本實用新型涉及電子門鎖技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無線供電的電子門鎖。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和保密通信等技術(shù)的發(fā)展。電子鎖以其更安全、可編輯和可以中央控制等特點正在快速地替代傳統(tǒng)的機械鎖。電子鎖是計算機信息技術(shù)、電子技術(shù)、機械技術(shù)和現(xiàn)代五金工藝的完美結(jié)晶。電子鎖一般由電子識別與控制、機械聯(lián)動系統(tǒng)兩部分組成。指紋等生理特征的唯一性和不可復(fù)制性決定了指紋鎖是目前所有鎖具中最為安全的鎖種。

可是，由于電子鎖是依靠電力來工作的。而且在電子鎖里包含馬達等機電設(shè)備。電子鎖對電力的要求并不低。在電子鎖普及的過程中，目前普遍使用的是用電池供電的辦法。電池供電有如下三個明顯的缺點：1、要定期更換電池；2、消耗額外的人力，特別是在人數(shù)眾多的單位更是如此；3、污染環(huán)境。

CN204103574U公開了一種電子門鎖全自動無線充電裝置；實現(xiàn)了電池自動充電。

CN203808645U公開了一種可無線充電門鎖，在門關(guān)閉時可無線充電。

CN204349544U公開了一種電子門鎖的無線自動充放電系統(tǒng)，電子門鎖關(guān)閉時可充電，開鎖時電子門鎖與門框遠離，充電中止。

上述公開文件中的技術(shù)方案，雖實現(xiàn)了電子門鎖無線充電，但技術(shù)方案簡單，充電效率不高，整體功能不強。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種無線供電的電子門鎖，結(jié)構(gòu)合理，安全，功能強，充電效率高。

本實用新型一種無線供電的電子門鎖，包括鑒權(quán)單元、執(zhí)行機構(gòu)、人機界面，還包括無線充電發(fā)射單元、無線充電接收單元；所述無線充電發(fā)射單元集成有用于將能量發(fā)射出去的發(fā)射線圈，所述無線充電接收單元集成有接收來自于發(fā)射線圈發(fā)射能量的接收線圈；所述無線充電發(fā)射單元、無線充電接收單元均設(shè)置有MCU；所述無線充電發(fā)射單元與所述無線充電接收單元無線連接；所述無線充電接收單元與所述鑒權(quán)單元、執(zhí)行機構(gòu)、人機界面分別連接。

進一步的，所述發(fā)射線圈、接收線圈均采用多個平行線圈，所述多個平行線圈彼此靠近，在同一個平面內(nèi)或近似同一個平面內(nèi)。

進一步的，所述無線充電發(fā)射單元包括第一MCU、監(jiān)控輸入和輸出電流電壓的電源電路、用于無線充電發(fā)射單元和無線充電接收單元之間信息通訊的第一通訊電路、功率頻率控制器和接口、用于控制功率頻率控制器和接口的功率控制電路、發(fā)射線圈；所述第一MCU分別與所述電源電路、第一通訊電路、功率控制電路、功率頻率控制器和接口、發(fā)射線圈連接。

進一步的，所述無線充電接收單元包括第二MCU、、接收線圈、儲能元件、用于無線充電接收單元和無線充電發(fā)射單元之間信息通訊的第二通訊電路、用于將接收線圈接收的功率轉(zhuǎn)換成適合儲能元件儲存能量形式的接口匹配和控制電路；所述第二MCU分別與所述第二通訊電路、接口匹配和控制電路、接收線圈、儲能元件連接。

進一步的，所述儲能元件包含電流、電壓和溫度檢測電路。

進一步的，所述儲能元件為超級電容或充電電池。

本實用新型的有益效果為：用無線供電方式來給電子鎖或類似設(shè)備提供電力，擺脫對電池的依賴；省錢、省力、省人工；結(jié)構(gòu)合理，充電效率高，安全，應(yīng)用前景廣闊。

附圖說明

圖1所示為本實用新型實施例無線供電的電子門鎖整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2所示為實施例中無線充電發(fā)射單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3所示為實施例中無線充電接收單元結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：101-電子門鎖、102-無線充電接收單元、103-無線充電發(fā)射單元、104-門框、202-功率控制電路、203-第一通訊電路、204-電源電路、205-功率頻率驅(qū)動器和接口、206-發(fā)射線圈、207-第一MCU、302-鑒權(quán)單元、303-第二通訊電路、304-執(zhí)行機構(gòu)、306-接口匹配和控制電路、307-第二MCU、308-儲能元件、309-人機界面、310-接收線圈。

具體實施方式

下文將結(jié)合具體附圖詳細描述本實用新型具體實施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術(shù)效果。在下述實施例的附圖中，各附圖所出現(xiàn)的相同標(biāo)號代表相同的特征或者部件，可應(yīng)用于不同實施例中。

如圖1-3所示，本實用新型實施例一種無線供電的電子門鎖，包括鑒權(quán)單元302、執(zhí)行機構(gòu)304、人機界面309，還包括無線充電發(fā)射單元103、無線充電接收單元102；

所述無線充電發(fā)射單元103集成有發(fā)射線圈206，用于將能量發(fā)射出去；所述無線充電接收單元102集成有接收線圈310，用于接收來自發(fā)射線圈206的能量；

所述無線充電發(fā)射單元103、無線充電接收單元102分別設(shè)置有MCU（207、307），當(dāng)儲能元件308中存儲的電力下降到設(shè)定閾值時，MCU（207、307）控制無線充電發(fā)射單元103、無線充電接收單元102打開，對儲能元件308充電。

優(yōu)選的，所述發(fā)射線圈206、接收線圈310均采用多個平行線圈，所述多個平行線圈彼此靠近，在同一個平面內(nèi)或近似同一個平面內(nèi)。傳統(tǒng)的前后配置的線圈結(jié)構(gòu)在兩個線圈距離比較近的時候有很強的耦合，通常需要拉大兩個線圈直接的距離來減少耦合，但這在空間比較有限的情況下很難實現(xiàn)，平行配置能夠很好地解決兩個線圈耦合過強的問題，從而提高捕獲空間能量的能力。

優(yōu)選的，所述無線充電發(fā)射單元103包括第一MCU 207、電源電路204、第一通訊電路203、功率控制電路202、功率頻率控制器和接口205、發(fā)射線圈206；

所述電源電路204不斷監(jiān)控輸入和輸出的電流和電壓，同時把電流和電壓的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給第一MCU 207；

所述第一通訊電路203用于無線充電發(fā)射單元103和無線充電接收單元102之間的信息通訊；

所述功率控制電路202用于控制功率頻率控制器和接口205，調(diào)節(jié)饋給發(fā)射線圈206的功率；并把功率控制電路202的工作狀態(tài)傳輸給第一MCU 207；

所述第一MCU 207不斷檢測電源電路204、第一通訊電路203、功率控制電路202、功率頻率控制器和接口205、發(fā)射線圈206的工作狀態(tài)，并根據(jù)不同情況選擇調(diào)整工作參數(shù)或切斷相應(yīng)電路；

所述第一MCU 207分別與電源電路204、第一通訊電路203、功率控制電路202、功率頻率控制器和接口205、發(fā)射線圈206連接。

所述功率頻率控制器和接口205設(shè)置有狀態(tài)檢查電路，不斷將狀態(tài)檢查結(jié)果傳輸給第一MCU 207；特殊情況下，狀態(tài)檢查電路可以不經(jīng)過第一MCU 207的邏輯判斷緊急關(guān)閉輸出。

特殊情況下，所述電源電路204可以不經(jīng)過第一MCU 207的邏輯判斷緊急關(guān)閉輸出。

優(yōu)選的，所述無線充電接收單元102包括第二MCU 307、第二通訊電路303、接口匹配和控制電路306、接收線圈310、儲能元件308；

所述接收線圈310接收所述無線充電發(fā)射單元103發(fā)射的功率，并饋給所述接口匹配和控制電路306；

所述接口匹配和控制電路306將所述接收線圈310接收的功率轉(zhuǎn)換成適合所述儲能元件308儲存的能量形式，并由所述儲能元件308將能量儲存下來；且不斷檢測自身及所述接收線圈310的工作狀態(tài)，并將工作狀態(tài)的信息傳輸給所述第二MCU 307；

所述第二通訊電路303用于所述無線充電接收單元102和所述無線充電發(fā)射單元103之間的信息通訊；

所述第二MCU307不斷檢測所述第二通訊電路303、接口匹配和控制電路306、接收線圈310、儲能元件308的工作狀態(tài)，并根據(jù)不同情況選擇調(diào)整工作參數(shù)或切斷相應(yīng)電路；

所述第二MCU307分別與所述第二通訊電路303、接口匹配和控制電路306、接收線圈310、儲能元件308連接。

特殊情況下，所述接口匹配和控制電路306可以不經(jīng)第二MCU 307的邏輯判斷而直接斷開，所述特殊情況包括電流過大、溫度過高。

所述儲能元件308包含電流、電壓和溫度檢測電路，該檢測電路不斷將檢測到的參數(shù)信息傳輸給所述第二MCU 307；當(dāng)所述儲能元件308中儲存的電能下降到設(shè)定閾值時，所述儲能元件308向所述第二MCU 307發(fā)出請求信息，所述第二MCU 307通過所述第二通訊電路303向所述無線充電發(fā)射單元103發(fā)出請求信息來啟動充電過程。

所述儲能元件308為超級電容或充電電池。

所述第二MCU 307分別與鑒權(quán)單元302、執(zhí)行機構(gòu)304、人機界面309連接。

在實際使用中，如圖1所示，在電子門鎖101里，有集成的超級電容或可充電電池。無線充電發(fā)射單元103中集成有發(fā)射線圈206。發(fā)射線圈206負責(zé)把能量發(fā)射出來。在無線充電接收單元102中，集成有接收線圈310；接收線圈310負責(zé)能量的接收；308是電力儲能元件，例如超級電容或充電電池；無線充電接收單元102接收到的電能存儲到儲能元件308中；正常工作時，電子鎖依靠存儲在儲能元件308中存儲的電力來工作；當(dāng)儲能元件308中存儲的電力下降到一個預(yù)設(shè)的閾值時，無線充電發(fā)射單元103打開，給儲能元件308充電；充滿之后自動關(guān)閉；無線充電發(fā)射單元103和無線充電接收單元102之間是用無線的方式來通信的。第一MCU 207是整個無線充電器發(fā)射部分的心臟。它是以一個單片計算機為中心的系統(tǒng)。它要收集整個發(fā)射器的狀態(tài)并對各種狀態(tài)做出反應(yīng)。它和每一個模塊直接通訊，并通過第一通訊電路203和第二MCU 307保持通訊。

無線充電發(fā)射單元103的結(jié)構(gòu)如圖2所示，電源電路204能夠自適應(yīng)地接收交流和直流的電源輸入；無論輸入是直流還是交流，電源電路204都能夠把輸出穩(wěn)定的工作電壓；電源電路204可以輸出多路不同電壓和電流的來支持不同的需求。電源電路204在工作時不斷監(jiān)控輸入和輸出的電流和電壓；同時也把電流和電壓的工作狀態(tài)報告給第一MCU 207。當(dāng)電壓或電流狀態(tài)異常時，第一MCU 207可以根據(jù)不同的情況來選擇調(diào)整工作參數(shù)、直接切斷工作電路并記錄。在緊急情況下，電源電路204可以不經(jīng)過第一MCU 207的判斷而直接關(guān)閉工作電路。第一通訊電路203主要的功能是和電子鎖上面的第二通訊電路303通訊，保證無線發(fā)射單元103和無線充電接收單元102的通訊。功率控制電路202的主要作用是通過控制功率頻率驅(qū)動器和接口205來調(diào)節(jié)饋給功率發(fā)射線圈206的功率。在正常工作時，屬于功率頻率驅(qū)動器和接口205的狀態(tài)檢查電路不斷把自己的狀態(tài)匯報給第一MCU 207,第一MCU 207智能判斷是否需要調(diào)整輸出。如果需要，則通過功率控制電路202來控制輸出。

在緊急情況下，功率頻率驅(qū)動器和接口205的功率檢查電路可以緊急關(guān)閉輸出而不經(jīng)過第一MCU 207來確保安全。功率頻率驅(qū)動器和接口205有三個功能：1，控制饋給功率發(fā)射線圈206的功率；2，自我狀態(tài)檢測；3，在極端情況下自我關(guān)閉工作電路。功率頻率驅(qū)動器和接口205在工作時持續(xù)匯報自己的工作狀態(tài)給第一MCU 207。并受第一MCU2 07和功率控制電路202的控制。

圖3是無線充電接收單元102結(jié)構(gòu)示意圖，其中310是無線接收線圈。它負責(zé)把無線充電發(fā)射單元103發(fā)射出來的功率接收下來并饋給接口匹配和控制電路305。無線接收線圈310也直接受第二MCU 307的控制。第二MCU 307可以直接控制接收線圈的開關(guān)來決定是否要充電。

接口匹配和控制電路305負責(zé)把接收到的能量盡可能高效率地轉(zhuǎn)換成適合儲能元件308能夠儲存的能量形式并由儲能元件308儲存下來。接口匹配和控制電路305也不斷地檢測接收線圈310和它自身的狀態(tài)。并把這些狀態(tài)參數(shù)傳送給第二MCU 307。第二MCU 307可以根據(jù)實際情況來決定是否要調(diào)整工作狀態(tài)。在極端情況下，例如過熱或電流過大等，接口匹配和控制電路305可以直接關(guān)閉接收電路而無需通過第二MCU 307。儲能元件308的作用是儲存電能，在大多數(shù)情況下，電子鎖都是依靠儲能元件308儲存的電能來工作的。當(dāng)儲能元件308中儲存的電能下降到某一個閾值時，儲能元件308會向第二MCU307提出請求，第二MCU 307會通過第二通訊電路303向無線充電發(fā)射單元103提出請求來啟動充電過程。儲能元件308推薦使用超級電容，當(dāng)然也可以使用充電電池等元器件。儲能元件308模塊中還包含電流、電壓和溫度檢測電路。這些檢測電路檢測到的參數(shù)都會集中到第二MCU 307中，由第二MCU 307來決定是否要調(diào)整工作狀態(tài)，例如降低充電電流等。在極端情況下，例如電流過大或溫度過高，儲能元件308可以自動關(guān)閉以達到自我保護的目的。

由于對各種可能的異常情況采取了應(yīng)對措施，本實用新型實施例具有更高的安全性。

鑒權(quán)單元302、執(zhí)行機構(gòu)304和人機界面309是屬于傳統(tǒng)電子鎖固有的部分，鑒權(quán)單元302的作用是判斷用戶是否是合法用戶并把結(jié)果匯報給第二MCU 307；執(zhí)行機構(gòu)304是開鎖關(guān)鎖等動作的執(zhí)行機構(gòu)；人機界面309主要是顯示、報警等裝置。

本實用新型的有益效果為：用無線供電方式來給電子鎖或類似設(shè)備提供電力，擺脫對電池的依賴；省錢、省力、省人工；結(jié)構(gòu)合理，充電效率高，安全，應(yīng)用前景廣闊。

本文雖然已經(jīng)給出了本實用新型的幾個實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實用新型精神的情況下，可以對本文的實施例進行改變。上述實施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實施例作為本實用新型權(quán)利范圍的限定。