CN104658090B - 一种内置安全模块和ZigBee无线通讯模块的智能锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置安全模块和ZigBee无线通讯模块的智能锁，在智能锁中内置ZigBee无线通讯模块和安全模块，ZigBee无线通讯模块接收/传输近距离的智能终端控制设备的信息，接收信息后传输到安全模块对信息的来源进行身份认证，确定合法身份并对数据进行加密，发送给智能锁，同时通过干电池给ZigBee无线通讯模块和安全模块供电。本发明有益的效果是：在智能锁中内置ZigBee无线通讯模块(ZigBee技术是一种结构简单、低成本、低功耗、低速率和可靠性高的短距离无线通讯技术)和安全模块(一种安全芯片，包括但不限于TF卡封装)。本智能锁可实现网络连接，远程控制智能门锁开门，与其他物联设备通讯。

Description

一种内置安全模块和ZigBee无线通讯模块的智能锁

技术领域

本发明涉及智能锁领域，尤其是一种内置安全模块和ZigBee无线通讯模块的智能锁。

背景技术

现有的路由器，都是需要接交流电源的，原因是路由器中的无线通讯模块等部件功耗极大，但是在某些小体积的场合或没有交流电源的情况下，如智能锁上现有的路由器则不能适用。如何解决这一问题，是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种内置安全模块和ZigBee无线通讯模块的智能锁。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种内置安全模块和ZigBee无线通讯模块的智能锁，在智能锁中内置ZigBee无线通讯模块和安全模块，ZigBee无线通讯模块接收/传输近距离的智能终端控制设备的信息，接收信息后传输到安全模块对信息的来源进行身份认证，确定合法身份并对数据进行加密，发送给智能锁，同时通过干电池给ZigBee无线通讯模块和安全模块供电。

更进一步，智能锁在接收到手机的开门指令时，安全模块对指令进行解密，并对指令来源进行身份认证，确定合法性，将结果传输给单片机，由单片机对结果进行判断，若指令来源合法，控制门锁执行驱动电路开门，同时将结果加密反馈。

更进一步，所述的安全模块采用安全芯片集成在智能锁中，能够独立进行密钥生成、加解密，内部有独立的处理器和存储单元，存储特征数据，支持多种信息安全算法，结合PKI/CA体系，通过第三方CA中心，将用户公钥和其他标识信息捆绑，进行用户身份验证。

本发明有益的效果是：在智能锁中内置ZigBee无线通讯模块(ZigBee技术是一种结构简单、低成本、低功耗、低速率和可靠性高的短距离无线通讯技术)和安全模块(一种安全芯片，包括但不限于TF卡封装)。本智能锁可实现网络连接，远程控制智能门锁开门，与其他物联设备通讯；数据加解密，基于身份认证的用户识别。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，这种内置安全模块和ZigBee无线通讯模块的智能锁，在智能锁中内置ZigBee无线通讯模块和安全模块，ZigBee无线通讯模块接收/传输近距离的智能终端控制设备的信息，接收信息后传输到安全模块对信息的来源进行身份认证，确定合法身份并对数据进行加密，发送给智能锁，同时通过干电池给ZigBee无线通讯模块和安全模块供电。由于采用了ZigBee无线通讯协议，功耗低，可以连接使用干电池供电的低功耗设备。同时具有可靠性、短时延、大规模组网能力的特性。由于内置了安全模块，能对数据进行身份认证和加解密，极大地提高网络系统的安全和隐私。

在智能锁中内置ZigBee无线通讯模块和安全模块，ZigBee无线通讯模块使智能锁能连接到网络中，与控制端(比如手机)及其他智能设备进行通讯。智能锁在接收到手机的开门指令时，安全模块对指令进行解密，并对指令来源进行身份认证，确定合法性，将结果传输给单片机，由单片机对结果进行判断，若指令来源合法，控制门锁执行驱动电路开门，同时将结果加密反馈。流程如图所示。同时智能锁还可以实现与其他物联设备的通讯(如在夜间接收到指令开门后通知同为物联网中的电灯开灯)。因为使用ZigBee无线通讯协议，功耗低，仅需使用干电池而无需连接电源；短时延，及时响应用户指令，与其他物联设备通讯。在安全性上，安全模块基于多种信息安全算法，成熟的公钥体系，具有很高的安全性、可靠性。安全模块的解密和身份认证说明：

智能手机和智能锁都内置安全模块，在相互通信时，信息传输模式为(以智能手机P向锁W传输信息为例,Sk和PK分别代表私钥和公钥)：

手机发送消息指令

1)产生随机对称密钥K，加密指令；

2)用私钥对随机密钥进行签名SKp(K)；

3)用接收方公钥加密签名PKw(SKp(K))。

智能锁接收到信息后解密步骤为：

1)用私钥解密SKw(PKw(SKp(K)))＝SKp(K)，

2)用对方公钥解密PKp(SKp(K))＝K，

3)用对称密钥K解密信息。

通过以上步骤，确保信息只有智能锁可以解密；且对称密钥经过手机内置安全模块的私钥签名，能用其公钥解密，则确认开锁指令来自合法的手机。

所述的安全模块采用安全芯片(包括但不限于TF卡封装)集成在路由器中，能够独立进行密钥生成、加解密，内部有独立的处理器和存储单元，存储特征数据，支持多种信息安全算法(国密算法及国际通用算法)，包括但不限于对称算法(SM1，DES/3DES)和非对称算法(SM2，RSA，ECC)、杂凑和哈希算法(SM3，SHA-1)。可结合成熟的PKI/CA体系，通过第三方CA中心，将用户公钥和其他标识信息捆绑，进行用户身份验证，加密保证信息传输的保密性、完整性，签名保证身份的真实性和抗抵赖。

ZigBee无线通讯模块：ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一种低速率短距离无线通信技术。主要用于近距离无线连接，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。

ZigBee特性:

·可靠性：物理层采用了扩频技术，能够在一定程度上抵抗干扰，MAC应用层(APS部分)有应答重传功能。MAC层的CSMA机制使节点发送前先监听信道，可以起到避开干扰的作用。当ZigBee网络受到外界干扰，无法正常工作时，整个网络可以动态的切换到另一个工作信道上(采用动态路由组网方式)。

·低功耗：在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长。

·短时延：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3～10s、WiFi需要3s。

·大规模组网能力：每个网有65000个节点(每个蓝牙只有8个节点)。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种内置安全模块和ZigBee无线通讯模块的智能锁，其特征在于：在智能锁中内置ZigBee无线通讯模块和安全模块，ZigBee无线通讯模块接收/传输近距离的智能手机的信息，接收信息后传输到安全模块对信息的来源进行身份认证，确定合法身份并对数据进行加密，发送给智能锁，同时通过干电池给ZigBee无线通讯模块和安全模块供电；

智能锁在接收到手机的开门指令时，安全模块对指令进行解密，并对指令来源进行身份认证，确定合法性，将结果传输给单片机，由单片机对结果进行判断，若指令来源合法，控制门锁执行驱动电路开门，同时将结果加密反馈；

智能手机P和智能锁W均内置安全模块，相互通信的信息传输模式为：

手机发送消息指令：

1)产生随机对称密钥K，加密指令；

2)用私钥对随机密钥进行签名SKp(K)；

3)用接收方公钥加密签名PKw(SKp(K))；

智能锁接收到信息后解密步骤为：

1)用私钥解密SKw(PKw(SKp(K)))＝SKp(K)；

2)用对方公钥解密PKp(SKp(K))＝K；

3)用对称密钥K解密信息；

其中，SK和PK分别代表私钥和公钥；

所述的安全模块采用安全芯片集成在智能锁中，能够独立进行密钥生成、加解密，内部有独立的处理器和存储单元，存储特征数据，支持多种信息安全算法，结合PKI/CA体系，通过第三方CA中心，将用户公钥和其他标识信息捆绑，进行用户身份验证；

所述智能锁通过所述ZigBee无线通讯模块与电灯通讯实现在夜间接收到指令开门后通知电灯开灯。