智能卡电子挂锁及其工作方式 【技术领域】
本发明涉及一种挂锁，尤其是一种智能卡电子挂锁及其工作方式。
背景技术
挂锁方便实用，结构小巧，容易移动，广泛应用于人们日常生活的方方面面；传统的挂锁均为机械式的，只能通过机械钥匙开锁，安全性不足，不适合于防盗性能要求较高的场所，对于一些非法开锁的手段，也没有较好的限制方法。目前市场上出现了一些将传统的机械式锁和电子技术结合在一起的电子锁，但它们大多数是非挂锁式的，均安装于门上或者其他的固定地方不可移动，其结构复杂，成本高，造价昂贵，并且不方便于携带与移动，运用灵活性较差。随着智能卡技术、无线电技术、计算机技术的发展，一整套用于智能卡电子挂锁的技术已经渐渐成熟。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种智能卡电子挂锁，以及它的工作方式，形成一套能够有效解决机械式挂锁缺陷的技术方案。
本发明为解决其问题所采用的技术方案是：
智能卡电子挂锁，包括锁体，锁体上设有锁钩及锁定锁钩的锁销，其锁体内还装有：
中央处理系统，所述中央处理系统对所述智能卡电子挂锁的各种数据进行处理及储存；
读卡单元，连接中央处理系统，用于检测是否有智能卡进入其智能卡电子挂锁的读卡范围；
振动检测单元，连接中央处理系统，用于将机械振动信号转化为电信号，并对电信号进行整形后送入中央处理系统；
供电单元，连接中央处理系统，用于对智能卡电子挂锁各元件进行供电；
锁状态检测单元，连接中央处理系统，检测挂锁是否打开；
电机驱动单元，连接中央处理系统，用于驱动控制锁销位置的挂锁电机；
发声单元，连接中央处理系统，用于产生提示声音及报警声音；
无线电发射单元，连接中央处理系统，用于发射无线信号。
作为上述方案的进一步改进，所述中央处理系统还连接有电压检测单元，在供电单元电压不足时进行提示。
上述智能卡电子挂锁的工作方式，其采用智能卡作为智能卡电子挂锁的开锁钥匙，在智能卡电子挂锁关锁状态下，其开锁步骤包括：
将智能卡移动到智能卡电子挂锁的读卡范围内；
读卡单元读取智能卡信息，并将智能卡信息传递到中央处理系统，中央处理系统将该智能卡信息与原储存的开锁数据进行对比；
当智能卡信息与原开锁储存数据相同时，中央处理系统判定智能卡为开锁卡，控制电机驱动单元驱动挂锁电机正转，带动锁销从锁定位置缩回，使挂锁挂钩失去锁定，使用者拉出挂锁挂钩，使挂锁打开；
当智能卡信息与原储存数据不同时，中央处理系统判定智能卡为非法卡，并控制发声单元进行报警警示；
在智能卡电子挂锁开启状态下，其关锁步骤包括：
智能卡电子挂锁开启后，中央处理系统控制电机驱动单元驱动挂锁电机反转，将锁销推到锁定位置，进入预备关锁状态；
使用者将挂锁挂钩推入锁销，完成关锁；
在智能卡电子挂锁关锁状态下，将进入布防状态，其布防状态的报警工作步骤包括：
当智能卡电子锁有短时间振动时，振动检测单元发出短时间振动识别信号到中央处理系统，中央处理系统控制发声单元发出简短的警示声音；
当智能卡电子锁有连续振动时，振动检测单元发出连续振动识别信号到中央处理系统，中央处理系统控制发声单元发出连续报警警示声音，并将报警信号调制进无电线发射单元发出的载波上，向远程报警主机进行报警。
作为上述方案的进一步改进，所述智能卡电子挂锁可直接增加与删除开锁卡信息，其增加开锁卡信息的步骤包括：
在智能卡电子挂锁开锁状态下，将开锁卡移动到智能卡电子挂锁的读卡范围内；
读卡单元读取开锁卡信息，并将开锁卡信息传递到中央处理系统，中央处理系统识别后，发出提示指令，发声单元进行提示；
将开锁卡移动到智能卡电子挂锁的读卡范围外；
读卡单元识别后发出信号到中央处理系统，中央处理系统控制进入增加开锁卡流程；
将要增加的智能卡移动到读卡范围内，读卡单元读取该智能卡信息并传递到中央处理系统，中央处理系统将该智能卡性息进行储存，并设定为开锁卡信息；
完成开锁卡信息的增加；
其删除开锁卡的步骤包括：
在智能卡电子挂锁开锁状态下，将开锁卡移动到智能卡电子挂锁的读卡范围内；
读卡单元读取开锁卡信息，并传递给中央处理系统，中央处理系统发出提示指令，发声单元进行提示；
继续保持开锁卡位于智能卡电子挂锁的读卡范围内；
读卡单元识别并发出信号到中央处理系统，中央处理系统清除其他开锁卡的信息，并发出提示指令，发声单元进行提示；
完成开锁卡的删除。
本发明的有益效果是：本发明结构小巧，移动及携带方便，而且成本比市面上的固定电子锁低，可以在各种各样的场所使用，本发明采用智能卡作为挂锁的开锁钥匙，不但克服了机械钥匙的不安全隐患，而且还可以进行报警警示，此外，无线报警功能还能够实现联网报警，在挂锁非法开启时，能够及时将消息传递给挂锁所有者及警方，有效遏制了不法分子的违法行为，使得挂锁的使用更为安全。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的电路原理图；
图3为智能卡电子挂锁开锁状态工作流程图；
图4为智能卡电子挂锁关锁状态工作流程图。
【具体实施方式】
参照图1～图2，智能卡电子挂锁，包括锁体，锁体上设有锁钩及锁定锁钩的锁销，其锁体内装有：
中央处理系统，所述中央处理系统对所述智能卡电子挂锁的各种数据进行处理及储存；本发明的中央处理系统集合中央处理器及数据储存器，作为整个智能卡电子挂锁的思维中心，所有的信息都必须汇聚到中央处理系统，经中央处理系统的处理后，输出控制信号来控制电子锁的行为，每个独立单元负责某一类信息的采集，或者是对一种控制信号的驱动，整个智能卡电子挂锁就是中央处理系统协调统一的结果；
读卡单元，连接中央处理系统，用于检测是否有智能卡进入其智能卡电子挂锁地读卡范围，如果有则将智能卡信息传递给中央处理系统，由中央处理系统处理；
振动检测单元，连接中央处理系统，用于将机械振动信号转化为电信号，并对电信号进行整形后送入中央处理系统；
供电单元，连接中央处理系统，用于对智能卡电子挂锁各元件进行供电；
锁状态检测单元，连接中央处理系统，检测挂锁是否打开；
电机驱动单元，连接中央处理系统，用于驱动控制锁销位置的挂锁电机；本发明的电机驱动单元采用4个三极管组成的一个微型直流电机驱动电路，直接驱动挂锁电机，可以达到较好的使用效果；
发声单元，连接中央处理系统，用于产生提示声音及报警声音；在使用时，由中央处理系统产生信号源，经三极管放大后再经过升压，驱动发声单元的蜂鸣片，能产生高达130dB警笛声，同时也可作为挂锁操作提示声；
无线电发射单元，连接中央处理系统，用于发射无线信号；本发明的无线电发射单元能产生高稳定315M或433M频率的无线信号，空地传输距离可达200米，当警情出现时，中央处理系统将报警数据调制进该载波上，实现与报警系统相连，从而实现联网报警，并可即使通知挂锁主人。
其中，所述锁状态检测单元通过霍尔效应检测磁场是否存在，以此判断所述智能卡电子挂锁是否打开。所述锁钩头部设有磁铁，所述锁状态检测单元相对应设有磁铁，锁状态检测单元设有通过霍尔效应检测其与锁钩之间的磁场是否存在的模块，在关锁状态下，被锁销锁定的锁钩与锁状态检测单元之间形成磁场，锁状态检测单元检测磁场存在，将检测信号传递给中央处理系统，在开锁状态下，锁钩与锁状态检测单元之间无磁场，锁状态检测单元检查磁场不存在，将检测信号传递给中央处理系统。
当智能卡电子锁处于关锁状态时，流经锁状态检测单元的电流受洛伦兹力，在锁状态检测单元的横向两端产生电势差，锁状态检测单元检测到电势差存在，则将信号传递给中央处理系统，中央处理系统判断智能卡电子锁处于挂锁状态；当智能卡电子锁处于开锁状态时，磁场不存在，则流经锁状态检测单元的电流不受洛伦兹力影响，不产生电势差，中央处理系统判断智能卡电子锁处于开锁状态。
作为本发明的优选方式，所述中央处理系统还连接有电压检测单元，在供电单元电压不足时进行提示。利用CPU的AD转换引脚，配以电阻和二极管来检测电池的电压水平，当检测到电源电压下降到一定水平时，在每次开锁时进行欠压提示。
本发明的供电单元的供电电压为4.5V，所述电压检测单元对电压降到3.8V以下进行欠压提示。这样，采用采用3节7号电池供电便可，在休眠期间的待机状态下，功耗低于2μA，每次开锁的功耗均很低，采用3节7号电池可待机18个月以上，能耗低，有利于使用。
本发明结构小巧，移动及携带方便，而且成本比市面上的固定电子锁低，可以在各种各样的场所使用，本发明采用智能卡作为挂锁的开锁钥匙，不但克服了机械钥匙的不安全隐患，而且还可以进行报警警示。
参照图3~图4，所述智能卡电子挂锁采用智能卡作为开锁钥匙，在智能卡电子挂锁关锁状态下，其开锁步骤包括：
将智能卡移动到智能卡电子挂锁的读卡范围内；
读卡单元读取智能卡信息，并将智能卡信息传递到中央处理系统，中央处理系统将该智能卡信息与原储存的开锁数据进行对比；
当智能卡信息与原开锁储存数据相同时，中央处理系统判定智能卡为开锁卡，控制电机驱动单元驱动挂锁电机正转，带动锁销从锁定位置缩回，使挂锁挂钩失去锁定，使用者拉出挂锁挂钩，使挂锁打开；
当智能卡信息与原储存数据不同时，中央处理系统判定智能卡为非法卡，并控制发声单元进行报警警示；
在智能卡电子挂锁开启状态下，其关锁步骤包括：
智能卡电子挂锁开启后，中央处理系统控制电机驱动单元驱动挂锁电机反转，将锁销推到锁定位置，进入预备关锁状态；
使用者将挂锁挂钩推入锁销，完成关锁；在机械结构的设计上，可以将锁销前端设计为45°角，并配合将锁钩端部设计为45°倒角相切，关锁时只要将挂钩用微力往里一推即可将锁锁上；
在智能卡电子挂锁关锁状态下，将进入布防状态，其布防状态的报警工作步骤包括：
当智能卡电子锁有短时间振动时，振动检测单元发出短时间振动识别信号到中央处理系统，中央处理系统控制发声单元发出简短的警示声音；
当智能卡电子锁有连续振动时，振动检测单元发出连续振动识别信号到中央处理系统，中央处理系统控制发声单元发出连续报警警示声音，并将报警信号调制进无电线发射单元发出的载波上，向远程报警主机进行报警。
而且，作为本发明的优选方式，智能卡电子挂锁可直接增加与删除开锁卡信息，这样将极大的方便使用者对智能卡电子锁的使用与管理，其中，增加开锁卡信息的步骤包括：
在智能卡电子挂锁开锁状态下，将开锁卡移动到智能卡电子挂锁的读卡范围内；
读卡单元读取开锁卡信息，并将开锁卡信息传递到中央处理系统，中央处理系统识别后，发出提示指令，发声单元进行提示；
将开锁卡移动到智能卡电子挂锁的读卡范围外；
读卡单元识别后发出信号到中央处理系统，中央处理系统控制进入增加开锁卡流程；
将要增加的智能卡移动到读卡范围内，读卡单元读取该智能卡信息并传递到中央处理系统，中央处理系统将该智能卡性息进行储存，并设定为开锁卡信息；
完成开锁卡信息的增加；
其中，可以在增加开锁卡流程中设定一个时间，例如可设为10秒，如果要增加智能卡，则需要在进入增加开锁卡流程10秒内将要增加的智能卡置入读卡范围内，如果10秒内没有智能卡进入读卡范围，则读卡单元发出信号给中央处理系统，中央处理系统自动退出增加开锁卡流程；而且，也可以设置为通过关锁动作来强制退出增加开锁卡流程；除此之外，其他类似的动作也可以通过关锁来强制中断，这样设计更为人性化，有利于使用者使用。
本发明删除开锁卡的步骤包括：
在智能卡电子挂锁开锁状态下，将开锁卡移动到智能卡电子挂锁的读卡范围内；
读卡单元读取开锁卡信息，并传递给中央处理系统，中央处理系统发出提示指令，发声单元进行提示；
继续保持开锁卡位于智能卡电子挂锁的读卡范围内；
读卡单元识别并发出信号到中央处理系统，中央处理系统清除其他开锁卡的信息，并发出提示指令，发声单元进行提示；
完成开锁卡的删除。
作为本发明的优选方式，在删除开锁卡的步骤中，继续保持开锁卡位于智能卡电子挂锁的读卡范围内的步骤之后，还包括下述步骤：
经过延迟时间后，读卡单元识别并发出信号到中央处理系统，中央处理系统控制电机驱动单元驱动挂锁电机正转，带动锁销从锁定位置缩回，使挂锁挂钩失去锁定，开锁一次，并发出提示指令，发声单元进行提示；
继续保持开锁卡位于智能卡电子挂锁的读卡范围内；
经过延迟时间后，进入中央处理系统清楚其他开锁卡信息的步骤；
本发明增加上述的步骤可以作为应急措施，如果先前开锁失败则可以进行补救，这样设计更加人性化，而且也更利于使用。其中，考虑到使用者感受，为方便于使用，所述延迟时间可设为5秒。
此外，为方便于人为的控制布防状态，可设有布防状态启动步骤，其步骤包括：
在智能卡电子挂锁关锁后的30秒设定时间内，将开锁卡靠近读卡范围；
读卡单元识别并发出信号到中央处理系统，中央处理系统识别后控制振动检测单元启动，并发出进入布防状态的提示指令，发声单元进行提示；
如果没有在智能卡电子挂锁关锁后的30秒设定时间内将开锁卡靠近读卡范围，则智能卡进入开锁步骤。
本发明的智能卡电子挂锁，采用智能卡作为挂锁的开锁钥匙，能够在挂锁上直接进行增加、删除钥匙卡，内置高分贝的发声单元，可有效震慑不法分子的违法行为，并且可以通过无线发射单元接入报警实现远程联网报警。正常开锁关锁并不会产生振动报警，只有在关锁后30秒以内靠一次有效开锁卡，智能卡电子锁提示后，挂锁启动布防功能。布防后，开始检测挂锁振动信号，若为短时间振动，则警示一声。若为连续振动，才会发出报警，同时发射无线报警信号与通知远端报警主机，实现联网报警，通告挂锁的主人。这样，在挂锁非法开启时，能够及时将消息传递给挂锁所有者及警方，有效遏制了不法分子的违法行为，使得挂锁的使用更为安全。
当然，上述并不是本发明唯一的保护范围，其他等同的技术方案，也应属于本发明的保护范围。