一种利用NFC技术的智能开锁装置的制作方法

本实用新型涉及一种利用NFC技术的智能开锁装置，属于智能门锁控制技术领域。

背景技术：

锁是人们生活中不可缺少的一部分。传统的开锁方式是通过金属钥匙，而金属钥匙存在开锁时间长，过程繁琐，并且存在着一定的安全隐患，例如可以利用铁丝等工具开锁。随着社会科技的进步，锁已经从最初的简单门闩发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。在传统钥匙的基础上，加了一组或多组密码，不同图像，不同声音，不同磁场，不同声波不同光束光波（如指纹、眼底视网膜等）来控制锁的开启。从而大大提高了锁的安全性，使不法之徒无从下手，人们也就能对自身财产安全有了更多的保障。当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用。另一方面人们也常常在出门的时候忘记带钥匙从而给生活带来了不便。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用NFC技术的智能开锁装置，针对传统钥匙的弊端，克服了普通锁需要随身携带钥匙且易丢失、保密性差的缺点。

本实用新型的技术方案是：一种利用NFC技术的智能开锁装置，包括具有NFC芯片4的手环及安装在门内的NFC接收模块1、单片机2、电磁锁3、蜂鸣器5，单片机2一端与NFC接收模块1连接，另一端与电磁锁3连接,同时单片机2上还连接蜂鸣器5，单片机2内设有复位电路，单片机2外部连接有时钟震荡电路，NFC接收模块1 产生射频场，NFC芯片4进入射频场时被NFC接收模块1识别，手环上的NFC芯片4的信息被门上主动模式的NFC接收模块1读取，NFC接收模块1将读取的信息发送至单片机2，单片机2对接收到的信号进行处理，并判断是否为开锁信号，如果是开锁信号，单片机2向蜂鸣器5和电磁锁3发送控制信号，蜂鸣器5发出提示声，电磁锁3完成开锁功能；当人进入房间内部，手环离开门上NFC接收模块1产生的射频场，门上主动模式的NFC接收模块1读取不到NFC芯片4的数据，单片机2向电磁锁3和蜂鸣器5发送控制信号，蜂鸣器5关闭提示音，电磁锁3控制门关闭。

所述单片机2型号为AT89C51。

所述蜂鸣器5型号为：BL-SBZ0525。

所述NFC信号接收模块1采用支持NFC通信的PN532开发板。

所述NFC芯片4采用的载波频率为13.56HZ，可运行的距离为4-20cm。

本实用新型的工作原理是：当人戴着手环进入门上NFC信号接收模块1发出的射频场，手环上被动模式的NFC芯片4的信息被车门上主动模式的NFC接收模块1读取，门上的NFC接收模块1做出反应，将信号发送给单片机2，单片机2对接收到的信号进行处理，并判断是否为开锁信号，如果是开锁信号，单片机2向电磁锁3和蜂鸣器5发送控制信号分别完成开锁、发出提示声功能；当所述当人进入房间内部，手环离开门上NFC接收模块1产生的射频场；门上主动模式的NFC接收模块1读取不到NFC芯片4的数据；单片机2向电磁锁3、蜂鸣器5发送控制信号，控制门的关闭和蜂鸣器5提示声的停止。

本实用新型的有益效果是：

1、提高开锁的安全性；

2、避免了忘带钥匙的情况； 3、开锁方便，只需要靠近门锁4-20厘米； 4、开锁时间短，过程简单； 5、成本低，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型系统通信电路图；

图2为本实用新型手环设计图。

图中各标号为：1-NFC信号接收模块，2-单片机，3-电磁锁，4-NFC芯片，5-蜂鸣器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如图1、2所示，一种利用NFC技术的智能开锁装置，包括具有NFC芯片4的手环及安装在门内的NFC接收模块1、单片机2、电磁锁3、蜂鸣器5，单片机2一端与NFC接收模块1连接，另一端与电磁锁3连接，同时单片机2还与蜂鸣器5相连，单片机2内设有复位电路，单片机2外部连接有时钟震荡电路，NFC接收模块1 产生射频场，NFC芯片4进入射频场时被NFC接收模块1识别，手环上的NFC芯片4的信息被门上主动模式的NFC接收模块1读取，NFC接收模块1将读取的信息发送至单片机2，单片机2对接收到的信号进行处理，并判断是否为开锁信号，如果是开锁信号，单片机2向蜂鸣器5和电磁锁3发送控制信号，蜂鸣器5发出提示声，电磁锁3完成开锁功能；当人进入房间内部，手环离开门上NFC接收模块1产生的射频场，门上主动模式的NFC接收模块1读取不到NFC芯片4的数据，单片机2向电磁锁3和蜂鸣器5发送控制信号，蜂鸣器5关闭提示音，电磁锁3控制门关闭。

进一步地，所述单片机2型号为AT89C51。

进一步地，所述蜂鸣器5型号为：BL-SBZ0525。

进一步地，所述NFC信号接收模块1采用支持NFC通信的PN532开发板。

进一步地，所述NFC芯片4采用的载波频率为13.56HZ，可运行的距离为4-20cm。

本实用新型利用NFC技术进行开锁，在手环上装有被动模式的NFC芯片4，此时NFC终端-手环则被模拟成一张卡，它只在其他设备发出的射频场中被动响应，被读/写信息。门上装有主动模式的NFC接收模块1，此时NFC接收模块1可以作为一个读卡器，发出射频场去识别和读/写别的NFC设备信息。当人戴着手环进入门上NFC接收模块1发出的射频场，手环上被动模式的NFC芯片4的信息被门上主动模式的NFC接收模块1读取，门上的NFC接收模块1做出反应，将信号发送给单片机2，单片机2控制电磁锁3的开启和蜂鸣器5发出提示声。NFC设备非常小的通讯范围完全可以将黑客排除在外。在这样小的范围内可以放心通讯，大大的提高了开锁的安全性。其次让手环靠近门锁4cm-20cm就可感应开锁，更加方便快捷。

如图1所示，单片机2左侧连接电磁锁，单片机2右侧接一块射频通信模块（即NFC接收模块1）。蜂鸣器5作为单独的元器件连着p36，蜂鸣器5模块是由两个电阻和一个三极管组成。当手环上的NFC芯片4靠近NFC接收模块1时，NFC接收模块1会识别信号并把信号转给单片机2，单片机2传递信号给蜂鸣器5，配对成功则蜂鸣器发出提示声；单片机2通过控制电流来控制电磁锁3的开关。当有电流流通时电磁锁3关闭，无电流流通时电磁锁3打开。由于此块单片机用普通接口软件模拟SPI 接口，编程要严格按SPI 端口的通信逻辑时序。单片机复位电路：为确保单片机2在系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位，由于单片机2电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，电路开始正常工作。因此需要在单片机RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地。

单片机时钟震荡电路：在多个芯片组成的系统中，为了各芯片之间的时钟信号同步，常采用外部时钟方式，即将XTAL1接地，外接晶振和电容组成振荡器接入XTAL1和XTAL2。

本实用新型使用NFC芯片4构建的通信模块，用单片机作为控制部件，配合一定的外围电路就能很好地进行手环和门上控制部分的信号交换，实现手环靠近门锁4cm-20cm就可感应开锁的功能。本可取代传统钥匙，使开门方便快捷；解决了老年人容易忘带钥匙这一问题；有效距离只有4-20cm，避免经过门的时候系统的错误识别；而且成本较低，使用寿命长。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。