CN104424678B - 一种电子密码锁系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子密码锁系统及其控制方法。系统主要包含密码锁主机、开锁用手持机和上位机。开锁动作通过动态密码和生物指纹特征两种权限加以限制和保护，正常一次开锁的操作流程是：上位机将开锁密码及操作者编号传输给手持机，手持机通过读取指纹特征使操作者获得使用权限，操作者通过操作手持机上的按键将密码通过无线电信号传输给密码锁主机以实现开锁，之后手动闭锁，密码锁主机通过无线电传输将返回码送给手持机，手持机再将返回码及锁状态信息等送回上位机，上位机将锁的工作记录保存在电脑中。操作者在整个开锁过程中看不到密码。如果手持机和密码锁主机在指纹或密码识别过程中发现错误次数过多，则给出报警提示信息并锁死。

Description

一种电子密码锁系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种金融业保险箱、柜等设备上配套的电子密码锁系统及其控制方法。

背景技术

随着社会、科技、文化的进步，机械锁的安全性已经越来越不能满足各行业的需求，这时电子锁应运而生。目前电子锁已发展到遥控开锁的技术水平，这种方式给操作上带来了很大的便利。常见的遥控式电子防盗锁主要有光遥控和无线电遥控两类。光遥控利用窄角度的光传输密码，优点是传输信息量可以很大、速度极快、人眼识别不出来，又无法在光路径上以仪器捕获信号试图复制，因此保密性极高，但是传输信号空间角度窄、距离短。无线电遥控的优点也是传输信息量可以很大、速度快、人眼识别不出来，并且传输范围广、距离远，但发射的信号弥散空间，容易被仪器捕获，因此适合采用“动态密码”，这样即使捕获了当时的信号也无利用、复制的价值，如果再辅以生物指纹特征双重授权，则这种无线电传输的电子密码锁则会大大提高使用的安全性。

发明内容

针对上述电子密码锁的发展现状，本发明弥补了当前电子密码锁在安全技术水平上的不足之处，实现了一种无线数据传输及无线现场供电、动态密码与指纹识别双重保险且受管理中心的上位机总体控制的新一代电子密码锁。

电子密码锁的控制和管理方法，具体是指用动态密码及指纹特征双重授权、通过无线电给锁体供电并传输数据、密码对开锁者不透明的电子锁在应用中的开关锁控制及与远程管理中心的电脑进行信息交换及信息存储的管理方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种电子密码锁系统，包括

若干个密码锁主机，安装在箱柜设备的门上，用于根据手持机发送的动态密码判断是否执行开锁动作，生成返回码保存并发送给手持机，下一次开锁时采用与上位机相同的算法生成新密码，每个密码锁主机具有一个唯一的ID号并记录在手持机和上位机中；

手持机为移动式设备，每部手持机可以管理多个密码锁主机，用于识别操作者的指纹、向密码锁主机发送动态密码、接收密码锁主机发送来的返回码并将该返回码传送给上位机；

上位机，用于保存手持机发送来的返回码及密码锁主机的工作记录，在下一次操作时根据返回码动态生成新密码，将新密码传送给对应的手持机。

所述密码锁主机在启用前处于非加密状态，该状态下用公共的初始密码开锁启用，启用后转为加密状态，初始密码失效。

所述手持机为密码锁主机无线供电并通过无线信号与密码锁主机进行数据传输。

所述手持机由其内部的锂电池或干电池供电。

所述手持机与上位机通过RS232串行接口进行数据传输。

一种电子密码锁系统的控制方法，包括以下步骤：

初始化电子密码锁系统，

执行开锁操作前，上位机根据上次开锁的返回码计算出本次的开锁密码，并将开锁密码及操作者编号传送给手持机；

执行开锁操作时，手持机通过读取指纹信息验证操作者是否具备开锁权限，手持机由具备开锁权限的操作者将其与密码锁主机在耦合区对接，对密码锁主机充电，充电完成后，手持机将密码以无线信号传送给密码锁主机，

密码锁主机将保存的上次开锁的返回码按照与上位机相同的算法计算本次开锁的密码，判断该密码与手持机传送的密码是否相同，如果相同则执行开锁；

手动闭锁，密码锁主机通过无线信号将返回码传送给手持机；

手持机将返回码和密码锁加密状态、锁开闭状态信息发送给上位机并保存。

所述初始化电子密码锁系统包括以下步骤：

将密码锁主机的ID号登记在上位机和手持机中，所述ID号作为密码锁主机在上位机中的跟踪编号并用于通讯中的数据包识别；

在手持机中录入管理员和/或操作员的指纹信息；

验证管理员和/或操作员的指纹信息是否匹配，验证通过后将手持机与密码锁主机在耦合区对接，对密码锁主机充电，充电完成后手持机将管理员和/或操作员编号、初始密码以数据包的形式传输给密码锁主机；

密码锁主机接收ID号与自身相同的数据包，判断管理员和/或操作员编号和初始密码是否正确，如果都正确则执行开锁操作，密码锁主机由非加密状态转换为加密状态；

密码锁主机产生返回码并保存，将返回码传送到手持机中；

手持机将所述返回码传送到上位机中。

如果指纹信息不匹配的次数超过上限，则手持机触发报警提示并重新录入指纹。

如果密码锁主机收到的密码与自身生成的密码不同，则密码锁主机给手持机发送密码错误提示信息，如果单次开锁过程中密码验证的次数超过上限，则密码锁主机锁死触发报警提示并将锁死信息传输给手持机，手持机将主机锁死信息传输给上位机，如需解锁，则连接上位机和手持机，利用上位机对手持机进行密码重置，利用手持机对密码锁主机进行密码重置，密码重置后的返回码传送到上位机中。

本发明具有以下优点及有益效果：

1.该发明在金融业等机密场所应用更加安全。其使用动态密码加指纹识别双重权限控制开锁动作，保证了无线通讯这种传输方式的安全性、可靠性。同时密码锁主机采用无线充电方式供电，在锁使用后短时间内储存的电能即可释放掉，确保在未配合手持机的前提下，主锁无法工作，增加了硬件的安全性。

2.产品使用寿命长。由于该发明所述的密码锁主机内部采用超级电容储能，此类电容使用寿命相当长，可以达到十万次以上充放电，加上手持机用可重复充电的锂电池供电，且电池更换方便，这些特点保证了整套产品的使用寿命可以达到十年以上。

3.使用方便。因密码锁主机与手持机之间通讯采用无线传输方式，且密码锁主机采用无线充电供电，手持机自身配备充电电池，这些特点使密码锁主机在使用中无需配备连线装置，只要拿着手持机到密码锁主机现场，即可开始工作，应用起来十分方便。

附图说明

图1是密码锁系统的整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

该发明主要应用于金融业等机密场所，如图1所示，其密码锁主机安装于箱柜等设备门上，手持机由操作者携带，远程管理中心设有上位机。

1、用户初次使用密码锁系统，需要将密码锁主机的ID号在远程管理中心的上位机中登记。并且将密码锁主机的ID号设置在手持机中，这样整套密码锁系统的各部分都具有了同样的ID信息，此ID号作为通讯中数据包识别的必要组成部分，且作为密码锁主机的跟踪编号。然后上位机与手持机相连接，通过上位机给手持机输入特定指令使手持机获得指纹录入权限，接着按编号在手持机中录入2个以上管理员和2个以上操作员的指纹信息（管理员指纹编号范围是1～5，操作员指纹编号是6～n），之后管理中心将指纹录入权限取消。以后需要更换管理员及操作员时，指纹信息也按此方法录入。然后上位机将授权的2个管理员编号、初始密码和当前日期时间信息通过串口存贮在手持机中，且2个管理员编号在手持机中永久保留，准备工作完成。在密码锁主机正式启用之前，需要将密码锁主机出厂时的非加密状态改变为加密状态。之前授权的2个管理员首先在手持机上输入指纹信息，如果输入的指纹信息与手持机中该2个管理员的指纹信息相符，则提示输入密码，管理员将手持机与密码锁主机在耦合区对接。充电完成后，在规定时间内将手持机里的管理员编号、密码和日期时间传输给密码锁主机。如果密码锁主机收到的数据包中的ID信息和自己的ID号一致，且判断此次操作者为管理员且密码和自身保存的初始密码相同，则执行开锁动作。管理员在开锁状态下，通过拨码开关，可将密码锁主机的状态转为加密状态，此状态及管理员编号一并存储在密码锁主机中，掉电后不丢失，且状态不可逆。至此密码锁主机工作状态转换完成。之后生成新密码的返回码，保存在密码锁主机的非易失存贮器中，返回码及锁的工作状态同时通过无线接口传输到手持机中，手持机接收正确后显示提示信息，手持机再将密码锁主机当前的工作状态及返回码经UART口传给上位机，返回码作为下次开锁密码的生成码，之后初始密码即失效。至此整套锁的初始化工作完成。

2、密码锁主机转为加密状态后，每次正常开锁由操作员执行。开锁前由管理中心基于上一次的返回码生成一个新密码，将新密码及操作员号和当前日期时间传到手持机中。操作员在现场先将指纹信息输入手持机，如果指纹信息正确，则在密码锁主机充电完成后，在限定时间内操作员将手持机中的ID号、操作员号和密码及授权时间发送到密码锁主机。密码锁主机收到此信息后，用相同算法生成一个新密码，如果密码锁主机新生成的密码与接收到的密码相同，则执行开锁动作，同时原密码作废，生成新的返回码。这样，每次都生成一个返回码，并将返回码通过手持机送回上位机，使得密码锁主机的密码和上位机的密码保持同步，并实现了密码的动态更新。在密码输入过程中，实际的密码及返回码对操作者是不透明的，操作者只需按固定的指令操作即可。

3、在向手持机输入指纹信息时，如果指纹信息匹配不正确，则提示重新输入，如果指纹信息匹配不成功次数超过上限，则提示回管理中心重新录入指纹，并拒绝继续输入指纹信息。在用手持机输入密码过程中，如果密码锁主机收到的密码与自身生成的密码不同，则发送给手持机密码错误提示信息，并要求重新输入，如果输入错误密码次数超过上限，则密码锁主机及手持机全部锁死，不论收到任何操作员信息都不执行开锁动作，并由蜂鸣器发出报警声响。锁死状态掉电后能保存，需管理中心软件重新授权给管理员通过密码重置功能将密码锁主机及手持机激活。

4、如果手持机丢失或因其它原因密码锁主机或手持机锁死，可以使用密码重置功能。密码重置功能需基于初始密码，并更换不同的管理员，在上位机将主机ID号、新管理员组合编号、初始密码、当前授权日期时间传到手持机，同时传送解锁指令。如果此次授权的管理员组合与之前的重复，则上位机和手持机会给出提示信息。管理员按照之前（方式1中）同样的方法将信息传到密码锁主机，密码锁主机判断收到的管理员号与记忆的不同，密码为初始密码，确认为密码重置请求。首先给密码锁主机解锁，然后执行开锁动作，之后按照收到的授权日期时间生成新的返回码，并通过手持机返回管理中心，实现密码锁主机与管理中心重新同步，之后按照前述流程由操作员进行开锁。即密码锁失灵后，需更换授权的管理员并出具初始密码，重新生成返回码并与管理中心同步后才能正常开锁，但指纹信息不必重新输入，密码锁主机的工作状态也无需重新转换。

5、上位机：

在锁初始化之后，上位机登记每个密码锁主机的ID号、初始密码及管理员、操作员的编号及身份信息等，然后授权手持机录入指纹并在指纹录入完成后取消此授权。之后将预启用密码锁主机的2个管理员编号、初始密码及当前日期时间等信息传到相同ID号的手持机中，并将此次初始化信息记录保存，准备工作完成。等待手持机将密码锁主机的工作状态及返回码带回后，上位机通过UART口从手持机接收信息，并存在对应ID号的记录中。

初始化完成后，每次开锁前上位机要根据上一次记录的返回码算出一个新密码，然后将新密码、操作员号及时间等信息发送给手持机，并在上位机做好相应记录，等手持机带回返回码后，将此次返回码记录在本次记录中。

上位机还具有密码重置授权功能，以备密码锁手持机丢失或密码输入多次错误等意外发生。密码重置功能要求上位机向手持机发送之前保存的管理员编号中未出现的2个管理员组合及初始密码、当前时间、解锁指令等信息，之后由手持机与密码锁主机对接完成密码重置功能。

Claims (3)

1.一种电子密码锁系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

初始化电子密码锁系统；

执行开锁操作前，上位机根据上次开锁的返回码计算出本次的开锁密码，并将开锁密码及操作者编号传送给手持机；

执行开锁操作时，手持机通过读取指纹信息验证操作者是否具备开锁权限，手持机由具备开锁权限的操作者将其与密码锁主机在耦合区对接，对密码锁主机充电，充电完成后，手持机将密码以无线信号传送给密码锁主机，

密码锁主机将保存的上次开锁的返回码按照与上位机相同的算法计算本次开锁的密码，判断该密码与手持机传送的密码是否相同，如果相同则执行开锁；

手动闭锁，密码锁主机通过无线信号将返回码传送给手持机；

手持机将返回码和密码锁加密状态、锁开闭状态信息发送给上位机并保存；

所述初始化电子密码锁系统包括以下步骤：

将密码锁主机的ID号登记在上位机和手持机中，所述ID号作为密码锁主机在上位机中的跟踪编号并用于通讯中的数据包识别；

在手持机中录入管理员和/或操作员的指纹信息；

验证管理员和/或操作员的指纹信息是否匹配，验证通过后将手持机与密码锁主机在耦合区对接，对密码锁主机充电，充电完成后手持机将管理员和/或操作员编号、初始密码以数据包的形式传输给密码锁主机；

密码锁主机接收ID号与自身相同的数据包，判断管理员和/或操作员编号和初始密码是否正确，如果都正确则执行开锁操作，密码锁主机由非加密状态转换为加密状态；

密码锁主机产生返回码并保存，将返回码传送到手持机中；

手持机将所述返回码传送到上位机中。

2.根据权利要求1所述的一种电子密码锁系统的控制方法，其特征在于，如果指纹信息不匹配的次数超过上限，则手持机触发报警提示并重新录入指纹。

3.根据权利要求1所述的一种电子密码锁系统的控制方法，其特征在于，如果密码锁主机收到的密码与自身生成的密码不同，则密码锁主机给手持机发送密码错误提示信息，如果单次开锁过程中密码验证的次数超过上限，则密码锁主机锁死触发报警提示并将锁死信息传输给手持机，手持机将主机锁死信息传输给上位机，如需解锁，则连接上位机和手持机，利用上位机对手持机进行密码重置，利用手持机对密码锁主机进行密码重置，密码重置后的返回码传送到上位机中。