CN103778705A - 一种nfc电子锁的实现方法、系统及nfc电子锁读卡器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种NFC电子锁的实现方法、系统及NFC电子锁读卡器，该方法包括：NFC电子锁读卡器周期性的在卡模拟模式和P2P模式间切换；在卡模拟模式下，NFC电子锁读卡器获取非接触式感应卡的电子钥匙ID或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID；在P2P模式下，NFC电子锁读卡器获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN；NFC电子锁读卡器将电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由电子锁控制器对电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。实现NFC移动终端开电子锁。
Description
—种NFC电子锁的实现方法、系统及NFC电子锁读卡器
技术领域
[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种NFC电子锁的实现方法、系统及NFC电子锁读卡器。
背景技术
[0002] NFC (Near Field Communication,近距离无线通讯)由 RFID (Radio FrequencyIdentification,非接触式射频识别)及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。
[0003] 传统的锁是实体钥匙方式，实体钥匙容易被复制，而且携带不方便。而目前电子钥匙中最普遍的非接触式感应卡(含各类标签)，虽然发放灵活，但也存在操作麻烦、成本高、被复制和携带不便等缺点。利用NFC移动终端打开NFC电子锁技术具有安全、方便、成本低等多项优点，是未来各种电子锁、电子身份识别的发展方向。
[0004] 但是现有的NFC电子锁技术很少兼容传统非接触式感应卡，通常也只提供NFC芯片的P2P (peer-to-peer,点对点)模式开锁方式，用户使用不方便且体验效果不好。
发明内容
[0005] 本发明实施例的目的是提供一种NFC电子锁的实现方法、系统及电子锁读卡器，提高NFC开锁的效果。
[0006] 本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007] 一方面，本发明实施例提出一种NFC近距离无线通讯电子锁的实现方法，包括:
[0008] NFC电子锁读卡器周期性的在卡模拟模式和点对点P2P模式间切换；
[0009] 在卡模拟模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出非接触式感应卡或者模拟射频卡的NFC移动终端时，获取非接触式感应卡的电子钥匙ID标识或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID ；
[0010] 在P2P模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出NFC移动终端时，所述NFC电子锁读卡器获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN移动台识别号码；
[0011] 所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由所述电子锁控制器对所述电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
[0012] 另一方面，本发明实施例提出一种NFC电子锁读卡器，包括:
[0013] 识别处理单元，用于周期性的在卡模拟模式和点对点P2P模式间切换，在卡模拟模式下，识别出非接触式感应卡或者模拟射频卡的NFC移动终端时获取非接触式感应卡的电子钥匙ID标识或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID ;在P2P模式下，识别出NFC移动终端时，获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN移动台识别号码；
[0014] 传输单元，用于将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由所述电子锁控制器对所述电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
[0015] 另一方面，本发明实施例提出一种NFC电子锁系统，其特征在于，包括上述NFC电子锁读卡器以及电子锁控制器；
[0016] NFC电子锁读卡器周期性的在卡模拟模式和点对点P2P模式间切换，在卡模拟模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出非接触式感应卡或者模拟射频卡的NFC移动终端时，获取非接触式感应卡的电子钥匙ID标识或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID ;在P2P模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出NFC移动终端时，所述NFC电子锁读卡器获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN移动台识别号码；
[0017] 所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由所述电子锁控制器对所述电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
[0018] 由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，把用户MSISDN移动台识别号码(手机号)作为电子钥匙ID，手机号固有的不可复制的特性替换了指纹、人脸等生物识别技术下电子钥匙的唯一性，降低了用户单位使用成本和使用难度，减少了生物识别技术泄露给用户带来的法律风险，而且，当用户持有NFC终端时，既可以采取NFC芯片的P2P模式开锁，也可以采用卡模拟模式下开锁，使系统未来具有较大的扩展性和灵活性，也能够起到减少浪费和重复建设的作用。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
[0020] 图1为本发明实施例提供的NFC电子锁的实现方法的流程示意图。
[0021] 图2为本发明实施例提供的NFC电子锁读卡器的构成示意图。
[0022] 图3为本发明实施例提供的NFC电子锁系统的构成示示意图。
[0023] 图4为本发明实施例提供的NFC电子锁系统的原理应用示意图。
[0024] 图5为本发明实施例提供的NFC电子锁系统的应用流程示意图。
[0025] 图6为本发明实施例提供的NFC电子读卡器中NFC芯片电路示意图。
[0026] 图7为本发明实施例提供的NFC电子读卡器中主控制器电路示意图。
具体实施方式
[0027] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
[0028] 下面对本发明实施例NFC电子锁的实现方法、系统及NFC电子锁读卡器涉及的术语、相关技术简单说明:
[0029] 近场通信(Near Field Communication, NFC),又称近距离无线通信,是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输(在十厘米内)交换数据。这个技术由免接触式射频识别(RFID)演变而来，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自开发成功，主要用于手机等手持设备中提供M2M(Machine to Machine)的通信。由于近场通讯具有天然的安全性，因此，NFC技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。同时，NFC也因为其相比于其他无线通讯技术较好的安全性被中国物联网校企联盟比作机器之间的“安全对话”。
[0030] NFC芯片是具有相互通信功能，并具有计算能力，在Felica标准中还含有加密逻辑电路，MIFARE的后期标准也追加了加密/解密模块(SAM)。
[0031] NFC标准兼容了索尼公司的FeliCaTM标准，以及IS014443A，B，也就是使用飞利浦的MIFARE标准。在业界简称为TypeA，TypeB和TypeF，其中A, B为Mifare标准，F为Felica标准。
[0032] 与RFID —样，NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递。
[0033] 本发明实施例中，非接触式感应设备可以包括非接触式感应卡以及NFC移动终端，非接触式感应卡可以包括各类标签。NFC移动终端是指具有NFC功能或读写芯片的移动设备，如手机(称为NFC手机)、平板电脑等；也包含可穿戴电子产品，如:指环、手表、项链
坐寸o
[0034] NFC芯片是在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。工作频率为13.56MHz。含有NFC芯片和天线的NFC移动终端又可以分为两类，一类是具有硬件安全单元或软件加密安全单元，支持卡模拟、读写、P2P三种工作模式的NFC移动终端，另一类是没有硬件安全单元或软件加密安全单元，只支持读写、P2P两种工作模式的NFC移动终端。
[0035] 卡模拟模式(Card emulation):这个模式其实就相当于一张采用RFID技术的IC卡。可以替代大量的IC卡(包括信用卡)场合商场刷卡、公交卡、门禁管制，车票，门票等等。卡片通过非接触读卡器的RF域来供电，即便是寄主设备(如手机)没电也可以工作是NFC的一个极大优点。
[0036] 点对点模式(P2P mode):这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离较短，传输创建速度较快，传输速度也快些，功耗低(蓝牙也类似)。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址薄。因此通过NFC，多个设备如数码相机、PDA、计算机和手机之间都可以交换资料或者服务。
[0037] 如图1所示，本发明实施例提供一种NFC电子锁的实现方法，包括:
[0038] 步骤11、NFC电子锁读卡器周期性的在卡模拟模式和P2P模式间切换；
[0039] 步骤121、在卡模拟模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出非接触式感应卡或者模拟射频卡的NFC移动终端时，获取非接触式感应卡的电子钥匙ID (IDentity，标识)或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID ；
[0040] 步骤122、在P2P模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出NFC移动终端时，所述NFC电子锁读卡器获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN (Mobile Station ISDN number,移动台识别号码,手机号码)；
[0041] 步骤13、所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由所述电子锁控制器对所述电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。[0042] 由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，把用户MSISDN作为电子钥匙ID，手机号固有的不可复制的特性替换了指纹、人脸等生物识别技术下电子钥匙的唯一性，降低了用户单位使用成本和使用难度，减少了生物识别技术泄露给用户带来的法律风险，而且，当用户没持有NFC终端时，可以使用传统非接触式感应卡开电子锁，当用户持有NFC终端时，既可以采取NFC芯片的P2P模式开锁，也可以采用卡模拟模式下开锁，使系统未来具有较大的扩展性和灵活性，也能够起到减少浪费和重复建设的作用。
[0043] 而且，本发明实施例NFC电子锁的实现方法，根据目前主流技术和市场应用成熟度，采取P2P方式进行开锁。考虑到未来技术走势和市场应用成熟度，采取卡模拟仿真方式进行开锁。
[0044] 本发明实施例NFC电子锁的实现方法，应用范围广泛，可以用于门禁锁、普通电子锁、汽车锁等各类电子锁，不受限制。示例性的，步骤11中NFC电子锁读卡器周期性的在卡模拟模式和P2P模式间切换，周期从30ms-100ms内选择，不受限制。
[0045] 具体而言，步骤121中，NFC电子锁读卡器识别出非接触式感应卡时，NFC电子读卡器可以读出非接触式感应卡内唯一的ID号(UID, unique identifier),即卡ID,根据卡的情况不同，卡的唯一的ID号可以是8位数字或10位数字。
[0046] 具体而言，步骤121中，模拟射频卡的NFC移动终端可以包括:
[0047] 具备硬件安全单元(Security Element,简称SE)实现模拟射频卡的NFC移动终端。示例性的，硬件安全单元可以参考现有技术得以理解，如手机SM卡包含了硬件安全单元，在此不作赘述。
[0048] 或者，具备软件安全单元(SE)实现模拟射频卡的NFC移动终端。示例性的,如NFC移动终端安装安卓4.4以上版本，并且相关App支持安全传输协议(即软件安全单元)。根据美国谷歌公司2013年11月I日发布Android4.4KitKat版本，Android4.4KitKat版本支持安全传输协议，在此不作赘述。
[0049] 可见，模拟射频卡的NFC移动终端相当于射频卡，NFC电子读卡器可以读出NFC移动终端的NFC芯片唯一的ID号(UID)。本发明实施例NFC电子锁的实现方法，应用门禁锁时，UID —般是8位或10位数字，如果是非门禁锁，UID可以是手机号或者其他一串加密ID号。
[0050] 进一步的，本发明实施例NFC电子锁的实现方法，还可以包括NFC移动终端注册MSISDN 过程:
[0051 ] NFC移动终端通过电子锁App应用的注册界面向App后台服务器发送注册申请，所述注册申请携带MSISDN;
[0052] 所述NFC移动终端获取所述App后台服务器返回的所述MSISDN的验证码，其中，所述App后台服务器基于安全算法得到所述MSISDN的验证码；
[0053] 所述NFC移动终端将所述验证码发送给所述App后台服务器完成注册。
[0054] 可选的，所述NFC移动终端获取所述App后台服务器返回的所述MSISDN的验证码，可以包括:
[0055] NFC移动终端为NFC手机时，所述App后台服务器将所述验证码发送给所述NFC手机，所述NFC手机直接获取所述验证码；
[0056] 或者，NFC移动终端为除NFC手机之外的具有NFC的移动设备时，所述App后台服务器将所述验证码发送给用户手机，所述NFC移动终端通过用户手机获取所述验证码。
[0057] 可见，验证码发送至手机，手机可以是用户进行注册时使用的NFC手机或者普通手机，验证码此处作用是完成注册，通过验证码方式验证手机号为本人在使用。
[0058] 值得说明的是，注册MSISDN的NFC移动终端可以是具备硬件安全单元或者具备软件安全单元的NFC移动终端，这样，同一个NFC移动终端，分别NFC电子锁读卡器在卡模拟模式下，NFC移动终端可以模拟射频卡，NFC电子锁读卡器的在P2P模式下，NFC移动终端可以与NFC电子锁读卡器建立P2P连接。
[0059] 本发明实施例NFC电子锁的实现方法，还包括P2P连接建立过程:
[0060] 在P2P模式下，所述NFC移动终端运行所述电子锁App应用，所述NFC移动终端与所述NFC电子锁读卡器建立P2P连接；
[0061] 所述NFC电子锁读卡器还获取所述验证码并基于所述安全算法得到所述MSISDN的校验码；
[0062] 此时，所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，包括:
[0063] 当所述校验码与所述验证码一致时，所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器。
[0064] 其中，当所述校验码与所述验证码不一致时，提示用户“未被授权”等，所述NFC电子锁读卡器拒绝将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器。
[0065] NFC电子锁读卡器预先存储好安全算法，该安全算法与App注册时，服务器返回生成的验证码时用的算法保持一致。判断校验码与验证码是否一致，这样可以防止非本人使用手机号进行盗刷，也可以防止非法App操作。
[0066] 示例性的，安全算法包括但不限于MD5、随机数生成算法。
[0067] 可见，在P2P模式下，NFC移动终端需要运行所述电子锁App应用，NFC移动终端与NFC电子锁读卡器建立P2P连接，NFC电子锁读卡器获取NFC移动终端的电子钥匙ID。
[0068] 本发明实施例NFC电子锁的实现方法，当NFC电子锁读卡器用于门禁锁读卡时，所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，可以包括:
[0069] 所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID转换成符合韦根26协议或者韦根34协议形式传输给NFC电子锁控器。
[0070] 可见，对于门禁锁，为了符合标准协议，因此，对电子钥匙格式标准化处理，11位数字手机号最终将根据标准协议算法转换成符合韦根26、34协议的8位数字传输给电子锁控制器。或者，根据客户定制使用TCP/IP、RS232或者RS485形式传输，不受限制。
[0071] 而门禁锁之外的其他电子锁，目前没有标准协议要求，可以使用TCP/IP、RS232或者RS485形式传输。或者，根据客户定制使用韦根26、34协议形式传输，不受限制。具体而言，步骤13中，NFC电子锁读卡器将电子钥匙ID传输给电子锁控制器，示例性的，NFC电子锁读卡器与电子锁控制器之间数据传输可以采用DES(Data Encryption Standard,数据加密标准)加密方式。
[0072] 电子锁控制器预先存储电子钥匙ID和权限，用于与NFC电子锁读卡器传输的电子钥匙ID进行验证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
[0073] 可见，电子锁控制器接收NFC电子锁读卡器发来的电子钥匙的数字信号，对数字信号进行认证鉴权，判断NFC电子锁读卡器发来的电子钥匙ID号是开门权限范围，确定是否发给电控开锁装置开锁信号。对数字信号进行认证鉴权以及开锁可以参考现有技术得以理解，在此不做赘述。
[0074] 电子锁控制器及控制器管理软件可以提供用户人机交互界面，下发或注销电子钥匙ID的开门禁锁权限、监控开门历史记录和考勤等功能。电子锁控制器及控制器管理软件连接发卡授权器后，能通过USB等通信方式读入App中的电子钥匙ID号或者人工录入电子钥匙ID号。发卡授权器具备NFC芯片，还可以读取非接触式感应卡的电子钥匙ID。可以参考现有技术得以理解，在此不做赘述。
[0075] 可选的，可以由NFC电子锁读卡器实现发卡授权器的功能，在此不做赘述。
[0076] 如图2所示，对应于上述实施例提供的NFC电子锁的实现方法，本发明实施例提供一种NFC电子锁读卡器，包括:
[0077] 识别处理单元21，用于周期性的在卡模拟模式和P2P模式间切换，在卡模拟模式下，识别出非接触式感应卡或者模拟射频卡的NFC移动终端时获取非接触式感应卡的电子钥匙ID标识或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID ；在P2P模式下，识别出NFC移动终端时，获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN移动台识别号码；
[0078] 传输单元22，用于将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由所述电子锁控制器对所述电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
[0079] 由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，把用户MSISDN作为电子钥匙ID，手机号固有的不可复制的特性替换了指纹、人脸等生物识别技术下电子钥匙的唯一性，降低了用户单位使用成本和使用难度，减少了生物识别技术泄露给用户带来的法律风险，而且，当用户没持有NFC终端时，可以使用传统非接触式感应卡开电子锁，当用户持有NFC终端时，既可以采取NFC芯片的P2P模式开锁，也可以采用卡模拟模式下开锁，使系统未来具有较大的扩展性和灵活性，也能够起到减少浪费和重复建设的作用。
[0080] 而且，本发明实施例NFC电子锁读卡器，根据目前主流技术和市场应用成熟度，采取P2P方式进行开锁。考虑到未来技术走势和市场应用成熟度，采取卡模拟方式进行开锁。
[0081] 本发明实施例NFC电子锁读卡器，应用范围广泛，可以用于门禁锁、普通电子锁、汽车锁等各类电子锁，不受限制。
[0082] 示例性的，识别处理单元21周期性的在卡模拟模式和P2P模式间切换，周期从30ms-100ms内选择，不受限制。
[0083] 具体而言，NFC电子锁读卡器识别出非接触式感应卡时，NFC电子读卡器可以读出非接触式感应卡内唯一的ID号(UID),即卡ID,根据卡的情况不同，卡的唯一的ID号可以是8位数字或10位数字。
[0084] 具体而言，模拟射频卡的NFC移动终端可以包括:
[0085] 具备硬件安全单元(Security Element,简称SE)实现模拟射频卡的NFC移动终端。示例性的，硬件安全单元可以参考现有技术得以理解，如手机SM卡包含了硬件安全单元，在此不作赘述。
[0086] 或者，具备软件安全单元(SE)实现模拟射频卡的NFC移动终端。示例性的，如NFC移动终端安装安卓4.4以上版本，并且相关App支持安全传输协议(即软件安全单元)。根据美国谷歌公司2013年11月I日发布Android4.4KitKat版本，Android4.4KitKat版本支持安全传输协议，在此不作赘述。
[0087] 可见，模拟射频卡的NFC移动终端相当于射频卡，NFC电子读卡器可以读出NFC移动终端的NFC芯片唯一的ID号(UID)。本发明实施例应用门禁锁时，UID 一般是8位或10位数字，如果是非门禁锁，UID可以是手机号或者其他一串加密ID号。为了便于理解本发明实施例NFC电子锁读卡器，对NFC移动终端注册MSISDN过程做出说明，包括:
[0088] NFC移动终端通过电子锁App应用的注册界面向App后台服务器发送注册申请，所述注册申请携带MSISDN ;
[0089] 所述NFC移动终端获取所述App后台服务器返回的所述MSISDN的验证码，其中，所述App后台服务器基于安全算法得到所述MSISDN的验证码；
[0090] 所述NFC移动终端将所述验证码发送给所述App后台服务器完成注册。
[0091] 可选的，所述NFC移动终端获取所述App后台服务器返回的所述MSISDN的验证码，可以包括:
[0092] NFC移动终端为NFC手机时，所述App后台服务器将所述验证码发送给所述NFC手机，所述NFC手机直接获取所述验证码；
[0093] 或者，NFC移动终端为除NFC手机之外的具有NFC的移动设备时，所述App后台服务器将所述验证码发送给用户手机，所述NFC移动终端通过用户手机获取所述验证码。
[0094] 可见，验证码发送至手机，手机可以是用户进行注册时使用的NFC手机或者普通手机，验证码此处作用是完成注册，通过验证码方式验证手机号为本人在使用。
[0095] 值得说明的是，注册MSISDN的NFC移动终端可以是具备硬件安全单元或者具备软件安全单元的NFC移动终端，这样，同一个NFC移动终端，分别NFC电子锁读卡器在卡模拟模式下，NFC移动终端可以模拟射频卡，NFC电子锁读卡器的在P2P模式下，NFC移动终端可以与NFC电子锁读卡器建立P2P连接。
[0096] 在P2P模式下，所述NFC移动终端运行所述电子锁App应用，所述NFC移动终端与所述NFC电子锁读卡器建立P2P连接；
[0097] 具体而言，识别处理单元21，还可以用于获取NFC移动终端发送的验证码并基于安全算法得到所述MSISDN的校验码，当所述校验码与所述验证码一致时，将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器；
[0098] 其中，NFC移动终端发送的验证码为NFC移动终端通过电子锁App应用的注册界面向App后台服务器发送注册申请，所述注册申请携带MSISDN，所述NFC移动终端获取所述App后台服务器返回的所述MSISDN的验证码，其中，所述App后台服务器基于所述安全算法得到所述MSISDN的验证码。
[0099] 示例性的，安全算法包括但不限于MD5、随机数生成算法。
[0100] 另外，识别处理单元21确定当所述校验码与所述验证码不一致时，提示用户“未被授权”等，所述NFC电子锁读卡器拒绝将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器。
[0101] NFC电子锁读卡器预先存储好安全算法，该安全算法与App注册时，服务器返回生成的验证码时用的算法保持一致。判断校验码与验证码是否一致，这样可以防止非本人使用手机号进行盗刷，也可以防止非法App操作。
[0102] 可见，在P2P模式下，NFC移动终端需要运行所述电子锁App应用，NFC移动终端与NFC电子锁读卡器建立P2P连接，NFC电子锁读卡器获取NFC移动终端的电子钥匙ID。[0103] 示例性的，NFC电子锁读卡器与电子锁控制器之间数据传输可以采用DES (DataEncryption Standard,数据加密标准)加密方式。
[0104] 电子锁控制器预先存储电子钥匙ID和权限，用于与NFC电子锁读卡器传输的电子钥匙ID进行验证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
[0105] 本发明实施例NFC电子锁读卡器，还可以包括转换单元，用于当NFC电子锁读卡器用于门禁锁读卡时，将所述电子钥匙ID转换成符合韦根26协议、韦根34协议、RS232或者RS485形式，传输单兀22传输给电子锁控制器。
[0106] 可见，对于门禁锁，需要符合标准协议，因此，对电子钥匙格式标准化处理，11位数字手机号最终将根据标准协议算法转换成符合韦根26、34协议的8位数字传输给电子锁控制器。或者，根据客户定制使用TCP/IP、RS232或者RS485形式传输，不受限制。
[0107] 而门禁锁之外的其他电子锁，目前没有标准协议要求，可以使用TCP/IP、RS232或者RS485形式传输。或者，根据客户定制使用韦根26、34协议形式传输，不受限制。
[0108] 为了便于理解本发明实施例NFC电子锁读卡器，对电子锁控制器做出说明:
[0109] 电子锁控制器接收NFC电子锁读卡器发来的电子钥匙的数字信号，对数字信号进行认证鉴权，判断NFC电子锁读卡器发来的电子钥匙ID号是开门权限范围，确定是否发给电控开锁装置开锁信号。对数字信号进行认证鉴权以及开锁可以参考现有技术得以理解，在此不做赘述。
[0110] 电子锁控制器及控制器管理软件可以提供用户人机交互界面，下发或注销电子钥匙ID的开门禁锁权限、监控开门历史记录和考勤等功能。电子锁控制器及控制器管理软件连接发卡授权器后，能通过USB等通信方式读入App中的电子钥匙ID号或者人工录入电子钥匙ID号。发卡授权器具备NFC芯片，还可以读取非接触式感应卡的电子钥匙ID。可以参考现有技术得以理解，在此不做赘述。
[0111] 可选的，可以由NFC电子锁读卡器实现发卡授权器的功能，在此不做赘述。
[0112] 如图3所示，对应上述实施例的NFC电子锁的实现方法，本发明实施例提供一种NFC电子锁系统，包括上述实施例提供的NFC电子锁读卡器31以及电子锁控制器32:
[0113] NFC电子锁读卡器周期性的在卡模拟模式和点对点P2P模式间切换，在卡模拟模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出非接触式感应卡或者模拟射频卡的NFC移动终端时，获取非接触式感应卡的电子钥匙ID标识或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID ;在P2P模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出NFC移动终端时，所述NFC电子锁读卡器获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN移动台识别号码；
[0114] 所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由所述电子锁控制器对所述电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
[0115] 由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，把用户MSISDN作为电子钥匙ID，手机号固有的不可复制的特性替换了指纹、人脸等生物识别技术下电子钥匙的唯一性，降低了用户单位使用成本和使用难度，减少了生物识别技术泄露给用户带来的法律风险，而且，当用户没持有NFC终端时，可以使用传统非接触式感应卡开电子锁，当用户持有NFC终端时，既可以采取NFC芯片的P2P模式开锁，也可以采用卡模拟模式下开锁，使系统未来具有较大的扩展性和灵活性，也能够起到减少浪费和重复建设的作用。[0116] 而且，本发明实施例NFC电子锁读卡器，根据目前主流技术和市场应用成熟度，采取P2P方式进行开锁。考虑到未来技术走势和市场应用成熟度，采取卡模拟仿真方式进行开锁。
[0117] 本发明实施例NFC电子锁读卡器，应用范围广泛，可以用于门禁锁、普通电子锁、汽车锁等各类电子锁，不受限制。
[0118] 本发明实施例涉及的NFC电子锁读卡器、电子锁控制器等可以参考上述实施例得以理解，在此不再赘述。
[0119] 如图4所示，以具体实施方式来说明本发明实施例NFC电子锁系统主要包括:NFC电子锁读卡器41以及电子锁控制器42，还可以包括NFC移动终端43、App软件和App后台支持系统(图中未示意)、控制器管理软件44、发卡授权器45、电控开关46、非接触式感应卡47。
[0120] 具体说明:
[0121] (I)NFC移动终端43包括:App软件431、13.56MHz射频天线模块432、NFC芯片模块433、硬件或软件安全单元SE434。
[0122] App软件和App后台支持系统功能是注册手机号(把手机号作为电子钥匙ID)、存储用户电子钥匙ID号和相关配置数据、互操作安卓系统NFC接口，通过NFC芯片传输数据和交互通信。App支持安卓、ios、Windows Phone等智能终端操作平台。
[0123] 射频天线模块432，用于变压器共耦匹配后，电磁感应NFC读卡器，完成通讯指令、数据传输和校验。
[0124] NFC芯片模块433，用于与读卡器中的NFC芯片进行交互通讯，在硬件或软件安全单元SE434的配合下，模拟出卡ID号。
[0125] 硬件或软件安全单元SE434，用于模拟成射频卡。
[0126] NFC移动终端43、非接触式感应卡47与NFC电子锁读卡器41之间支持IS014443A、IS014443B、Felica、IS015693 标准协议。
[0127] (2) NFC电子锁读卡器41包括:NFC芯片信号识别和处理模块411、NFC芯片数据输入输出通信模块412、13.56MHz射频天线模块413、主控制器414。
[0128] 射频天线模块413，用于感应传输过来的电子钥匙ID的模拟信号。
[0129] NFC芯片信号识别和处理模块411，用于将电子钥匙ID的模拟信号转换为数字信号;
[0130] NFC芯片数据输入输出通信模块412，用于将转换后的数字信号发送至电子锁读卡器主控制器414。NFC芯片模块包括NFC芯片信号识别和处理模块411和NFC芯片数据输入输出通信模块412。
[0131] 主控制器模块414，用于对读卡器NFC芯片模块进行控制，可以包括计算单元、存储单元、通信单元和输入输出单元。
[0132] 其中，存储单元用于存储安全验证算法和标准ID转换算法；计算单元用于对传过来的移动手机号码进行验证，并转换成标准的ID号；输入单元接收来自NFC芯片数据输入输出通信模块412的输出数据；输出单元输出数据到电子锁控制器42。
[0133] 本发明实施例提供的NFC电子读卡器中13.56射频天线模块可以参考现有技术的以理解，NFC电子读卡器中NFC芯片模块电路可以参考图6所示，NFC电子读卡器中主控制器模块电路可以参考图7所示。
[0134] NFC电子锁读卡器41的NFC芯片工作模式为卡模拟模式和P2P模式。NFC电子锁读卡器从开始启动工作，一直以读卡器模式和P2P两种工作模式不断切换，两种模式切换轮询侦听识别，侦听到近距离范围内有无非接触式感应设备。
[0135] 当NFC电子锁读卡器41在卡模拟模式下，侦听识别到普通非接触式感应卡时，NFC电子锁读卡器41读取卡内唯一 ID号，传输至电子锁控制器做认证，当在卡模拟模式下，NFC电子锁读卡器41侦听到有模拟仿真卡(若NFC移动终端具有硬件安全单元SE时，或者NFC移动终端安装安卓4.4以上版本，并且相关App支持安全传输协议的卡模拟方式，亦即软件加密安全单元，则代表该NFC移动终端可以作为虚拟卡使用)，NFC电子锁读卡器41可以读出移动端NFC芯片唯一的ID号。在卡模拟模式下，侦听到非卡类的NFC移动终端，不做任何处理。
[0136] 当NFC电子锁读卡器41在P2P通信模式下，侦听到有NFC移动终端进行无线射频感应区，则与NFC移动端NFC芯片进行交互数据，用户此时需要启动App进行电子钥匙传输。电子钥匙为App注册过的手机号。P2P通信模式下，侦听到普通非接触式感应卡或者模拟仿真卡进入射频感应区，不做任何处理。
[0137] NFC电子锁读卡器41与电子锁控制器42之间支持韦根26协议、韦根34协议、RS232、RS485、TCP/IP 协议、蓝牙、ZigBee, Z-Wave 或者 W1-Fi 协议。
[0138] (3)电子锁控制器42包括:鉴权认证和运算模块421、数据输入输出通信模块422、电子锁开闭驱动指令模块423、存储模块424。
[0139] 鉴权认证和运算模块421，用于对NFC电子锁读卡器发来的电子钥匙ID的数字信号进行认证鉴权，判断是否是开门权限范围；
[0140] 数据输入输出通信模块422，用于接收NFC电子锁读卡器发来的电子钥匙ID的数字信号；上传开锁历史记录功能；
[0141] 电子锁开闭驱动指令模块423，用于发送开/闭锁控制驱动指令功能；
[0142] 存储模块424，用于接收和存储控制器管理软件44发送过来的电子钥匙ID基本权限电子信息功能。
[0143] 电子锁控制器42与控制器管理软件44之间支持RS232、RS485或者TCP/IP协议。
[0144] (4)控制器管理软件44，用于提供用户人机交互界面下，给电子锁控制器42下发或注销电子钥匙ID的开电子锁权限、监控开门历史记录和考勤等功能。连接发卡授权器后45，能通过USB等通信方式读入App中的电子钥匙ID号或者人工录入电子钥匙ID号。
[0145] 电子锁控制器42和控制器管理软件44之间的通信方式采取蓝牙、TCP/IP、ZigBee, Z-Wave、W1-F1、RS485、RS232 等方式进行。
[0146] (5)发卡授权器45，用于与电子锁控制器42和控制器管理软件44 一起使用，将传统模式下的待授权限非接触式卡的电子钥匙ID读入控制器管理软件44，并最终发送至电子锁控制器42做鉴权认证，或者通过手机App将手机号读入控制器管理软件44，并将手机号转换成标准的电子钥匙ID格式，并最终发送至电子锁控制器42做鉴权认证。
[0147] 控制器管理软件44与发卡授权器45之间支持RS232、USB协议。
[0148] (6)电控开关46 (或者电子锁电控开/闭锁装置)，当接收到电子锁控制器42发来开锁的指令信号以后，执行开锁的驱动单元，驱动单元通常采用驱动电路驱动马达转动，此处为公知技术，不再细述。常见的装置如电插锁、磁力锁。
[0149] 如图5所示，本发明实施例提供一种电子锁的实现方法，包括:
[0150] 51:NFC移动端下载App，通过App注册界面向App后台服务器发送申请，通过验证码方式验证手机号为本人在使用，将手机号作为电子钥匙ID，后台服务器经过安全算法确定验证码发送至本人手机，验证码此处作用是完成注册。
[0151] 除手机以外的其他NFC移动终端注册时，也可采用手机号作为电子钥匙ID号，但验证码发送至注册手机。
[0152] 52:发卡授权器一端USB免驱动方式连接电子锁控制器的控制器管理软件，发卡授权器的NFC芯片读取NFC移动终端中App存储电子钥匙ID (手机号)将读取到的电子钥匙ID直接发送到电子锁控制器的控制器管理软件中。
[0153] 若使用普通非接触式感应卡时，则读取的是卡的唯一 ID号，把该ID号作为卡的电子钥匙ID。
[0154] 53:用户在控制器管理软件的人机交互图形界面中对电子钥匙ID进行电子锁授权，并将ID认证权限信息下发至电子锁控制器中。
[0155] 54:NFC移动终端打开App后，运行界面状态时靠近NFC电子锁读卡器，NFC电子锁读卡器中的NFC芯片与NFC移动终端的NFC芯片进行交互通信，App中预存的电子钥匙ID(手机号)和验证码通过射频天线模块传输至NFC电子锁读卡器端的NFC芯片信号识别和处理模块。
[0156] 55 =NFC电子锁读卡器轮询侦听射频信号，识别电子钥匙信号，NFC电子锁读卡器的主控制器对传输过来的电子钥匙信号进行安全算法分析，并比对空中授权生成的验证码是否一致，确定非盗刷锁和合法App后，NFC电子锁读卡器的主控制器根据电子锁采取的传输接口协议(包括但不限于韦根26、34，RS232，RS485等)不同，将得到的电子钥匙ID (手机号)，对电子钥匙格式标准化处理，然后发送至电子锁控制器做鉴权认证。
[0157] 若使用普通非接触式感应卡，或者当NFC移动终端含有硬件安全单元或软件加密安全单元时，则NFC电子锁读卡器识别电子钥匙信号得到电子钥匙ID，根据电子锁采取的传输接口协议(包括但不限于韦根26、34，RS232，RS485等)不同，发送电子钥匙ID至电子锁控制器做鉴权认证。
[0158] 56:电子锁控制器根据已存储的电子钥匙ID和权限信息，对传递过来的电子钥匙ID进行认证，确定是否向电控开锁装置发出开\闭锁指令。
[0159] 57:电子锁电控开/闭锁装置根据接收到的电子锁控制器发出的开\闭锁指令执行开锁或不做开锁动作。
[0160] 本发明实施例NFC电子锁的实现方法、系统及NFC电子锁读卡器，兼容传统非接触式感应卡，用户在无NFC手机情况下，可以使用传统卡或NFC标签方式开电子锁，大大的扩展了系统的使用价值和使用范围，同时，也为原有系统的升级改造提供了便利，减少浪费和
重复建设。
[0161] 本发明实施例NFC电子锁的实现方法、系统及NFC电子锁读卡器，根据目前技术发展情况和未来技术发展态势，根据NFC芯片固有特性，采取P2P工作模式和卡模拟模式进行双模式开电子锁锁设计，使系统未来具有较大的扩展性和灵活性，也能够起到减少浪费和重复建设的作用。[0162] 在安全验证码辅助下的手机号作为电子锁电子钥匙ID号，人性化角度考虑了使用者的方便性和理解，也强化了电子锁的考勤功能，手机号固有的不可复制的特性替换了生物识别技术下电子锁的唯一性，降低了用户单位使用成本和使用难度，也从根本上杜绝了用户单位无法律权限采集员工信息和意外泄漏的非法行为，加强了社会主义法治建设和提升了人们的法治观念。
[0163] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0164] 所述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网络单元上。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。
[0165] 另外，在本发明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。
[0166] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0167] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种NFC近距离无线通讯电子锁的实现方法，其特征在于，包括: NFC电子锁读卡器周期性的在卡模拟模式和点对点P2P模式间切换； 在卡模拟模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出非接触式感应卡或者模拟射频卡的NFC移动终端时，获取非接触式感应卡的电子钥匙ID标识或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID ； 在P2P模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出NFC移动终端时，所述NFC电子锁读卡器获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN移动台识别号码； 所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由所述电子锁控制器对所述电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
2.根据权利要求1所述的NFC电子锁的实现方法，其特征在于，模拟射频卡的NFC移动终端包括: 具备硬件安全单元实现模拟射频卡的NFC移动终端，或者，具备软件安全单元实现模拟射频卡的NFC移动终端。
3.根据权利要求1或2所述的NFC电子锁的实现方法，其特征在于，所述方法还包括NFC移动终端注册MSISDN过程: NFC移动终端通过 电子锁App应用的注册界面向App后台服务器发送注册申请，所述注册申请携带MSISDN ; 所述NFC移动终端获取所述App后台服务器返回的所述MSISDN的验证码，其中，所述App后台服务器基于安全算法得到所述MSISDN的验证码； 所述NFC移动终端将所述验证码发送给所述App后台服务器完成注册； 所述方法还包括P2P连接建立过程: 在P2P模式下，所述NFC移动终端运行所述电子锁App应用，所述NFC移动终端与所述NFC电子锁读卡器建立P2P连接。
4.根据权利要求3所述的NFC电子锁的实现方法，其特征在于，所述NFC移动终端获取所述App后台服务器返回的所述MSISDN的验证码，包括: NFC移动终端为NFC手机时，所述App后台服务器将所述验证码发送给所述NFC手机，所述NFC手机直接获取所述验证码； 或者，NFC移动终端为除NFC手机之外的具有NFC的移动设备时，所述App后台服务器将所述验证码发送给用户手机，所述NFC移动终端通过用户手机获取所述验证码。
5.根据权利要求3所述的NFC电子锁的实现方法，其特征在于，所述方法还包括: 所述NFC电子锁读卡器还获取所述验证码并基于所述安全算法得到所述MSISDN的校验码； 此时，所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，包括: 当所述校验码与所述验证码一致时，所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器。
6.根据权利要求1或2所述的NFC电子锁的实现方法，其特征在于，当NFC电子锁读卡器用于门禁锁读卡时，所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，包括:所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID转换成符合韦根26协议或者韦根34协议形式传输给电子锁控制器。
7.—种NFC电子锁读卡器，其特征在于，包括: 识别处理单元，用于周期性的在卡模拟模式和点对点P2P模式间切换，在卡模拟模式下，识别出非接触式感应卡或者模拟射频卡的NFC移动终端时获取非接触式感应卡的电子钥匙ID标识或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID ；在P2P模式下，识别出NFC移动终端时，获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN移动台识别号码； 传输单元，用于将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由所述电子锁控制器对所述电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
8.根据权利要求7所述的NFC电子锁读卡器，其特征在于，所述识别处理单元，还用于获取NFC移动终端发送的验证码并基于安全算法得到所述MSISDN的校验码，当所述校验码与所述验证码一致时，将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器； 其中，NFC移动终端发送的验证码为NFC移动终端通过电子锁App应用的注册界面向App后台服务器发送注册申请，所述注册申请携带MSISDN，所述NFC移动终端获取所述App后台服务器返回的所述MSISDN的验证码，其中，所述App后台服务器基于所述安全算法得到所述MSISDN的验证码。
9.根据权利要求8所述的NFC电子锁读卡器，其特征在于，所述NFC电子锁读卡器，还包括转换单元，用于当NFC电子锁读卡器用于门禁锁读卡时，将所述电子钥匙ID转换成符合韦根26协议或者韦根34协议形式。`
10.一种NFC电子锁系统，其特征在于，包括如权利要求7或8或9所述的NFC电子锁读卡器以及电子锁控制器； NFC电子锁读卡器周期性的在卡模拟模式和点对点P2P模式间切换，在卡模拟模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出非接触式感应卡或者模拟射频卡的NFC移动终端时，获取非接触式感应卡的电子钥匙ID标识或者模拟射频卡的NFC移动终端的电子钥匙ID，所述电子钥匙ID包括卡ID ;在P2P模式下，所述NFC电子锁读卡器识别出NFC移动终端时，所述NFC电子锁读卡器获取NFC移动终端的电子钥匙ID，所述NFC移动终端的电子钥匙ID包括MSISDN移动台识别号码； 所述NFC电子锁读卡器将所述电子钥匙ID传输给电子锁控制器，由所述电子锁控制器对所述电子钥匙ID进行认证，认证通过后则开锁，认证不通过则闭锁。
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