CN109138624A - 一种新型自供电智能门锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型自供电智能门锁，属于锁具技术领域。该智能门锁包括主控芯片、可充电电池、指纹识别模块以及门锁控制器，主控芯片分别与可充电电池、门锁控制器以及指纹识别模块电连接，还包括能量收集模块，能量收集模块的输出端与可充电电池的输入端电连接，能量收集模块的输入端并联有太阳能电池板和动能‑电能转换器，动能‑电能转换器与门锁的把手传动机构连接。通过在可充电电池的输入端连接能量收集模块，并且在能量收集模块的输入端分别连接太阳能电池板和动能‑电能转换器，能够将光能和把手转动时的动能转换成电能，从而给可充电电池充电，能够大大延长电池的使用时间，用户无需经常更换电池，大大提高了用户的使用体验度。

Description

一种新型自供电智能门锁

技术领域

本发明属于锁具技术领域，具体涉及一种新型自供电智能门锁。

背景技术

门锁是家的第一道安全屏障，是家庭中几乎每天都会用到设备，在智能家居的大浪潮下，门锁的智能化也是一种趋势，智能门锁可以说是应运而生。智能门锁的方便、安全、便捷特性使其在智能家居生活中越来越普及，伴随着智能门锁功能要求的增加以及无线技术的应用，智能门锁电源的功耗问题严重制约着智能门锁的发展。现有的智能门锁供电主要采用电池供电，其存在如下缺陷：

(1)需要人工定期更换电池，操作不便；

(2)更换后的电池造成污染环境；

(3)容易出现电池没电，从而导致门锁不能开启的情况。

作为本领域的技术人员，有必要针对上述技术缺陷，提出技术改进，提供一种无需经常更换电池，延长工作时间，提高用户体验的智能门锁技术。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种新型自供电智能门锁。

本发明的技术方案如下：

一种新型自供电智能门锁，包括主控芯片、可充电电池、指纹识别模块以及门锁控制器，所述主控芯片分别与所述可充电电池、所述门锁控制器以及所述指纹识别模块电连接，还包括能量收集模块，所述能量收集模块的输出端与所述可充电电池的输入端电连接，所述能量收集模块的输入端并联有太阳能电池板和动能-电能转换器，所述动能-电能转换器的动能接收端分别与门锁的把手传动机构以及锁芯弹片连接。

优选的，所述太阳能电池板设置于所述门锁的外壳表面。

优选的，所述能量收集模块与所述太阳能电池板之间连接有一个电容器。

可选的，所述新型自供电智能门锁还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述主控芯片电连接。

优选的，所述无线通信模块为蓝牙无线通信模块、NFC无线通信模块和RFID无线通信模块中的一种或几种。

优选的，所述新型自供电智能门锁还包括无线信号发射频率调节模块，所述无线信号发射频率调节模块与所述无线通信模块电连接。

进一步优选的，所述新型自供电智能门锁还包括计时器，所述计时器分别与所述主控芯片和所述能量收集模块电连接，所述主控芯片与所述无线信号发射频率调节模块电连接。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果或优点：

本发明所提供的新型自供电智能门锁通过在可充电电池的输入端连接能量收集模块，并且在能量收集模块的输入端分别连接太阳能电池板和动能-电能转换器，能够将光能和把手转动时的动能转换成电能，从而给所述可充电电池充电，能够大大延长电池的使用时间，用户无需经常更换电池，大大提高了用户的使用体验度。

本发明所提供的新型自供电智能门锁能够同时将光能和把手转动时的动能转换成电能，避免了单纯通过动能回收或者太阳能电池板进行能量获取手段的依赖性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种新型自供电智能门锁的结构框图；

图2为本发明实施例中锁具主体的正面结构示意图；

图3为本发明实施例中锁具主体的背面结构示意图；

图4是本发明实施例中能量收集模块与太阳能电池板的连接示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供了一种新型自供电智能门锁，包括主控芯片5、可充电电池4、指纹识别模块6以及门锁控制器7，主控芯片5分别与可充电电池4、指纹识别模块6以及门锁控制器7电连接，还包括能量收集模块3，能量收集模块3的输出端与可充电电池4的输入端电连接，能量收集模块3的输入端并联有太阳能电池板1和动能-电能转换器2，动能-电能转换器2的动能接收端分别与门锁的把手传动机构以及锁芯弹片连接。

本发明实施例所提供的新型自供电智能门锁通过在可充电电池的输入端连接能量收集模块，并且在能量收集模块的输入端分别连接太阳能电池板和动能-电能转换器，能够将光能和把手转动时的动能转换成电能，从而给所述可充电电池充电，能够大大延长电池的使用时间，用户无需经常更换电池，大大提高了用户的使用体验度。

进一步的，本发明实施例所提供的新型自供电智能门锁能够同时将光能和把手转动时的动能转换成电能，避免了单纯通过动能回收或者太阳能电池板进行能量获取手段的依赖性。

在具体的实施过程中，为了能够尽可能多的接收光能，作为优选的，本发明实施例将太阳能电池板1设置于所述门锁的外壳表面，如图2和图3所示，无论是所述门锁的外壳正面还是外壳背面都设置了太阳能电池板1，使得太阳能电池板1能够从多个方向吸收光能，进而转化成电能，提高光的利用效率，能够更有效地确保可充电电池4处于有电状态。

在具体的实施过程中，由于外部环境的因素，如天色暗，或者用户的门所在的位置本身光线就不足，使得太阳能电池板1处于一个弱光的环境中，此时，太阳能电池板1只能产生微弱的电能，而该电能又不足以实现对可充电电池4充电，这就导致电能的损失。为了避免这样的损失，作为优选的，本发明实施例在能量收集模块3与太阳能电池板1之间连接有一个电容器9，如图4所示。在工作时，首先利用电容器9收集太阳能电池板1的能量，待到电容器9的能量收集足够时，即电容器9的电压达到预设放电值时，则开启后面的能量收集模块3，对可充电电池4进行充电，待到电容器9的电压低于预设储电值时，则关闭后面的能量收集模块3，停止为可充电电池4进行充电，然后又开始收集太阳能电池板1的能量，如此周而复始，实现对弱光能的能量收集，进而为可充电电池4充电，充分利用每一分能量，能够最大限度地确保可充电电池4能够处于有电状态。

实施例2

与实施例1相比，本发明实施例中的所述新型自供电智能门锁还包括无线通信模块8，无线通信模块8与主控芯片5电连接。通过设置无线通信模块8，用户可以通过与无线通信模块8匹配的装置进行开锁，为用户提供更多样的开锁方式，进一步为用户提供便利，提升用户的使用体验度。

在具体的实施过程中，无线通信模块8有很多种，作为优选的，本发明实施例中的无线通信模块8采用蓝牙无线通信模块、NFC无线通信模块和RFID无线通信模块中的一种或几种。当所述新型自供电智能门锁中的无线通信模块8采用蓝牙无线通信模块时，用户可以通过带有蓝牙功能的装置进行开锁，如手机、平板等，当所述新型自供电智能门锁中的无线通信模块8采用NFC无线通信模块时，用户可以通过具有NFC功能的装置进行开锁，而当所述新型自供电智能门锁中的无线通信模块8采用RFID无线通信模块时，用户则采用RFID卡进行刷卡开锁。当然，当所述新型自供电智能门锁中的无线通信模块8既包括蓝牙模块，又包括RFID无线通信模块时，用户可以自行选择蓝牙开锁或者RFID卡进行刷卡开锁。此外，在此需要说明的是，本发明实施例中采用上述任意一种开锁方式都能开启所述新型自供电智能门锁，而不是必须同时满足上述条件才能实现开锁。其他的情况与之类似，在此不再一一说明。

在具体的实施过程中，无线通信模块8在工作时会不断地向四周发射探索信号，如果发射信号的频率过低，则当用户在开锁时可能会出现延迟，不能及时开锁，这会降低客户的体验度，而如果发射信号的频率过高，则会耗费大量的电能。进一步的，对于不同的用户、不同的时间段，对于这个的需求也不尽相同，比如部分客户因为开关门比较频繁，希望能够及时开锁，也就是希望无线通信模块8能够高频率地发送探索信号，而另一部分用户，如经常不在家，或需要出差较长时间，此时，用户就希望能够减少电能损耗。为了满足上述不同用户的不同使用需求，作为优选的，本发明实施例还设置有无线信号发射频率调节模块，所述无线信号发射频率调节模块与所述无线通信模块电连接。用户通过所述无线信号发射频率调节模块可以调节无线通信模块8发射探索信号的频率，从而满足不同用户或不同时期的需求。

进一步的，虽然用户可以通过所述无线信号发射频率调节模块对无线通信模块8发射探索信号的频率进行调节，但是这种调节需要用户手动操作，属于被动的调节，在用户忘记或者没有时间来调节时，就可能会为用户带来不便。因此，考虑到上述情况，本发明实施例还提供了一种主动调节无线通信模块8发射探索信号的频率的技术，具体如下：

设置一个计时器，所述计时器分别与主控芯片5和能量收集模块3电连接，同时，主控芯片5与所述无线信号发射频率调节模块电连接。当电容器9开启能量收集模块3对可充电电池4进行充电时，所述计时器记录充电的开始时刻Ts，待到电容器9的电压低于预设储电值并关闭能量收集模块3时，所述计时器记录充电的结束时刻Te，然后，所述计时器将充电的开始时刻Ts和结束时刻Te传输至主控芯片5。由于电容器9在为可充电电池4进行充电后，需要重新收集太阳能电池板1的能量，当能量足够后再一次为可充电电池4进行充电，这之间有时间间隔，而这个时间间隔是随着光线的强弱而变化的，主控芯片5通过对多次充电的开始时刻Ts和结束时刻Te进行处理，计算出相邻两次充电的时间间隔dT＝Ts2-Ts1。当在门外有人靠近时，门外走廊的人体感应灯会开启，这时门外的太阳能电池板1会由于人体感应灯的照射，获得更多的能量，进而电容器9收集太阳能电池板1的能量的速度就会加快，从而导致对可充电电池4充电的次数会在短时间内突然增加，也就是充电的时间间隔dT会缩短。当充电的时间间隔dT缩短到预定值时，比如缩短到上一次的一半时，主控芯片5则控制所述无线信号发射频率调节模块对无线通信模块8发射探索信号的频率进行调节，加快其发射探索信号的频率，以便用户快速验证身份，开启门锁，当门锁开启后，主控芯片5则又控制所述无线信号发射频率调节模块对无线通信模块8发射探索信号的频率进行调节，降低其发射探索信号的频率，起到降低系统功耗的作用。

进一步的，由于现在的高层建筑，一层往往有多个住户，而走廊又是公用的，如果门外不是用户时，走廊的人体感应灯也会亮，此时主控芯片5也会控制所述无线信号发射频率调节模块加快无线通信模块8发射探索信号的频率，但是由于并不是用户，也就收不到门锁打开的反馈信号，如果不加以控制，无线通信模块8发射探索信号的频率就会一直处于加快的状态，这不利于系统功耗的节约，因此，本发明实施例中的主控芯片5还具有在加快无线通信模块8发射探索信号的频率一段时间后，比如2分钟，将其恢复到慢发状态的功能，从而达到降低系统功耗的作用。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型自供电智能门锁，包括主控芯片、可充电电池、指纹识别模块以及门锁控制器，所述主控芯片分别与所述可充电电池、所述门锁控制器以及所述指纹识别模块电连接，其特征在于，还包括能量收集模块，所述能量收集模块的输出端与所述可充电电池的输入端电连接，所述能量收集模块的输入端并联有太阳能电池板和动能-电能转换器，所述动能-电能转换器的动能接收端分别与门锁的把手传动机构以及锁芯弹片连接。

2.根据权利要求1所述的新型自供电智能门锁，其特征在于，所述太阳能电池板设置于所述门锁的外壳表面。

3.根据权利要求1所述的新型自供电智能门锁，其特征在于，所述能量收集模块与所述太阳能电池板之间连接有一个电容器。

4.根据权利要求1-3中任一所述的新型自供电智能门锁，其特征在于，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述主控芯片电连接。

5.根据权利要求4所述的新型自供电智能门锁，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙无线通信模块、NFC无线通信模块和RFID无线通信模块中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述的新型自供电智能门锁，其特征在于，还包括无线信号发射频率调节模块，所述无线信号发射频率调节模块与所述无线通信模块电连接。

7.根据权利要求6所述的新型自供电智能门锁，其特征在于，还包括计时器，所述计时器分别与所述主控芯片和所述能量收集模块电连接，所述主控芯片与所述无线信号发射频率调节模块电连接。