CN105989644A - 电子锁，电子钥匙和电子锁*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子锁，电子钥匙，电子锁***和电子锁的开锁或上锁方法，其中，电子锁包括：电源接口，第一通信接口，控制模块和电子锁芯，其中，电源接口用于在电子锁与电子钥匙通信时，与外部电源连通以对控制模块和电子锁芯供电；控制模块通过第一通信接口与电子钥匙进行通信，接收电子钥匙发送的特征信息；电子锁芯用于根据控制模块的控制信号执行开锁或上锁动作。通过本方案，电子锁不需要内置电池组或连接市电以获得持续的电源供给。因此，适用范围得到扩大。并且，只在需要通信时，电子锁才接通电源，进入工作状态，节省了电量消耗，延长了电源的使用时间，从而降低了维护成本。

Description

电子锁，电子钥匙和电子锁***

技术领域

本发明涉及电子锁具领域，具体涉及一种电子锁，电子钥匙，电子锁***和电子锁的开锁或上锁方法。

背景技术

现有的电子门锁或者门禁***都必须有持续的电源供给，例如，内置电池组供电，或采用配置适配器等装置利用市电进行供电。

对于这类电子锁，因为有持续的电源供给，任何时候都保持在工作状态，实时检测电子钥匙的***动作。当检测到电子钥匙的***时，与电子钥匙通信。例如，在开锁或上锁过程中，电子锁验证电子钥匙发送的权限信息并进行判断，如果***的电子钥匙具有开锁或上锁权限，电子锁驱动执行机构开锁或上锁。电子锁和电子钥匙之间可以通过有线或无线方式进行通信。

一种常见的电子锁***是门禁***，门禁***一般采用市电供电，实时检测门卡的靠近动作。一旦检测到门卡靠近，即与门卡通信，并验证对方的权限。如果门卡具有开门权限，驱动执行机构开门门禁***和门卡之间通常使用无线方式通信，如RFID，NFC等方式。上述传统的电子锁由于需要持续的电源供给，对安装环境提出了严格要求，安装场所必须有市电，或者安装电池组，这限制了电子锁适用范围。例如，对于一些户外的场景，因为没有市电，还需要自带电池组，成本较高，而且需要检测电池电量，低电时需要及时更换电池或充电，大大提高了运行和维护成本。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电子锁，电子钥匙，电子锁***和电子锁的开锁或上锁方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种电子锁，包括：电源接口，第一通信接口，控制模块和电子锁芯，其中，

电源接口用于在电子锁与电子钥匙通信时，与外部电源连通以对控制模块和电子锁芯供电；

控制模块通过第一通信接口与电子钥匙进行通信，接收并处理电子钥匙发送的特征信息；

电子锁芯用于根据控制模块的控制信号执行开锁或上锁动作。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电子钥匙，包括：

电源，供电接口，第二通信接口和通信模块；

其中，电源为通信模块供电，并在电子钥匙与电子锁通信时通过供电接口向电子锁供电；

通信模块通过第二通信接口与电子锁通信，向电子锁发送特征信息，以供电子锁进行对特征信息进行处理。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电子锁***，包括：

上述的电子锁和电子钥匙。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电子锁的开锁或上锁方法，包括：

电子锁和电子钥匙接触后，外部电源向电子锁供电；

电子锁与电子钥匙通信并接收电子钥匙发送的特征信息；

电子锁对权限识别码特征信息进行验证；

若特征信息验证成功，电子锁执行开锁或上锁动作，若特征信息验证失败，电子锁拒绝执行开锁或上锁动作。

根据本发明电子锁，电子钥匙，电子锁***和电子锁的开锁或上锁方法，采用临时供电的方式，在需要与电子锁通信时，由外部电源向电子锁提供临时、反向的供电。电子锁不需要内置电池组或连接市电以获得稳定的电源供给。因此，电子锁的适用范围得到扩大。并且，只在开锁、上锁或对电子锁进行设置时，电子锁才接通电源，进入工作状态，节省了电量消耗，延长了外部电源的使用时间，从而降低了维护成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的电子锁的结构示意图；

图2a示出了本发明实施例提供的电源接口和第一通信接口的结构示意图；

图2b示出了本发明实施例提供的另一种电源接口和第一通信接口的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的电子钥匙的结构示意图；

图4a和图4b示出了本发明实施例中的两种供电接口的结构示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的电子锁***的结构示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的电子锁的开锁或上锁方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的电子锁的结构示意图，如图1所示，电子锁10包括：电源接口110，第一通信接口120，控制模块130和电子锁芯140。

其中，电源接口110用于在电子锁与电子钥匙通信时，与外部电源连通以对电子锁中的控制模块130和电子锁芯140供电。

本发明实施例中，采用一种不同于现有技术的供电策略，提供了一种无源电子锁，电子锁中不必带有电池组或用于连接市电的装置以提供持续的电源供给。该无源电子锁与外部电源配套使用，具体地，通过电源接口110从外部电源获取电源供给。

其中，外部电源可以是单独的供电装置，例如即插即用的供电装置，或为电子锁专用设计的供电装置等。本发明对此不做限制。本发明也不限制上述电源接口110的形式和供电方式，例如，该电源接口可以是USB接口，现有的多PIN接口，或是自定义的接口，还可以是无线接收线圈等，以无线方式接收供电。

在本发明中采用的供电方式中，只在电子锁与电子钥匙通信时，电源接口110才与外部电源临时性地连通，实现对电子锁的供电。这可以通过多种方式实现，例如，在电源接口上设置有开关，当未与电子钥匙接触时，开关断开，电源接口与外部电源并不连通。当使用电子钥匙开锁时，电子钥匙与电子锁之间的接触使上述开关闭合，接通外部电源。

在本发明的一种实施方式中，该外部电源内置在电子钥匙中，例如，可以是电子钥匙中的锂电池，镍氢电池等。由电子钥匙向电子锁提供反向、临时的供电。在电子锁与电子钥匙接触时，例如，开锁时，电子锁中的电源接口110与电子钥匙中的电源连通。具体地，电源接口110的一端与电子钥匙上提供的供电接口接触，另一端通过电子锁内部的电源线的布置连接至控制模块130和电子锁芯140上的电源引脚，为控制模块130和电子锁芯140供电。

控制模块130上电后控制电子锁的动作以及与电子钥匙之间的通信，接收并处理电子钥匙发送的特征信息。特征信息可以是电子钥匙中预置的权限识别码，权限识别码表明电子钥匙所具有的权限信息，例如，普通用户的权限识别码可用于开锁、上锁，而更高权限的识别码还可以用于电子锁的设置。电子钥匙在开锁或上锁时与电子锁通信，将权限识别码发送给电子锁，供电子锁验证后进行开锁或上锁动作。在该过程中，控制模块130验证电子钥匙发送的权限识别码，以判断电子钥匙是否具备相应的开锁权限。控制模块130可以是带有 存储模块如ROM或RAM的单片机、MCU等。例如，控制模块130通过预设的程序将保存在上述存储模块中的权限识别码与接收的电子钥匙发送的权限识别码匹配，匹配成功后，控制模块130在指定的控制引脚中发出控制信号，通知电子锁芯140执行开锁或上锁的动作。

本实施例中，控制模块130通过第一通信接口120与电子钥匙通信，接收由电子钥匙发送的特征信息，例如，权限识别码，并对该权限识别码进行验证，之后，根据验证结果控制电子锁芯执行开锁或上锁动作。

当然，电子钥匙与电子锁之间的通信并不限于在开锁或上锁过程中传递权限识别码。例如，在对电子锁进行设置时，电子锁可能需要接收电子锁的身份信息并由控制模块保存；或者，开锁时，电子锁与电子钥匙之间以密文形式传递权限识别码，则特征信息还包括预先设置的加密密钥、解密密钥等。开锁时，控制模块利用解密密钥对密文解密后再进行权限识别码的验证。控制模块还可以通过第一通信接口向电子钥匙反馈信息，例如，开锁失败后，向电子钥匙返回失败信息，以供电子钥匙根据该失败信息切断电源供给等。此外，特征信息还可以包括电子钥匙的身份信息、授权码、时间戳信息等，此处不再一一列举。

电子锁芯140为电子锁10中的锁定部件，用于执行开锁或上锁动作。一般地，可以包括继电器，驱动部件以及机械锁定部件等。根据电子锁的类型不同具有不同的组成。例如对于传统的电子锁，锁芯可以包括弹簧，齿轮等，对于磁控类的电子锁，电子锁芯可以包括电磁线圈，磁铁，锁舌等。驱动部件根据控制模块130发出的控制信号驱动机械部件，执行开锁或上锁的动作。本发明的实施并不依赖于电子锁芯和控制模块的具体类型，可适用于各种电子锁。

本发明中还提供了几种可选的电源接口和通信接口，分别如下：

图2a示出了本发明实施例提供的一种电源接口的结构示意图。如图2a所示，电源接口110包括：第一电源引脚1101和第一共地引脚1102。其中，在电子锁与电子钥匙接触时，第一电源引脚1101用于与外部电源的正电极相连通，第一共地引脚1102用于与外部电源的负电极相连通。同时，第一共地引脚1102还可用作电子锁与外部电源的公共地线，这能够提高电源供给能力和抗干扰能力。需要说明的是，图2a中只示例性地示出了一个第一电源引脚和 一个共地引脚，实际中，可根据电子锁的电源供给需求增加第一电源引脚和/或第一共地引脚的数量。

图2a中还示出了第一通信接口的结构示意图。其中，第一通信接口120包括第一输入引脚1201和第一输出引脚1202，具体地，第一输入引脚1201和第一输出引脚1202的一端分别连接至电子锁内部的控制模块的指定引脚上，当电子锁与电子钥匙接触通信时，第一输入引脚1201的另一端与电子钥匙中提供的输出引脚接通，电子钥匙发送的特征信息通过第一输入引脚1201到达控制模块，供控制模块进行特征信息的处理。在本实施例的第一通信接口120中，电子锁通过第一输入引脚1201和第一输出引脚1202与电子钥匙进行全双工通信。具体地，电子锁利用控制模块通过第一输入引脚1201接收电子钥匙发送的特征信息，通过第一输出引脚1202向电子钥匙发送反馈信息。例如，特征信息为权限识别码，控制模块验证过后通过第一输出引脚1202将验证的结果作为反馈信息返回给电子钥匙，以供电子钥匙根据验证结果切断电源或给出提示。对应于加密密钥、时间戳信息等其他类型的特征信息，反馈信息可以是控制模块处理完成后返回的确认信号等，此处不一一列举。

图2b示出了本发明实施例的另一种电源接口及第一通信接口的结构示意图，其中，电源接口与上一示例相同，此处不再赘述。与上一示例不同的是，图2b中，第一通信接口120只包括第一通信引脚1203，该第一通信引脚1203的一端与电子锁中的控制模块的指定输入/输出引脚连接，另一端与电子钥匙接触。电子锁通过第一通信引脚1203与电子钥匙进行半双工通信，也就是说，该第一通信引脚1203交替地用于接收电子钥匙发送的权限识别码等特征信息和向电子钥匙返回对权限识别码的验证结果等反馈信息。

图3示出了根据本发明一个实施例的电子钥匙的结构示意图，如图3所示，电子钥匙30包括：电源310，供电接口320，第二通信接口330和通信模块340。

其中，电源310为电子钥匙30供电，具体地，为通信模块340供电，并在电子钥匙30与电子锁通信时通过供电接口320向电子锁供电。该电源310可以是可充电的锂电池或镍氢电池等，本发明对此不做限定。进一步地，电源310和供电接口320之间还可以设置电源管理电路等，在需要时，例如权限验 证码未验证通过时，切断向电子锁的电源供给，可根据需要进行选择。

通信模块340可以是常见的单片机，MCU等，并带有RAM等存储模块，以用于存储权限识别码等特征信息。

在电子钥匙30与电子锁接触时，通信模块340通过第二通信接口330与电子锁通信。例如，通信模块340按照预设的程序从RAM中读取权限识别码，通过第二通信接口350将权限识别码向电子锁发送，以供电子锁验证权限识别码并根据验证结果执行开锁或上锁动作。

具体地，特征信息不限于权限识别码，还可以包括电子钥匙身份信息、电子锁身份信息、加解密密钥、授权码、时间戳信息中的一项或多项，详见上一实施例描述，此处不再赘述。

图4a示出了本发明实施例提供的供电接口和第二通信接口的结构示意图。为便于理解，图4a中将电子锁的电源接口和第一通信接口也一并示出。如图4a所示，供电接口320包括第二电源引脚3201和第二共地引脚3202；其中，第二电源引脚3201连接至电源的正电极，第二共地引脚3202连接至电源的负电极。当然，与电子锁中的第一电源引脚3201和第一共地引脚3202对应地，第二电源引脚3201和第二共地引脚3202的数量也可以为多个。在电子锁与电子钥匙接触时，如图4a所示的那样，电子锁的第一电源引脚1101与电子钥匙的第二电源引脚3201接合，电子锁的第一共地引脚1102与电子钥匙中第二共地引脚3202接合。同时，第一共地引脚1102还可用作电子锁与电子钥匙的公共地线，能够提高电源供给能力和抗干扰能力。

图4a中，电子钥匙通过第二输入引脚3302和第二输出引脚3301与电子锁进行全双工通信；其中，通过第二输出引脚3301向电子锁发送特征信息，如权限识别码；通过第二输入引脚3302接收电子锁发送的反馈信息；如权限识别码的验证结果。

图4b示出了本实施例的另一种供电接口和第二通信接口的结构示意图，其中，第二通信接口330包括第二通信引脚3303，电子钥匙通过第二通信引脚3303与电子锁进行半双工通信，具体地，通过第二通信引脚3303交替地向电子锁发送特征信息，并接收电子锁发送的反馈信息。

图5示出了根据本发明一个实施例的电子锁***的结构示意图，如图5所示，该电子锁***包括：

上述实施例中的电子锁100和电子钥匙300。

根据本发明上述实施例的电子锁，电子钥匙和电子***，采用电子钥匙向电子锁反向供电的方式，电子锁不需要内置电池组或连接市电以获得持续的电源供给。因此，电子锁的适用范围得到扩大，可适用于无市电供应的户外环境。并且，只在与电子钥匙通信时时，电子锁才能够接通电源，进入工作状态，这节省了电量消耗，延长了电源的使用时间，从而降低了维护成本。

图6示出了根据本发明一个实施例的电子锁的开锁或上锁方法的流程图，适用于上述的电子锁***，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤S610，电子锁和电子钥匙接触后，外部电源向电子锁供电。

其中，外部电源可以是单独的供电装置。进一步地，还可以是设置于电子钥匙中的电源，详见上文实施例中的描述，此处不再赘述。电子锁接受供电后，进入上电工作状态。

步骤S620，电子锁与电子钥匙通信并接收电子钥匙发送的特征信息。

特征信息包括用于表明电子钥匙开锁、上锁权限等信息，例如，以密文形式传送的权限识别码。

步骤S630，电子锁对特征信息进行验证，若特征信息通过验证，执行步骤S640，否则，执行步骤S650。

步骤S640，电子执行开锁或上锁动作。

若特征信息验证成功，表明电子钥匙具有开锁权限，电子锁执行开锁或上锁动作。

步骤S650，电子锁拒绝执行开锁或上锁动作。

若特征信息验证失败，表明电子钥匙不具备开锁或上锁的权限，拒绝执行开锁或上锁动作。

可选地，在步骤S640或步骤S650之后，该方法还包括

步骤S660，电子锁向电子钥匙返回验证失败消息。

步骤S670，电子钥匙根据验证失败消息切断向电子锁的电源供给。

该步骤适用于电子钥匙内置电源向电子锁供电的情况。

上述的电子锁开锁或上锁方法中，采用外部电源向电子锁反向供电的方式，电子锁不需要内置电池组或连接市电以获得稳定的电源供给。因此，电子锁的适用范围得到扩大，可适用于无市电供应的户外环境。并且，只在开锁或上锁时，电子锁才能够接通电源，进入工作状态，这节省了电量消耗，延长了电源的使用时间，从而降低了维护成本。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (14)

1.一种电子锁，其特征在于，包括：电源接口，第一通信接口，控制模块和电子锁芯；

所述电源接口用于在所述电子锁与电子钥匙通信时，与外部电源连通以对所述控制模块和电子锁芯供电；

所述控制模块通过所述第一通信接口与电子钥匙进行通信，接收并处理电子钥匙发送的特征信息；

所述电子锁芯用于根据所述控制模块的控制信号执行开锁或上锁动作。

2.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述外部电源为电子钥匙中的电源；

所述电源接口进一步用于：在所述电子锁与所述电子钥匙接触时，与所述电子钥匙中的电源连通以对所述控制模块和电子锁芯供电。

3.根据权利要求1或2所述的电子锁，其特征在于，所述电源接口包括至少一个第一电源引脚和至少一个第一共地引脚；其中，所述至少一个第一电源引脚用于与所述外部电源的正电极相连通，所述至少一个第一共地引脚用于与所述外部电源的负电极相连通。

4.根据权利要求1或2或3所述的电子锁，其特征在于，所述第一通信接口包括第一输入引脚和第一输出引脚，所述电子锁通过所述第一输入引脚和所述第一输出引脚与电子钥匙进行全双工通信；其中，

所述电子锁通过所述第一输入引脚接收所述电子钥匙发送的特征信息，通过所述第一输出引脚向所述电子钥匙发送反馈信息。

5.根据权利要求1或2或3所述的电子锁，其特征在于，所述第一通信接口包括第一通信引脚，所述电子锁通过所述第一通信引脚与所述电子钥匙进行半双工通信，通过所述第一通信引脚接收所述电子钥匙发送的特征信息，以及向所述电子钥匙发送反馈信息。

6.根据权利要求1所述的电子锁，其特征在于，所述特征信息包括以下各项中的一项或多项：

电子钥匙身份信息、电子锁身份信息、加密密钥、解密密钥、权限识别码、授权码、时间戳信息。

7.一种电子钥匙，其特征在于，包括：电源，供电接口，第二通信接口和通信模块；

所述电源为所述通信模块供电，并在所述电子钥匙与电子锁通信时通过所述供电接口向所述电子锁供电；

所述通信模块通过所述第二通信接口与所述电子锁通信，向所述电子锁发送特征信息，以供所述电子锁进行对特征信息进行处理。

8.根据权利要求7所述的电子钥匙，其特征在于，所述供电接口包括至少一个第二电源引脚和至少一个第二共地引脚；其中，所述至少一个第二电源引脚连接至所述电源的正电极，所述至少一个第二共地引脚连接至所述电源的负电极。

9.根据权利要求7或8所述的电子钥匙，其特征在于，所述第二通信接口包括第二输入引脚和第二输出引脚，所述电子钥匙通过所述第二输入引脚和所述第二输出引脚与所述电子钥匙进行全双工通信；其中，

所述电子钥匙通过所述第二输出引脚向所述电子锁发送特征信息，通过所述第二输出结果接收所述电子锁发送的反馈信息。

10.根据权利要求7或8所述的电子钥匙，其特征在于，所述第二通信接口包括第二通信引脚，所述电子钥匙通过所述第二通信引脚与所述电子锁进行半双工通信，通过所述第二通信引脚向所述电子锁发送特征信息，并接收所述电子锁发送的反馈信息。

11.根据权利要求7-10任一项所述的电子钥匙，其特征在于，所述特征信息包括以下各项中的一项或多项：

电子钥匙身份信息、电子锁身份信息、加密密钥、解密密钥权限识别码、授权码、时间戳信息。

12.一种电子锁***，其特征在于，包括：

权利要求1-6任一项所述的电子锁和权利要求7-11任一项所述的电子钥匙。

13.一种电子锁的开锁或上锁方法，适用于权利要求12所述的电子锁***，其特征在于，包括：

电子锁和电子钥匙接触后，外部电源向所述电子锁供电；

电子锁与电子钥匙通信并接收电子钥匙发送的特征信息；

电子锁对所述特征信息进行验证；

若所述特征信息验证成功，电子锁执行开锁或上锁动作，若所述权限验证码特征信息验证失败，拒绝执行开锁或上锁动作。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，若所述特征信息验证失败，所述方法还包括：

所述电子锁向所述电子钥匙返回验证失败消息；

所述电子钥匙根据所述验证失败消息切断向所述电子锁的电源供给。