專利名稱：Nfc手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種開(kāi)啟鎖具的系統(tǒng)和裝置，特別是一種開(kāi)啟電子鎖具的系統(tǒng)和裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的電子門(mén)鎖由一張近距離感應(yīng)卡和電子鎖控制裝置組成。在使用中常碰到的幾個(gè)問(wèn)題是1、每個(gè)人一般有好幾張感 應(yīng)卡，如小區(qū)門(mén)禁卡、公司門(mén)禁卡、停車卡和交通卡，放在一起容易使電子鎖控制裝置感應(yīng)不到，開(kāi)門(mén)時(shí)需要単獨(dú)拿出來(lái)使用。2、使用人容易忘記感應(yīng)卡放在哪里，等到需要用吋，還要去找，給使用人帶來(lái)了麻煩。3、某些情況下，使用人需要墊付感應(yīng)卡的押金。4、單位門(mén)禁卡，小區(qū)門(mén)禁卡，停車卡等卡種類繁多，生產(chǎn)數(shù)量多，舊卡報(bào)廢也在逐年增多，這樣不利環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)和裝置，要解決的技術(shù)問(wèn)題是方便使用者開(kāi)鎖。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案ー種NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)，所述NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)設(shè)有主邏輯控制模塊，主邏輯控制模塊連接有與外部終端進(jìn)行通信的模塊、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器讀寫(xiě)控制模塊、外部輸入與輸出控制模塊；主邏輯控制模塊用于狀態(tài)轉(zhuǎn)換、運(yùn)算和發(fā)出開(kāi)鎖指令；電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器讀寫(xiě)控制模塊執(zhí)行主邏輯控制模塊的讀寫(xiě)指令；外部輸入與輸出控制模塊用于主邏輯控制模塊與第三方的電子鎖控制模塊通信。本發(fā)明的系統(tǒng)主邏輯控制模塊連接有時(shí)序控制模塊，用于計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)或定時(shí)提醒。本發(fā)明的系統(tǒng)外部終端進(jìn)行通信的模塊是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊和射頻識(shí)別讀卡模塊。本發(fā)明的系統(tǒng)主邏輯控制模塊設(shè)有數(shù)據(jù)分析與處理模塊、中斷處理模塊和通訊模塊；所述中斷處理模塊實(shí)時(shí)偵聽(tīng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊、射頻識(shí)別讀卡模塊、通訊模塊和時(shí)序控制模塊的工作狀態(tài)；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊工作狀態(tài)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊向近距離無(wú)線通信手機(jī)電子鎖控制裝置的近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊發(fā)送信息是否結(jié)束、成功，接收近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊的信息是否結(jié)束、成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊；射頻識(shí)別讀卡模塊的工作狀態(tài)為射頻識(shí)別讀卡模塊向近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊發(fā)送信息是否結(jié)束、成功，接收的近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊的信息是否結(jié)束、成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊；通訊模塊的工作狀態(tài)為通訊模塊向外部輸入與輸出控制模塊發(fā)送信息是否結(jié)束、成功，接收外部輸入與輸出控制模塊的信息是否結(jié)束、成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。
時(shí)序控制模塊的工作狀態(tài)態(tài)為定時(shí)結(jié)束，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊；所述通訊模塊將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊接收到的手機(jī)身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼、射頻識(shí)別讀卡模塊接收到感應(yīng)卡身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼、外部輸入與輸出控制模塊接收到的喚醒信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊；將數(shù)據(jù)分析與處理模塊發(fā)出的近距離無(wú)線通信手機(jī)查詢指令發(fā)送到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊，將數(shù)據(jù)分析與處理模塊發(fā)出的射頻識(shí)別感應(yīng)卡查詢指令發(fā)送到射頻識(shí)別讀卡模塊；所述數(shù)據(jù)分析與處理模塊為有限狀態(tài)機(jī)，具有運(yùn)算能力，數(shù)據(jù)分析與處理模塊設(shè)有休眠、捜索、發(fā)送數(shù)據(jù)到近距離無(wú)線通信手機(jī)建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊、從近距離無(wú)線通信手機(jī)接收數(shù)據(jù)、開(kāi)鎖延遲和讀取感應(yīng)卡狀態(tài)。
本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)算為數(shù)據(jù)分析與處理模塊將手機(jī)或感應(yīng)卡身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼與電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器內(nèi)保存的身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼進(jìn)行比較驗(yàn)證，一致發(fā)送開(kāi)鎖指令。本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)算為數(shù)據(jù)分析與處理模塊將手機(jī)或感應(yīng)卡身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼與電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器內(nèi)保存的身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼進(jìn)行比較驗(yàn)證，不一致，等待下一次通訊。本發(fā)明的系統(tǒng)感應(yīng)卡為IS014443A、IS014443B、Felica和IS015693感應(yīng)卡。 ー種NFC手機(jī)電子鎖控制裝置，所述NFC手機(jī)電子鎖控制裝置設(shè)有控制単元，控制單元連接近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊和外部接ロ，近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊經(jīng)天線驅(qū)動(dòng)模塊接13. 56MHz天線。本發(fā)明的裝置控制單元采用18F45K22單片機(jī)，近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊采用TRF7970A芯片，外部接ロ采用DS-1021-4針腳。本發(fā)明的裝置天線驅(qū)動(dòng)模塊由電源穩(wěn)壓濾波電路、模擬收發(fā)電路、天線匹配電路組成；所述電源穩(wěn)壓濾波電路由串接在5V直流電源與地之間的并聯(lián)連接的第十五電容與第十六電容、串接在TRF7970A芯片第3、4腳與地之間的并聯(lián)連接的第十七電容和第十八電容、串接在TRF7970A芯片第I腳與地之間的并聯(lián)連接的第十九電容和第二十電容構(gòu)成；所述模擬收發(fā)電路由TRF7970A芯片第5腳，經(jīng)并聯(lián)連接的第二電容和第三電容，第一電感、并聯(lián)連接的第六電容和第二電感、第二電阻、并聯(lián)連接的第十二電容和第十三電容連接構(gòu)成；所述天線匹配電路連接在模擬收發(fā)電路的第十二電容和第十三電容與地之間，由第十四電容、第二十八電容和第一電阻并聯(lián)連接構(gòu)成連接成；所述13. 56MHz天線為蝕刻在印刷線路板板上的環(huán)形天線。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用手機(jī)與控制單元通信，完全替代現(xiàn)有技術(shù)的近距離感應(yīng)卡鎖控制裝置，方便使用，環(huán)保，符合國(guó)家提出的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)思，可以適用于門(mén)鎖、汽車鎖、電梯樓層控制鎖，以及多種感應(yīng)卡。


圖I是本發(fā)明的NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的主邏輯控制模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的NFC手機(jī)電子鎖控制裝置電路框圖。
圖4是本發(fā)明的NFC手機(jī)電子鎖控制裝置電路原理圖。圖5是本發(fā)明的NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)狀態(tài)遷移圖。圖6是本發(fā)明的NFC手機(jī)電子鎖控制裝置工作示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，本發(fā)明的近距離無(wú)線通訊NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)(系統(tǒng))，設(shè)有主邏輯控制模塊，主邏輯控制模塊連接有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊、射頻識(shí)別RFID讀卡模塊、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器-EEPROM讀寫(xiě)控制模塊、外部輸入與輸出控制模塊、時(shí)序控制模塊。NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)與NFC手機(jī)無(wú)線通信連接。 如圖2所示，主邏輯控制模塊設(shè)有數(shù)據(jù)分析與處理模塊，數(shù)據(jù)分析與處理模塊連接中斷處理模塊和通訊模塊。中斷處理模塊實(shí)時(shí)偵聽(tīng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊的工作狀態(tài)，其工作狀態(tài)為P2P協(xié)議模塊向NFC手機(jī)電子鎖控制裝置的NFC收發(fā)模塊發(fā)送信息是否結(jié)束、成功，接收NFC收發(fā)模塊的信息是否結(jié)束、成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊的工作狀態(tài)一有變化，數(shù)據(jù)分析與處理模塊將馬上停止當(dāng)前任何處理，優(yōu)先安排中斷處理模塊針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊的工作狀態(tài)變化進(jìn)行的處理。中斷處理模塊實(shí)時(shí)偵聽(tīng)RFID讀卡模塊的工作狀態(tài)，其工作狀態(tài)為RFID讀卡模塊向NFC收發(fā)模塊發(fā)送信息是否結(jié)束、成功，接收的NFC收發(fā)模塊的信息是否結(jié)束、成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。中斷處理模塊實(shí)時(shí)偵聽(tīng)通訊模塊的工作狀態(tài)，其工作狀態(tài)為通訊模塊向外部輸入與輸出控制模塊發(fā)送信息是否結(jié)束、成功，接收外部輸入與輸出控制模塊的信息是否結(jié)束、成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。中斷處理模塊偵聽(tīng)時(shí)序控制模塊的工作狀態(tài)，其工作狀態(tài)為定時(shí)結(jié)束，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。通訊模塊將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊接收到的手機(jī)身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼ID、RFID讀卡模塊接收到感應(yīng)卡ID、外部輸入與輸出控制模塊接收到的喚醒信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。通訊模塊也負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分析與處理模塊發(fā)出的NFC手機(jī)查詢指令發(fā)送到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊，將數(shù)據(jù)分析與處理模塊發(fā)出的RFID感應(yīng)卡查詢指令發(fā)送到RFID讀卡模塊。數(shù)據(jù)分析與處理模塊是主邏輯控制模塊的核心，為ー個(gè)有限狀態(tài)機(jī)FSM，并具有運(yùn)算能力。數(shù)據(jù)分析與處理模塊根據(jù)中斷處理模塊與通訊模塊發(fā)送來(lái)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊的工作狀態(tài)或手機(jī)ID、RFID讀卡模塊的工作狀態(tài)或感應(yīng)卡ID、通訊模塊的工作狀態(tài)和時(shí)序控制模塊的工作狀態(tài)，進(jìn)行狀態(tài)切換。數(shù)據(jù)分析與處理模塊設(shè)有休眠、捜索、發(fā)送數(shù)據(jù)到NFC手機(jī)建立P2P通訊、從NFC手機(jī)接收數(shù)據(jù)、開(kāi)鎖延遲和讀取感應(yīng)卡狀態(tài)。開(kāi)機(jī)或初始狀態(tài)為休眠狀態(tài)。感應(yīng)卡為IS014443A、IS014443B、Felica和IS015693感應(yīng)卡。通訊模塊的工作狀態(tài)為通訊模塊將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊接收到的手機(jī)ID、RFID讀卡模塊接收到感應(yīng)卡ID、外部輸入與輸出控制模塊接收到的喚醒信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊的過(guò)程，時(shí)序控制模塊的工作狀態(tài)為開(kāi)鎖延遲定時(shí)時(shí)間到吋、NFC手機(jī)和四種卡輪流查詢時(shí)間間隔的過(guò)程。在休眠狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)分析與處理模塊從外部輸入與輸出控制模塊接收到外部觸發(fā)和喚醒的信息后，休眠狀態(tài)將被切換到搜索狀態(tài)，開(kāi)始以100毫秒至500毫秒的間隔輪流搜索周邊的 NFC 手機(jī)、IS014443A、IS014443B、Felica 或 IS015693 感應(yīng)卡。在捜索狀態(tài)，如果點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊發(fā)現(xiàn)有NFC手機(jī)出現(xiàn)在感應(yīng)區(qū)域，數(shù)據(jù)分析與處理模塊立刻切換到發(fā)送數(shù)據(jù)到NFC手機(jī)建立P2P通訊狀態(tài)。進(jìn)入該狀態(tài)后，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊將數(shù)據(jù)分析與處理模塊的查詢NFC手機(jī)ID指令發(fā)送給NFC手機(jī)。NFC手機(jī)接收到查詢指令后將自己的ID信號(hào)發(fā)出，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊將接收到NFC手機(jī)ID信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊模塊。接著，數(shù)據(jù)分析與處理模塊模塊讀取EEPROM讀寫(xiě)控制模塊存儲(chǔ)的NFC手機(jī)ID，并與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊接收到NFC手機(jī)ID進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證接收到的NFC手機(jī)ID與EEPROM讀寫(xiě)控制模塊存儲(chǔ)的NFC手機(jī)ID相同后，數(shù)據(jù)分析與處理模塊切換到開(kāi)鎖延遲狀態(tài)。在搜索狀態(tài)，如果RFID讀卡模塊發(fā)現(xiàn)到IS014443A、IS014443B、Felica或IS015693感應(yīng)卡，數(shù)據(jù)分析與處理模塊切換到讀取 IS014443A、IS014443B、Felica或IS015693感應(yīng)卡狀態(tài)，感應(yīng)卡的ID通過(guò)RFID讀卡模塊發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊，數(shù)據(jù)分析與處理模塊讀取EEPROM讀寫(xiě)控制模塊存儲(chǔ)的感應(yīng)卡ID，將其與接收到的ID進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證接收到的感應(yīng)卡ID與EEPROM讀寫(xiě)控制模塊存儲(chǔ)的感應(yīng)卡ID相同后，數(shù)據(jù)分析與處理模塊切換到開(kāi)鎖延遲狀態(tài)。開(kāi)鎖延遲狀態(tài)，數(shù)據(jù)分析與處理模塊經(jīng)外部輸入與輸出控制模塊向第三方的電子鎖控制模塊發(fā)出開(kāi)鎖指令，同時(shí)通知時(shí)序控制模塊開(kāi)始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到后，時(shí)序控制模塊告知數(shù)據(jù)分析與處理模塊時(shí)間到，數(shù)據(jù)分析與處理模塊被切換到休眠狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)外部輸入與輸出模塊通知第三方的電子鎖控制模塊系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊是NFC手機(jī)與NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)通訊的橋梁，將數(shù)據(jù)分析與處理模塊經(jīng)通訊模塊發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)發(fā)送到NFC手機(jī)電子鎖控制裝置的NFC收發(fā)模塊，同時(shí)將從NFC收發(fā)模塊接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)通訊模塊發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。RFID讀卡模塊收到數(shù)據(jù)分析與處理模塊經(jīng)通訊模塊發(fā)送的讀卡指令后，以輪詢方式，在100暈秒至500暈秒時(shí)間間隔內(nèi)，開(kāi)始輪流發(fā)出射頻信號(hào)，查詢NFC手機(jī)電子鎖控制裝置周圍的感應(yīng)卡。當(dāng)感應(yīng)卡接收到射頻信號(hào)后，根據(jù)感應(yīng)電流獲得能量發(fā)射出存儲(chǔ)在自身芯片中的ID信號(hào)，數(shù)據(jù)分析與處理模塊經(jīng)RFID讀卡模塊、通訊模塊接收到感應(yīng)區(qū)內(nèi)感應(yīng)卡發(fā)回的唯一 ID信號(hào)，即查詢成功。本實(shí)施例中RFID讀卡模塊識(shí)別IS01443A協(xié)議、IS01443B協(xié)議、Felica協(xié)議和IS015693協(xié)議的感應(yīng)卡。EEPROM讀寫(xiě)控制模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)分析與處理模塊的寫(xiě)指令，將NFC手機(jī)、IS014443A、IS014443B、Felica 或 IS015693 感應(yīng)卡的 ID 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 EEPROM 中，包含 ID數(shù)據(jù)和寫(xiě)入的地址，將寫(xiě)入成功或失敗的信息返回給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。EEPROM讀寫(xiě)控制模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)分析與處理模塊的讀指令，將存儲(chǔ)在EEPROM中的NFC手機(jī)、IS014443A、IS014443B,Felica或IS015693感應(yīng)卡的ID數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)分析與處理模塊，與數(shù)據(jù)分析與處理模塊接收到的NFC手機(jī)ID或感應(yīng)卡ID進(jìn)行比對(duì)。外部輸入與輸出控制模塊用于主邏輯控制模塊與第三方的電子鎖控制模塊通信，進(jìn)行串ロ通訊UART接收，接收第三方的電子鎖控制模塊發(fā)送來(lái)的喚醒信號(hào)，然后將其發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。進(jìn)行串ロ通訊UART發(fā)送從數(shù)據(jù)分析與處理模塊接收開(kāi)鎖信號(hào)，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到第三方的電子鎖控制模塊。同時(shí)監(jiān)控第三方的電子鎖控制模塊與數(shù)據(jù)分析與處理模塊的通訊狀態(tài)，通訊狀態(tài)為發(fā)送完成、接收完成或通訊失敗，外部輸入與輸出控制模塊將通訊狀態(tài)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。時(shí)序控制模塊用于計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)或定時(shí)提醒，從數(shù)據(jù)分析與處理模塊接受指令開(kāi)始計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)或定時(shí)提醒，將計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)或定時(shí)提醒信息發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。如圖3所示，本發(fā)明的NFC手機(jī)電子鎖控制裝置(裝置)，設(shè)有控制単元，控制單元連接近距離無(wú)線通信NFC收發(fā)模塊和外部接ロ，NFC收發(fā)模塊經(jīng)天線驅(qū)動(dòng)模塊接13. 56MHz天線，外部接ロ接電源正極、電源負(fù)極、通用異步接收/發(fā)送裝置UART JFC手機(jī)電子鎖控制裝置與無(wú)線通信終端(NFC手機(jī))無(wú)線聯(lián)接，接收NFC手機(jī)發(fā)出的NFC手機(jī)ID和控制信號(hào)。如圖4所示，控制單元采用微芯公司的18F45K22單片機(jī)，18F45K22單片機(jī)的特點(diǎn)是為低功耗，高性能RISC單片機(jī)，帶有 最大1024字節(jié)數(shù)據(jù)的電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器EEPR0M，其同步和異步收發(fā)器支持RS — 485、RS — 232或LIN線制接線，主同步串行ロ支持3線SPI，I2C主從模式。NFC收發(fā)模塊采用德州儀器公司TRF7970A芯片，它是一片多協(xié)議完全集成13. 56MHz射頻識(shí)別RFID和近距離無(wú)線通信NFC收發(fā)器集成電路。TRF7970A芯片的特點(diǎn)是支持近距離無(wú)線通信 NFC 標(biāo)準(zhǔn) NFCIP-I (IS0/IEC18092)和 NFCIP-2 (IS0/IEC21481)，針對(duì)IS015693，IS018000-3, IS014443A/B和Felica的完全集成協(xié)議處理，針對(duì)所有三位速率(106kbps, 212kbps, 424kbps)和卡仿真的集成編碼器，解碼器和數(shù)據(jù)組巾貞NFC發(fā)送方，有源和無(wú)緣目標(biāo)方操作，針對(duì)NFC無(wú)源應(yīng)當(dāng)機(jī)仿真操作的帶有可編程喚醒電平的RF場(chǎng)檢測(cè)器，針對(duì)NFC物理層沖突避免的射頻RF場(chǎng)，針對(duì)IS014443A防沖突(不完整字節(jié))操作(應(yīng)答器模擬或者NFC無(wú)源目標(biāo)方)的集成狀態(tài)機(jī)，輸入電源范圍2. 7VDC至5. 5VDC。NFC收發(fā)模塊也可采用恩智蒲NXP公司的CLRC663芯片，實(shí)現(xiàn)所述功能。外部接ロ采用DS-1021-4針腳，用于外部連接。腳距為2. 54毫米。UART使用串ロUART，波特率為9600bps，8位數(shù)據(jù)，I個(gè)停止位，無(wú)校驗(yàn)位。電源由外部直流電源3VDC 5. 5VDC經(jīng)提外部接ロ給控制單元、NFC收發(fā)模塊、天線驅(qū)動(dòng)模塊供電。開(kāi)鎖控制信號(hào)由手機(jī)發(fā)出。關(guān)鎖控制信號(hào)是電子鎖控制模塊在延遲一段時(shí)間后自動(dòng)產(chǎn)生的，延遲時(shí)間可由用戶自定義設(shè)置。天線驅(qū)動(dòng)模塊由電源穩(wěn)壓濾波電路、模擬收發(fā)電路、天線匹配電路組成。電源穩(wěn)壓濾波電路由串接在5V直流電源與地之間的并聯(lián)連接的第十五電容C15與第十六電容C16、串接在TRF7970A芯片第3、4腳與地之間的并聯(lián)連接的第十七電容C17和第十八電容C18、串接在TRF7970A芯片第I腳與地之間的并聯(lián)連接的第十九電容C19和第二十電容C20構(gòu)成。模擬收發(fā)電路由TRF7970A芯片第5腳，經(jīng)并聯(lián)連接的第二電容C2和第三電容C3，第一電感LI、并聯(lián)連接的第六電容C6和第二電感L2、第二電阻R2、并聯(lián)連接的第十二電容C12和第十三電容C13連接構(gòu)成。天線匹配電路連接在模擬收發(fā)電路的第十二電容C12和第十三電容C13與地之間，由第十四電容C14、第二十八電容C28和第一電阻Rl并聯(lián)連接構(gòu)成連接成。天線匹配電路與天線匹配電路并聯(lián)連接。13. 56MHz天線為蝕刻在印刷線路板PCB板上的環(huán)形天線，工作在13. 56MHz時(shí)阻抗為50歐姆，帶寬為I. 3MHz。NFC手機(jī)為現(xiàn)有技術(shù)的手機(jī)，其內(nèi)設(shè)有NFC通信芯片或電路，具有近距離無(wú)線通信NFC通訊功能，稱為NFC手機(jī)。
主邏輯控制模塊、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊、RFID讀卡模塊、EEPROM讀寫(xiě)控制模塊、夕卜部輸入與輸出控制模塊、時(shí)序控制模塊構(gòu)成的系統(tǒng)設(shè)置在NFC手機(jī)電子鎖控制裝置的控制單元。系統(tǒng)用C程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，由MPLAB C18版本號(hào)3. 41編譯完成。中斷處理模塊偵聽(tīng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊向NFC手機(jī)電子鎖控制裝置的NFC收發(fā)模
塊發(fā)送信息是否結(jié)束與成功的指令
if (IRQ nfcbits.tx end = I) {
Trf797xReset0； int reg.bits.busy = 0; int reg.bits.tx end= I;
} °中斷處理模塊接收NFC收發(fā)模塊的信息成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊的指令
if (IRQ nfcbits.fifo int .== 0) {
Trf797xReset();
int reg.bits.busy = 0;
int regMs.rx—end = I;通訊模塊將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊接收到的手機(jī)身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼ID發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊的指令if f IRQ nfcbits.srx == I) { ereg = FIFO—CONTROL;
Trf797xReadSingle(&creg5 I);c.reg = 0x7F & creg;buf[rxtx—state] = FIFO;
Trf797xRead€ont( febuf[rxtx_state] 5 creg); rxtxstate = rxtx—state + creg;
Trf797xReset();
Io數(shù)據(jù)分析與處理模塊從外部輸入與輸出控制模塊接收到外部觸發(fā)和喚 醒的信息后，休眠狀態(tài)將被切換到搜索狀態(tài)的指令
if(PIRlbits.RC1IF = 1){ rx—done = I; irq flag = 0x01;
PIR!bits.RCIF = 0; f rclover = 0; rxldata = RCRI-；(..ik f_rc Iover= I; f—rc I error = 0;
J" O數(shù)據(jù)分析與處理模塊以100毫秒至500毫秒的間隔輪流捜索周邊的NFC手機(jī)、IS014443A、IS014443B、Felica 或 IS015693 感應(yīng)卡的指令:if (f rfcontrol = I) {
tmrrfcontrol = I—RFSearch200nis;
I' rf'conirol 0; switch (rtscarchmodc) | case RF 14443A : {
Iso14443aFindTag(); rfsearchmode = RF 14443B; break;
case Rl; 14443B : f Iso14443bF indTag();
rfsearchmode = RF」5693; break;
}
case RF 丨 5(.)93 : {Isol 5693FindTag(); rfsearchmode = RFfeIica; break;
}
case RF felica: {
FeIicaFindTagO; rfsearchmode = RF—NFC; break;I
default: {
KfcMainO;
rfsearchmode = RF—14443A; break;
I
}
} °數(shù)據(jù)分析與處理模塊發(fā)送數(shù)據(jù)到NFC手機(jī)建立P2P通訊的指令
nfc—state = SENSE—STATE; int—reg.byte = 0x00; int reg.bits.busy = I; rxtxstate = 0;
while(int—reg.bits.busy == I) { }
while(l) {
if (int.......reg.bits.rx_end = I) {
int_reg.bits.rx_end = 0; rxtx—state = 0;
UartPutByte(buf[ I ]);
UartPutByte(buf[2]); if ((buf[l] =ATR.......REQI) Sc (bu:q.2] =.=. ATR REQ2)) {
Ta rgetSense(&builO]);
I
else if ((buf|I] = SENSF^REQI) & (buf|2] = SENSF_REQ2))( breaks
}
}
}
TargetSenseResponse(&buf
) c數(shù)據(jù)分析與處理模塊模塊讀取EEPROM讀寫(xiě)控制模塊存儲(chǔ)的NFC手機(jī)ID，與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P2P協(xié)議模塊接收到NFC手機(jī)ID進(jìn)行比對(duì)的指令
Read By t cs( AN F:C ID5 NfcID L EN, (char *)pbuf);
for(i = I; i < 9; i++) { if(傘(pbuf+2+量)!= target—ddp]) { retom RET—ERR;
! °數(shù)據(jù)分析與處理模塊發(fā)給開(kāi)鎖延遲狀態(tài)的指令while(i_reg = 0x01) {
McuCounterSet(COUNT_lms * 6); It 6 *4;秒延遲
START COUNTER;
irq—flag = 0x00; bu綱=UNLOCK;
UartPutByte(buf|0]); while(irq—flag == 0x00) { }
i__reg = 0x010
如圖5和圖6所示，本發(fā)明的NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)工作時(shí)，其與第三方提供的電子鎖控制模塊通過(guò)通用異步接收與發(fā)送裝置UART連接，電子鎖控制模塊控制鎖機(jī)械結(jié)構(gòu)，工作步驟如下一、系統(tǒng)在不工作的正常情況下，為低功耗休眠狀態(tài)。在收到外部輸入與輸出控制模塊傳來(lái)的觸發(fā)信號(hào)后，開(kāi)始進(jìn)入捜索狀態(tài)。系統(tǒng)按200毫秒的間隔頻率不停探測(cè)周圍有沒(méi)有NFC手機(jī)通訊請(qǐng)求或感應(yīng)卡在本系統(tǒng)的射頻范圍內(nèi)。外部輸入與輸出控制模塊傳來(lái)的觸發(fā)信號(hào)可以是紅外線、微波、某個(gè)頻率的震動(dòng)或開(kāi)關(guān)信號(hào)，由電子鎖控制模塊通過(guò)通用異步接收與發(fā)送裝置UART將上述的觸發(fā)信號(hào)發(fā)送給NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)。ニ、系統(tǒng)進(jìn)入搜索狀態(tài)后，當(dāng)NFC手機(jī)靠近裝置的環(huán)形天線5cm感應(yīng)范圍內(nèi)時(shí)，天線驅(qū)動(dòng)模塊探測(cè)到有NFC手機(jī)通訊請(qǐng)求。天線驅(qū)動(dòng)模塊配合NFC收發(fā)模塊將NFC手機(jī)通訊的請(qǐng)求告知控制單元，并等待控制單元的指令。系統(tǒng)進(jìn)入搜索狀態(tài)后，發(fā)現(xiàn)IS014443A、IS014443B、IS015693或Felica感應(yīng)卡在射頻范圍內(nèi)，將讀取卡的ID號(hào)。當(dāng)超過(guò)12秒沒(méi)有發(fā)現(xiàn)NFC手機(jī)的通訊請(qǐng)求或感應(yīng)卡在本系統(tǒng)的射頻范圍內(nèi)，系統(tǒng)返回到休眠狀態(tài)，等待下一次通訊。三、控制單元收到NFC手機(jī)通訊請(qǐng)求，通過(guò)NFC收發(fā)模塊、天線驅(qū)動(dòng)模塊、環(huán)形天線發(fā)送給NFC手機(jī)查詢信息，進(jìn)入發(fā)送數(shù)據(jù)到手機(jī)建立P2P通訊狀態(tài)。如果控制単元發(fā)現(xiàn)發(fā)送的查詢信息沒(méi)有得到NFC手機(jī)的應(yīng)答，則說(shuō)明通訊傳輸失敗，系統(tǒng)返回到休眠狀態(tài)，等待下一次通訊。四、NFC手機(jī)接收查詢信息后,驗(yàn)證收到的查詢信息是否合法,然后將NFC手機(jī)唯一的ID加上開(kāi)鎖指令控制數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)。如果NFC手機(jī)發(fā)現(xiàn)收到的ID加上開(kāi)鎖指令控制數(shù)據(jù)不完整，則說(shuō)明通訊傳輸失敗，系統(tǒng)返回到休眠狀態(tài)，等待下一次通訊。五、控制單元收到NFC手機(jī)的ID后，系統(tǒng)進(jìn)入從手機(jī)接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。控制單元將收到的手機(jī)ID與EEPROM內(nèi)保存的ID進(jìn)行比較驗(yàn)證，或系統(tǒng)將讀取到的感應(yīng)卡ID與EEPROM保存的ID比較驗(yàn)證，若一致發(fā)送開(kāi)鎖指令經(jīng)外部接ロ、通用異步接收與發(fā)送裝置UART至第三方提供的電子鎖控制模塊。如果控制單元收到的ID和與EEPROM保存的ID不一致，則說(shuō)明該手機(jī)不是所授權(quán)的手機(jī)，不能開(kāi)鎖，系統(tǒng)返回到休眠狀態(tài)，等待下一次通訊?？刂茊卧部蓪⑹盏降腎D通過(guò)外部接ロ發(fā)送到第三方的開(kāi)鎖裝置，由第三方的開(kāi)鎖裝置進(jìn)行ID比對(duì)，并由第三方的開(kāi)鎖裝置來(lái)決定是否開(kāi)鎖。六、電子鎖控制模塊為電磁鎖機(jī)構(gòu)，收到開(kāi)鎖指令后，控制鎖機(jī)械結(jié)構(gòu)開(kāi)鎖，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入開(kāi)始延遲狀態(tài)。開(kāi)鎖延遲時(shí)間結(jié)束后，電磁鎖機(jī)構(gòu)發(fā)出關(guān)鎖信號(hào)控制鎖機(jī)械結(jié)構(gòu)關(guān)鎖，系統(tǒng)返回休眠狀態(tài)。延遲時(shí)間用戶可以設(shè)定，比如設(shè)定開(kāi)鎖6秒后，自動(dòng)關(guān)鎖。延遲時(shí)間內(nèi)裝置也可以主動(dòng)發(fā)出關(guān)鎖指令給電磁鎖機(jī)構(gòu)，控制鎖機(jī)械結(jié)構(gòu)關(guān)鎖。延遲時(shí)間結(jié)束后，系統(tǒng)返回到休眠狀態(tài)，等待下一次通訊。本發(fā)明的NFC手機(jī)電子鎖控制裝置可以在成本增加很少的情況下，完全替代并兼容現(xiàn)有技術(shù)的近距離感應(yīng)卡鎖控制裝置，方便使用，環(huán)保，符合國(guó)家提出的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)思?？梢酝茝V到門(mén)鎖，汽車鎖或電梯樓層控制鎖。同時(shí)，本發(fā)明也兼 容當(dāng)前市面已經(jīng)在廣泛使用的多種感應(yīng)卡，如IS014443A、IS014443B、IS015693或Felica感應(yīng)卡。這樣也給用戶ー個(gè)人性化的選擇，也使過(guò)渡到NFC手機(jī)完全替代感應(yīng)卡不會(huì)顯得非常生硬，這樣對(duì)市場(chǎng)的推廣也更加有利。
權(quán)利要求
1.一種NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)，其特征在于所述NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)設(shè)有主邏輯控制模塊，主邏輯控制模塊連接有與外部終端進(jìn)行通信的模塊、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器讀寫(xiě)控制模塊、外部輸入與輸出控制模塊； 主邏輯控制模塊用于狀態(tài)轉(zhuǎn)換、運(yùn)算和發(fā)出開(kāi)鎖指令； 電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器讀寫(xiě)控制模塊執(zhí)行主邏輯控制模塊的讀寫(xiě)指令； 外部輸入與輸出控制模塊用于主邏輯控制模塊與第三方的電子鎖控制模塊通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)，其特征在于所述主邏輯控制模塊連接有時(shí)序控制模塊，用于計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)或定時(shí)提醒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)，其特征在于所述外部終端進(jìn)行通信的模塊是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊和射頻識(shí)別讀卡模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)，其特征在于所述主邏輯控制模塊設(shè)有數(shù)據(jù)分析與處理模塊、中斷處理模塊和通訊模塊； 所述中斷處理模塊實(shí)時(shí)偵聽(tīng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊、射頻識(shí)別讀卡模塊、通訊模塊和時(shí)序控制模塊的工作狀態(tài)； 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊工作狀態(tài)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊向近距離無(wú)線通信手機(jī)電子鎖控制裝置的近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊發(fā)送信息是否結(jié)束、成功，接收近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊的信息是否結(jié)束、成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊； 射頻識(shí)別讀卡模塊的工作狀態(tài)為射頻識(shí)別讀卡模塊向近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊發(fā)送信息是否結(jié)束、成功，接收的近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊的信息是否結(jié)束、成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊； 通訊模塊的工作狀態(tài)為通訊模塊向外部輸入與輸出控制模塊發(fā)送信息是否結(jié)束、成功，接收外部輸入與輸出控制模塊的信息是否結(jié)束、成功，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊。
時(shí)序控制模塊的工作狀態(tài)態(tài)為定時(shí)結(jié)束，將偵聽(tīng)到的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給數(shù)據(jù)分析與處理模塊； 所述通訊模塊將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊接收到的手機(jī)身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼、射頻識(shí)別讀卡模塊接收到感應(yīng)卡身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼、外部輸入與輸出控制模塊接收到的喚醒信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析與處理模塊；將數(shù)據(jù)分析與處理模塊發(fā)出的近距離無(wú)線通信手機(jī)查詢指令發(fā)送到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議模塊，將數(shù)據(jù)分析與處理模塊發(fā)出的射頻識(shí)別感應(yīng)卡查詢指令發(fā)送到射頻識(shí)別讀卡模塊； 所述數(shù)據(jù)分析與處理模塊為有限狀態(tài)機(jī)，具有運(yùn)算能力，數(shù)據(jù)分析與處理模塊設(shè)有休目民、搜索、發(fā)送數(shù)據(jù)到近距離無(wú)線通信手機(jī)建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊、從近距離無(wú)線通信手機(jī)接收數(shù)據(jù)、開(kāi)鎖延遲和讀取感應(yīng)卡狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)，其特征在于所述運(yùn)算為數(shù)據(jù)分析與處理模塊將手機(jī)或感應(yīng)卡身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼與電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器內(nèi)保存的身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼進(jìn)行比較驗(yàn)證，一致發(fā)送開(kāi)鎖指令。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)，其特征在于所述運(yùn)算為數(shù)據(jù)分析與處理模塊將手機(jī)或感應(yīng)卡身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼與電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器內(nèi)保存的身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼進(jìn)行比較驗(yàn)證，不一致，等待下一次通訊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)，其特征在于所述感應(yīng)卡為IS014443A、IS014443B、Felica 和 IS015693 感應(yīng)卡。
8.—種NFC手機(jī)電子鎖控制裝置，其特征在于所述NFC手機(jī)電子鎖控制裝置設(shè)有控制單元，控制單元連接近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊和外部接口，近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊經(jīng)天線驅(qū)動(dòng)模塊接13. 56MHz天線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的NFC手機(jī)電子鎖控制裝置，其特征在于所述控制單元采用18F45K22單片機(jī)，近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊采用TRF7970A芯片，外部接口采用DS-1021-4針腳。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的NFC手機(jī)電子鎖控制裝置，其特征在于所述天線驅(qū)動(dòng)模塊由電源穩(wěn)壓濾波電路、模擬收發(fā)電路、天線匹配電路組成； 所述電源穩(wěn)壓濾波電路由串接在5V直流電源與地之間的并聯(lián)連接的第十五電容與第十六電容、串接在TRF7970A芯片第3、4腳與地之間的并聯(lián)連接的第十七電容和第十八電容、串接在TRF7970A芯片第I腳與地之間的并聯(lián)連接的第十九電容和第二十電容構(gòu)成； 所述模擬收發(fā)電路由TRF7970A芯片第5腳，經(jīng)并聯(lián)連接的第二電容和第三電容，第一電感、并聯(lián)連接的第六電容和第二電感、第二電阻、并聯(lián)連接的第十二電容和第十三電容連接構(gòu)成； 所述天線匹配電路連接在模擬收發(fā)電路的第十二電容和第十三電容與地之間，由第十四電容、第二十八電容和第一電阻并聯(lián)連接構(gòu)成連接成； 所述13. 56MHz天線為蝕刻在印刷線路板板上的環(huán)形天線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)和裝置，要解決的技術(shù)問(wèn)題是方便使用者開(kāi)鎖。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種NFC手機(jī)電子鎖控制系統(tǒng)，設(shè)有主邏輯控制模塊，主邏輯控制模塊連接有與外部終端進(jìn)行通信的模塊、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器讀寫(xiě)控制模塊、外部輸入與輸出控制模塊。一種NFC手機(jī)電子鎖控制裝置，設(shè)有控制單元，控制單元連接近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊和外部接口，近距離無(wú)線通信收發(fā)模塊經(jīng)天線驅(qū)動(dòng)模塊接13.56MHz天線。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用手機(jī)與控制單元通信，完全替代現(xiàn)有技術(shù)的近距離感應(yīng)卡鎖控制裝置，方便使用，環(huán)保，符合國(guó)家提出的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)思，可以適用于門(mén)鎖、汽車鎖、電梯樓層控制鎖，以及多種感應(yīng)卡。
文檔編號(hào)G07C9/00GK102768781SQ20121024534
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者褚維戈 申請(qǐng)人:褚維戈