一種無線智能開關及其操作方法與流程
2023-09-18 09:05:45 2
本發明涉及安防領域及智能家電等領域，更具體的說，涉及一種無線智能開關及其操作方法。
背景技術：
市面上很多門禁、密碼箱採用無線開關來控制其開啟或關閉，增加了鎖具的安全性。現有的無線開關一般都是將開鎖信息植入鎖具當中，在匹配IC卡的密鑰信息後開鎖。這種鎖具的主要缺點在於，無線讀卡器一直在工作(放射驗證信號)，浪費能源，並且IC卡不能方便編設控制參數，有的還比較容易被複製，安全性和智能性低。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種能節約能源、提高安全性和智能性的無線智能開關及其操作方法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種無線智能開關，所述無線智能開關包括能接受無線電能的電源模塊，與電源模塊耦合的用於驗證無線密鑰信息的驗證模塊，與驗證模塊和電源模塊耦合的可讀取外部無線參數信息的處理控制模塊；所述電源模塊從外部獲得無線電能後啟動驗證模塊，外部傳輸過來的密鑰信息驗證通過後啟動處理控制模塊，所述處理控制模塊接收外部的無線參數信息後生成動作指令，被控設備根據動作指令完成相應的動作。進一步的，所述無線智能開關還包括可控開關模塊和可選的用於供電的儲能模塊，所述儲能模塊通過可控開關模塊分別耦合到驗證模塊和處理控制模塊；可控開關模塊的控制端分別耦合到電源模塊和處理控制模塊；當電源模塊獲得無線電能後啟動可控開關模塊，當處理控制模塊完成無線參數信息的接收和處理後控制可控開關模塊或被控設備。進一步的，所述電源模塊包括感應線圈；所述驗證模塊包括接收射頻信號的天線、與天線耦合的驗證模塊；所述處理控制模塊分別跟天線和驗證模塊耦合；驗證模塊從天線接收密鑰信息，驗證通過後啟動處理控制模塊，所述處理控制模塊再從天線讀取無線參數信息。進一步的，所述電源模塊包括感應線圈；所述驗證模塊包括接收射頻信號的天線、與天線耦合的驗證模塊；所述處理控制模塊分別跟天線和驗證模塊耦合；驗證模塊從天線接收密鑰信息，驗證通過後啟動處理控制模塊，所述處理控制模塊再從天線讀取無線參數信息。進一步的，所述處理控制模塊包括智能器件。進一步的，所述無線智能開關還包括可控開關模塊和可選的用於供電的儲能模塊，所述儲能模塊通過可控開關模塊分別耦合到驗證模塊和處理控制模塊；可控開關模塊的控制端分別耦合到電源模塊和處理控制模塊；所述處理控制模塊包括單片機；當電源模塊獲得無線電能後啟動驗證模塊，驗證通過後啟動處理控制模塊，當處理控制模塊完成無線參數信息的接收和處理後控制可控開關模塊或被控設備；所述電源模塊包括感應線圈、與感應線圈耦合的驗證模塊；所述處理控制模塊分別跟感應線圈和驗證模塊耦合；驗證模塊從感應線圈接收能量和密鑰信息，驗證通過後啟動處理控制模塊，所述處理控制模塊再從感應線圈讀取無線參數信息。一種如本發明所述無線智能開關的操作方法，包括步驟：電源模塊從外部獲得無線電能後啟動驗證模塊，驗證模塊獲取密鑰信息進行驗證；如果驗證通過，啟動處理控制模塊，處理控制模塊接收外部的無線參數信息後生成動作指令，動作指令發往被控設備。進一步的，所述電源模塊通過感應線圈在外部的交變磁場中產生電能。進一步的，所述驗證模塊通過射頻方式接收密鑰信息。進一步的，所述無線智能開關還包括可控開關模塊和可選的用於供電的儲能模塊，所述儲能模塊通過可控開關模塊分別耦合到驗證模塊和處理控制模塊；可控開關模塊的控制端分別耦合到電源模塊和處理控制模塊；當電源模塊獲得無線電能後啟動可控開關模塊，當處理控制模塊完成無線參數信息的接收和處理後控制可控開關模塊或被控設備。本發明由於將電源模塊和密鑰信息集成到移動電子設備中，而固定在被控設備側的無線智能開關在非打卡狀態下不會工作。當需要打卡時，準備開鎖的人員需要將本發明特殊要求的的移動電子設備(如NFC手機或RFID讀寫器)放置在無線智能開關上，移動電子設備中的供電模塊給無線智能開關的電源模塊供電，同時通過無線方式將密鑰信息發出，電源模塊啟動驗證模塊讀取密鑰信息，如果驗證通過，則開啟門鎖等被控設備。由於本發明的無線智能開關在非打卡狀態沒有通電，因此不會產生能耗，達到節約能源的目的。另外，密鑰信息需要集成到移動電子設備上，這就需要重新改造現有的移動電子設備的軟體或硬體，技術門檻和成本門檻都比較高，不容易仿造，提高了門鎖的安全性。附圖說明圖1是本發明實施例一無線智能開關的原理示意圖；圖2是本發明實施例一無線智能開關感應線圈和天線集成的原理示意圖；圖3是本發明實施例二無線智能開關的開鎖方法流程示意圖。其中：10、手機；11、SIM卡；12、射頻通信單元；13、電磁模塊；20、無線智能開關；21、天線；22、驗證模塊；23、感應線圈；30、單片機；40、馬達；50、門鎖。具體實施方式本發明公開一種無線智能開關。無線智能開關包括能接受無線電能的電源模塊，與電源模塊耦合的用於驗證無線密鑰信息的驗證模塊，與驗證模塊和電源模塊耦合的可讀取外部無線參數信息的處理控制模塊；所述電源模塊從外部獲得無線電能後啟動驗證模塊，外部傳輸過來的密鑰信息驗證通過後啟動處理控制模塊，處理控制模塊接收外部的無線參數信息後生成動作指令，被控設備根據動作指令完成相應的動作。無線智能開關可選用近場通信的方式進行控制，比如，通過NFC手機或RFID讀寫設備發出的無線能量來啟動設備。無線智能開關的的開啟、休眠或關閉是通過處理控制模塊根據外部無線參數信息來控制的。為了增加安全性能，可以通過NFC手機或RFID讀寫設備修改設備密碼，並設置黑名單。本發明利用移動電子設備的電源發射模塊，並將密鑰信息集成到行動裝置中，而固定在被控設備側的無線智能開關在非打卡狀態下不會工作。當需要打卡時，準備開鎖的人員將本發明所需要的特定移動電子設備(如NFC手機或RFID讀寫設備)放置在無線智能開關上，移動電子設備中的供電模塊給無線智能開關的電源模塊供電，同時通過無線方式將密鑰信息發出，電源模塊啟動驗證模塊讀取密鑰信息，如果驗證通過，則開啟門鎖等被控設備。由於本發明的無線智能開關在沒有收到NFC手機或RFID讀寫設備發出的無線能量和信號之前，整個系統是不耗電或休眠低功耗的，因此達到節約能源的目的。另外，密鑰信息需要集成到移動電子設備上，這就需要重新改造現有的移動電子設備，技術門檻和成本門檻都比較高，不容易仿造，提高了門鎖的安全性。下面結合附圖和較佳的實施例對本發明作進一步說明。實施例一本實施方式的無線智能開關包括能接受無線電能的電源模塊，與電源模塊耦合的用於驗證無線密鑰信息的驗證模塊，與驗證模塊和電源模塊耦合的可讀取外部無線參數信息的處理控制模塊。當無線智能開關需要較大功率驅動時，無線智能開關還可以增加可控開關模塊和用於供電的儲能模塊，儲能模塊優先蓄電池，也可以採用外部的其它有線電源。儲能模塊通過可控開關模塊分別耦合到驗證模塊和處理控制模塊；可控開關模塊的控制端分別耦合到電源模塊和處理控制模塊；處理控制模塊的智能器件可以選用單片機等可編程晶片，也可以選用程序固定的邏輯晶片；電源模塊包括感應線圈；驗證模塊包括接收射頻信號的天線、與天線耦合的驗證模塊；處理控制模塊分別跟天線和驗證模塊耦合；驗證模塊從天線接收密鑰信息，驗證通過後啟動處理控制模塊，處理控制模塊再從天線讀取無線參數信息，然後生成動作指令控制被控設備。當電源模塊獲得無線電能後啟動可控開關模塊，當處理控制模塊完成無線參數信息的接收和處理後根據接收到的指令控制可控開關模塊或被控設備。被控設備可以是鎖具，如門禁、保險箱、密碼箱包的鎖具；也可以是普通的家電產品，如冰箱、洗衣機、空調等，只要能進行控制的電子設備都能適用於本發明的鎖具或智能開關。提供無線電能和無線參數信息的模塊可以集成到手機、平板電腦、智能手錶、智能戒指或掌上遊戲機等移動電子設備中。無線智能開關可以集成到被控設備中，該無線智能開關無源、帶密碼驗證。它可和手機進行無線傳遞參數(如NFC方式)，通過手機NFC傳遞的參數控制設備的一系列複雜動作。如圖1所示，以手機10為例，手機10都設有SIM卡11，SIM卡11對應有唯一的手機10號碼，那麼可以以手機10號碼作為密鑰信息，這樣既簡化了設計，又能確保足夠的安全性。在現有的手機10上增加電磁模塊13和射頻通信單元12，電磁模塊13產生交變磁場，射頻通信單元12讀取SIM卡11的密鑰信息，然後通過射頻方式發射出去。相應的，無線智能開關20設置感應線圈23作為電源模塊；其驗證模塊包括接收射頻信號的天線21、與天線21耦合的驗證模塊22；無線智能開關還包括與驗證模塊22耦合的單片機30，與單片機耦合的、用於驅動門鎖50的馬達40。當然，也可以如圖2所示，將天線的功能集成到感應線圈中，驗證模塊和處理控制模塊從感應線圈得到能量後再從感應線圈中讀取無線參數信息。整個控制過程中，被控設備是一種被動狀態，被手機NFC等激活後才工作，無需主動尋卡。即除了通過手機的無線電源模塊獲取能量，再通過射頻通信(RF)交換數據密碼驗證等特點。除此之外，和普通的IC卡鎖相比，本手機還可隨時預設參數，並將該參數傳遞給設備。比如，可以通過預先在手機裡設置參數，控制家裡的燈開啟並在2小時後自動熄滅。或控制洗衣機3小時後自動開啟，參數裡還含有預設的洗衣的模式。本實施方式還公開一種如本發明無線智能開關的操作方法，包括步驟：電源模塊從外部獲得無線電能後啟動驗證模塊，驗證模塊獲取密鑰信息進行驗證；如果驗證通過，啟動處理控制模塊，處理控制模塊接收外部的無線參數信息後生成動作指令，通過動作指令控制開關或被控設備。電源模塊通過感應線圈在外部的交變磁場中產生電能；驗證模塊通過射頻方式接收密鑰信息。無線智能開關還包括可控開關模塊和可選的用於供電的儲能模塊，儲能模塊通過可控開關模塊分別耦合到驗證模塊和處理控制模塊；可控開關模塊的控制端分別耦合到電源模塊和處理控制模塊；當電源模塊獲得無線電能後啟動可控開關模塊，當處理控制模塊完成無線參數信息的接收和處理後控制可控開關模塊或被控設備。實施例二如圖3所示，本發明還公開一種採用本發明無線智能開關的開鎖方法，無線智能開關還包括單片機和馬達，開鎖方法包括步驟：A、啟動開鎖程序，將電源模塊的電能傳遞到無線智能開關的電源模塊；識別模塊通過無線方式發射密鑰信息；B、電源模塊啟動驗證模塊，驗證模塊獲取密鑰信息進行驗證，如果驗證通過，開啟門鎖。步驟A包括：電源模塊產生交變磁場，電源模塊通過感應線圈在交變磁場中產生電能；識別模塊通過射頻方式發射密鑰信息。步驟B包括：驗證模塊通過天線接收射頻信號；並通過與天線耦合的驗證模塊驗證密鑰信息；通過驗證後，單片機控制馬達動作，驅動門鎖開啟。本實施方式的移動電子設備為NFC手機，該NFC手機包括無線發射模塊和給外部電子設備供電的無線供電模塊，與無線發射模塊耦合的存儲有密鑰信息的識別模塊耦合和存儲有控制指令的指令發送模塊；無線供電模塊啟動時，指令發送模塊的控制指令和識別模塊的密鑰信息通過無線發射模塊傳遞到外部受控的電子設備(即被控設備)。當然本發明的移動電子設備可以是平板電腦、智能手錶、智能戒指或掌上遊戲機、RFID讀寫設備等。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。