鎖的門進行解鎖，并可以通過功能鍵實現(xiàn)對密碼、密保等重要信息初始化。實現(xiàn)了最大化的節(jié)能、智能化、防盜化以及復用鎖具的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的節(jié)能智能安防的電子鎖裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實用新型的節(jié)能智能安防的電子鎖裝置中單片機外圍接口電路原理圖。
[0019]圖3是本實用新型的節(jié)能智能安防的電子鎖裝置的工作原理流程圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖以及【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0021]本實用新型提供一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，如圖1所示，包括單片機3、供電器件10、存儲器件、通信器件15、輸入器件1、輸出器件2、步進電機20、鎖芯21、指紋識別裝置23和反鎖臂22。所述的通信器件15采用有線或無線兩種通信技術與云端服務器19、智能手機24、電腦25連接。無線技術采用ZIGBEE通信協(xié)議，當沒有網(wǎng)絡的情況下，依然可采用手機通信協(xié)議進行發(fā)送短信；有線技術采用網(wǎng)關設備接口與RJ-45的水晶頭連接，采用TCP/IP協(xié)議進行通信。所述的輸入器件1、輸出器件2分別與單片機3相連，單片機3與通信器件4相連，所述的通信器件4與步進電機20連接，所述的步進電機20與鎖芯21和反鎖臂22連接。供電器件10與通信器件4、輸入器件1、輸出器件2、CMC芯片14以及電機20連接；所述的存儲器件15與CMC芯片14連接。
[0022]進一步地，所述的供電器件10包括單晶硅光能蓄電器件11、可充電鋰電池、低壓差線性穩(wěn)壓裝置13以及自動充電單元12。所述的單晶硅光能蓄電器件11貼附于單片機3外殼表面，其導線與自動充電單元第一接口連接，所述的自動充電單元的第二接口與低壓差線性穩(wěn)壓裝置13連接，所述的低壓差線性穩(wěn)壓裝置13與可充電鋰電池的正極連接，可充電鋰電池的負極與自動充電單元第三個接口連接。低壓差線性穩(wěn)壓裝置13用于保護電路。
[0023]進一步地，所述的存儲器件15由兩個存儲接口，一個存儲接口與SD卡相連，其適用于緊急斷電情況；另一個用于與通信器件4連接，用于及時獲取云端服務器19發(fā)送的密保問題或者指紋信息的更新信息。
[0024]進一步地，所述的通信器件4由ZIGBEE芯片、GSM器件18和網(wǎng)關設備接口 16構(gòu)成。ZIGBEE芯片集成ZIGBEE RF前段，F(xiàn)lash存儲器、MCU單片機和對應的線路板。GSM器件18用于斷網(wǎng)情況下智能的向存儲器中有關家人的手機號發(fā)送短信。網(wǎng)關設備接口是RJ-45標準接口，用于連接網(wǎng)線的水晶插頭。
[0025]進一步地，所述的輸入器件I由若干數(shù)字密碼鍵、三個模式鍵和功能設置鍵組成的模式鍵盤7和語音器件5構(gòu)成，并內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器件6。所述的數(shù)字密碼鍵用于輸入0-9密碼的數(shù)字密碼，三個模式鍵分別表示密碼模式、語音模式和防盜模式，密碼模式用于普通開鎖密碼，語音模式用于對控制指令發(fā)出的隨機密保問題進行回答，并將答案經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器件6轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號由單片機對答案進行核對。防盜模式用于打開被反鎖的門或者重置密碼和密保問題，當門反鎖時，通過輸入用戶身份信息，經(jīng)與存儲器件15中的存儲卡或者云服務器端的信息核對，用戶合法后，將由微單片機3的控制指令啟動電機20將反鎖臂22移動，從而強行開鎖。所述的功能鍵用于對鎖的一些參數(shù)及用戶信息進行的初始化進行設置。語音器件5用于接收用戶的語音信息。
[0026]進一步地，所述的輸出器件2由LED指示燈8和液晶顯示屏9構(gòu)成。LED指示燈8用于對微單片機3中電池的電量情況進行告知。若LED燈光閃爍，貝U表不可充電鋰電池電量弱，則向微單片機3發(fā)送電量報警信息，微單片機3啟用自動充電單元12進行充電，當處于斷電狀態(tài)時，將啟用依附于微單片機表面的單晶硅光能蓄電器件11進行光能吸收便于蓄電。液晶顯示屏9用于顯示輸入的密碼以及操作模式等信息。
[0027]進一步地，所述的指紋識別裝置23用于對用戶的指紋進行搜集、核對。指紋識別裝置23與微單片機3中的存儲器件15連接，用于對指紋信息的核對，當用戶指紋信息核對失敗時，向微單片機發(fā)送報告，當處于斷網(wǎng)狀態(tài)時，微單片機啟用GSM器件18進行短信告知家屬。當網(wǎng)絡正常時，發(fā)送異常報告給云端服務器。手機終端可以通過云端服務器進行查看異常的報告。
[0028]本實用新型提供一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，其單片機主要外圍接口電路原理圖如圖2所示，采用ATMEGA64的單片機是ATMEL系列高性能，低功耗的8位AVR單片機。其等待輸入模塊的輸入信息，對信息內(nèi)容校驗，并通過揚聲器提示，告知用戶信息是否正確，由指紋檢測裝置傳遞出的指紋信息進行校驗，對于電量的顯示，由LED指示燈進行告知用戶。
[0029]本實用新型提供一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置的工作原理，如圖3所示，用戶選擇模式鍵，若輸入密碼模式，則校驗密碼是否正確，若正確，則單片機啟動電機使鎖芯移動，從而開鎖，若不正確，則用戶需要重新輸入模式選擇鍵。若輸入語音模式，則啟用語音系統(tǒng)，若密保問題回答正確，則開鎖，若不正確，則用戶可以再次回答密保的第二個問題，若正確開鎖，若不正確，則返回模式選擇的初始輸入狀態(tài)。若輸入防盜模式，單片機判斷反鎖臂是否移動，若移動(說明反鎖)，則由指紋檢測裝置驗證用戶指紋是否和存儲器件中的指紋信息一致，若一致，則不作響應，若不一致，則向單片機發(fā)送異常報告，單片機啟動通信器件，在有電有網(wǎng)絡的狀態(tài)下發(fā)送異常報告給云端服務器，用戶通過云端服務器遠程了解情況，若無電無網(wǎng)絡，啟用單晶硅光能蓄電器件進行續(xù)電，并通過GSM器件向存儲卡上的家屬發(fā)送短信。若沒有反鎖，但密碼密保問題均忘記的情況下，則用戶需要輸入身份信息，單片機驗證是否合法，若合法，用戶通過功能鍵對密碼和密保問題重置，從而強行開鎖。
[0030]通過上述方式，本實用新型的一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，實現(xiàn)了最大化的節(jié)能功能，提高了智能化的安全防范措施，并延長了鎖具循環(huán)利用的期限，更加具有未來市場上的應用前景。
[0031]上述描述僅作為本實用新型可實施的技術方案提出，不作為對其技術方案本身的單一限制條件。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，包括單片機、供電器件、存儲器件、通信器件、輸入器件、輸出器件、步進電機、鎖芯和帶指紋識別裝置的反鎖臂。其特征在于:所述的單片機包括CMC低功耗芯片、RF射頻電路、供電器件、存儲器件。所述CMC芯片嵌入RF射頻電路與所述的供電器件連接，所述的CMC芯片與所述的存儲器件第一接口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，其特征在于:所述的供電器件包括單晶硅光能蓄電器件、可充電鋰電池、低壓差線性穩(wěn)壓裝置以及自動充電單元；所述的單晶硅光能蓄電器件貼附于單片機外殼表面，其導線與自動充電單元第一接口連接，所述的自動充電單元的第二接口與低壓差線性穩(wěn)壓裝置連接，所述的低壓差線性穩(wěn)壓裝置與可充電鋰電池的正極連接，所述的可充電鋰電池的負極與自動充電單元第三個接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，其特征在于:所述的存儲器件有兩個存儲接口，第二存儲接口與SIM卡連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，其特征在于:所述的通信器件由ZIGBEE芯片、GSM器件和網(wǎng)關設備的USB接口構(gòu)成，其與單片機連接，并與云端服務器通過ZIGBEE通信協(xié)議或者TCP/IP協(xié)議連接，并可用無線通信技術智能手機或電腦等終端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，其特征在于:所述的輸入器件由若干數(shù)字密碼鍵、三個模式鍵、功能鍵和語音模塊構(gòu)成，并內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器件，輸入器件與單片機連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，其特征在于:所述的輸出器件由LED指示燈、液晶顯示屏和揚聲器構(gòu)成，輸出器件與單片機連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，其特征在于:所述的步進電機與所述的鎖芯、反鎖臂連接，并與單片機中的供電器件連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能智能安防的電子鎖裝置，其特征在于:所述的反鎖臂與指紋檢測裝置連接。
【文檔編號】G07C9/00GK204102221SQ201420597349
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】余利, 郝花雷 申請人:鄭州大學