用于智能门的供电系统及智能门
技术领域
本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种用于智能门的供电系统及智能门。
背景技术
目前，一些智能门上的智能监控设备和智能锁具都是采用独立供电的方式。例如，智能锁具通常使用干电池，智能监控设备通常使用锂电池。干电池容量小且寿命短，而锂电池在低温状态下工作能力下降明显。简而言之，干电池使用寿命短和锂电池低温状态下工作能力差容易导致智能门意外断电。
因此，需要一种新型供电系统以及包含该新型供电系统的智能门。
实用新型内容
本实用新型技术方案要解决的技术问题是干电池使用寿命短和锂电池低温状态下工作能力差容易导致智能门意外断电的缺陷。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于智能门的供电系统以及智能门，通过同时采用市政电网和蓄电池两种电源进行供电，并配备储能设备，为智能门的供电提供多重保障。
本实用新型的一个方面提供用于智能门的供电系统，所述供电系统包括电源适配器、蓄电池、电压转换电路以及储能设备，所述电源适配器被配置为适于同交流电源连接以将所述交流电源提供的交流电压转换为第一直流电压，所述蓄电池被配置为提供第二直流电压，所述电压转换电路电连接至所述电源适配器和所述蓄电池并被配置为基于所述第一直流电压和所述第二直流电压产生第三直流电压，所述第三直流电压用于为所述智能门供电，所述储能设备被配置为在所述电源适配器无法提供第一直流电压且所述蓄电池无法提供第二直流电压的情况下提供第四直流电压以替代所述第三直流电压。
可选地，所述供电系统还包括锁具供电电路、监控设备供电电路以及储能设备供电电路，所述锁具供电电路电连接至所述电压转换电路和所述智能门的锁具并被配置为基于所述第三直流电压生成第五直流电压，所述第五直流电压用于为所述锁具供电，所述监控设备供电电路电连接至所述电压转换电路和所述智能门的监控设备并被配置为基于所述第三直流电压生成第六直流电压，所述第六直流电压用于为所述监控设备供电，所述储能设备供电电路电连接至所述电压转换电路和所述储能设备并被配置为基于所述第三直流电压生成第七直流电压，所述第七直流电压用于为所述储能设备供电。
可选地，所述电压转换电路包括第一输入单元、第一转换单元以及第一输出单元，所述第一输入单元电连接至所述电源适配器以接收所述第一直流电压并且电连接至所述蓄电池以接收所述第二直流电压，所述第一转换单元电连接至所述第一输入单元并被配置为基于所述第一直流电压或所述第二直流电压生成所述第三直流电压，所述第一输出单元电连接至所述第一转换单元并被配置为输出所述第三直流电压。
可选地，所述锁具供电电路包括第二输入单元、第二转换单元以及第二输出单元，所述第二输入单元电连接至所述电压转换电路以接收所述第三直流电压，所述第二转换单元电连接至所述第二输入单元并被配置为基于所述第三直流电压生成所述第五直流电压，所述第二输出单元电连接至所述第二转换单元并被配置为输出所述第五直流电压。
可选地，所述监控设备供电电路包括第三输入单元、第三转换单元以及第三输出单元，所述第三输入单元电连接至所述电压转换电路以接收所述第三直流电压，所述第三转换单元电连接至所述第三输入单元并被配置为基于所述第三直流电压生成所述第六直流电压，所述第三输出单元电连接至所述第三转换单元并被配置为输出所述第六直流电压。
可选地，所述储能设备供电电路包括第四输入单元、第四转换单元以及第四输出单元，所述第四输入单元电连接至所述电压转换电路以接收所述第三直流电压，所述第四转换单元电连接至所述第四输入单元并被配置为基于所述第四直流电压生成所述第七直流电压，所述第四输出单元电连接至所述第四转换单元并被配置为输出所述第七直流电压。
可选地，所述电压转换电路还包括第五输出单元，所述第五输出单元电连接至所述第一转换单元并被配置为输出第八直流电压，所述第八直流电压用于指示所述智能门的供电状态。
本实用新型的另一个方面提供一种智能门，其包括门体、监控设备、锁具、以及如前所述的所述的用于智能门的供电系统，其中所述监控设备安装至所述门体，所述锁具安装至所述门体，所述储能设备安装至所述门体。
可选地，所述电压转换电路、所述锁具供电电路、所述监控设备供电电路、所述储能设备供电电路以及所述储能设备均安装在所述锁具内。
可选地，所述电压转换电路、所述锁具供电电路、所述监控设备供电电路、所述储能设备供电电路以及所述储能设备均安装在所述监控设备内。
由以上技术方案可知，本实用新型提供的用于智能门的供电系统以及智能门，通过同时采用市政电网和蓄电池两种电源进行供电，并配备储能设备，为智能门的供电提供多重保障。
本实用新型的其他功能将在以下说明中部分列出。根据描述，以下数字和示例的内容将对那些本领域的普通技术人员显而易见。本实用新型的创造性方面可以通过实践或使用下面详细示例中所述的装置和组合得到充分解释。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本实用新型的一个实施例提供的智能门的结构示意图；
图2为根据本实用新型的另一个实施例提供的智能门的结构示意图；
图3为根据本实用新型的又一个实施例提供的智能门的结构示意图；
图4为根据本实用新型的再一个实施例提供的智能门的结构示意图；
图5为根据本实用新型的实施例提供的电压转换电路的示意图；
图6为根据本实用新型的实施例提供的电压转换电路的电路图；
图7为根据本实用新型的实施例提供的锁具供电电路的示意图；
图8为根据本实用新型的实施例提供的锁具供电电路的电路图；
图9为根据本实用新型的实施例提供的监控设备供电电路的示意图；
图10为根据本实用新型的实施例提供的监控设备供电电路的电路图；
图11为根据本实用新型的实施例提供的储能设备供电电路的示意图；
图12为根据本实用新型的实施例提供的储能设备供电电路的电路图。
具体实施方式
以下描述提供了本实用新型的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本实用新型中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本公开不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
在本申请中，术语“屋外”指的是安装至墙壁的智能门在关闭状态下与所述墙壁形成的封闭空间的外部，术语“屋内”指的是安装至墙壁的智能门在关闭状态下与所述墙壁形成的封闭空间的内部。
下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。
图1为根据本实用新型的一个实施例提供的智能门的结构示意图。
如图1所示，智能门包括门体100、锁具200、监控设备300、以及供电系统400。供电系统400进一步包括电源适配器410、蓄电池420、电压转换电路430、锁具供电电路440、监控设备供电电路450、储能设备供电电路460、以及储能设备470。锁具200、监控设备300安装至门体100。在图1所示实施例中，电源适配器410和蓄电池420安装至门体100，电压转换电路430、锁具供电电路440、监控设备供电电路450、储能设备供电电路460以及储能设备470均安装在锁具200内。在这种情况下，电源适配器410或蓄电池420提供的电力先抵达锁具200，随后经由设置在锁具200内的电压转换电路430和监控设备供电电路450提供至监控设备300。
图2为根据本实用新型的另一个实施例提供的智能门的结构示意图。
在图2所示实施例中，电源适配器410、蓄电池420、电压转换电路430、锁具供电电路440、监控设备供电电路450、储能设备供电电路460以及储能设备470均安装在锁具200内。
图3为根据本实用新型的又一个实施例提供的智能门的结构示意图。
在图3所示实施例中，电源适配器410和蓄电池420安装至门体100，电压转换电路430、锁具供电电路440、监控设备供电电路450、储能设备供电电路460以及储能设备470均安装在监控设备300内。在这种情况下，电源适配器410或蓄电池420提供的电力先抵达监控设备300，随后经由设置在监控设备300内的电压转换电路430和锁具电电路440提供至锁具200。
图4为根据本实用新型的再一个实施例提供的智能门的结构示意图。
在图4所示实施例中，电源适配器410、蓄电池420、电压转换电路430、锁具供电电路440、监控设备供电电路450、储能设备供电电路460以及储能设备470均安装在监控设备300内。
锁具200可包括供用户在屋外解锁开门的外锁体和供用户在屋内反锁门的内锁体。在本实施例中，供电系统400通过导线连接至内锁体以向其供电，所述内锁体再通过导线连接至所述外锁体以向其供电。在其他实施例中，供电系统400可通过导线分别连接至所述外锁体和所述内锁体。锁具200所需的直流电规格可以是3.3V也可以是其他规格，例如7.4V3A、5V4A、12V2A，等等。
监控设备300可包括用于采集视频或图像的摄像头和用于播放视频或图像的显示器。在本实施例中，供电系统400通过导线连接至所述显示器以向其供电，所述显示器再通过导线连接至所述摄像头以向其供电。在其他实施例中，供电系统400可通过导线分别连接至所述显示器和所述摄像头。监控设备300所需的直流电规格可以是5V2A，也可以是其他规格，例如5V4A，12V2A，等等。
储能设备400可以是可充电电池，例如，锂电池，也可以是大容量电容器。
供电系统400进一步包括电源适配器410、蓄电池420、电压转换电路430、锁具供电电路440、监控设备供电电路450、储能设备供电电路460、以及储能设备470。
电源适配器410被配置为适于同交流电源(例如，市政交流电源)800连接以将交流电源800提供的交流电压(例如，220V或110V)转换为第一直流电压(例如，12V)。例如，电源适配器410可以将市政交流电转换为12V2A的直流电，也可以转换为5V4A的直流电，等等。交流电源800可以是普通的市政交流电插座，电源适配器410可以包括变压器，也可以包括插头，插头可以与市政交流电插座连接。
蓄电池420被配置为提供第二直流电压(例如，7.6V或7.4V)。蓄电池420可以是二次电池，例如锂电池，镍氢电池，也可以是一次电池等。蓄电池420的容量可以是20000mAH，也可以是更大或更小的容量，例如30000mAH或10000mAH，等等。
电压转换电路430电连接至电源适配器410和蓄电池420并被配置为基于所述第一直流电压和所述第二直流电压产生第三直流电压(例如，7.6V)，所述第三直流电压用于提供至锁具供电电路440、监控设备供电电路450和/或储能设备供电电路460以向所述智能门(例如，锁具200、监控设备300和/或储能设备470)供电。在其他实施例中，电压转换电路430还可以包括第三电源，例如，用户的具备反向充电功能的智能终端。多个电源的存在使得智能门的锁具和监控设备意外瘫痪的概率大大降低。
图5为根据本实用新型的实施例提供的电压转换电路的示意图。
如图5所示，电压转换电路430包括第一输入单元431、第一转换单元432、第一输出单元433和第五输出单元434。第一输入单元431电连接至电源适配器410以接收所述第一直流电压并且电连接至蓄电池420以接收所述第二直流电压。第一转换单元432电连接至第一输入单元431并被配置为基于所述第一直流电压或所述第二直流电压生成所述第三直流电压。第一输出单元433电连接至第一转换单元432并被配置为输出所述第三直流电压。第五输出单元434电连接至第一转换单元432并被配置为输出第八直流电压(例如，3V)，所述第八直流电压用于指示所述智能门的供电状态。例如，当所述第八直流电压不为0时，说明电源适配器410和/或蓄电池420正在为智能门提供电力。
图6为根据本实用新型的实施例提供的电压转换电路的电路图。
如图6所示，第一输入单元431包括第一输入端子T1和第二输入端子T2；第一转换单元432包括第一二极管D1、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3，第一输出单元433包括第二二极管D2、第三二极管D3以及第一输出端子X1，第五输出单元434包括第二输出端子X2。在一些实施例中，第一转换单元432还包括用于滤波的第一电容器C1。
在本实施例中，第一输入端子T1用于接收来自电源适配器410的第一直流电压(例如，12V)，第二输入端子T2用于接收来自蓄电池420的第二直流电压(例如，7.6V)，第一输出端子T1用于输出第三直流电压(例如，7.6V)，第二输出端子X2用于输出充电状态信号(例如，3V)，第一输入端子T1连接至第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极连接至第一输出端子T1，第二输入端子T2连接至第三二极管D3的正极，第三二极管D3的负极连接至第一输出端子X1，第一电阻器R1的第一端连接至第二二极管D2的正极，第一电阻器R1的第二端连接至第一二极管D1的负极，第一二极管D1的正极接地，第二电阻器R2的第一端连接至第三二极管D3的正极，第二电阻器R2的第二端连接至第一电容器C1的第一端，第一电容器C1的第二端接地，第一二极管D1的负极连接至第一电容器C1的第一端，第三电阻器R3的第一端连接至第一电容器C1的第一端，第三电阻器R3的第二端接地。
在一些实施例中，第一二极管D1为稳压二极管(例如，3.3V稳压二极管)，第二二极管D2为整流二极管(例如，硅材料整流二极管)，第三二极管D3为整流二极管(例如，硅材料整流二极管)，第一电阻器R1为1M欧姆电阻器，第二电阻器R2为1M欧姆电阻器，第三电阻器R3为1M欧姆电阻器，第一电容器C1为0.1μF电容器。
锁具供电电路440电连接至电压转换电路430和所述智能门的锁具200并被配置为基于所述第三直流电压生成第五直流电压(例如，3.3V)，所述第五直流电压用于为锁具200供电。
图7为根据本实用新型的实施例提供的锁具供电电路的示意图。
如图7所示，锁具供电电路440包括第二输入单元441、第二转换单元442和第二输出单元443。第二输入单元441电连接至电压转换电路430以接收所述第三直流电压。第二转换单元442电连接至第二输入单元441并被配置为基于所述第三直流电压生成所述第五直流电压。第二输出单元441电连接至第二转换单元442并被配置为输出所述第五直流电压。
图8为根据本实用新型的实施例提供的锁具供电电路的电路图。
如图8所示，第二输入单元441包括第三输入端子T3，第二转换单元442包括第一线性稳压器H1，第二输出单元443包括第三输出端子X3。在一些实施中，第二输入单元441还包括用于静电保护的第五二极管D5以及用于滤波的第二电容器C2，第二输出单元443还包括用于静电保护的第六二极管D6和第七二极管D7以及用于滤波的第二电容器C2和用于消除高频信号(即，抗干扰)的第三电容器C3。
在本实施例中，第三输入端子T3连接至第一输出端子X1，第三输出端子X3用于输出所述第五直流电压(例如3.3V)，第三输入端子X3连接至第四二极管D4的正极，第四二极管D4的负极、第五二极管D5的负极、以及第二电容器C2的第一端连接至第一线性稳压器H1的电压输入引脚Vin，第三电容器C3的第一端、第四电容器C4的正极、第六二极管D6的负极、第七二极管D7的负极、以及第三输出端子X3连接至第一线性稳压器H1的电压输出引脚Vout，第五二极管D5的正极、第二电容器C2的第二端、第一线性稳压器H1的接地引脚GND、第三电容器C3的第二端、第四电容器C4的负极、第六二极管D6的正极、以及第七二极管D7的正极接地。
在一些实施例中，第四二极管D4为肖特基二极管，第五二极管D5为12V静电保护二极管(或瞬态抑制二极管)，第六二极管D6为瞬态抑制二极管、第七二极管D7为5V静电保护二极管，第二电容器C2为22μF电容器，第三电容器C3为0.1μF电容器，第四电容器C4为100μF/16V有极电容器，第一线性稳压器H1为低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator)，例如HT7333型低压差线性稳压器。
监控设备供电电路450电连接至电压转换电路430和所述智能门的监控设备300并被配置为基于所述第三直流电压生成第六直流电压(例如，5V)，所述第六直流电压用于为监控设备300供电。
图9为根据本实用新型的实施例提供的监控设备供电电路的示意图。
如图9所示，监控设备供电电路450包括第三输入单元451、第三转换单元452以及第三输出单元453。第三输入单元451电连接至电压转换电路430以接收所述第三直流电压，第三转换单元452电连接至第三输入单元451并被配置为基于所述第三直流电压生成所述第六直流电压，第三输出单元453电连接至第三转换单元452并被配置为输出所述第六直流电压。
图10为根据本实用新型的实施例提供的监控设备供电电路的电路图。
如图10所示，第三输入单元451包括第四输入端子T4，第三转换单元452包括第二线性稳压器H2，第三输出单元453包括第四输出端子X4。在一些实施例中，第三输入单元451还包括用于滤波的第五电容器C5，第三输出单元453还包括用于滤波的第六电容器C6、用于消除高频信号(即，抗干扰)的第七电容器C7以及用于静电保护的第八二极管D8。
在本实施例中，第四输入端子T4连接至第一输出端子X1，第四输出端子X4用于输出所述第三直流电压(例如，5V)，第五电容器C5的正极和第四输入端子T4连接至第二线性稳压器H2的电压输入引脚Vin，第六电容器C6的正极、第七电容器C7的第一端、第八二极管D8的负极、以及第四输出端子X4连接至第二线性稳压器H2的电压输出引脚Vout，第五电容器C5的负极、第二线性稳压器H2的接地引脚GND、第六电容器C6的负极、第七电容器C7的第二端、以及第八二极管D8的正极接地。
在一些实施例中，第八二极管D8为12V静电保护二极管，第五电容器C5为100μF/16V有极电容器，第六电容器C6为100μF/16V有极电容器，第七电容器C7为0.1μF电容器，第二线性稳压器H2为低压差线性稳压器，例如，MD7601B50型低压差线性稳压器。
储能设备供电电路460电连接至电压转换电路430和储能设备470并被配置为基于所述第三直流电压生成第七直流电压(例如，7.2V)，所述第七直流电压用于为储能设备470供电。储能设备470被配置为在电源适配器410无法提供第一直流电压且蓄电池420无法提供第二直流电压的情况下提供第四直流电压(储能设备470的正极输出端电压)以替代所述第三直流电压，从而维持对锁具200和监控设备300的供电，以保证它们能够正常工作，避免智能门的意外瘫痪。
图11为根据本实用新型的实施例提供的储能设备供电电路的示意图。
如图11所示，储能设备供电电路460包括第四输入单元461、第四转换单元462以及第四输出单元463。第四输入单元461电连接至电压转换电路430以接收所述第三直流电压，第四转换单元462电连接至第四输入单元461并被配置为基于所述第四直流电压生成所述第七直流电压，第四输出单元463电连接至第四转换单元462并被配置为输出所述第七直流电压。
图12为根据本实用新型的实施例提供的储能设备供电电路的电路图。
如图12所示，第四输入单元461包括第五输入端子T5，第四转换单元462包括第三线性稳压器H3、第四电阻器R4以及第五电阻器R5，第四输出单元463包括第五输出端子X5和第九二极管D9。
在本实施例中，第五输入端子T5连接至第一输出端子，第五数输出端子X5用于输出所述第四直流电压(例如，7.2V)，第九二极管D9的负极和第五输入端子T5连接至第三线性稳压器的电压输入引脚IN，第九二极管D9的正极连接至第四电阻器R4的第一端和第三线性稳压器H3的电压输出引脚OUT，第四电阻器D4的第二端连接至第五电阻器R5的第一端和第三线性稳压器H3的反馈输入引脚FB，第五电阻器R5的第二端和第三线性稳压器H3的接地引脚接地GND，第五输出端子X5连接至第三线性稳压器H3的电压输出引脚OUT，第三线性稳压器H3的电压输入引脚IN和使能输入引脚EN短接。
在一些实施例中，第四电阻器R4为1M欧姆电阻器，第五电阻器R5为1M欧姆电阻器，第九二极管D9为整流二极管，第三线性稳压器H3为低压差线性稳压器，例如，TPS7A25型低压差线性稳压器。
当电源适配器410和/或蓄电池420提供电力时，储能设备供电电路460用于为储能设备400充电。当电源适配器410和蓄电池420均失效时，储能设备470提供的第四直流电压(例如，7.2V)高于第五输入端子T5处提供的第三直流电压(例如，0V)，此时第九二极管D9导通，使得所述第四直流电压作为所述第三直流电压的替代，分别为锁具供电电路440、监控设备供电电路450提供电力以驱动锁具200和监控设备300。
综上，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本实用新型意图囊括对实施例的各种合理改变、改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本公开提出，并且在本公开的示例性实施例的精神和范围内。
此外，本实用新型中的某些术语已被用于描述本公开的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本公开的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可以在本公开的一个或多个实施例中适当地组合。
应当理解，在本公开的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本公开的目的，本实用新型将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本实用新型的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本实用新型中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。
