NFC无源锁设备的制作方法

nfc无源锁设备
技术领域
1.本实用新型涉及无线通信领域，具体而言，涉及一种nfc无源锁设备。


背景技术：

2.传统机械锁具已走过近百年历史，其功能及性能几乎达到了极致。然而仍不能满足现代人对锁具高可靠性、高安全性、信息化、智能化等要求，随着半导体技术的发展及应用，产生了形形色色、功能丰富的电子锁具。
3.目前nfc卡已经广泛应用于金融、交通等领域，该技术已经与各种应用兼容，得到广泛使用。nfc的无线通信功能以及电磁场的能量传递效应可以有效的应用于无源工作环境。
4.nfc无源锁是电子锁具领域的一个分支，它与通用电子锁具的最大区别在于，将电子锁具的工作电源分离出来，解决了通用电子锁具的一些难题：消耗大量电池，结构复杂，需经常维护等。但现有的nfc无源锁电路复杂，成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种nfc无源锁设备，以至少解决现有无源锁电路复杂，成本高的技术问题。
6.根据本实用新型的实施例，提供了一种nfc无源锁设备，其与外部的nfc手机或nfc读写机具配合，nfc无源锁设备包括：带nfc通道及能量采集的mcu模块、电量存储管理模块、电机驱动模块；其中：
7.nfc手机或nfc读写机具激活nfc电磁场，循环持续进行寻卡操作；
8.mcu模块置于nfc电磁场内，接收nfc手机或nfc读写机具的寻卡请求，并按照对应的指令通过电磁场返回卡片uid至nfc手机或nfc读写机具，同时mcu模块对电磁场进行取电后对电量存储管理模块进行充电；
9.nfc手机或nfc读写机具将认证信息通过nfc近场通道的通信方式传输至mcu模块进行认证，在认证通过的情况下，mcu模块控制电机驱动模块进行开锁操作。
10.进一步地，开锁后mcu模块开启定时器延时，使用电量存储管理模块的电源控制电机驱动模块进行关锁操作。
11.进一步地，开锁后mcu模块开启定时器延时5s。
12.进一步地，nfc手机或nfc读写机具将认证信息通过国密sm4算法进行加密后传输至mcu模块。
13.进一步地，若认证信息验证未通过则mcu模块通过nfc近场通道返回认证失败信息，nfc手机或nfc读写机具重新发送认证信息。
14.进一步地，开锁后nfc手机或nfc读写机具关闭nfc磁场并脱离与mcu模块的连接。
15.进一步地，mcu模块包含13.56m耦合线圈、mcu控制电路。
16.进一步地，电量存储管理模块包含电容模组以及电容充放电管理电路。
17.进一步地，电量存储管理模块包括依次连接的限幅电路、充电保护电路、电容模组、滤波稳压电路，限幅电路与mcu模块的vout引脚连接，滤波稳压电路与mcu模块的vcc引脚连接。
18.进一步地，mcu模块的型号为rjwf303。
19.本实用新型实施例中的nfc无源锁设备，实现了无电池供电下从手机nfc或者nfc读写机具获取能量，以及无线通信控制锁具开关动作。采用定制的mcu实现nfc近距通信以及电磁场能量采集，完成nfc近距通信认证后操作电机驱动模块进行锁具控制，使用单芯片实现电路控制、数据通信和能量采集等功能简化nfc无源锁设备的电路，降低产品成本。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1为本实用新型nfc无源锁设备的框架图；
22.图2为本实用新型nfc无源锁设备中电量存储管理模块的框架图；
23.图3为本实用新型nfc无源锁设备的工作流程图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
25.根据本实用新型的实施例，提供了一种nfc无源锁设备，参见图1，提供了一种nfc无源锁设备，其与外部的nfc手机或nfc读写机具配合，nfc无源锁设备包括：带nfc通道及能量采集的mcu模块、电量存储管理模块、电机驱动模块；其中：
26.nfc手机或nfc读写机具激活nfc电磁场，循环持续进行寻卡操作；
27.mcu模块置于nfc电磁场内，接收nfc手机或nfc读写机具的寻卡请求，并按照对应的指令通过电磁场返回卡片uid至nfc手机或nfc读写机具，同时mcu模块对电磁场进行取电后对电量存储管理模块进行充电；
28.nfc手机或nfc读写机具将认证信息通过nfc近场通道的通信方式传输至mcu模块进行认证，在认证通过的情况下，mcu模块控制电机驱动模块进行开锁操作。
29.本实用新型实施例中的nfc无源锁设备，实现了无电池供电下从手机nfc或者nfc读写机具获取能量，以及无线通信控制锁具开关动作。采用定制的mcu实现nfc近距通信以及电磁场能量采集，完成nfc近距通信认证后操作电机驱动模块进行锁具控制，使用单芯片实现电路控制、数据通信和能量采集等功能简化nfc无源锁设备的电路，降低产品成本。
30.其中，开锁后mcu模块开启定时器延时，使用电量存储管理模块的电源控制电机驱动模块进行关锁操作。
31.其中，开锁后mcu模块开启定时器延时5s。
32.其中，nfc手机或nfc读写机具将认证信息通过国密sm4算法进行加密后传输至mcu模块。
33.其中，若认证信息验证未通过则mcu模块通过nfc近场通道返回认证失败信息，nfc手机或nfc读写机具重新发送认证信息。
34.其中，开锁后nfc手机或nfc读写机具关闭nfc磁场并脱离与mcu模块的连接。
35.其中，mcu模块包含13.56m耦合线圈、mcu控制电路。
36.其中，电量存储管理模块包含电容模组以及电容充放电管理电路。
37.其中，电量存储管理模块包括依次连接的限幅电路、充电保护电路、电容模组、滤波稳压电路，限幅电路与mcu模块的vout引脚连接，滤波稳压电路与mcu模块的vcc引脚连接。
38.其中，mcu模块的型号为rjwf303。
39.下面以具体实施例，对本实用新型的nfc无源锁设备进行详细说明：
40.目前市面上已有多种无源锁方案，本实用新型的优势在于实现单芯片能量采集、数据通信及锁具控制，电路简单，产品成本低廉。本实用新型的nfc无源锁设备使用手机nfc近场通信，并从电磁场取电用以供给电机驱动的能量。该nfc无源锁设备包含：电量存储管理模块，带nfc通道及能量采集的mcu模块，电机驱动模块。电量存储管理模块包含电容模组以及电容充放电管理电路。带nfc通道及能量采集的mcu模块包含13.56m耦合线圈、mcu控制电路等，该mcu模块可以通过nfc进行近场通信同时能够从13.56m电磁场进行取电，对电量存储管理模块进行充电。该nfc无源锁设备使用了国密sm4算法对无线通信信道进行加密，同时使用单芯片实现电路控制、数据通信和能量采集等功能简化nfc无源锁设备的电路，降低产品成本。
41.本实用新型提供了一种nfc无源锁设备，该nfc无源锁设备实现了无电池供电下从手机nfc或者nfc读写机具获取能量，以及无线加密通信控制锁具开关动作。该nfc无源锁设备包含电量存储管理模块、带nfc通道及能量采集的mcu模块、电机驱动模块。采用定制的mcu实现nfc近距通信以及电磁场能量采集，完成nfc近距通信认证后操作电机驱动模块进行锁具控制。nfc无源锁设备框架如图1所示。
42.其中电量存储管理模块是定制mcu从电磁场取电后对于获取的能量进行管理的模块，其主要框图如图2所示(vout是电源输出端口，vcc是供电端口)。
43.参见图3，其工作原理为：
44.通过nfc手机app或者nfc读写机具激活13.56m电磁场，循环持续进行寻卡操作；
45.将nfc无源锁设备置于nfc电磁场内，mcu(型号为rjwf303)接收寻卡请求后，按照对应的指令通过电磁场返回卡片uid；
46.mcu同时通过获取电量引脚(vout)对电量存储管理模块进行充电；
47.nfc手机app或者nfc读写机具将相关认证信息通过国密sm4算法进行加密，并通过nfc通道传输给nfc无源锁设备；
48.nfc无源锁设备收到认证信息后进行数据解密，并验证认证信息；
49.若认证信息验证未通过则通过nfc返回认证失败信息，nfc手机app或者nfc读写机具需要重新发送认证信息；
50.若认证通过，则mcu控制电机驱动模块进行开锁操作；
51.开锁后，nfc手机或者nfc读写机具可以关闭nfc磁场脱离连接，并从实体上分开；
52.mcu开启定时器延时5s，使用电量存储管理模块的电源控制电机驱动模块进行关锁操作。
53.上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
54.在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
55.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
56.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
57.另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
58.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。