專利名稱：耗電減少的電子鎖系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及鎖系統(tǒng)，且更具體地涉及一種用于允許對多單元 建筑的單個單元進行訪問的電子鎖系統(tǒng)。
背景技術：
一般通過電池或有線電源^J t電子鎖供電。在旅館、汽車旅館、旅店 等情況下，實際上所有的電子鎖都是電池供電的。在任何一種情況下，這 些鎖的功能，尤其是客房入口門上的這些鎖的功能，對于財產(chǎn)的管理來說 是關鍵的。對于電池供電的鎖，存在與周期性更換電池有關的較大購買開銷和勞 力消耗，其中一般大約每兩年需要進行一次更換。對于具有獨立電子鎖系 統(tǒng)的旅館來說，必須基于"最短預期電池壽命"來安排電池更換的時間， 而不考慮一些電池是否可能在更換時間點之后還具有幾個月或甚至一年 的延續(xù)的功能。對于作為中央控制系統(tǒng)的一部分的鎖，通過能夠報告低電 池狀態(tài)的鎖可以稍微減少上述開銷。然后可以根據(jù)"按需"時間表來更換 該鎖系統(tǒng)中的電池，但是還存在監(jiān)視這些鎖以及在需要時在物理上更換失 效電池所涉及的較大開銷。對于從門外的有線電源供電的電子鎖來說，存在非常高的初始安裝 費，因為必須對電源進行安裝，必須從該位置布線到門的外圍，且一般必 須對門進行取芯鉆孔以允許從外圍上的點布線到鎖裝置自身。這些系統(tǒng)也 必須依賴于門的^^鏈側的靈活布線或者門的一邊上的雙觸點，該雙觸點與 門垛或者防沖擊板上的第二組雙觸點配合。在任何一種情況下，在有線電 源中存在固有的機械故障率，也存在如果電源出故障，則鎖將停止工作的 較大風險，除非在鎖中提供了電池務盼或者提供了以某種方式與外部電源 互連的電池#。還存在潛在的與由于取芯鉆孔而改變門或者改變門結構 有關的消防規(guī)范問題。據(jù)估計，在電池供電的電子鎖中，80%或更多的電力消耗與維持"讀 取"各種訪問卡(access card)(例如磁條卡、智能卡和接近卡)、將訪問
事件存儲在存儲器中、操作LED指示器等所需的電子電路有關，也與正 常電池漏電或自放電有關。該鎖必須保持在等待下一次訪問卡事件發(fā)生的 連續(xù)待命狀態(tài)。在在線系統(tǒng)中，增加了如下需要通過無線裝置向某種形 式的網(wǎng)關或者電子中繼裝置發(fā)送各種數(shù)據(jù)或者從該網(wǎng)關或電子中繼裝置 傳送各種數(shù)據(jù)，其中該網(wǎng)關或者電子中繼裝置通過有線或無線裝置連接到 中央計算服務器。在這些電池供電的鎖中，低于20%的電力消耗與上鎖和解鎖動作直 接相關。將該電力消W^時間平均，大約為2nA 10^A。除了上述問題之外，電池供電的電子鎖一般還體積大且不美觀。原則 上，鎖組件的體積大是由于需要容納電池組(例如四個AA電池)、訪問 卡槽(對于磁條卡和智能卡)以及處理并存儲^活動和一些情況下的外 出活動所需的電路。因此，希望獲得一種需要較少的維護、使用較少的電力、具有較少組 件且尺寸最小的鎖系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述問題，本發(fā)明不需要在門鎖內(nèi)設置電池組，且在一些實 施例中將訪問卡讀/寫組件和相關電路、控制電路以及存儲器存儲電路中 的至少一個從門鎖單元重新設置到與門緊鄰且有連續(xù)電力供給的位置。在 本發(fā)明的一些典型實施例中，這意味著鎖系統(tǒng)智能的一些或4^從門鎖單 元自身被移開并轉移到可以有連續(xù)電力供給的更方便且更容易到達的位 置。在本發(fā)明的一個實施例中，電子鎖系統(tǒng)包^i更置于門內(nèi)的電子鎖和與 門鄰近而設置的控制器。該控制器包括訪問裝置，通過該訪問裝置可以訪 問電子鎖。該控制器設置成與電子鎖進行無線通信并以無線方式向電子鎖 提供電力。在另 一個實施例中，電子鎖系統(tǒng)包^i殳置于門內(nèi)的電子鎖和與門鄰近 而設置的控制器，該控制器連接到向其提供電力的電源，其中控制器包括 訪問裝置，通過該訪問裝置可以訪問電子鎖，該控制器設置成與電子鎖進 行無線通信，且電子鎖包括用于向鎖提供電力的發(fā)電機。在又一實施例中，本發(fā)明提供一種操作設置于門內(nèi)的電子鎖的方法， 該方法包括以下步驟向與門鄰近而設置的控制器的訪問裝置呈現(xiàn)訪問
卡，該訪問卡包括存儲的標識數(shù)據(jù)；在控制器處理該標識數(shù)據(jù)；當標識數(shù) 據(jù)可接受時在控制器產(chǎn)生無線激活信號；將該激活信號發(fā)送到電子鎖；以 及響應于該激活信號，激活電子鎖并使電子鎖可操作，其中當電子鎖可操 作時，通過來自電子鎖的存儲裝置的能量向電子鎖供電，其中通過由控制 器產(chǎn)生的無線信號對該存儲裝置充電。在本發(fā)明的進一步實施例中，電子鎖系統(tǒng)包^i殳置于門內(nèi)的電子鎖和 設置于門外的能夠以無線方式向電子鎖提供電力的裝置，其中電子鎖包括 訪問裝置，通過該訪問裝置可以訪問該鎖。通過以下詳細說明和附圖，本領域技術人員可以理解本發(fā)明的以上討 論的特征和優(yōu)勢以及其它特征和優(yōu)勢。


現(xiàn)在參考附圖，在附圖中相同的附圖標記表示相同的組件圖l是4^發(fā)明一個典型實施例中的鎖系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明另一個實施例中的鎖系統(tǒng)的示意圖；圖3是本發(fā)明另一個實施例中的鎖系統(tǒng)的示意圖；圖4是本發(fā)明另一個實施例中的鎖系統(tǒng)的示意圖；以及圖5是本發(fā)明另一個實施例中的鎖系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的典型電子鎖系統(tǒng)IO。系統(tǒng)IO包括 門鎖單元12和相應的鎖控制組件14。如以下詳細討論的那樣，該控制組 件14與門鎖單元12通信、控制門鎖單元12的操作并向門鎖單元12提供 電力。門鎖單元12包括次級訪問控制電子裝置16,該電子裝置16具有筒 單微處理器(未示出)和連接到上鎖機構18并能夠在控制電子裝置16 的指令下將上鎖機構18致動到鎖定位置或解鎖位置的致動器(未示出)。 該門鎖單元12還包括喚醒電路20，通it^鎖控制組件14接收的電磁信 號22對該喚醒電路20供電，且該喚醒電路20連接到次級訪問控制電子 裝置16。門鎖單元12還包括能量存儲裝置24(例如超電容器、太陽電池
板裝置等)，該能量存儲裝置從鎖控制組件14接收電磁信號26，將該電 磁信號轉換成以電容方式存儲的電能，并連接到次級訪問控制電路16。 門鎖單元12另外還包括連接到次級訪問控制電路16的無線收發(fā)器28， 該無線4UL器能夠通過無線通信30與鎖控制組件14連接。有利地，門鎖單元12具有最小尺寸。在本實施例中，單元12(不包 括上鎖機構18)不大于典型的火柴盒。這意味著電子門鎖單元12實際上 不大于傳統(tǒng)的機械門鎖組件。鎖控制組件14與門鎖單元12緊鄰。這樣的位置可以例如與緊挨著入 口門外的墻壁上的門鈴板并排布置或者布置在入口燈開關上或其內(nèi)、請勿 打擾/整理房間牌上或其內(nèi)、照亮的房間號牌上或其內(nèi)或者任何其它與門 鎖單元鄰近的裝置上或其內(nèi)。鎖控制組件14包括具有微處理器(未示出)和電子存儲器(未示出) 的初級訪問控制電子裝置32。無線M器34連接到初級訪問控制電子裝 置32且設置成通過無線通信30與門鎖單元12連接?？刂平M件14還包括 喚醒信號發(fā)生器36,該發(fā)生器連接到初級訪問控制電子裝置32且產(chǎn)生電 磁喚醒信號32。功率信號發(fā)生器38也連接到初級訪問控制電子裝置32。 發(fā)生器38用于產(chǎn)生由門鎖單元12的存儲裝置24接收的電磁功率信號26。功率信號發(fā)生器38 —般包括任何能夠以無線方式發(fā)送電磁信號26 的裝置。電磁信號26可以采取射頻(RT)信號、光信號等任何合適的形 式。能量存儲裝置24 —般包括能夠接收該電磁信號26且配置成將該信號 26轉換成電能的任何相應裝置。例如，功率信號發(fā)生器38和能量存儲裝 置24可以包括傳統(tǒng)的AM/FM天線，其中電磁信號26包括RF信號。可 替選地和/或另外地，功率信號發(fā)生器38可以包括受控或非受控光源，因 此電磁信號26包括光信號。能量存儲裝置24可以相應地包括用于接收光 信號26并將其轉換成電力的太陽電池板裝置?？商孢x地和/或另外地，功 率信號發(fā)生器38和能量存儲裝置24可以包括分裂氣隙變壓器或適于為電 磁信號26的發(fā)送和接收提供方便的任何其它類型的磁耦合或電容耦合裝 置?？刂平M件14還包括訪問讀取器/寫入器40，該讀取器/寫入器連接到 初級訪問控制電子裝置32且配置成M條卡、智能卡和接近卡等訪問卡 42讀取數(shù)據(jù)。鎖控制組件14由電源44供電，電源44可以是例如開關模 式電源、變壓器、傳統(tǒng)或可再充電電池組或者上述的任何組合，且電源 44向初級訪問控制電子裝置32提供連續(xù)電力。鎖控制組件14可以通 網(wǎng)絡連接46連接到網(wǎng)絡(LAN、 WAN等)、相關聯(lián)的服務器和/或附加外 設并與之進行通信。鎖控制組件14可以通過任何合適的協(xié)議(例如 TCP/IP、 UDP/IP、 Inncom International, Inc.專有的P5協(xié)議等)與網(wǎng)絡 通信。連接46按照需要可以是有線的或無線的。優(yōu)選地通過射頻(RF) 通信進行控制組件14與網(wǎng)絡之間和/或控制組件14與門鎖單元12之間的 無線通信，但是可替選地和/或另外地，可以使用紅外(IR)或其它類型 的通信(例如超聲波(U/S)等)。該無線RF通信可以利用例如802.11b 射頻協(xié)議、WI-FI、藍牙⑧、802.15.4，或者任何其它合適的無線協(xié)議。現(xiàn)在參考圖l說明系統(tǒng)10的^Mt?？梢宰⒁獾剑T鎖單元12不包括 電池等獨立電源。如上所述，這有利地獲得小尺寸的門鎖單元。然而，門 鎖單元12確實需要特定的用來操作上鎖機構18、通過無線收發(fā)器28進 行通信等的電力。執(zhí)行這些功能以及更多功能所需的電力來自鎖控制組件 14的功率信號發(fā)生器38。發(fā)生器38產(chǎn)生主要包括脈沖或連續(xù)電磁發(fā)射的 電磁功率信號26。上述發(fā)射由能量存儲裝置24接收并轉換成存儲的電能。 從電磁輻射到電能的轉換是通過公知的與RFID標簽相關的操作大體相 同的方式進行的。在本發(fā)明的情況下，電能被存儲在能量存儲裝置24的 電容性電路中以供門鎖單元12的次級訪問控制電路16按需使用。系統(tǒng)10的典型操作的例子開始于將磁條卡或智能卡42插入訪問讀取 器/寫入器40的壁裝槽組件。訪問讀取器/寫入器40讀取編碼在訪問卡42 中的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)從讀取器/寫入器40發(fā)送至初級訪問控制電子裝置 32?？刂齐娮友b置32判斷該數(shù)據(jù)是否適于允許對上鎖的門的訪問。該判 斷包括例如比較所讀取的數(shù)據(jù)與本地存儲在控制電子裝置32中的數(shù)據(jù)或 通過網(wǎng)絡連接46遠程訪問的數(shù)據(jù)。如果該判斷是肯定的，則控制電子裝 置32指示喚醒信號發(fā)生器36向門鎖單元12的喚醒電路部件20發(fā)送電磁 喚醒信號36。應該注意，該喚醒信號22與由功率信號發(fā)生器38產(chǎn)生的 電磁功率信號26明顯不同。在接收到喚醒信號22時，喚醒電路20向次級訪問控制電子裝置16 發(fā)送電荷，次級訪問控制電子裝置16被喚醒和激活。喚醒信號發(fā)生器36、 發(fā)射的喚醒信號22、喚醒電路20以及所導致的門鎖單元10的激活可以 包括例如2005年1月26日提交的名為"PROXIMITY WAKE-UP ACTIVATION OF ELECTRONIC CIRCUITS"的相關美國專利申請(序 列號不可用)中所描述的那些，該申請的全部內(nèi)^過引用結合在本申請 中。 在發(fā)送喚醒信號22后，初級控制電子裝置32立即指示無線^ML器 34向次級控制電子裝置16發(fā)送無線指令，對上鎖機構18進行解鎖。如 上所述由能量存儲裝置24供電的次級控制電子裝置16通過與4^目連的無 線收發(fā)器28接收該指令，并且在接收到該指令時，次級電子裝置16觸發(fā) 致動器，該致動器使上鎖機構18解鎖。然后，次級控制電子裝置16(通 過無線札&器28、 34的路徑)向初級控制電子裝置32發(fā)回解鎖動作的確 認。影響上鎖機構18的解鎖的致動器可以具有任何合適的>^知配置且例 如可以通過現(xiàn)有的獨立部件制造，或者通過使用納米技術制造成小型化的 致動器。上迷所有動作都存儲在初級控制電子裝置32的存儲器中?？梢愿鶕?jù) 來4吏用所存儲的動作記錄。例如，可以通過連接46將該記錄發(fā)送到網(wǎng)絡 或其它裝置，或通過個人數(shù)字助理(PDA)或其它類似裝置等手持單元訪 問^玄^己錄。系統(tǒng)10可釆用多種天線配置(未示出)來方使 鎖控制組件14和門鎖 單元12之間的電磁傳輸22、 26，在適當時還有電磁傳輸30。也就是說， 例如，在鎖控制組件14中可以有單個天線分別用于喚醒和功率信號傳輸 22和26,在門鎖單元12中可以有兩個天線接收這些傳輸，并且在門鎖單和數(shù)據(jù)通信30。在這種情況下，在該配置中總共有五個天線。另一個例 子包括在鎖控制組件14和門鎖單元12中分別^f吏用單個天線來發(fā)送和/或 接收系統(tǒng)10的兩個部件12和14之間所有的電磁通信。也就是說，在這 種情況下，系統(tǒng)10僅包括兩個天線。上述操作序列的變化有許多。例如，代替基于磁條卡或智能卡訪問， 該系統(tǒng)可以釆用接近識別技術。也就是說，讀取器40可以配置成訪問并 讀取一般稱為接近卡的訪問卡42內(nèi)所存儲的數(shù)據(jù)。當該接近卡42與鎖控 制組件14足夠近時，該接近卡42由從功率信號發(fā)生器38發(fā)射的脈沖激 活。 一旦被激活，接近卡42發(fā)送標識其自身的編碼射頻響應，即包括標 識數(shù)據(jù)的RF響應。然后如以上針對處理磁條卡/智能卡數(shù)據(jù)所述，通過初 級控制電子裝置32處理并評估該響應。如果標識數(shù)據(jù)通過!Hi，那么初 級控制電子裝置32觸發(fā)與如上所勤目同的事件序列。也就是說，門鎖單 元12被激活且上鎖機構18被致動(即，被打開)。如果接近卡的標識數(shù) 據(jù)(或者如以上說明，從磁條卡或智能卡讀取的數(shù)據(jù))未通過初級控制電 子裝置32的驗證，則不給予試圖進入者訪問權。可將拒絕指示發(fā)送給試 圖進入者(例如可視的顯示、可聽見的聲音等)，且將試圖進入的記錄存儲在初級控制電子裝置32和/或通過連接46發(fā)送到網(wǎng)絡或其它裝置。電子鎖系統(tǒng)IO提供了尺寸明顯減小且結構簡化的門鎖單元12。鎖單 元12不包括電池等內(nèi)部電源，且需要的維護因此減少了許多。另外，鎖 單元12保持在可以在任意時刻激活鎖單元12且提供鎖單元12的有效功 能的狀態(tài)。圖2示出本發(fā)明的替選實施例的電子鎖系統(tǒng)100。系統(tǒng)IOO與系統(tǒng)IO 相似且包括其許多特征和設置。在此始終用 一致的附圖標記表示相同的元 件，且為了簡化，不再重新引入這些元件也不再進行不必要的說明。系統(tǒng) 100與系統(tǒng)10明顯不同之處在于前者既不包括后者的喚醒信號發(fā)生器36 也不包括后者的喚醒電路20。相反，在系統(tǒng)IOO中，通過來自能量存儲 裝置24的連續(xù)供電，次級訪問控制電子裝置16保持在持續(xù)就緒狀態(tài)。也 就是說，鎖控制組件14的功率信號發(fā)生器38連續(xù)發(fā)射電磁脈沖26,由 存儲裝置24接收該電磁脈沖26并將其轉換成用來向次級控制電子裝置 16提供連續(xù)電力的能量。電子鎖系統(tǒng)100與系統(tǒng)10相似地操作，但不包括上述喚醒/激活步驟。 也就是說，訪問讀取器40從可能ii^者的訪問卡42讀取數(shù)據(jù)；初級控制 電子裝置32,所讀取的數(shù)據(jù)的真實性；如果通過發(fā)汪，從初級控制電 子裝置32向次級控制電子裝置16發(fā)送控制信號30 (注意，不需要上電 激活次級電子裝置16;次級電子裝置16處于連續(xù)激活狀態(tài))；且次級控 制電子裝置16通過致動器對上鎖機構18進行解鎖并通過無線M器28 和34向初級電子裝置32確i人該解鎖。該系統(tǒng)有利地減小了門鎖單元112已經(jīng)較小的尺寸并通過去除喚醒 電路進一步簡化了單元112。另外，通過去除門鎖單元112激活步驟簡化 了解鎖步驟。圖3示出本發(fā)明的另一替選實施例。在圖3中，電子鎖系統(tǒng)200包括 系統(tǒng)100的所有元件并進一步包括與門鎖單元12的次級控制電子裝置16 連接的感測裝置201。該感測裝置201位于與鎖系統(tǒng)200相關聯(lián)的門的外 部鎖把手202中或連接到該外部鎖把手202。在使用中，首先將訪問卡42 呈現(xiàn)給系統(tǒng)200的讀取器40 (即，在磁條卡或智能卡的情況下插入卡或 刷卡，在接近卡的情況下將卡移到鄰近的位置)。如以上參照圖l所述， 讀取器40讀取并評估存儲在訪問卡42中的數(shù)據(jù)以判斷是否給予訪問權。 !^，可能i^v者觸摸和/或稍微轉動外部鎖把手202。對把手202的觸摸
/操作激活感測器201并因而導致內(nèi)部電路喚醒第二控制電子裝置16并 (通過如上所述的無線收發(fā)器i^ )詢問初級電子裝置32是否應該解鎖。 如果初級控制電子裝置32正從所呈現(xiàn)的訪問卡42接收合適的訪問數(shù)據(jù)， 則如關于本發(fā)明前述實施例所述，初級控制電子裝置32指示次級控制電 子裝置16解(即打開)鎖。如以上參照系統(tǒng)10所述，通it^功率信號發(fā) 生器38發(fā)射的斷續(xù)或連續(xù)的電磁功率信號26向系統(tǒng)200的門鎖單元212 提供電力。也就是說，系統(tǒng)200不必需務像前述系統(tǒng)100那樣多的電力。目前所說明的電子鎖系統(tǒng)200不包括以上參照圖1所述的喚醒裝置。 在系統(tǒng)200的該配置中，僅通過感測裝置激活門鎖單元212。然而，如果特定的應用需要，鎖系統(tǒng)200可選地可以包括喚醒裝置。 也就是說，鎖控制組件214可以包括用于選擇性地發(fā)送電磁喚醒信號22 的喚醒信號發(fā)生器36 (圖3中虛線所示)。門鎖單元212可相應地包括接 收喚醒信號22并將其轉換成激活次級訪問控制電子裝置16所使用的能量 的喚醒電路20 (也用虛線示出)。在該配置中，門鎖單元212不是如以上 關于系統(tǒng)100所述由功率信號發(fā)生器38和能量存儲裝置24連續(xù)供電。而 是當不需要單元212的操作時，門鎖單元212保持非活動狀態(tài)。在該非活 動狀態(tài)中，如以上關于系統(tǒng)10所述，通過功率信號發(fā)生器36向能量存儲 裝置24周期性地發(fā)送電磁功率信號26，該能量存儲裝置將信號26轉換 成電能并存儲該能量以便f^向門鎖單元212供電。因此在該配置中，可 以通過感測裝置201或喚醒電路20激活門鎖單元212，且當該門鎖單元 被激活時，通過存儲在存儲裝置24中的電能向該門鎖單元供電。如以上關于系統(tǒng)200所述的用于激活門鎖單元的感測裝置不限于該 特定實施例。也就是說，此處說明的任何典型實施例以及在本發(fā)明的寬范 圍之內(nèi)所構思的任何其它實施例都可以包括感測裝置，通過接觸或者操作 該感測裝置，該感測裝置激活整個或部分電子鎖系統(tǒng)。該感測裝置可以與 上述喚醒電路結合使用或者替代該喚醒電路來使用。圖4描繪了本發(fā)明另一替選實施例中的電子鎖系統(tǒng)300。系統(tǒng)300與 系統(tǒng)10相似，除了前者不需要后者的功率信號發(fā)生器，且可選地不需要 后者的喚醒信號發(fā)生器和喚醒電路。因此，對系統(tǒng)300的供電和操作與系 統(tǒng)10十分不同。系統(tǒng)300包括以上參照本發(fā)明前述實施例所說明的能量存儲裝置24。 然而，此處能量存儲裝置24從與系統(tǒng)300相關聯(lián)的門部件302 ;feO^連接 的發(fā)電機301接收能量，門部件的例子如門的把手或鉸鏈等。通過門部件 302的移動來激勵該發(fā)電機301，且發(fā)電機301能夠向能量存儲裝置24提 供足以將所需的電荷給予裝置24的電能。因此，門鎖單元312具有所需 的存儲在能量存儲裝置24中的可用電力。發(fā)電機301從門部件302的單 次激勵產(chǎn)生足夠的電能以允許對門鎖單元312進行多次操作，即多次ii/v 該門。系統(tǒng)300與前述本發(fā)明實施例類似地操作，但是不需要喚醒和功率信 號產(chǎn)生、發(fā)送和接收過程。相反，通過能量存儲裝置24和發(fā)電機301的 相互作用在內(nèi)部向系統(tǒng)300供電。也就是說，通itj^電機301的動作使能 量存儲裝置24保持有電狀態(tài)。在使用系統(tǒng)300時，發(fā)電機301還觸發(fā)存儲裝置24來喚醒非活動的 鎖單元312。也就是說，當^Mt門部件302時，發(fā)電機301被激勵，并向 能量存儲裝置24發(fā)送功率信號，從而使該功率信號得以接收和存儲。如 以下更詳細說明的，能量存儲裝置24包括分立邏輯元件，響應于發(fā)電機 功率信號，該邏輯元件向次級控制電子裝置16發(fā)送激活信號，該激活信 號喚醒并激活該次級控制電子裝置16。例如，可以如下4吏用系統(tǒng)300?？赡苓M入者首先將他/她的訪問卡42 呈現(xiàn)給控制組件314，控制組件314試圖驗證該^者的憑證。在呈現(xiàn)訪 問卡42之后，ii^者操縱門部件302，例如門把手，并激活發(fā)電機301, 發(fā)電機301將功率信號發(fā)送到能量存儲裝置24。該功率信號由存儲裝置 24接收，且如上所述，在存儲裝置中被轉換成存儲的能量。此外，響應 于上述功率信號，能量存儲裝置24喚醒鎖單元312。在訪問卡42通過驗 證后，控制組件314通過無線收發(fā)器34和28將"解鎖"信號30發(fā)送到 喚醒的鎖單元312，然后該鎖單元312對上鎖機構18進行解鎖，并通過 4UC器向控制單元314確認該解鎖。如上所述，在該實施例中，系統(tǒng)300不需要喚醒信號發(fā)生器、喚醒電 路，也不需要例如關于系統(tǒng)10所述的功率信號發(fā)生器。然而，如果需要， 系統(tǒng)300可選地可以釆用喚醒裝置。也就是說，鎖控制組件314可以包括 喚醒信號發(fā)生器36 (圖4中虛線所示)，且門鎖單元312相應地可以包括 喚醒電路20,該喚醒電路用于^jt生器36接收電磁喚醒信號22并將該 信號22轉換成用來激活次級控制電子裝置16的電能，如參照本發(fā)明其它 實施例所述。例如，除了如上所述使用發(fā)電機301來喚醒鎖單元312,或者作為其 替選，還可以采用喚醒信號發(fā)生器36和喚醒電路20。也就是說，可能進
入者將他/她的訪問卡42呈現(xiàn)給控制組件314，控制組件314在驗證后通 過發(fā)生器36將電磁喚醒信號22發(fā)送到鎖單元312。喚醒電路20接收信 號22并喚醒次級訪問控制電子裝置16。然后，控制組件314通過無線收 發(fā)器34和28向次級控制電子裝置16發(fā)送"解鎖"信號30。響應于該信 號30,控制電子裝置16對上鎖機構18進行解鎖并向控制組件314確認 該解鎖。 一旦被喚醒，鎖單元312從能量存儲裝置24取得工作電力。如 上所述，通過發(fā)電機301的動作來對存儲裝置24充電。也就是說，當可 能進入者向控制組件314呈現(xiàn)他/她的訪問卡42時，他/她將操縱門部件 302并從而激勵發(fā)電機301，使發(fā)電機301將其功率信號發(fā)送到能量存儲 裝置24，該能量存儲裝置24將該信號轉換成用于現(xiàn)在或以后操作鎖單元 312的存儲能量。另夕卜，電子鎖系統(tǒng)300的門鎖單元312還可以包括連接到能量存儲裝 置24和/或次級訪問控制電子裝置16的電源303 (也以虛線示出)。電源 303包括備用電源，且可以是傳統(tǒng)或可再充電電池或電池組。如果備用電 源303是可再充電電池組或存儲電力的任何合適的裝置，則發(fā)電機301 也連接到該電源303以在發(fā)電機301工作時對該電源303充電。(該關系 在圖4中以虛線示出)。因此，例如，當發(fā)電機301的兩次激勵之間經(jīng)過 較長的時間段且能量存儲裝置上的電荷相應地耗散的情況下，可以通過電 源303來補充電荷。可替選地，當電源303直接連接到次級控制電子裝置 16時，可以將電力直接提供給電子裝置16以對其進行激活和操作。針對系統(tǒng)300所說明的發(fā)電機和電源特征當然不限于本發(fā)明的該實 施例。這些特征可以單獨或相結合地應用于此處說明的其它實施例以及在 本發(fā)明的寬范圍內(nèi)構思的那些附加實施例。以上參照系統(tǒng)10、 100和200所說明的能量存儲裝置24還包括檢測 功率信號發(fā)生器38發(fā)射的電磁功率信號26并響應于所檢測的接收的功率 信號26的特征變化來喚醒次級訪問控制電子裝置16的可選功能。信號特 征的變化包括功率信號26的終止、暫時中止及其調制變化中的至少一種。在本發(fā)明的該實施例中，能量存儲裝置24的分立邏輯元件檢測功率 信號26的特征變化，且響應于該特征變化來喚醒門鎖單元12。 一^g^t喚 醒，門鎖單元12可如以上關于本發(fā)明的前述實施例所述而工作。例如，能量存儲裝置可檢測到功率信號26的終止。當檢測到功率信 號26的終止時，能量存儲裝置24喚醒次級電子裝置16，該次級電子裝 置16然后通過無線^器28向鎖控制組件14、 214，和/或直接向
網(wǎng)絡46和/或外設(見以下討論)發(fā)送消息。該消息可以是例如功率信號 26已停止以及系統(tǒng)10、 100、 200需要維護的警報。在另一個例子中，功率信號26的暫時中止可用來有目的地喚醒次級 電子裝置16。也就是說，除了上述喚醒信號/喚醒電路例程之外或作為其 替選，還可以通過發(fā)生器38有目的地暫時中止功率信號26。能量存儲裝 置24檢測到該中止，且作為響應，喚醒并激活鎖12、 112、 212的次級電 子裝置16。然后，鎖12如以上在各實施例中所述工作。同樣地，可以改變對功率信號26的調制以便用信號通知能量存儲裝 置24喚醒鎖12、 112、 212。也就是說，該變化可以被能量存儲裝置24 的分立邏輯元件檢測到，并且響應于該變化，上述分立邏輯元件將鎖喚醒， 然后可以按照需要來操作該鎖。返回圖4的電子鎖系統(tǒng)300，能量存儲裝置24中的分立邏輯元件可 用來檢測相繼的通過激勵發(fā)電機301發(fā)送到存儲裝置24的功率信號之間 的時間段的延長。能量存儲裝置24還可用來險測其存儲能量何時達到預 定最小值。在檢測到達到預定最小值的情況下，能量存儲裝置24可喚醒 次級電子裝置16，從而激活門鎖單元312,并允許其操作和/或通信。該 通信例如可以是發(fā)送系統(tǒng)300需要維護的消息。此外，在檢測到達到預定 最小值時，裝置24另外或者可替選地從電源303取得電力。目前作為例子已經(jīng)說明了鎖裝置12、 112、 212、 312的無線收發(fā)器 28，該無線收發(fā)器28被配置成與對應的鎖控制組件14、 114、 214、 314, 且尤其與初級訪問控制電子裝置32的無線4UL器34以無線方式通信和/ 或交換數(shù)據(jù)。另外和/或可替選地，如圖1 4所示，無線收發(fā)器28可以設 置成與裝置50通信，裝置50不是鎖控制組件的直接部件。該裝置50可 以包括例如溫度調節(jié)裝置、置頂盒、照明控制模塊、電話/控制控制臺或 者輔助通信裝置。此外，無線收發(fā)器28可被配置成以直接方式與網(wǎng)絡無 線交互，而不與鎖控制組件通過接口連接。在又一典型實施例中，可以將門鎖單元IO、 100、 200和300的次級 訪問控制電子裝置16配置成與裝置52進行通信，該裝置52例如布置在 門鎖單元或者門鎖單元所在的門內(nèi)的其它地方。該裝置52包括例如視覺、 聽覺或觸覺信號裝置、相機、另一通信裝置等。次級訪問控制電子裝置 16可以通過任何合適的有線或無線裝置與裝置52交互。在采用無線裝置 的情況下，次級訪問控制電子裝置16可通過無線札義器28與裝置52通 信。可以通過能量存儲裝置24對裝置52供電，或者裝置52包括自身的
電源?？梢酝ㄟ^喚醒電路20或其自身的類似喚醒電路裝置或通過剛剛說 明的能量存儲裝置24激活裝置52。當然，本發(fā)明預期了這些和另外討論 的典型實施例的各種組合和修改。此處通過例子說明了對電子鎖系統(tǒng)的訪問，該訪問包括涉及到磁條 卡、智能卡和接近卡的標識卡訪問技術。然而，本發(fā)明的電子鎖系統(tǒng)不限 于上述卡訪問配置。例如，可能進入者可通過鑰匙、鍵區(qū)、觸摸板或屏幕， 或者通過指紋掃描、視網(wǎng)膜掃描等生物識別手段，或者任何其它已知的或 可設想的訪問手段、技術或憑證來試圖訪問電子鎖系統(tǒng)。圖5示出本發(fā)明另一實施例中的電子鎖系統(tǒng)400。該系統(tǒng)400包括位 于門404內(nèi)的門鎖單元402，且進一步包括以上關于電子鎖系統(tǒng)IO、 100、 200和300討論的功率信號發(fā)生器38。功率信號發(fā)生器38位于門鎖單元402和門404的外部。通過電源44 對功率信號發(fā)生器38供電，電源44如前所述可以是開關模式電源、變壓 器、傳統(tǒng)或可再充電電池組或上述的任何組合。門鎖單元402包括訪問控制電子裝置406，該裝置包括微處理器(未 示出)和致動器(未示出)，該致動器連接到上鎖機構18且能夠選擇性地 將上鎖機構18致動到鎖定和解鎖位置。門鎖單元402還包括連接到訪問 控制電子裝置406的訪問讀取器/寫入器40。訪問讀取器/寫入器40被配 置成從訪問卡42讀取訪問憑證(例如來自磁條卡、智能卡、接近卡等的 數(shù)據(jù))，將該數(shù)據(jù)發(fā)送到訪問控制電子裝置406，且提示門鎖單元402有 潛在i^者嘗試訪問(如以下進一步的討論)。訪問控制電子裝置406配 置成處理訪問讀取器/寫入器40所讀取的訪問憑證，并判斷是否允許訪問。 該判斷涉及例如將所讀取的訪問憑證與本地存儲在訪問控制電子裝置 406中的存儲數(shù)據(jù)進行比較。系統(tǒng)400的門鎖單元402還包括連接到訪問控制電子裝置406和訪問 讀取器/寫入器40的能量存儲裝置24 (例如超電容器)。如以上詳細i兌明 的，能量存儲裝置24被配置成從功率信號發(fā)生器38接收電磁信號26， 并進一步被配置成將這些信號26轉換成以電容方式存儲的能量。存儲在 存儲裝置24中的能量被選擇性地提供給訪問控制電子裝置406作為工作 電力。存儲裝置24還包括分立邏輯元件，該邏輯元件在嘗試訪問時從訪 問讀取器/寫入器40接收信號，并且響應于該信號來喚醒訪問控制電子裝 置406。
功率信號發(fā)生器38連續(xù)地或間斷地將功率信號26發(fā)送到能量存儲裝 置24，使得裝置24保持有電且能夠在需要時向訪問控制電子裝置406提 供工作電力。訪問控制電子裝置406保持處于非活動、低功耗狀態(tài)(如之 前關于鎖12、 112、 212和312所述)，直到被能量存儲裝置24喚醒。系統(tǒng)400的典型操作的例子開始于可能i^v者通過刷訪問卡42、將 訪問卡42插入讀取器40或使卡42靠近讀取器40來向訪問讀取器/寫入 器40呈現(xiàn)訪問卡42。訪問讀取器/寫入器40感測到該訪問嘗試并將合適 的信號發(fā)送至能量存儲裝置24，作為響應，該能量存儲裝置24喚醒訪問 控制電子裝置406?；旧贤瑫r，訪問讀取器/寫入器40讀取訪問卡42 所呈現(xiàn)的潛在ii^者的訪問憑證，并且將相應的數(shù)據(jù)發(fā)送至喚醒的訪問控 制電子裝置406。控制電子裝置406通過比較該所讀取的數(shù)據(jù)與本地存儲 在訪問控制電子裝置406中的數(shù)據(jù)來判斷該數(shù)據(jù)是否適于允許進入門 404。如果判斷結果是肯定的，則訪問控制電子裝置406對上鎖機構18進 行解鎖并允許進入者^。在一個替選實施例中，門鎖單元402保持在持續(xù)的激活和就緒狀態(tài)。 也就是說，在該替選實施例中，訪問控制電子裝置406不需要喚醒激活。 而是能量存儲裝置24向訪問控制電子裝置406連續(xù)地提供工作電力。相 應地，功率信號發(fā)生器38連續(xù)地或間斷地提供信號26以維持能量存儲裝 置24上的必要電荷，從而向門鎖單元402提供連續(xù)的工作電力。在該實 施例中，通過訪問讀取器/寫入器40讀取可能ii^者的訪問嘗試，并將訪 問憑證直接發(fā)送到活動的訪問控制電子裝置406以評估該憑證，并允許或 者拒絕對門204的訪問。也就是i兌，在該實施例中，訪問控制電子裝置 406的喚醒是不需要的。電子鎖系統(tǒng)400可以包括前述實施例中的特征和元件。例如，門鎖單 元402可以包括電子鎖系統(tǒng)200的感測裝置201和把手202。另外和/或可 替選地，門鎖單元402可以包括系統(tǒng)300的發(fā)電機301和門部件302。此夕卜，電子鎖系統(tǒng)400可選地可以包括圖5中虛線示出的關于前述實 施例所討論的無線收發(fā)器28。訪問控制電子裝置406可以通過無線^ 器28與位于門404外部的裝置50以無線方式通信，鎖系統(tǒng)400 i殳置在門 404內(nèi)。如上所述，裝置50可以是門外的任何裝置或多個裝置，且可以 例如包括溫度調節(jié)裝置、置頂盒、照明控制模塊、電話/控制控制臺和輔 助通信裝置等中的至少一個。另外和/或可替選地，訪問控制電子裝置406 可以通過無線^iL器28與圖5中圖示的網(wǎng)絡51以無線方式通信。網(wǎng)絡51可以是與安裝有門404和鎖系統(tǒng)400的多單元住所相關聯(lián)的任何類型 的網(wǎng)絡。例如，網(wǎng)絡51可以包括多單元建筑的中央電子鎖控制系統(tǒng) (central electronic lock control system, CELS )骨干網(wǎng)、因特網(wǎng)等。上 面已經(jīng)討論了無線收發(fā)器支持該通信并為該通信提供方便的方式和模式， 因此不再贅述。盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，本領域技術人員應該理解， 在不脫離本發(fā)明范圍的條件下，可以進行各種變化，并且本發(fā)明中的元件 可以用等同物替代。另外，在不脫離本發(fā)明的實質范圍的情況下，可以做 出許多修改來使特定情況或事項適于本發(fā)明的宗旨。因此，本發(fā)明不限于 作為為實現(xiàn)本發(fā)明而構思出來的最佳模式而公開的特定實施例，相反，本發(fā)明包括落入所附權利要求范圍內(nèi)的所有實施例。而且，使用^^I第一、 第二等并不表示任何順序或重要性，而只是用來將一個元件與另一個元件區(qū)別開來。
權利要求
1.一種電子鎖系統(tǒng)，包括設置于門內(nèi)的電子鎖；以及與門鄰近而設置的控制器；其中，所述控制器包括訪問裝置，通過所述訪問裝置可以訪問所述電子鎖；以及其中，所述控制器設置成以無線方式與所述電子鎖通信且以無線方式向所述電子鎖提供電力。
2. 根據(jù)權利要求l所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述控制器設置成產(chǎn) 生無線激活信號，其中，響應于所述激活信號而激活所述電子鎖，且因此 所述電子鎖變?yōu)榭蓳呑鞯摹?br> 3. 根據(jù)權利要求2所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述控制器包括用于 產(chǎn)生所述無線激活信號的喚醒信號發(fā)生器，且所述電子鎖包括用于接收所能的喚醒電路。
4. 根據(jù)權利要求2所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述控制器設置成在 所述控制器驗證了所述訪問裝置所讀取的用戶數(shù)據(jù)時產(chǎn)生所述無線激活 信號。
5. 才艮據(jù)權利要求4所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述訪問裝置配置成 從用戶呈現(xiàn)給所述訪問裝置的訪問卡讀取所述用戶數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述訪問卡包括磁條 卡、智能卡和接近卡中的至少一種。
7. 根據(jù)權利要求l所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述控制器進一步設 置成產(chǎn)生無線功率信號，且其中，所述電子鎖響應于所述功率信號而被供 電。
8. 根據(jù)權利要求7所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述電子鎖包括能量 存儲裝置，所述能量存儲裝置設置成接收所述功率信號并將所述功率信號 轉換成存儲的電能。
9. 根據(jù)權利要求8所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述能量存儲裝置包 括電容器。
10. 根據(jù)權利要求7所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述功率信號包括以 脈沖或連續(xù)方式產(chǎn)生的電磁發(fā)射。
11. 根據(jù)權利要求8所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，當所述電子鎖變?yōu)榭?操作時，通過所述存儲的電能向所述電子鎖供電。
12. 根據(jù)權利要求7所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述門包括多單元建 筑的單個單元的門，且其中，所述控制器連接到與多單元建筑相關聯(lián)的網(wǎng)絡。
13. 根據(jù)權利要求l所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述電子鎖包拾沒置 成感測對門的操作的感測裝置，其中，所述電子鎖響應于感測到所述對門 的^Mt而被激活，且因此所述電子鎖變?yōu)榭刹僮鞯摹?br> 14. 根據(jù)權利要求13所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所ii^J"門的操作包 括以下操作中的至少 一種接觸所述電子鎖的外部把手和操縱所述電子鎖 的外部把手。
15. 根據(jù)權利要求l所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述控制器通過向所 述電子鎖選擇性地發(fā)送無線信號來向所述電子鎖提供所述電力，其中，所 述電子鎖配置成接收所述無線信號，將所述無線信號轉換成電能，并將所 述電能用于以下操作中的至少一種激活所述電子鎖以使所述鎖可操作和 當所述鎖可操作時操作所述電子鎖。
16. —種電子鎖系統(tǒng)，包括 設置于門內(nèi)的電子鎖；以及與門鄰近而設置的控制器，所述控制器連接到用于向所述控制器提供 電力的電源；其中，所述控制器包括訪問裝置，通過所述訪問裝置可以訪問所述電 子鎖；所述控制器設置成與所述電子鎖以無線方式通信； 所述電子鎖包括用于向所述鎖提供電力的發(fā)電機。
17. 根據(jù)權利要求16所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，對門部件的操縱驅 動所iOL電機向所述電子鎖提供所述電力。
18. 根據(jù)權利要求16所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述門部件包括門 把手和門鉸鏈中的至少一個。
19. 根據(jù)權利要求16所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述電子鎖還包括 能量存儲裝置，用于接收并存儲所述發(fā)電M供的能量。
20. —種操作設置于門內(nèi)的電子鎖的方法，所述方法包括向與門鄰近而設置的控制器的訪問裝置呈現(xiàn)訪問卡，所述訪問卡包括 存儲的標識數(shù)據(jù)；所述控制器處理所述標識數(shù)據(jù)；當所述標識數(shù)據(jù)可接受時所述控制器產(chǎn)生無線激活信號；將所述激活信號發(fā)送到所述電子鎖；以及響應于所述激活信號激活所述電子鎖并使所述電子鎖可操作；其中當所述電子鎖可操作時，通過來自所述電子鎖的存儲裝置的能量 向所述電子鎖供電，其中通過由所述控制器產(chǎn)生的無線信號對所述存儲裝 置充電。
21. 根據(jù)權利要求l所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述電子鎖配置成與 網(wǎng)絡和房間裝置中的至少 一個進行無線通信。
22. 根據(jù)權利要求8所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述能量存儲裝置配 置成檢測所述功率信號的變化并響應于所述變化來激活所迷鎖。
23. 根據(jù)權利要求22所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述變化包括所述 功率信號的終止、所述功率信號的暫時中止和所述功率信號的調制的變化 中的至少一個。
24. 根據(jù)權利要求16所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述電子鎖配置成 與網(wǎng)絡和房間裝置中的至少 一個進行無線通信。
25. 根據(jù)權利要求19所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述能量存儲裝置 配置成檢測相繼的所述發(fā)電機向所述鎖提供電力的事件之間的時間段的 延長，且其中，所述能量存儲裝置進一步配置成響應于所述時間段的延長 來激活所述鎖和/或響應于所述時間段的延"^替選電源取得電力。
26. 根據(jù)權利要求20所述的方法，進一步包括 所述存儲裝置檢測所述無線信號的變化；以及 響應于所述變化來激活所述電子鎖并使所述電子鎖可操作。
27. 根據(jù)權利要求26所述的方法，其中，所述變化包括所述功率信 號的終止、所述功率信號的暫時中止和所述功率信號的調制的變化中的至 少一個。
28. —種電子鎖系統(tǒng)，包括設置于門內(nèi)的電子鎖，包^it問裝置，通過所述訪問裝置可以訪問所 述鎖；以及設置于門外的功率信號發(fā)生器，配置成以無線方式向所述電子鎖提供 電力。
29. 根據(jù)權利要求28所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述訪問裝置i殳置 成檢測可能進入者的訪問憑證，所述電子鎖還包括控制器，配置成發(fā)汪所 述訪問憑證并對所述電子鎖進行上鎖和解鎖。
30. 根據(jù)權利要求29所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述電子鎖還包括 能量存儲裝置，設置成從所述功率信號發(fā)生器接收功率信號，并將所述功 率信號轉換成存儲的電能。
31. 根據(jù)權利要求30所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述能量存儲裝置 包括電容器，且其中，所述功率信號包括以脈沖方式產(chǎn)生的電磁發(fā)射。
32. 根據(jù)權利要求30所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述能量存儲裝置 設置成響應于所述訪問裝置對所述訪問憑證的檢測來激活所述電子鎖，且 因此所述電子鎖變?yōu)榭刹僮鞯摹?br> 33. 根據(jù)權利要求28所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述門包括多單元 建筑的單個單元的門，且其中，所述鎖設置成與門外的裝置進行無線通信。
34. 根據(jù)權利要求33所述的電子鎖系統(tǒng)，其中，所述門外的裝置包 括與門鄰近而設置的裝置、設置于所述單個單元內(nèi)的裝置以及網(wǎng)絡中的至 少一種。
全文摘要
一種電子鎖系統(tǒng)，包括設置于門內(nèi)的電子鎖和設置于門外的用于以無線方式向電子鎖提供電力的裝置。
文檔編號G07C9/00GK101156177SQ200680008279
公開日2008年4月2日 申請日期2006年2月7日 優(yōu)先權日2005年3月17日
發(fā)明者杜安·W·布金厄姆, 格雷戈里·F·舍雷爾, 菲利普·A·羅斯利 申請人:因科國際有限公司