專利名稱:具有超級電容器的數(shù)字門鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字門鎖，更具體地，涉及一種具有超級電容器的數(shù)字門鎖，其中該超級電容器可用作緊急電源。
背景技術(shù)：
通常，門鎖安裝在例如住宅、公寓以及辦公室等處的門上，以防止未授權(quán)的外來者侵入房屋內(nèi)。
鎖定裝置安裝在門鎖上，使得門不能隨意從外部打開。使用鑰匙來閉鎖或開鎖的機械門鎖是最普通的門鎖。但是，機械門鎖結(jié)構(gòu)簡單，安全性脆弱。
為了解決此問題，廣泛地使用數(shù)字門鎖，數(shù)字門鎖利用密碼、指紋識別或者卡片識別來操作螺線管電磁體和離合器，進行閉鎖或開鎖。
數(shù)字門鎖在門內(nèi)有電池，以操作其電子元件。但是，如果電池耗盡，就難以從外部將門打開。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題而設(shè)計的。因此本發(fā)明的目的是提供一種當(dāng)門鎖中所用的電池完全耗盡時，能夠產(chǎn)生并供應(yīng)緊急電能的門鎖。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種數(shù)字門鎖，該數(shù)字門鎖包括電源，用于在平時供應(yīng)電能；鑰匙識別裝置，用于接收從外部打開門鎖所需的鑰匙；門鎖開/關(guān)裝置，用于通過比較從所述鑰匙識別裝置輸入的鑰匙與存儲在該門鎖開/關(guān)裝置中的鑰匙來開/關(guān)門鎖；緊急電能產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生緊急電能，并控制所產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為多個電容器充電所需的電能；以及電容器單元，設(shè)置有多個電容器，并將所述緊急電能產(chǎn)生裝置提供的電能存儲到所述多個電容器中，當(dāng)所述電源不能供電時，所述電容器單元將存儲在所述多個電容器中的能量供應(yīng)給所述門鎖開/關(guān)裝置。
優(yōu)選地，所述電容器單元包括平衡電路，用于控制所述多個電容器的充電電壓的平衡；以及輸出電路，用于將分別存儲在所述多個電容器中的能量一起輸出。
優(yōu)選地，所述電容器單元還包括能夠選擇性地連接所述平衡電路和所述輸出電路的開關(guān)裝置。
通過下面參照附圖對實施例的描述，本發(fā)明的其它目的、方案將更加明顯。在附圖中圖1為示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的數(shù)字門鎖的方框圖；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的緊急電能產(chǎn)生裝置的詳細方框圖；圖3為示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的電容器單元的詳細方框圖。
具體實施方式下面參照附圖，詳細描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在描述之前應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書與所附權(quán)利要求
書中使用的術(shù)語不應(yīng)解釋為僅限于通常的或字典上的含義，而是應(yīng)根據(jù)發(fā)明人為了最好地進行說明而可適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語的原則，基于對應(yīng)于本發(fā)明技術(shù)方案的含義和概念來解釋。因此，這里提供的描述僅僅是為了說明目的的優(yōu)選實例，而不是為了限制本發(fā)明的范圍，因此應(yīng)當(dāng)理解的是，可作出其它等同物或改型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
圖1為示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的數(shù)字門鎖的方框圖。參照圖1，該實施例的數(shù)字門鎖包括電源100、鑰匙識別裝置200、門鎖開/關(guān)裝置300、緊急電能產(chǎn)生裝置500以及電容器單元600。
電源100用于在平時向門鎖開/關(guān)裝置300提供電能，并采用普通電池組。
鑰匙識別裝置200用于識別輸入的數(shù)字鑰匙，以確認(rèn)數(shù)字門鎖的開/關(guān)，并且可使用能夠接收數(shù)字鑰匙的裝置例如鍵盤(keypad)、指紋識別裝置或者RFID讀卡器。
此外，鑰匙識別裝置200構(gòu)成為可更改數(shù)字鑰匙，并且接收將要臨時存儲在門鎖開/關(guān)裝置300中的數(shù)字鑰匙。
門鎖開/關(guān)裝置300具有用于存儲數(shù)字鑰匙的存儲器(未示出)。門鎖開/關(guān)裝置300將存儲在存儲器中的數(shù)字鑰匙(k1)與從鑰匙識別裝置200輸入的數(shù)字鑰匙(k2)進行比較。此外，門鎖開/關(guān)裝置300檢查兩個數(shù)字鑰匙(k1與k2)的一致性，然后開或關(guān)門鎖。
緊急電能產(chǎn)生裝置500產(chǎn)生將要存儲在電容器單元600中的能量。此外，緊急電能產(chǎn)生裝置500將產(chǎn)生的電能提供給電容器單元600。
電容器單元600將緊急電能產(chǎn)生裝置500所提供的能量轉(zhuǎn)換為操作門鎖開/關(guān)裝置300所需的電能，并且當(dāng)電源不能供電時將此電能提供給門鎖開/關(guān)裝置300。
圖2為示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的緊急電能產(chǎn)生裝置500的詳細方框圖。參照圖2，此實施例的緊急電能產(chǎn)生裝置500包括發(fā)電機510、整流電路520、恒壓/恒流電路530、控制電路540以及指示燈550。
發(fā)電機510產(chǎn)生將要存儲在電容器單元600中的能量(參見圖1)。
優(yōu)選地，發(fā)電機510為普通的手動發(fā)電機510，包括殼體；電磁體，安裝在殼體內(nèi)，并且在其中旋轉(zhuǎn)；以及發(fā)電線圈，固定在殼體中，圍繞電磁體。轉(zhuǎn)軸設(shè)置在電磁體的中心，為了能夠手動旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸的一端延伸并暴露在殼體外。延伸并暴露的轉(zhuǎn)軸連接至用于手動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)手柄。
在此實施例中，通過旋轉(zhuǎn)連接至電磁體的旋轉(zhuǎn)手柄而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的于動發(fā)電機已示例性地描述為發(fā)電機510。但是，本發(fā)明并不限于此。例如，能夠產(chǎn)生將要存儲在電容器中的能量的裝置，例如太陽能發(fā)電機，也足以使用。
整流電路520將從發(fā)電機510輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。此外，整流電路520將從發(fā)電機510輸入的交流電轉(zhuǎn)換為一定電位的直流電，然后將直流電傳送給恒壓/恒流電路530。
恒壓/恒流電路530以恒壓/恒流模式向電容器單元600供應(yīng)充電電能。也就是說，在電容器單元600的起始充電時刻，保持為恒流模式。然后，如果電容器單元600的充電電壓已經(jīng)飽和，則切換為恒壓模式。
控制電路540是一種微處理器，監(jiān)測充電電流和充電電壓。此外，控制電路540因此而控制恒壓/恒流電路530，從而適當(dāng)?shù)厍袚Q恒壓模式和恒流模式。
此外，如果控制電路540在監(jiān)測電容器單元600的充電電壓時，確定充電過程完成，則控制電路540打開指示燈550，然后通知用戶電容器單元600充電完畢。
圖3為示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的電容器單元600的詳細方框圖。參照圖2，此實施例的電容器單元600包括平衡電路610、多個電容器620以及輸出電路630。
平衡電路610對分配給各電容器620的充電電能進行平衡，使得從緊急電能產(chǎn)生裝置500輸入的充電電能可以均勻地充至各電容器620。
電容器620接收充電電能，并將其作為電能存儲。優(yōu)選地，電容器620為能夠存儲大量充電能量的EDLC(電雙層電容器)，但是不限于此。
輸出電路630串聯(lián)連接至設(shè)置在多個電容器上的電極，并通過一對電極(+、-)向外部發(fā)出充電電能。
電容器620的充電和放電是通過一對電極(+、-)來進行的。因此，優(yōu)選地，電容器單元600還包括能夠選擇性地連接平衡電路610和輸出電路630的開關(guān)(未示出)。通過控制電路540的操作，該開關(guān)選擇性地將電容器620的一對電極(+、-)連接至平衡電路610或者輸出電路630。
下面，參照以上元件描述根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)字門鎖的操作。
在平時，門鎖開/關(guān)裝置300從電源100接收電能。
門鎖開/關(guān)裝置300將從鑰匙識別裝置200輸入的數(shù)字鑰匙(k2)與存儲在存儲器中的數(shù)字鑰匙(k1)進行比較。當(dāng)兩個數(shù)字鑰匙(k1與k2)一致時，打開門鎖。
同時，如果提供給電源100的電池的電能全部釋放，則通過有目的地操作發(fā)電機510來產(chǎn)生預(yù)定的交流電。上述交流電通過整流電路520而轉(zhuǎn)換為一定電位的直流電，然后輸出。從整流電路520輸出的直流電通過恒壓/恒流電路530而被提供給平衡電路610。此時，控制電路540正常地監(jiān)測恒壓/恒流電路530的輸出電壓和輸出電流，以控制恒壓/恒流電路530的操作模式(恒壓模式或者恒流模式)。此外，控制電路540根據(jù)監(jiān)測的電壓和電流值，檢測電容器單元600的充電狀態(tài)。然后，控制電路540利用指示燈550或類似裝置來輸出充電狀態(tài)。
然后，平衡電路610根據(jù)電容器620的充電狀態(tài)，分配所提供的充電電能，從而能夠整齊地保持各電容器620的充電電壓。
如果所有電容器620都完全充滿，因此從恒壓/恒流電路530提供給平衡電路610的電流減少，則控制電路540檢測到這種情況，并中斷平衡電路610與電容器620之間的連接。此外，控制電路540將輸出電路630連接至電容器620。
最后，通過輸出電路630將存儲在多個電容器620中的能量供應(yīng)給門鎖開/關(guān)裝置300。因此，利用緊急電能而臨時操作門鎖開/關(guān)裝置300。
在本發(fā)明的實施例中，AC發(fā)電機示例性地描述為發(fā)電機510。出于這種考慮，將用于轉(zhuǎn)換交流電為直流電的整流電路520設(shè)置在緊急電能產(chǎn)生裝置500中。但是，也可采用DC發(fā)電機作為AC發(fā)電機的替代物。在此情況下，則不必在緊急電能產(chǎn)生裝置500中設(shè)置整流電路520。
以上詳細描述了本發(fā)明。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例時，所給出的詳細描述與具體實例僅用于說明，通過以上詳細描述，落入本發(fā)明精神與范圍內(nèi)的各種變化和改型對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，將超級電容器用作緊急電源，因此不需使用單獨的緊急開/關(guān)裝置來應(yīng)對電池完全耗盡的情況，從而能夠簡化門鎖的結(jié)構(gòu)。
此外，由于能量可以長久地在超級電容器中存儲和使用，因此這種門鎖設(shè)備可以實際上永久地使用，而不需要任何對儲能裝置的維護。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字門鎖，包括電源，用于在平時供應(yīng)電能；鑰匙識別裝置，用于接收從外部打開門鎖所需的鑰匙；門鎖開/關(guān)裝置，用于通過比較從所述鑰匙識別裝置輸入的鑰匙與存儲在該門鎖開/關(guān)裝置中的鑰匙來開/關(guān)該門鎖；緊急電能產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生緊急電能，并控制產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為多個電容器充電所需的電能；以及電容器單元，設(shè)置有多個電容器，并將所述緊急電能產(chǎn)生裝置所提供的電能存儲到所述多個電容器中，當(dāng)所述電源不能供電時，所述電容器單元將存儲在所述多個電容器中的能量供應(yīng)給所述門鎖開/關(guān)裝置。
2.如權(quán)利要求
1所述的數(shù)字門鎖，其中，所述電容器單元包括平衡電路，用于控制所述多個電容器的充電電壓的平衡；以及輸出電路，用于將分別存儲在所述多個電容器中的能量一起輸出。
3.如權(quán)利要求
2所述的數(shù)字門鎖，其中所述電容器單元還包括能夠選擇性地連接所述平衡電路和所述輸出電路的開關(guān)裝置。
4.如權(quán)利要求
1所述的數(shù)字門鎖，其中所述緊急電能產(chǎn)生裝置包括發(fā)電機，所述發(fā)電機為利用感應(yīng)電動功率的手動發(fā)電機。
5.如權(quán)利要求
1所述的數(shù)字門鎖，其中所述緊急電能產(chǎn)生裝置包括發(fā)電機，所述發(fā)電機包括太陽能發(fā)電機。
6.如權(quán)利要求
4所述的數(shù)字門鎖，其中所述手動發(fā)電機為交流發(fā)電機或直流發(fā)電機。
專利摘要
一種數(shù)字門鎖，具有用作緊急電源的超級電容器。該數(shù)字門鎖包括電源，用于在平時供應(yīng)電能；鑰匙識別裝置，用于接收從外部打開門鎖所需的鑰匙；門鎖開/關(guān)裝置，用于通過比較從鑰匙識別裝置輸入的鑰匙與存儲在該門鎖開/關(guān)裝置中的鑰匙來開/關(guān)門鎖；緊急電能產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生緊急電能，并將產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為適于電容器充電；以及電容器單元，設(shè)置有多個電容器，以將緊急電能產(chǎn)生裝置提供的電能存儲到多個電容器中，當(dāng)電源不能供電時，電容器單元將存儲在多個電容器中的能量供應(yīng)給門鎖開/關(guān)裝置。由于不用單獨的緊急開/關(guān)裝置來應(yīng)對電池完全耗盡的情況，所以該數(shù)字門鎖具有簡化的結(jié)構(gòu)。
文檔編號H02J15/00GK1996400SQ200710001403
公開日2007年7月11日 申請日期2007年1月5日
發(fā)明者姜鎮(zhèn)娥, 金在顯 申請人:Ls電線有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan