CN104021611A - 一种基于usb协议的门禁系统及其开锁、关锁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于USB协议的门禁系统及其开锁、关锁方法，属于门禁系统，一种基于USB协议的门禁系统，包括USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件，USB接口钥匙：MCU控制连接加密芯片、USB公口、锂电池，加密芯片连接FLASH存储器；USB接口锁具：MCU控制连接制动系统、解密芯片、USB母口、锂电池，解密芯片连接FLASH存储器；密钥下载软件为实现FLASH存储器内密钥的下载或上传的软件。使用USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件实现开锁或关锁。本发明只用一把USB接口钥匙打开多个USB接口锁具，且安全性能高。
Description
技术领域
本发明涉及一种门禁系统，具体地说是一种基于USB协议的门禁系统及其开锁、关锁方法。
背景技术
门禁系统顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。在出入人员很多的通道（象办公大楼、酒店客房）钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。现有技术的密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。
况且现有的一把钥匙对应一把锁具，多个锁具就需要随身携带众多钥匙，非常的不方便，并且开锁具是找从众多钥匙中找到配合的钥匙非常麻烦。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种只用一把USB接口钥匙打开多个USB接口锁具，且安全性能高的一种基于USB协议的门禁系统及其开锁、关锁方法。
本发明的技术任务是按以下技术方案实现的：
一种基于USB协议的门禁系统，包括USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件，USB接口钥匙包括MCU、加密芯片、FLASH存储器、USB公口、锂电池，MCU控制连接加密芯片、USB公口、锂电池，加密芯片连接FLASH存储器；USB接口锁具包括MCU、可进行开锁或者关锁的制动系统、解密芯片、FLASH存储器、USB母口、锂电池，MCU控制连接制动系统、解密芯片、USB母口、锂电池，解密芯片连接FLASH存储器；密钥下载软件为实现FLASH存储器内密钥的下载或上传的软件。
USB接口钥匙还包括按钮及液晶显示器，MCU控制连接按钮及液晶显示器。
USB公口为USB-A型公口，USB母口为USB-A型母口。
USB接口钥匙、USB接口锁具内部的FLASH存储器的容量均大于256KB。
加密芯片与解密芯片均为国密安全芯片。
一种基于USB协议的门禁系统的开锁、关锁方法，使用USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件实现开锁或关锁，包括如下步骤：
（1）、通过密钥下载软件下载密钥到USB接口锁具，USB接口锁具的Flash存储器内存储一个密钥；
（2）、通过密钥下载软件下载密钥到USB接口钥匙，USB接口钥匙的Flash存储器内存储一个或多个USB接口锁具内的密钥；
（3）、USB接口钥匙的USB公口连接到USB接口锁具的USB母口；
（4）、USB接口钥匙的MCU将USB接口钥匙内存储的密钥发送到USB接口锁具的MCU；
（5）、USB接口锁具的MCU读取USB接口钥匙内存储的密钥，并经过解密芯片解密；
（6）、USB接口锁具的MCU将经过解密芯片解密的密钥与USB接口锁具的Flash存储器内已存储的密钥进行对比；
（7）、对比密钥相同，则USB接口锁具的MCU控制制动系统进行开锁或者关锁；否则制动系统无动作。
USB接口钥匙、USB接口锁具均支持USB1.1以上协议。
密钥下载软件设置USB接口钥匙内存储密钥个数及USB接口钥匙连续的连接到USB接口锁具进行重试开锁或关锁的次数。
USB接口钥匙、USB接口锁具内存储的密钥为经过AES加密过的密钥。
USB接口钥匙的液晶显示器显示当前USB接口锁具开锁或关锁状态；当USB接口钥匙连接到USB接口锁具并按下USB接口钥匙上的按钮时，则USB接口钥匙的MCU将USB接口钥匙内存储的密钥发送到USB接口锁具的MCU。
本发明的一种基于USB协议的门禁系统及其开锁、关锁方法具有以下优点：
1、不同的USB接口锁具存储不同的密钥，1个USB接口钥匙内存储不同的多个USB接口锁具内的密钥，1个USB接口钥匙可以打开多个USB接口锁具，不需要带很多个钥匙，省去了很多麻烦；
2、密钥均为经过AES加密过的密钥，AES（英文全称Advanced Encryption Standard，翻译为高级加密标准）是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准，满足以下3条标准：① 抵抗所有已知的攻击，② 在多个平台上速度快，编码紧凑，③ 设计简单；安全性能非常高；
3、USB接口钥匙、USB接口锁具均支持USB1.1以上协议，速度快；
4、密钥下载软件设置USB接口钥匙连续的连接到USB接口锁具进行重试开锁或关锁的次数，当USB接口钥匙连续的对USB接口锁具操作失败后，将提示密钥被锁；
5、USB接口钥匙的液晶显示器显示当前USB接口锁具开锁或关锁状态，使用者可根据此显示明确USB接口锁具为开锁状态或关锁状态，方便使用者使用。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种基于USB协议的门禁系统的结构框图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种基于USB协议的门禁系统及其开锁、关锁方法作以下详细地说明。
实施例1：
本发明的一种基于USB协议的门禁系统，包括USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件，USB接口钥匙包括MCU、加密芯片、FLASH存储器、USB公口、锂电池，MCU控制连接加密芯片、USB公口、锂电池，加密芯片连接FLASH存储器；USB接口锁具包括MCU、可进行开锁或者关锁的制动系统、解密芯片、FLASH存储器、USB母口、锂电池，MCU控制连接制动系统、解密芯片、USB母口、锂电池，解密芯片连接FLASH存储器；密钥下载软件为实现FLASH存储器内密钥的下载或上传的软件。
MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
本发明的一种基于USB协议的门禁系统，1个USB接口钥匙可以打开多个USB接口锁具。
实施例2：
本发明的一种基于USB协议的门禁系统，包括USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件，USB接口钥匙包括MCU、加密芯片、FLASH存储器、USB公口、锂电池，MCU控制连接加密芯片、USB公口、锂电池，加密芯片连接FLASH存储器；USB接口锁具包括MCU、可进行开锁或者关锁的制动系统、解密芯片、FLASH存储器、USB母口、锂电池，MCU控制连接制动系统、解密芯片、USB母口、锂电池，解密芯片连接FLASH存储器；密钥下载软件为实现FLASH存储器内密钥的下载或上传的软件。
USB接口钥匙还包括按钮及液晶显示器，MCU控制连接按钮及液晶显示器。
USB公口为USB-A型公口，USB母口为USB-A型母口。
USB接口钥匙、USB接口锁具内部的FLASH存储器的容量均大于256KB。
加密芯片与解密芯片均为国密安全芯片。
USB-A型为USB接口的一种固定标准接口类型。
国密安全芯片：同方股份有限公司自主研发了一款高速度、高性能32位信息安全高速流加密芯片,是国家密码管理局认证通过的安全芯片。该系列芯片集成了高速的安全算法和通讯接口，摒弃了传统的数据加解密处理方式，使数据流加解密速度大幅提升，适用于高速数据流加密。
实施例3：
本发明的一种基于USB协议的门禁系统的开锁、关锁方法，使用USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件实现开锁或关锁，包括如下步骤：
（1）、通过密钥下载软件下载密钥到USB接口锁具，USB接口锁具的Flash存储器内存储一个密钥；
（2）、通过密钥下载软件下载密钥到USB接口钥匙，USB接口钥匙的Flash存储器内存储一个或多个USB接口锁具内的密钥；
（3）、USB接口钥匙的USB公口连接到USB接口锁具的USB母口；
（4）、USB接口钥匙的MCU将USB接口钥匙内存储的密钥发送到USB接口锁具的MCU；
（5）、USB接口锁具的MCU读取USB接口钥匙内存储的密钥，并经过解密芯片解密；
（6）、USB接口锁具的MCU将经过解密芯片解密的密钥与USB接口锁具的Flash存储器内已存储的密钥进行对比；
（7）、对比密钥相同，则USB接口锁具的MCU控制制动系统进行开锁或者关锁；否则制动系统无动作。
实施例4：
本发明的一种基于USB协议的门禁系统的开锁、关锁方法，使用USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件实现开锁或关锁，包括如下步骤：
（1）、通过密钥下载软件下载密钥到USB接口锁具，USB接口锁具的Flash存储器内存储一个密钥；
（2）、通过密钥下载软件下载密钥到USB接口钥匙，USB接口钥匙的Flash存储器内存储一个或多个USB接口锁具内的密钥；
（3）、USB接口钥匙的USB公口连接到USB接口锁具的USB母口；
（4）、USB接口钥匙的MCU将USB接口钥匙内存储的密钥发送到USB接口锁具的MCU；
（5）、USB接口锁具的MCU读取USB接口钥匙内存储的密钥，并经过解密芯片解密；
（6）、USB接口锁具的MCU将经过解密芯片解密的密钥与USB接口锁具的Flash存储器内已存储的密钥进行对比；
（7）、对比密钥相同，则USB接口锁具的MCU控制制动系统进行开锁或者关锁；否则制动系统无动作。
USB接口钥匙、USB接口锁具均支持USB1.1以上协议。
密钥下载软件设置USB接口钥匙内存储密钥个数及USB接口钥匙连续的连接到USB接口锁具进行重试开锁或关锁的次数。
USB接口钥匙、USB接口锁具内存储的密钥为经过AES加密过的密钥。
USB接口钥匙的液晶显示器显示当前USB接口锁具开锁或关锁状态；当USB接口钥匙连接到USB接口锁具并按下USB接口钥匙上的按钮时，则USB接口钥匙的MCU将USB接口钥匙内存储的密钥发送到USB接口锁具的MCU。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的一种基于USB协议的门禁系统及其开锁、关锁方法的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种基于USB协议的门禁系统，其特征在于包括USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件，USB接口钥匙包括MCU、加密芯片、FLASH存储器、USB公口、锂电池，MCU控制连接加密芯片、USB公口、锂电池，加密芯片连接FLASH存储器；USB接口锁具包括MCU、可进行开锁或者关锁的制动系统、解密芯片、FLASH存储器、USB母口、锂电池，MCU控制连接制动系统、解密芯片、USB母口、锂电池，解密芯片连接FLASH存储器；密钥下载软件为实现FLASH存储器内密钥的下载或上传的软件。
2.根据权利要求1所述的一种基于USB协议的门禁系统，其特征在于USB接口钥匙还包括按钮及液晶显示器，MCU控制连接按钮及液晶显示器。
3.根据权利要求1所述的一种基于USB协议的门禁系统，其特征在于USB公口为USB-A型公口，USB母口为USB-A型母口。
4.根据权利要求1所述的一种基于USB协议的门禁系统，其特征在于USB接口钥匙、USB接口锁具内部的FLASH存储器的容量均大于256KB。
5.根据权利要求1所述的一种基于USB协议的门禁系统，其特征在于加密芯片与解密芯片均为国密安全芯片。
6.一种基于USB协议的门禁系统的开锁、关锁方法，其特征在于使用USB接口钥匙、USB接口锁具和密钥下载软件实现开锁或关锁，包括如下步骤：
（1）、通过密钥下载软件下载密钥到USB接口锁具，USB接口锁具的Flash存储器内存储一个密钥；
（2）、通过密钥下载软件下载密钥到USB接口钥匙，USB接口钥匙的Flash存储器内存储一个或多个USB接口锁具内的密钥；
（3）、USB接口钥匙的USB公口连接到USB接口锁具的USB母口；
（4）、USB接口钥匙的MCU将USB接口钥匙内存储的密钥发送到USB接口锁具的MCU；
（5）、USB接口锁具的MCU读取USB接口钥匙内存储的密钥，并经过解密芯片解密；
（6）、USB接口锁具的MCU将经过解密芯片解密的密钥与USB接口锁具的Flash存储器内已存储的密钥进行对比；
（7）、对比密钥相同，则USB接口锁具的MCU控制制动系统进行开锁或者关锁；否则制动系统无动作。
7.根据权利要求6所述的一种基于USB协议的门禁系统的开锁、关锁方法，其特征在于USB接口钥匙、USB接口锁具均支持USB1.1以上协议。
8.根据权利要求6所述的一种基于USB协议的门禁系统的开锁、关锁方法，其特征在于密钥下载软件设置USB接口钥匙内存储密钥个数及USB接口钥匙连续的连接到USB接口锁具进行重试开锁或关锁的次数。
9.根据权利要求6所述的一种基于USB协议的门禁系统的开锁、关锁方法，其特征在于USB接口钥匙、USB接口锁具内存储的密钥为经过AES加密过的密钥。
10.根据权利要求6所述的一种基于USB协议的门禁系统的开锁、关锁方法，其特征在于USB接口钥匙的液晶显示器显示当前USB接口锁具开锁或关锁状态；当USB接口钥匙连接到USB接口锁具并按下USB接口钥匙上的按钮时，则USB接口钥匙的MCU将USB接口钥匙内存储的密钥发送到USB接口锁具的MCU。
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Legal Events
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