CN105569457A - 无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置 - Google Patents

Abstract

无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的集中管理装置涉及信息技术领域，尤其是物联网领域。由驱动器、控制器、显示屏、键盘、摄像头、电源组成；由电机转子、步进式电机、脉冲生成器组成驱动器；由北斗短报文通信模块、北斗授时模块、SM2算法模块、锁具编码管理器、授权执行模块组成控制器。本发明区别于现有智能锁具开锁器的最大特点是不仅可以打开无芯片可变更机械密码序列的物联网锁，还可以在开锁后对物联网锁的开锁密码进行重置。本发明的重大意义是加强了机械密码锁的可管理性和通用性，提高了机械密码锁的安全性，非常适用于野外放置设备的保护和日产巡检。

Description

无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其是物联网技术中的无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置。

背景技术

目前，现有的智能锁具普遍采用按键式密码锁具，在锁体内部设置密码，并通过锁体内的电子芯片保存设置后的密码，开启时，输入设定的密码。此种方式过于简单单一，并且保密性不高。一旦在设置密码或者输入密码时，被窥视，将会泄露自己的密码。同时由于锁体内部由电子元器件组成，其正常工作状态需要内部或者外部供电，一旦电源出现故障，会导致锁具无法开启，智能依靠外力破坏。并且电子芯片在温度高于70摄氏度时进入故障高发的温度，超过100摄氏度时很多电路都会损毁。电子芯片在高电压附近工作容易收到空气湿度增加导致的击穿损毁。

因此如何完成物联网锁具可以管理的前提下提供可耐高温的锁具，耐高电压的锁具是应对特殊环境特殊行业应用必需要解决的问题。发明人在实用新型专利“201420592556X用电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁”中已经发明了电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁。该实用新型“201420592556X用电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁”使用纯机械结构完成锁具开锁和锁具开锁密码变更的操作，可以使用电机驱动开锁器的手持终端对锁具完成开锁和密码变更，锁具编码和开锁密码执行序列保存在手持终端中，安全性高，执行开锁的人必需手持经过授权的开锁器才能驱动锁具执行开锁和密码变更，执行开锁的人完全不知道锁具的开锁方法，由于锁具本身的纯机械结构，锁具实现了物联网管理，耐高电压，耐高温的特性。

公共技术中没有与实用新型“201420592556X用电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁”配合使用的手持开锁器。与实用新型“201420592556X用电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁”配合使用的手持开锁器应当具备以下特点：

1.可授权管理，授权性质可以分为开锁授权，变更开锁密码授权。

2.支持国密，可接收管理中心发送的开锁密码序列并解密，通过脉冲发生器驱动步进式电机带动电机转子为“用电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁”解锁。

3.可接收管理中心发送的变更开锁密码授权，可判断手持开锁器是否已经执行完开锁任务，在手持开锁器已经执行完开锁任务的情况下接收管理中心发送的新开锁密码序列，同时通过脉冲发生器驱动步进式电机带动电机转子为“用电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁”更新开锁密码序列为新开锁密码序列；在手持开锁器未执行开锁任务的情况下，先执行开锁开启“用电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁”可变更密码模式，再接收管理中心发送的新开锁密码序列，再通过脉冲发生器驱动步进式电机带动电机转子为“用电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁”更新开锁密码序列为新开锁密码序列。

本发明致力于解决上述问题，为用电机驱动手持终端开锁和变更机械密码序列的物联网锁即无芯片可变更机械密码序列的物联网锁提供一种结构简单，多模块复用，安全性保密性高的无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置，可以广泛应用到电力、环保、能源等行业远程系统的巡检维护工作中。

本发明涉及国密算法SM1、SM2、SM3。国密SM1算法是由国家密码管理局编制的一种商用密码分组标准对称算法。该算法是国家密码管理部门审批的SM1分组密码算法,分组长度和密钥长度都为128比特，该算法不公开，仅以IP核的形式存在于芯片中。SM2为国家密码管理局公布的公钥算法，其加密强度为256位。SM2算法本质上是一种椭圆曲线算法（ECC），属于非对称加解密算法，在细节上，SM2算法规定了签名、验证、密钥交换等具体细节。SM3，密码杂凑算法，杂凑值长度为32字节。

本发明涉及北斗通信技术，北斗卫星系统是基于我国自主知识产权的"北斗导航系统"而建立起来的卫星通信导航系统，能够全天候、全天时提供卫星导航和通信服务。系统主要由空间卫星、地面中心站和用户终端等部分组成。北斗卫星系统具有三大功能：快速定位、短报文通信、精密授时。

（1）快速定位：地面中心站发出的测距信号（具体为格式化的帧结构及其伪码）含有时间信息，经过卫星-用户终端站-卫星，再回到中心站，由出入站信号的时间差可计算出距离，可在秒级之内完成。

（2）短报文通信：北斗卫星系统是双向闭合环路系统，每个用户终端都有专用识别码，用户终端通过该专用识别码发送和接收信息。通过网管中心，用户终端与固定用户之间也可以进行信息的发送和接收。

（3）精密授时：精密授时与通信、定位都是在同一信道中完成的。地面中心站产生标准时间和标准频率，通过询问信号将时标的时间码送给终端。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置，由本发明所配合的锁具特点决定了本发明应当具备物联网特征：可联网，可管理，可授权，可驱动；由本发明的应用场景是电力、能源、通信、环保等行业的野外设备的保护和巡检决定了本发明应当具备安全性，定位性和接收授时的特点。考虑到电力设备有处于移动运营商网络信号之外的情况，本发明使用了北斗通信的短报文功能完成与中心管理系统的联网。

为实现上述发明的目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置由驱动器、控制器、显示屏、键盘、摄像头、电源组成；由电机转子、步进式电机、脉冲生成器组成驱动器；由北斗短报文通信模块、北斗授时模块、SM2算法模块、锁具编码管理器、授权执行模块组成控制器；

电机转子具有与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁相匹配的咬合结构称为咬合结构，当无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁咬合后电机转子可带动无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的锁芯旋转；

步进式电机根据脉冲生成器的电脉冲转动电机转子；

脉冲生成器接收SM2算法模块发送的解密的开锁密码序列，根据解密的开锁密码序列生成相应的电脉冲；脉冲生成器收到新的解密的开锁密码序列生成重置电脉冲；

北斗短报文通信模块负责接收中心管理系统发送给可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的数据，同时也负责向中心管理系统回传锁具编码，开锁时刻，新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，重置时刻；

北斗授时模块负责接收北斗卫星的授时信号，当收到来自授权执行模块要求记录时刻的指令时记录时刻信息，并将时刻信息传递给锁具编码管理器存储；

SM2算法模块存储着无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的私钥和公钥，并且对应的公钥同样存储于中心管理系统；SM2算法模块负责对加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数进行解密，SM2算法模块负责对新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数进行解密，SM2算法模块负责对手动输入的新的开锁密码序列进行加密；

锁具编码管理器负责存储锁具编码，存储对应锁具编码的授权性质，存储对应锁具编码的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，存储对应锁具编码的开锁时刻，存储对应锁具编码的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，存储对应锁具编码的重置时刻；

授权执行模块负责根据巡检员通过键盘输入的锁具编码查询锁具编码管理器存储的锁具编码，读取锁具编码对应的授权性质，当授权性质为开锁授权时授权执行模块执行开锁授权步骤，当授权性质为变更开锁密码授权时授权执行模块执行变更开锁密码授权步骤；授权执行模块负责根据巡检员通过摄像头扫描输入的锁具编码查询锁具编码管理器存储的锁具编码，读取锁具编码对应的授权性质，当授权性质为开锁授权时授权执行模块执行开锁授权步骤，当授权性质为变更开锁密码授权时授权执行模块执行变更开锁密码授权步骤；

显示屏显示巡检员与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的交互信息，包括无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的状态，键盘输入的显示，摄像头扫描输入的显示；

键盘负责巡检员与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的交互信息的输入，包括自检命令，执行开锁指令，执行变更开锁密码序列指令；

摄像头负责扫描无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的编码；

电源负责给各个模块供电，包括步进式电机，脉冲生成器，北斗短报文通信模块，北斗授时模块，SM2算法模块，锁具编码管理器，授权执行模块，显示屏，键盘，摄像头；

无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置实施的主要步骤包括：

1.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置接收开锁授权

1)中心管理系统通过北斗卫星向无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置发送锁具编码、与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

2)无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的北斗短报文通信模块接收北斗卫星传送的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

3)北斗短报文通信模块将接收到的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给锁具编码管理器；

4)锁具编码管理器存储锁具编码，授权性质，加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

2.开锁授权执行步骤

1)巡检员为无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置输入所要打开的无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的锁具编码有两种方式，包括键盘输入和摄像头扫描输入；

2)授权执行模块收到锁具编码后将锁具编码发送给锁具编码管理器；

3)锁具编码管理器查询锁具编码，将与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给授权执行模块；

4)授权执行模块收到授权性质并判断授权性质是开锁授权的情况下，授权执行模块将加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给SM2算法模块；

a)SM2算法模块使用私钥和椭圆曲线参数对加密的开锁密码序列执行解密，SM2算法模块将解密的开锁密码序列发送给驱动器的脉冲生成器；

b)脉冲生成器收到解密的开锁密码序列并将解密的开锁密码序列转化成电脉冲，脉冲生成器将电脉冲发送给步进式电机；

c)步进式电机根据电脉冲带动电机转子转动，完成开锁工作；

5)在控制器的授权执行模块收到授权性质并判断授权性质是开锁授权的情况下，授权执行模块向北斗授时模块发出授时指令；

a)北斗授时模块接到授时指令记录开锁时刻，并将开锁时刻发送给锁具编码管理器；

b)锁具编码管理器收到开锁时刻后，将锁具编码和开锁时刻发送给授权执行模块；

c)授权执行模块将锁具编码和开锁时刻传递给北斗短报文通信模块；北斗短报文通信模块将锁具编码和开锁时刻通过北斗卫星传送回中心管理系统；

3.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置接收变更开锁密码授权并由中心管理系统下发新的开锁密码序列的步骤

1)中心管理系统通过北斗卫星向无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置发送锁具编码、与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、与锁具编码对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

2)北斗短报文通信模块接收北斗卫星传送的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

3)北斗短报文通信模块将接收到的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给锁具编码管理器；

4)锁具编码管理器存储锁具编码，授权性质，加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

4.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置接收变更开锁密码授权并由巡检员人工输入新的开锁密码序列的步骤

1)中心管理系统通过北斗卫星向无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置发送锁具编码、与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

2)北斗短报文通信模块接收北斗卫星传送的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

3)北斗短报文通信模块将接收到的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给锁具编码管理器；

4)锁具编码管理器存储锁具编码，授权性质，加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

5)锁具编码管理器判定收到的授权性质是变更开锁密码授权时，锁具编码管理器查找与锁具编码对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，在锁具编码管理器未找到与锁具编码对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数时，锁具编码管理器向授权执行模块发出更新请求；

6)授权执行模块收到锁具编码管理器发送的更新请求后在显示屏显示要巡检员输入新的开锁密码序列的提示，并记录通过键盘输入的新的开锁密码序列；

7)授权执行模块将新的开锁密码序列发送给算法模块，算法模块对新的开锁密码序列使用公钥执行加密运算形成新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

8)SM2算法模块将新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给锁具编码管理器存储；

5.变更开锁密码步骤

1)巡检员为无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置输入所要打开的无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的锁具编码有两种方式，包括键盘输入和摄像头扫描输入；

2)授权执行模块收到锁具编码后将锁具编码发送给锁具编码管理器；

3)锁具编码管理器查询锁具编码，将与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给授权执行模块；

4)授权执行模块收到授权性质并判断授权性质是变更开锁密码授权的情况下，授权执行模块将加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给SM2算法模块；

a)SM2算法模块使用椭圆曲线参数对加密的开锁密码序列执行解密，SM2算法模块将解密的开锁密码序列发送给驱动器的脉冲生成器；

b)脉冲生成器收到解密的开锁密码序列并将解密的开锁密码序列转化成电脉冲，脉冲生成器将电脉冲发送给步进式电机；

c)步进式电机根据电脉冲带动电机转子转动；

5)在控制器的授权执行模块收到授权性质并判断授权性质是变更开锁密码授权时，授权执行模块向北斗授时模块发出授时指令；

a)北斗授时模块接到授时指令记录开锁时刻，并将开锁时刻发送给锁具编码管理器；

b)锁具编码管理器收到开锁时刻并记录，锁具编码管理器将新的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给授权执行模块；

c)授权执行模块将从锁具编码管理器收到的新的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给SM2算法模块，SM2算法模块根据椭圆曲线参数和私钥解密新的开锁密码序列得到新的解密的开锁密码序列；

d)SM2算法模块将新的解密的开锁密码序列发送给脉冲生成器；脉冲生成器收到新的解密的开锁密码序列生成重置电脉冲；

e)脉冲生成器用重置电脉冲驱动步进式电机；步进式电机带动电机转子完成变更解锁密码序列的工作；

f)在授权执行模块收到来自锁具编码管理器的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数时，授权执行模块向北斗授时模块发出重置授时指令；

g)北斗授时模块收到来自授权执行模块的重置授时指令后记录重置时刻，并将重置时刻发送给锁具编码管理器；

h)锁具编码管理器收到来自北斗授时模块的重置时候后将锁具编码、开锁时刻、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、重置时刻组合成更新数据，并将更新数据发送给授权执行模块；

i)授权执行模块将由锁具编码、开锁时刻、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、重置时刻组合成的更新数据发送给北斗短报文通信模块；

j)北斗短报文通信模块将由锁具编码、开锁时刻、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、重置时刻组合成的更新数据通过北斗卫星发送回中心管理系统。

无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置通过在控制器加入锁具编码管理器，由锁具编码管理器存储锁具编码、与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、与锁具编码对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、开锁时刻、重置时刻的方法使得由中心管理系统下发新的开锁密码序列和由巡检员人工输入新的开锁密码序列应用同样的变更开锁密码步骤，极大的简化了系统的复杂度，提高了运行效率和安全性。

附图说明

图1是本发明与锁具配合工作的示意图；

图2是本发明的联网示意图；

图3是本发明的组成结构图；

图4是本发明接收开锁授权流程图；

图5是本发明的开锁授权执行步骤流程图；

图6是本发明接收变更开锁密码授权并由中心管理系统下发新的开锁密码序列的步骤的流程图；

图7是本发明接收变更开锁密码授权并由巡检员人工输入新的开锁密码序列的步骤的流程图；

图8是本发明的变更开锁密码步骤流程图；

图例：

A无芯片可变更机械密码序列的物联网锁，ab咬合结构，a01锁芯，

B无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置，B简称手持开锁器

b1驱动器，b11电机转子，b12步进式电机，b13脉冲生成器，

b2控制器，b21北斗短报文通信模块，b22北斗授时模块，b23SM2算法模块，

b24锁具编码管理器，b25授权执行模块，

b3显示屏，b4键盘，b5摄像头，b6电源，

C中心管理系统，D北斗卫星，

a1锁具编码，a2授权性质，a3加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，

a4解密的开锁密码序列，a5电脉冲，a6授时指令，a7开锁时刻，

a8新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，a9新的开锁密码序列，

a10更新请求，a11输入新的开锁密码序列的提示，

a12新的解密的开锁密码序列，a13重置电脉冲，a14重置授时指令，

a15重置时刻。

具体实施方式

参看图1至图8，本发明的无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B由驱动器b1，控制器b2，显示屏b3，键盘b4，摄像头b5，电源b6组成；由电机转子b11，步进式电机b12，脉冲生成器b13组成驱动器b1；由北斗短报文通信模块b21，北斗授时模块b22，SM2算法模块b23，锁具编码管理器b24，授权执行模块b25组成控制器b2；

电机转子b11具有与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁A相匹配的咬合结构ab，当无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁A咬合后电机转子b11可带动无芯片可变更机械密码序列的物联网锁A的锁芯a01旋转；

步进式电机b12根据脉冲生成器b13的电脉冲转动电机转子b11；

脉冲生成器b13接收SM2算法模块b23发送的解密的开锁密码序列a4，根据解密的开锁密码序列a4生成相应的电脉冲a5；脉冲生成器b13收到新的解密的开锁密码序列a12生成重置电脉冲a13；

北斗短报文通信模块b21负责接收中心管理系统C发送给可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B的数据，同时也负责向中心管理系统C回传锁具编码a1，开锁时刻a7，新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8，重置时刻a15；

北斗授时模块b22负责接收北斗卫星D的授时信号，当收到来自授权执行模块b25要求记录时刻的指令时记录时刻信息，并将时刻信息传递给锁具编码管理器b24存储；

SM2算法模块b23存储着无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B的私钥和公钥，并且对应的公钥同样存储于中心管理系统C；SM2算法模块b23负责对加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3进行解密，SM2算法模块b23负责对新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8进行解密，SM2算法模块b23负责对手动输入的新的开锁密码序列a9进行加密；

锁具编码管理器b24负责存储锁具编码a1，存储对应锁具编码a1的授权性质a2，存储对应锁具编码a1的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3，存储对应锁具编码a1的开锁时刻，存储对应锁具编码a1的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8，存储对应锁具编码a1的重置时刻；

授权执行模块b25负责根据巡检员通过键盘b4输入的锁具编码a1查询锁具编码管理器b24存储的锁具编码a1，读取锁具编码a1对应的授权性质a2，当授权性质a2为开锁授权时授权执行模块b25执行开锁授权步骤，当授权性质a2为变更开锁密码授权时授权执行模块b25执行变更开锁密码授权步骤；授权执行模块b25负责根据巡检员通过摄像头b5扫描输入的锁具编码a1查询锁具编码管理器b24存储的锁具编码a1，读取锁具编码a1对应的授权性质a2，当授权性质a2为开锁授权时授权执行模块b25执行开锁授权步骤，当授权性质a2为变更开锁密码授权时授权执行模块b25执行变更开锁密码授权步骤；

显示屏b3显示巡检员与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B的交互信息，包括无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B的状态，键盘b4输入的显示，摄像头b5扫描输入的显示；

键盘b4负责巡检员与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B的交互信息的输入，包括自检命令，执行开锁指令，执行变更开锁密码序列指令；

摄像头b5负责扫描无芯片可变更机械密码序列的物联网锁A的编码；

电源b6负责给各个模块供电，包括步进式电机b12，脉冲生成器b13，北斗短报文通信模块b21，北斗授时模块b22，SM2算法模块b23，锁具编码管理器b24，授权执行模块b25，显示屏b3，键盘b4，摄像头b5；

无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B实施的主要步骤包括：

1.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B接收开锁授权

1)中心管理系统C通过北斗卫星D向无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B发送锁具编码a1、与锁具编码a1对应的授权性质a2、与锁具编码a1对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3；

2)无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B的北斗短报文通信模块b21接收北斗卫星D传送的锁具编码a1、授权性质a2、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3；

3)北斗短报文通信模块b21将接收到的锁具编码a1、授权性质a2、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3发送给锁具编码管理器b24；

4)锁具编码管理器b24存储锁具编码a1，授权性质a2，加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3；

2.开锁授权执行步骤

1)巡检员为无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B输入所要打开的无芯片可变更机械密码序列的物联网锁A的锁具编码a1有两种方式，包括键盘b4输入和摄像头b5扫描输入；

2)授权执行模块b25收到锁具编码a1后将锁具编码a1发送给锁具编码管理器b24；

3)锁具编码管理器b24查询锁具编码a1，将与锁具编码a1对应的授权性质a2、与锁具编码a1对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3发送给授权执行模块b25；

4)授权执行模块b25收到授权性质a2并判断授权性质a2是开锁授权的情况下，授权执行模块b25将加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3发送给SM2算法模块b23；

a)SM2算法模块b23使用私钥和椭圆曲线参数对加密的开锁密码序列执行解密，SM2算法模块23将解密的开锁密码序列a4发送给驱动器b1的脉冲生成器b13；

b)脉冲生成器b13收到解密的开锁密码序列a4并将解密的开锁密码序列a4转化成电脉冲a5，脉冲生成器b13将电脉冲a5发送给步进式电机b12；

c)步进式电机b12根据电脉冲a5带动电机转子b11转动，完成开锁工作；

5)在控制器b2的授权执行模块b25收到授权性质a2并判断授权性质a2是开锁授权的情况下，授权执行模块b25向北斗授时模块b22发出授时指令a6；

a)北斗授时模块b22接到授时指令a6记录开锁时刻a7，并将开锁时刻a7发送给锁具编码管理器b24；

b)锁具编码管理器b24收到开锁时刻a7后，将锁具编码a1和开锁时刻a7发送给授权执行模块b25；

c)授权执行模块b25将锁具编码a1和开锁时刻a7传递给北斗短报文通信模块b21；北斗短报文通信模块b21将锁具编码a1和开锁时刻a7通过北斗卫星D传送回中心管理系统C；

3.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B接收变更开锁密码授权并由中心管理系统C下发新的开锁密码序列的步骤

1)中心管理系统C通过北斗卫星D向无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B发送锁具编码a1、与锁具编码a1对应的授权性质a2、与锁具编码a1对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3、与锁具编码a1对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8；

2)北斗短报文通信模块b21接收北斗卫星D传送的锁具编码a1、授权性质a2、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8；

3)北斗短报文通信模块b21将接收到的锁具编码a1、授权性质a2、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8发送给锁具编码管理器b24；

4)锁具编码管理器b24存储锁具编码a1，授权性质a2，加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8；

4.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B接收变更开锁密码授权并由巡检员人工输入新的开锁密码序列的步骤

1)中心管理系统C通过北斗卫星D向无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B发送锁具编码a1、与锁具编码对应的授权性质a2、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3；

2)北斗短报文通信模块b21接收北斗卫星D传送的锁具编码a1、授权性质a2、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3；

3)北斗短报文通信模块b21将接收到的锁具编码a1、授权性质a2、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3发送给锁具编码管理器b24；

4)锁具编码管理器b24存储锁具编码a1，授权性质a2，加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3；

5)锁具编码管理器b24判定收到的授权性质是变更开锁密码授权时，锁具编码管理器b24查找与锁具编码a1对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8，在锁具编码管理器b24未找到与锁具编码a1对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8时，锁具编码管理器b24向授权执行模块b25发出更新请求a10；

6)授权执行模块b25收到锁具编码管理器b24发送的更新请求a10后在显示屏b3显示要巡检员输入新的开锁密码序列的提示a11，并记录通过键盘输入的新的开锁密码序列a9；

7)授权执行模块b25将新的开锁密码序列a9发送给SM2算法模块b23，SM2算法模块b23对新的开锁密码序列a9使用公钥执行加密运算形成新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8；

8)SM2算法模块b23将新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8发送给锁具编码管理器b24存储；

5.变更开锁密码步骤

1)巡检员为无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B输入所要打开的无芯片可变更机械密码序列的物联网锁A的锁具编码a1有两种方式，包括键盘b4输入和摄像头b5扫描输入；

2)授权执行模块b25收到锁具编码a1后将锁具编码a1发送给锁具编码管理器b24；

3)锁具编码管理器b24查询锁具编码a1，将与锁具编码a1对应的授权性质a2、与锁具编码a1对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3发送给授权执行模块b25；

4)授权执行模块b25收到授权性质a2并判断授权性质a2是变更开锁密码授权的情况下，授权执行模块将加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3发送给SM2算法模块b23；

a)SM2算法模块b23使用椭圆曲线参数对加密的开锁密码序列执行解密，SM2算法模块b23将解密的开锁密码序列a4发送给驱动器b1的脉冲生成器b13；

b)脉冲生成器b13收到解密的开锁密码序列a4并将解密的开锁密码序列a4转化成电脉冲a5，脉冲生成器b13将电脉冲a5发送给步进式电机b12；

c)步进式电机b12根据电脉冲a5带动电机转子b11转动；

5)在控制器b2的授权执行模块b25收到授权性质a2并判断授权性质a2是变更开锁密码授权时，授权执行模块b25向北斗授时模块b22发出授时指令a6；

a)北斗授时模块b22接到授时指令a6记录开锁时刻a7，并将开锁时刻a7发送给锁具编码管理器b24；

b)锁具编码管理器b24收到开锁时刻a7并记录，锁具编码管理器b24将新的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8发送给授权执行模块b25；

c)授权执行模块b25将从锁具编码管理器b24收到的新的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8发送给SM2算法模块b23，SM2算法模块b23根据椭圆曲线参数和私钥解密新的开锁密码序列得到新的解密的开锁密码序列a12；

d)SM2算法模块b23将新的解密的开锁密码序列a12发送给脉冲生成器b13；脉冲生成器b13收到新的解密的开锁密码序列a12生成重置电脉冲a13；

e)脉冲生成器b13用重置电脉冲a13驱动步进式电机b12；步进式电机b12带动电机转子b11完成变更解锁密码序列的工作；

f)在授权执行模块b25收到来自锁具编码管理器b24的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8时，授权执行模块b25向北斗授时模块b22发出重置授时指令a14；

g)北斗授时模块b22收到来自授权执行模块b25的重置授时指令a14后记录重置时刻a15，并将重置时刻a15发送给锁具编码管理器b24；

h)锁具编码管理器b24收到来自北斗授时模块b22的重置时候a15后将锁具编码a1、开锁时刻a7、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8、重置时刻a15组合成更新数据，并将更新数据发送给授权执行模块b25；

i)授权执行模块b25将由锁具编码a1、开锁时刻a7、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8、重置时刻a15组合成的更新数据发送给北斗短报文通信模块b21；

j)北斗短报文通信模块b21将由锁具编码a1、开锁时刻a7、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8、重置时刻a15组合成的更新数据通过北斗卫星D发送回中心管理系统C。

无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置B通过在控制器b2加入锁具编码管理器b24，由锁具编码管理器b24存储锁具编码a1、与锁具编码对应的授权性质a2、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a3、与锁具编码对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数a8、开锁时刻a7、重置时刻a15的方法使得由中心管理系统C下发新的开锁密码序列和由巡检员人工输入新的开锁密码序列应用同样的变更开锁密码步骤，极大的简化了系统的复杂度，提高了运行效率和安全性。

Claims (1)

1.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置由驱动器、控制器、显示屏、键盘、摄像头、电源组成；由电机转子、步进式电机、脉冲生成器组成驱动器；由北斗短报文通信模块、北斗授时模块、SM2算法模块、锁具编码管理器、授权执行模块组成控制器；

电机转子具有与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁相匹配的咬合结构称为咬合结构，当无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁咬合后电机转子可带动无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的锁芯旋转；

步进式电机根据脉冲生成器的电脉冲转动电机转子；

脉冲生成器接收SM2算法模块发送的解密的开锁密码序列，根据解密的开锁密码序列生成相应的电脉冲；脉冲生成器收到新的解密的开锁密码序列生成重置电脉冲；

北斗短报文通信模块负责接收中心管理系统发送给可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的数据，同时也负责向中心管理系统回传锁具编码，开锁时刻，新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，重置时刻；

北斗授时模块负责接收北斗卫星的授时信号，当收到来自授权执行模块要求记录时刻的指令时记录时刻信息，并将时刻信息传递给锁具编码管理器存储；

SM2算法模块存储着无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的私钥和公钥，并且对应的公钥同样存储于中心管理系统；SM2算法模块负责对加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数进行解密，SM2算法模块负责对新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数进行解密，SM2算法模块负责对手动输入的新的开锁密码序列进行加密；

锁具编码管理器负责存储锁具编码，存储对应锁具编码的授权性质，存储对应锁具编码的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，存储对应锁具编码的开锁时刻，存储对应锁具编码的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，存储对应锁具编码的重置时刻；

授权执行模块负责根据巡检员通过键盘输入的锁具编码查询锁具编码管理器存储的锁具编码，读取锁具编码对应的授权性质，当授权性质为开锁授权时授权执行模块执行开锁授权步骤，当授权性质为变更开锁密码授权时授权执行模块执行变更开锁密码授权步骤；授权执行模块负责根据巡检员通过摄像头扫描输入的锁具编码查询锁具编码管理器存储的锁具编码，读取锁具编码对应的授权性质，当授权性质为开锁授权时授权执行模块执行开锁授权步骤，当授权性质为变更开锁密码授权时授权执行模块执行变更开锁密码授权步骤；

显示屏显示巡检员与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的交互信息，包括无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的状态，键盘输入的显示，摄像头扫描输入的显示；

键盘负责巡检员与无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的交互信息的输入，包括自检命令，执行开锁指令，执行变更开锁密码序列指令；

摄像头负责扫描无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的编码；

电源负责给各个模块供电，包括步进式电机，脉冲生成器，北斗短报文通信模块，北斗授时模块，SM2算法模块，锁具编码管理器，授权执行模块，显示屏，键盘，摄像头；

无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置实施的主要步骤包括：

1.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置接收开锁授权

1)中心管理系统通过北斗卫星向无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置发送锁具编码、与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

2)无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置的北斗短报文通信模块接收北斗卫星传送的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

3)北斗短报文通信模块将接收到的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给锁具编码管理器；

4)锁具编码管理器存储锁具编码，授权性质，加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

2.开锁授权执行步骤

1)巡检员为无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置输入所要打开的无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的锁具编码有两种方式，包括键盘输入和摄像头扫描输入；

2)授权执行模块收到锁具编码后将锁具编码发送给锁具编码管理器；

3)锁具编码管理器查询锁具编码，将与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给授权执行模块；

4)授权执行模块收到授权性质并判断授权性质是开锁授权的情况下，授权执行模块将加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给SM2算法模块；

a)SM2算法模块使用私钥和椭圆曲线参数对加密的开锁密码序列执行解密，SM2算法模块将解密的开锁密码序列发送给驱动器的脉冲生成器；

b)脉冲生成器收到解密的开锁密码序列并将解密的开锁密码序列转化成电脉冲，脉冲生成器将电脉冲发送给步进式电机；

c)步进式电机根据电脉冲带动电机转子转动，完成开锁工作；

5)在控制器的授权执行模块收到授权性质并判断授权性质是开锁授权的情况下，授权执行模块向北斗授时模块发出授时指令；

a)北斗授时模块接到授时指令记录开锁时刻，并将开锁时刻发送给锁具编码管理器；

b)锁具编码管理器收到开锁时刻后，将锁具编码和开锁时刻发送给授权执行模块；

c)授权执行模块将锁具编码和开锁时刻传递给北斗短报文通信模块；北斗短报文通信模块将锁具编码和开锁时刻通过北斗卫星传送回中心管理系统；

3.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置接收变更开锁密码授权并由中心管理系统下发新的开锁密码序列的步骤

1)中心管理系统通过北斗卫星向无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置发送锁具编码、与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、与锁具编码对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

2)北斗短报文通信模块接收北斗卫星传送的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

3)北斗短报文通信模块将接收到的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给锁具编码管理器；

4)锁具编码管理器存储锁具编码，授权性质，加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

4.无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置接收变更开锁密码授权并由巡检员人工输入新的开锁密码序列的步骤

1)中心管理系统通过北斗卫星向无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置发送锁具编码、与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

2)北斗短报文通信模块接收北斗卫星传送的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

3)北斗短报文通信模块将接收到的锁具编码、授权性质、加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给锁具编码管理器；

4)锁具编码管理器存储锁具编码，授权性质，加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

5)锁具编码管理器判定收到的授权性质是变更开锁密码授权时，锁具编码管理器查找与锁具编码对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数，在锁具编码管理器未找到与锁具编码对应的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数时，锁具编码管理器向授权执行模块发出更新请求；

6)授权执行模块收到锁具编码管理器发送的更新请求后在显示屏显示要巡检员输入新的开锁密码序列的提示，并记录通过键盘输入的新的开锁密码序列；

7)授权执行模块将新的开锁密码序列发送给算法模块，算法模块对新的开锁密码序列使用公钥执行加密运算形成新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数；

8)SM2算法模块将新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给锁具编码管理器存储；

5.变更开锁密码步骤

1)巡检员为无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的手持开锁器装置输入所要打开的无芯片可变更机械密码序列的物联网锁的锁具编码有两种方式，包括键盘输入和摄像头扫描输入；

2)授权执行模块收到锁具编码后将锁具编码发送给锁具编码管理器；

3)锁具编码管理器查询锁具编码，将与锁具编码对应的授权性质、与锁具编码对应的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给授权执行模块；

4)授权执行模块收到授权性质并判断授权性质是变更开锁密码授权的情况下，授权执行模块将加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给SM2算法模块；

a)SM2算法模块使用椭圆曲线参数对加密的开锁密码序列执行解密，SM2算法模块将解密的开锁密码序列发送给驱动器的脉冲生成器；

b)脉冲生成器收到解密的开锁密码序列并将解密的开锁密码序列转化成电脉冲，脉冲生成器将电脉冲发送给步进式电机；

c)步进式电机根据电脉冲带动电机转子转动；

5)在控制器的授权执行模块收到授权性质并判断授权性质是变更开锁密码授权时，授权执行模块向北斗授时模块发出授时指令；

a)北斗授时模块接到授时指令记录开锁时刻，并将开锁时刻发送给锁具编码管理器；

b)锁具编码管理器收到开锁时刻并记录，锁具编码管理器将新的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给授权执行模块；

c)授权执行模块将从锁具编码管理器收到的新的开锁密码序列和椭圆曲线参数发送给SM2算法模块，SM2算法模块根据椭圆曲线参数和私钥解密新的开锁密码序列得到新的解密的开锁密码序列；

d)SM2算法模块将新的解密的开锁密码序列发送给脉冲生成器；脉冲生成器收到新的解密的开锁密码序列生成重置电脉冲；

e)脉冲生成器用重置电脉冲驱动步进式电机；步进式电机带动电机转子完成变更解锁密码序列的工作；

f)在授权执行模块收到来自锁具编码管理器的新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数时，授权执行模块向北斗授时模块发出重置授时指令；

g)北斗授时模块收到来自授权执行模块的重置授时指令后记录重置时刻，并将重置时刻发送给锁具编码管理器；

h)锁具编码管理器收到来自北斗授时模块的重置时候后将锁具编码、开锁时刻、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、重置时刻组合成更新数据，并将更新数据发送给授权执行模块；

i)授权执行模块将由锁具编码、开锁时刻、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、重置时刻组合成的更新数据发送给北斗短报文通信模块；

j)北斗短报文通信模块将由锁具编码、开锁时刻、新的加密的开锁密码序列和椭圆曲线参数、重置时刻组合成的更新数据通过北斗卫星发送回中心管理系统。