CN105006051B - 智能遥控门锁的无线通信方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种智能遥控门锁的无线通信方法，该方法包括如下步骤：遥控钥匙输入开锁/闭锁指令；遥控钥匙将加密的通信信息发送至智能门锁；智能门锁接到通信信息后对其进行解密，并判断通信信息中的通信序列号、智能门锁ID是否配对，向遥控钥匙发送经加密的确认请求信息；遥控钥匙对确认请求信息进行回复，并将回复后的信息发送至智能门锁；智能门锁根据遥控钥匙回复的信息判断是否执行开锁/闭锁动作。本发明还提供了一种智能遥控门锁无线通信系统，其包括遥控钥匙及智能门锁，其中，遥控钥匙包括输入模块、第一单片机及第一射频模块；智能门锁包括第二射频模块及第二单片机。本发明的方法和系统具有智能化程度高，安全性强，易于实施等特点。
Description
【技术领域】
本发明涉及智能门锁，特别是涉及一种双向无线通信、安全性高的智能遥控门锁的无线通信方法及系统。
【背景技术】
随着移动互联网的发展，越来越多的智能设备进入人们的生活中。门锁的智能化也逐渐为人们所关注。目前使用的大多数智能门锁除了传统的开启方式外，还增加了指纹识别，密码开关，人脸识别或射频遥控开关等智能开启方式。其中，智能遥控门锁因具有操作方便快捷、安全性高的特点而被广泛应用于家庭、汽车、酒店等场所。现有的智能遥控门锁虽给人们生活带来极大的方便，但其大部分采用简单的单向通信技术，即通过滚动码方式来实现开锁/闭锁，而门锁无法判断开锁的命令是合法的遥控设备发出的指令还是非法设备发出的指令，因而其很容易被复制或假冒，导致其在安全性方面存在较大的隐患。
【发明内容】
本发明旨在解决上述问题，而提供一种可对遥控钥匙与智能门锁之间的双向通信进行加密和解密，因而可有效保证门锁安全性的智能遥控门锁的无线通信方法。
本发明还提供了实现所述智能遥控门锁无线通信方法的系统。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种智能遥控门锁的无线通信方法，该方法包括如下步骤：
a、在遥控钥匙上输入开锁/闭锁指令；
b、遥控钥匙读取其存储区中的通信序列号及智能门锁ID，更新通信序列号，并对遥控指令、更新的通信序列号及智能门锁ID加密；
c、遥控钥匙将加密信息发送至智能门锁，同时启动计时器；
d、智能门锁对加密信息进行解密，并将解密的信息与其存储区中的通信序列号及遥控钥匙ID进行配对，若配对成功，则对通信序列号、遥控钥匙ID及遥控指令进行加密，并向遥控钥匙发出已加密的确认请求信息，同时启动计时器；若配对不成功，则放弃该信息；
e、遥控钥匙判断智能门锁发回的加密确认信息是否超时，若未超时，则接收智能门锁发回的加密确认信息；若超时，则返回步骤a；
f、遥控钥匙对加密确认信息解密，并将该解密信息与其存储区中的通信序列号及智能门锁ID进行配对，若配对成功，则生成新的通信序列号，并对该序列号、智能门锁ID、遥控指令进行加密，向智能门锁发出已加密的回复确认信息；若配对不成功，则放弃该信息；
g、智能门锁判断遥控钥匙发回的加密回复确认信息是否超时，若未超时，则接收遥控钥匙发回的加密回复确认信息；若超时，则返回步骤c；
h、智能门锁对加密回复确认信息进行解密，并将该解密信息与其存储区中的通信序列号、遥控钥匙ID进行配对，若配对成功，则执行开锁/闭锁动作；若配对不成功，则放弃该信息。
所述遥控钥匙与智能门锁之间通过RF433/RF315通信协议进行无线通信。
在步骤b和f中，所述遥控钥匙生成的通信序列号为上一次通信序列号加1。
在步骤d和h中，所述智能门锁判断通信序列号是否配对是通过判断当前的通信序列号是否为上一次通信序列号的基础上加1。
本发明还提供了一种智能遥控门锁的无线通信系统，该系统包括遥控钥匙及智能门锁，所述遥控钥匙包括：
输入模块，用于输入开锁/闭锁指令，并发出遥控指令；
第一单片机，所述第一单片机与输入模块连接，用于存储上一次通信发出的信息及生成新的通信序列号，并对通信信息进行加密/解密，同时用于判断智能门锁回复的信息是否超时及接收的通信序列号、智能门锁ID是否与存储的信息配对成功；
第一射频模块，所述第一射频模块与第一单片机连接，用于向智能门锁发送加密信息或接收智能门锁发回的加密信息；
所述智能门锁包括：
第二射频模块，用于接收遥控钥匙发送的加密信息或向遥控钥匙发送加密信息；
第二单片机，所述第二单片机与第二射频模块连接，用于存储上一次通信发出的信息及对通信信息进行加密/解密，并控制智能门锁执行开/闭锁动作，同时用于判断智能钥匙回复的信息是否超时及接收的通信序列号、智能钥匙ID是否与存储的信息配对成功。
所述输入模块设有输入功能按键。
所述第一单片机包括第一控制模块、第一加密/解密模块、第一存储模块及第一计时模块，所述第一控制模块分别与第一加密/解密模块、第一存储模块及第一计时模块相连接。
所述第二单片机包括第二控制模块、第二加密/解密模块、第二存储模块及第二计时模块，所述第二控制模块分别与第二加密/解密模块、第二存储模块及第二计时模块相连接。
所述第一射频模块和第二射频模块为基于RF433/RF315通信协议的射频模块。
所述第二单片机判断接收的通信序列号是否配对是通过判断当前的通信序列号是否为上一次通信序列号的基础上加1。
本发明的贡献在于，其有效解决了智能遥控门锁无线通信安全性不高的问题。本发明的遥控钥匙及智能门锁之间是通过基于两者的通信协议进行双向无线通信的，且在通信过程中对该通信信息进行加密和解密，同时对遥控钥匙及智能门锁发出的加密信息设置时效性，可避免非法学习复制，从而大大提高了控钥匙及智能门锁之间的通信安全性。本发明的方法和系统具有智能化程度高，安全性强，易于实施等特点。
【附图说明】
图1是本发明的无线通信方法流程图。
图2是本发明的无线通信方法控制流程图。
图3是本发明的结构框图。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。
参阅图1，本发明的智能遥控门锁的无线通信方法包括如下步骤：
S10、通过遥控钥匙10的功能按键输入开锁/闭锁指令；
S20、遥控钥匙10的第一单片机11感应到遥控钥匙10的遥控指令后，读取其存储区中存储的上一次通信的通信序列号、遥控钥匙ID及智能门锁ID，同时按预设的程序生成新的通信序列号，其中，通信序列号为第一单片机11自动生成的序列号，本实施例中，通信序列号为按顺序生成的数字，其可以为1位数或者多位数，新的通信序列号为上一次通信序列号的基础上加1，如存储区中存储的上一次通信的通信序列号为46，则新的通信序列号为47，本实施例中的智能门锁ID及遥控钥匙ID是一一对应的，只有合法的遥控钥匙ID才与所控制的智能门锁ID向匹配，非法设备的ID无法与所控制的智能门锁ID匹配，并对接收的遥控指令、更新的通信序列号及智能门锁ID进行加密，本实施例中，第一单片机11对通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID及遥控指令加密的方法为通过遥控钥匙10及智能门锁20之间的无线通信协议采用密钥的方式进行加密；
S30、遥控钥匙10的第一射频模块13将加密信息发送至智能门锁20，同时第一单片机12启动其计时模块，该计时模块可以按需要设定时间，本实施例中，该计时模块为1秒及计时模块；
S40、智能门锁20的第二射频模块21接收到加密信息后，将该加密信息发送至第二单片机22，第二单片机22对该加密信息进行解密，其中，第二单片机22对加密信息进行解密是通过遥控钥匙10及智能门锁20之间的无线通信协议采用密钥的方式进行解密，并将解密的信息与其存储区中存储的上一次通信的通信序列号、智能门锁ID及遥控钥匙ID进行配对，本实施例中，第二单片机22判断接收的通信序列号是否与其存储的通信序列号配对是通过判断当前的通信序列号是否为上一次通信序列号的基础上加1，同时，第二单片机22判断接收的智能门锁ID是否为自身的智能门锁ID及接收的遥控钥匙ID是否与其存储的遥控钥匙ID相同，若配对成功，则对通信序列号、遥控钥匙ID及遥控指令进行加密，其中，第二单片机22对通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID及遥控指令加密的方法为通过遥控钥匙10及智能门锁20之间的无线通信协议采用密钥的方式进行加密，并通过第二射频模块21向遥控钥匙10发送已加密的确认请求信息，同时第二单片机22启动计时模块，其中，该计时模块为1秒计时模块；若配对不成功，则放弃该信息；
S50、遥控钥匙10的第一单片机12判断智能钥匙20的第二射频模块21发出的加密确认请求信息是否超时，本实施例中，其时间期限为1秒，若未超时，则第一单片机12控制第一射频模块13接收第二射频模块21发出的加密确认请求信息，并将该加密信息发送至第一单片机12；若超时，则返回步骤S10；
S60、遥控钥匙10的第一单片机12接收到加密的确认请求信息后对该加密信息进行解密，其中，第一单片机12对通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID及遥控指令解密的方法为通过遥控钥匙10及智能门锁20之间的无线通信协议采用密钥的方式进行解密，并将解密的信息与其存储区中的通信序列号、遥控钥匙ID及智能门锁ID进行配对，本实施例中，第一单片机12判断接收的通信序列号是否与其存储的通信序列号配对是通过判断当前的通信序列号是否为上一次通信序列号，同时，第一单片机12判断接收的遥控钥匙ID是否为自身的遥控钥匙ID及接收的智能门锁ID是否与其存储的智能门锁ID相同，若配对成功，则按预设的程序生成新的通信序列号，其中，新通信序列号为上一次通信序列号的基础上加1，并对该通信序列号、智能门锁ID及遥控指令进行加密，通过第一射频模块13向智能门锁20发送已加密的回复确认信息；若配对不成功，则放弃该信息；
S70、智能门锁20的第二单片机22判断第一射频模块13发回的加密回复确认信息是否超时，本实施例中，其时间期限为1秒，若未超时，则控制第二射频模块21接收该加密信息；若超时，则返回步骤S30；
S80、智能门锁20的第二射频模块21接收到加密信息后，将该加密信息发送至第二单片机22，第二单片机22对该加密信息进行解密，本实施例中，第二单片机22对加密信息进行解密是通过遥控钥匙10及智能门锁20之间的无线通信协议采用密钥的方式进行解密，并将该解密信息与其存储区中的通信序列号、遥控钥匙ID及智能门锁ID进行配对，其中，第二单片机22判断接收的通信序列号是否与其存储的通信序列号配对是通过判断当前的通信序列号是否为上一次通信序列号的基础上加1。同时，第二单片机22判断接收的智能门锁ID是否为自身的智能门锁ID及接收的遥控钥匙ID是否与其存储的遥控钥匙ID相同；若配对成功，则控制门锁执行开锁/闭锁的动作；若配对不成功，则放弃该信息。
参阅图3，本发明的智能遥控门锁的无线通信系统，包括遥控钥匙10及智能门锁20。
如图3所示，遥控钥匙10包括输入模块11、第一单片机12及第一射频模块13。其中，输入模块11与第一单片机12连接，输入模块11设有输入功能按键，用于输入开锁/闭锁指令，并将该遥控指令发送至第一单片机12。本实施例中，第一单片机12为STM32单片机，其设有第一控制模块121、第一加密/解密模块122、第一存储模块123及第一计时模块124。其中，第一控制模块121分别与第一加密/解密模块122、第一存储模块123及第一计时模块124连接。第一加密/解密模块122用于对发出去的通信序列号、智能门锁ID、智能钥匙ID及遥控指令进行加密及对接收到的通信序列号、智能门锁ID、智能钥匙ID及遥控指令进行解密。第一存储模块123存储有上一次通信的通信序列号、智能门锁ID及遥控钥匙ID。第一计时模块124用于计时。第一控制模块121用于接收输入模块11输入的遥控指令，控制第一射频模块13接收/发送通信信息，控制启动第一计时模块124，同时用于按预设程序生成新的通信序列号，并用于判断接收的通信信息是否与第一存储模块123存储的信息配对。其中，第一控制模块121生成新的通信序列号为上一次通信序列号的基础上加1。
如图3所示，智能门锁20与遥控钥匙10无线连接，本实施例中，智能门锁20与遥控钥匙10通过基于RF433/RF315的通信协议无线连接。智能门锁20包括第二射频模块21及第二单片机22，其中，第二射频模块21与第二单片机22连接。第二射频模块21用于接收遥控钥匙10发出的加密信息或向遥控钥匙10发送加密信息。第二单片机22为STM32单片机，其包括第二控制模块221、第二加密/解密模块222、第二存储模块223及第二计时模块224，其中，第二控制模块221分别与第二加密/解密模块222、第二存储模块223及第二计时模块224连接。第二加密/解密模块222用于对发出去的通信序列号、智能门锁ID、智能钥匙ID及遥控指令进行加密及对接收到的通信序列号、智能门锁ID、智能钥匙ID及遥控指令进行解密。第二存储模块223存储有上一次通信的通信序列号、智能门锁ID及遥控钥匙ID。第二计时模块224用于计时。第二控制模块221用于控制第二射频模块21接收/发送通信信息，控制启动第二计时模块224，同时用于判断遥控钥匙10回复的信息是否超时及判断接收的通信信息是否与第二存储模块223存储的信息配对。其中，第二控制模块221判断接收的通信序列号是否与第二存储模块223存储的通信序列号配对是通过判断当前的通信序列号是否为上一次通信序列号的基础上加1。本实施例中，遥控钥匙10及智能门锁20均对通信序列号、智能门锁ID、智能钥匙ID及遥控指令进行加密传输，可避免通信信息因透明传输而容易被窃取的风险。遥控钥匙10及智能门锁20之间通过双向通信实现通信，即遥控钥匙10发出的通信信息及智能门锁20发回的通信信息均须经对方确认是合法的设备发出才能进行下一步合法操作，否则将终止通信，从而避免遥控钥匙10单次发出的通信信息被人复制而达到非法操作的目的。同时，遥控钥匙10发出的通信信息及智能门锁20发回的通信信息都设有时效性，如果发出的通信信息超过了一定的时限，即便回复是合法的，也会终止通信和相关的指令动作，因而大大提高了遥控钥匙10与智能门锁20之间的通信安全性。
如图2所示，工作时，通过输入模块11中的输入功能按键输入开锁/闭锁指令，输入模块11将该遥控指令发送至第一单片机12的第一控制模块121，第一控制模块121接收到该遥控指令后，按照预设的程序对第一存储模块123中的通信序列号更新，更新的通信序列号为上一次通信的通信序列号基础上加1，并控制第一加密/解密模块122对第一存储模块123中更新的通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID及遥控指令进行加密，第一控制模块121控制第一射频模块13通过基于RF433/RF315的通信协议将加密的通信信息发送至第二射频模块21，同时控制第一计时模块124启动计时。第二射频模块21接收到该加密信息后，将该加密信息发送至第二控制模块221，第二控制模块221控制第二加密/解密模块222对接收的加密信息进行解密，第二控制模块221将解密信息与第二存储模块223中的通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID进行配对，若解密信息中的通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID与第二存储模块223的信息不匹配，则第二控制模块221放弃该通信信息；若解密信息中的通信序列号为第二存储模块223中存储的通信序列号的基础上加1，且解密信息中的智能门锁ID、遥控钥匙ID与第二存储模块223中存储的智能门锁ID、遥控钥匙ID匹配，则第二控制模块221控制第二加密/解密模块222对匹配好的通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID及通信指令进行加密，并控制第二射频模块21将加密信息发送至遥控钥匙10，同时控制第二计时模块224启动计时。第一射频模块13感应到有通信信息时，通知第一控制模块121，第一控制模块121根据第一计时模块124的时间判断回复的时间是否超时。若超时，则控制第一射频模块13放弃该通信信息；若未超时，则控制第一射频模块13接收该通信信息。第一射频模块13将接收的通信信息发送至第一控制模块121，第一控制模块121控制第一加密/解密模块122对接收的通信信息进行解密，并将该解密信息与第一存储模块123中的通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID进行配对，若解密信息中的通信序列号、智能门锁ID及遥控钥匙ID与第一存储模块123中的信息不匹配，则第一控制模块121控制第二射频模块13放弃该通信信息。若解密信息中的通信序列号、智能门锁ID及遥控钥匙ID与第一存储模块123中的信息匹配，则第一控制模块121按预设的程序更新通信序列号，更新的通信序列号为上一次通信的通信序列号基础上加1，并控制第一加密/解密模块122对第一存储模块123对匹配好的通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID及遥控指令进行加密，第一控制模块121控制第一射频模块13通过基于RF433/RF315的通信协议将加密的通信信息发送至第二射频模块21。第二射频模块21感应到有通信信息时，通知第二控制模块221，第二控制模块221根据第二计时模块224的时间判断回复的时间是否超时，若超时，则控制第二射频模块21放弃该通信信息；若未超时，则控制第二射频模块21接收该通信信息。第二射频模块21将接收的通信信息发送至第二控制模块221，第二控制模块221控制第二加密/解密模块222对接收的通信信息进行解密，并将该解密信息与第二存储模块223中的通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID进行配对，若解密信息中的通信序列号、智能门锁ID、遥控钥匙ID与第二模块223的信息不匹配，则第二控制模块221放弃该通信信息。若解密信息中的通信序列号为第二存储模块223中存储的通信序列号的基础上加1，且解密信息中的智能门锁ID、智能钥匙ID与第二存储模块223中的智能门锁ID、遥控钥匙ID匹配，则第二控制模块221控制门锁执行开锁/闭锁动作。
藉此，本发明的智能遥控门锁中的遥控钥匙10及智能门锁20之间通过基于两者的通信协议进行双向无线通信，且在通信过程中对通信序列号、遥控钥匙ID、智能门锁ID及遥控指令的通信信息进行加密和解密，同时对遥控钥匙10及智能门锁20发出的加密信息设置时效性，可避免非法学习复制，从而大大提高了通信安全性。本发明的方法和系统具有智能化程度高，安全性强，易于实施等特点。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。
Claims (7)
1.一种智能遥控门锁的无线通信方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a、在遥控钥匙上输入开锁/闭锁指令；
b、遥控钥匙读取其存储区中的通信序列号及智能门锁ID，更新通信序列号，并对遥控指令、更新的通信序列号遥控钥匙ID及智能门锁ID加密，所述遥控钥匙生成的通信序列号为上一次通信序列号加1；
c、遥控钥匙将加密信息发送至智能门锁，同时启动计时器；
d、智能门锁对加密信息进行解密，并将解密的信息与其存储区中的通信序列号、智能门锁ID及遥控钥匙ID进行配对，若配对成功，则对通信序列号、遥控钥匙ID、智能门锁ID及遥控指令进行加密，并向遥控钥匙发出已加密的确认请求信息，同时启动计时器；若配对不成功，则放弃该信息；
e、遥控钥匙判断智能门锁发回的加密确认信息是否超时，若未超时，则接收智能门锁发回的加密确认信息；若超时，则返回步骤a；
f、遥控钥匙对加密确认信息解密，并将该解密信息与其存储区中的通信序列号、遥控钥匙ID及智能门锁ID进行配对，若配对成功，则生成新的通信序列号，并对该序列号、遥控钥匙ID、智能门锁ID、遥控指令进行加密，向智能门锁发出已加密的回复确认信息；若配对不成功，则放弃该信息，所述遥控钥匙生成的通信序列号为上一次通信序列号加1；
g、智能门锁判断遥控钥匙发回的加密回复确认信息是否超时，若未超时，则接收遥控钥匙发回的加密回复确认信息；若超时，则返回步骤c；
h、智能门锁对加密回复确认信息进行解密，并将该解密信息与其存储区中的通信序列号、遥控钥匙ID及智能门锁ID进行配对，若配对成功，则执行开锁/闭锁动作；若配对不成功，则放弃该信息，
在步骤d和h中，所述智能门锁判断通信序列号是否配对是通过判断当前的通信序列号是否为上一次通信序列号的基础上加1。
2.如权利要求1所述的智能遥控门锁的无线通信方法，其特征在于，所述遥控钥匙与智能门锁之间通过RF433/RF315通信协议进行无线通信。
3.一种智能遥控门锁的无线通信系统，其特征在于，该系统包括遥控钥匙(10)及智能门锁(20)，所述遥控钥匙(10)包括：
输入模块(11)，用于输入开锁/闭锁指令，并发出遥控指令；
第一单片机(12)，所述第一单片机(12)与输入模块(11)连接，用于存储上一次通信发出的信息及生成新的通信序列号，并对通信信息进行加密/解密，同时用于判断智能门锁(20)回复的信息是否超时及接收的通信序列号、智能门锁ID是否与存储的信息配对成功；
第一射频模块(13)，所述第一射频模块(13)与第一单片机(12)连接，用于向智能门锁(20)发送加密信息或接收智能门锁(20)发回的加密信息；
所述智能门锁(20)包括：
第二射频模块(21)，用于接收遥控钥匙(10)发送的加密信息或向遥控钥匙(10)发送加密信息；
第二单片机(22)，所述第二单片机(22)与第二射频模块(21)连接，用于存储上一次通信发出的信息及对通信信息进行加密/解密，并控制智能门锁(20)执行开/闭锁动作，同时用于判断智能钥匙(10)回复的信息是否超时及接收的通信序列号、智能钥匙ID是否与存储的信息配对成功；
所述第二单片机(22)判断接收的通信序列号是否配对是通过判断当前的通信序列号是否为上一次通信序列号的基础上加1。
4.如权利要求3所述的智能遥控门锁的无线通信系统，其特征在于，所述输入模块(11)设有输入功能按键。
5.如权利要求3所述的智能遥控门锁的无线通信系统，其特征在于，所述第一单片机(12)包括第一控制模块(121)、第一加密/解密模块(122)、第一存储模块(123)及第一计时模块(124)，所述第一控制模块(121)分别与第一加密/解密模块(122)、第一存储模块(123)及第一计时模块(124)相连接。
6.如权利要求3所述的智能遥控门锁的无线通信系统，其特征在于，所述第二单片机(22)包括第二控制模块(221)、第二加密/解密模块(222)、第二存储模块(223)及第二计时模块(224)，所述第二控制模块(221)分别与第二加密/解密模块(222)、第二存储模块(223)及第二计时模块(224)相连接。
7.如权利要求3所述的智能遥控门锁的无线通信系统，其特征在于，所述第一射频模块(13)和第二射频模块(21)为基于RF433/RF315通信协议的射频模块。
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