CN105678880A - 一种电子锁的钥匙位置判定系统及电子锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子锁的钥匙位置判定系统，设置于电子锁中或安装有电子锁的门体上，包括控制器、无线钥匙、第一检测装置和第二检测装置，其中：第一检测装置和第二检测装置均与控制器连接并与控制器进行数据传输；第一检测装置配置为检测与无线钥匙的方位相关的第一数据并发送至控制器；第二检测装置配置为检测与无线钥匙的方位相关的第二数据并发送至控制器；控制器基于第一数据和第二数据判定无线钥匙相对于门体的方位，控制器还配置为仅当判定无线钥匙处于预定的方位时允许无线钥匙与电子锁进行数据通信。本发明的钥匙位置判定系统可以准确判断无线钥匙的方位，从而消除了门外人员利用门内的无线钥匙进行开启电子锁操作的安全隐患。

Description

一种电子锁的钥匙位置判定系统及电子锁

技术领域

本发明涉及安全防护领域，特别涉及一种电子锁的钥匙位置判定系统及电子锁。

背景技术

现有的采用无线钥匙开锁的电子锁的判定系统，往往只是判别钥匙的信号强度，只要检测到已经授权的无线钥匙(例如为蓝牙钥匙)，且信号强度达到要求，电子锁便与无线钥匙开始认证，并在认证通过后电子锁会解除对门体的锁定。一般来说为了方便，当用户触碰电子锁的操作面板，电子锁便被激活而搜索周围的无线钥匙，找到无线钥匙即与之通讯，如果认证后该无线钥匙合法，电子锁便会解除对门体的锁定。但是，如果相应的无线钥匙位于门内(例如该无线钥匙被主人放置在室内)，且位于安装有电子锁的门体的较近区域内，如果此时门体外有人触碰操作面板，电子锁将搜索周围的无线钥匙并找到位于室内的无线钥匙，自动认证并开锁。这将带来极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子锁的钥匙位置判定系统及电子锁，该位置判定系统能够仅在判定与电子锁配套的无线钥匙位于相对于门体的预定方位时才允许电子锁开启，否则禁止电子锁开启。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种电子锁的钥匙位置判定系统，设置于电子锁中或安装有电子锁的门体上，其特征在于，包括控制器、无线钥匙、第一检测装置和第二检测装置，其中：

所述第一检测装置和第二检测装置均与所述控制器连接并与所述控制器进行数据传输；所述第一检测装置配置为检测与所述无线钥匙的方位相关的第一数据并发送至所述控制器；所述第二检测装置配置为检测与所述无线钥匙的方位相关的第二数据并发送至所述控制器；

所述控制器配置为基于所述第一数据和第二数据的关系判定所述无线钥匙相对于门体的方位，并且所述控制器还配置为仅当判定所述无线钥匙处于预定的方位时允许所述无线钥匙与所述电子锁进行数据通信并开启所述电子锁。

作为优选，所述第一检测装置包括第一无线通信模块和第一天线，所述第一无线通信模块与所述控制器连接并与所述控制器进行数据传输，所述第一无线通信模块配置为通过所述第一天线获得所述无线钥匙发送的信号的强度作为所述第一数据；

所述第二检测装置包括第二无线通信模块和第二天线，所述第二无线通信模块与所述控制器连接并与所述控制器进行数据传输，所述第二无线通信模块配置为通过所述第二天线获得所述无线钥匙发送的信号的强度作为所述第二数据。

作为优选，所述第一天线和第二天线布置为当所述无线钥匙相对于门体的方位不变时，所述第一天线接收到的所述无线钥匙发送的信号的强度与所述第二天线接收到的所述无线钥匙发送的信号的强度不同。

作为优选，所述第一天线和第二天线均为定向天线，所述第一天线和第二天线各自的具有最大增益的一侧分别朝向门体的一侧和另一侧。

作为优选，所述控制器配置为当仅判定所述无线钥匙处于门外时允许所述无线钥匙与所述电子锁进行数据通信以进行开锁前的认证。

作为优选，所述无线钥匙为包括手持单元、具有开锁模块的智能手机或具有开锁模块的智能可穿戴设备在内的无线开锁装置。

作为优选，所述电子锁的钥匙位置判定系统还包括切换开关和无线通信模块，所述第一检测装置包括第一天线，所述第二检测装置包括第二天线，所述切换开关配置为将所述第一天线和第二天线择一地连接到所述无线通信模块，所述无线通信模块配置为先后通过所述第一天线和第二天线获得所述无线钥匙发送的信号的强度作为所述第一数据和第二数据。

作为优选，所述切换开关以预定时间间隔在所述第一天线和第二天线之间切换。

作为优选，所述第一检测装置和第二检测装置与所述无线钥匙之间以包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee和Z-Wave在内的近距离无线通信技术进行无线通信。

本发明还提供一种电子锁，所述电子锁安装了如上述的电子锁的钥匙位置判定系统。

本发明的有益效果在于：本发明使用无线通信技术并充分利用了天线的特性，使得钥匙位置判定系统可以准确判断无线钥匙的方位(例如在门内或是在门外)，如果无线钥匙在门外，则允许该无线钥匙与电子锁进行通信和认证，如果无线钥匙在门内，则禁止该无线钥匙与电子锁进行通信或认证。从而消除了门外人员利用门内的无线钥匙进行开启电子锁操作的安全隐患。

附图说明

图1为本发明实施例的电子锁的钥匙位置判定系统的一种结构示意图；

图2为本发明实施例的电子锁的钥匙位置判定系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，但不作为对本发明的限定。

本发明实施例的电子锁的钥匙位置判定系统，设置于电子锁中或安装有电子锁的门体上，如图1所示，包括控制器、无线钥匙、第一检测装置和第二检测装置，其中：第一检测装置和第二检测装置均与控制器通过有线或无线的方式连接并与控制器进行数据传输；第一检测装置配置为检测与无线钥匙的方位相关的第一数据并发送至控制器，例如第一检测装置可以侦测到无线钥匙相对于门体的距离数据，或是侦测到无线钥匙发送的信号的强度；第二检测装置配置为检测与无线钥匙的方位相关的第二数据并发送至控制器，例如第二检测装置可以侦测到无线钥匙相对于门体的距离数据，或是侦测到无线钥匙发送的信号的强度；控制器配置为基于第一数据和第二数据的关系判定无线钥匙相对于门体的方位，控制器具有分析处理数据的功能，能够分析其所接收的第一数据和第二数据并判定无线钥匙相对于门体的方位，控制器再根据判定结果来允许或禁止无线钥匙直接或间接与电子锁进行通信和认证。例如，控制器可通过包括比较器的电路或通过数据处理芯片等来实现。

本发明实施例中的电子锁是通过控制电路或是芯片工作进行认证，从而控制锁芯的动作，完成开锁、闭锁任务的电子产品；无线钥匙配置为与电子锁进行无线通信并由电子锁进行认证，认证通过后开启电子锁。无线钥匙可以由单个元器件构成或由多个元器件配置成的单元电路组成，可为手持单元形式，无线钥匙也可以是安装有开锁模块(例如能够进行开锁认证的应用程序、控制电路或芯片)的智能手机或智能可穿戴设备等无线开锁装置。无线钥匙通常存储有与对应电子锁相适配的密钥，无线钥匙可以与电子锁进行无线通信并在密钥正确的情况下开启电子锁。

继续结合图1，在本发明一个实施例中，第一检测装置可以包括相互连接的第一无线通信模块和第一天线，第一无线通信模块还与控制器连接并与控制器进行数据传输，第一无线通信模块配置为通过第一天线获得无线钥匙发送的信号的强度作为第一数据，第一无线通信模块将第一数据发送至控制器。由于对发射装置发送的信号的强度判定的技术手段较为成熟，对于具体如何获得信号强度在此不再赘述。

同样，第二检测装置包括第二无线通信模块和第二天线，第二无线通信模块与控制器连接并与控制器进行数据传输，第二无线通信模块配置为通过第二天线获得无线钥匙发送的信号的强度作为第二数据，第二无线通信模块将第二数据发送至控制器。

需要注意的是，第一检测装置和第二检测装置分别接收无线钥匙发送的信号并获得信号的强度，这个过程是同时发生的或是在极短的时间内先后发生的(保证了无线钥匙相对门体的位置没有发生变化或是变化较小)。

在本实施例中，当无线钥匙相对于门体的方位不变或变化较小时，第一天线接收到的无线钥匙发送的信号的强度与第二天线接收到的无线钥匙发送的信号的强度不同。第一天线和第二天线的布置位置可以灵活多变，但由于两个天线收到的同一无线钥匙发送的信号的强度不同，因此，控制器通过对获取的不同的信号的强度的比较能够判定无线钥匙相对门体的方位(例如门外或门内)。

在本实施例中，第一天线和第二天线可以均为普通天线。或者，第一天线和第二天线还可以均为定向天线，当采用定向天线时，第一天线和第二天线各自的具有最大增益的一侧分别朝向门体的一侧和另一侧，从而提高方位判定准确性。

下面对第一天线和第二天线均为定向天线时的工作原理进行解释。例如，第一天线和第二天线分别布置在门体的靠近门外和门内的一侧，当无线钥匙位于门外时，第一天线测得的无线钥匙发射的信号的强度为S1，第二天线测得的无线钥匙发射的信号的强度为S2，根据定向天线的特性可得出：S1>S2。当无线钥匙位于门内时，第一天线测得的无线钥匙发射的信号的强度为S1，第二天线测得的无线钥匙发射的信号的强度为S2，根据定向天线的特性可得出：S1<S2。因此，若S1>S2，控制器即可判定无线钥匙位于门外；若S1<S2，控制器则可以判定无线钥匙位于门内。为了提高判断的准确性，还可设定阈值D1和D2，当S1-S2>D1时，控制器即判定无线钥匙位于门外；当S2–S1>D2时，控制器则判定无线钥匙位于门内；否则，控制器不能判定无线钥匙的位置。

控制器配置为仅当判定无线钥匙处于预定的方位时允许无线钥匙与电子锁进行数据通信。通常情况下，如果判断无线钥匙位于门外(例如室外或车外)则控制器会允许无线钥匙与电子锁进行数据通信，无线钥匙在被认证合法时可将电子锁开启。反之，如果不能判定无线钥匙位于门外(例如室外或车外)则控制器不允许无线钥匙与电子锁进行数据通信，电子锁不会被开启。

在本发明的另外一个实施例中，如图2所示，电子锁的钥匙位置判定系统包括控制器、无线钥匙、第一检测装置和第二检测装置，还包括切换开关和无线通信模块。第一检测装置包括第一天线，第二检测装置包括第二天线，切换开关连接在第一天线、第二天线和无线通信模块三者之间以将第一天线和第二天线择一地连接到无线通信模块，无线通信模块配置为先后通过第一天线和第二天线获得无线钥匙发送的信号的强度作为第一数据和第二数据。该判定系统中只使用了一个无线通信模块，利用切换开关先后分别与作为第一检测装置和第二检测装置的第一天线和第二天线进行数据通信，切换开关以预定时间间隔(通常是在极短的时间内发生的，这就保证了切换过程中无线钥匙相对门体的位置没有发生变化或是变化较小)在第一天线和第二天线之间切换。本实施例的判定系统的判定原理与上文相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在本实施例中，第一检测装置和第二检测装置与无线钥匙之间可以使用多种近距离无线通信技术进行无线通信，包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee和Z-Wave等等在内的多种近距离无线通信技术。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子锁的钥匙位置判定系统，设置于电子锁中或安装有电子锁的门体上，其特征在于，包括控制器、无线钥匙、第一检测装置和第二检测装置，其中：

所述第一检测装置和第二检测装置均与所述控制器连接并与所述控制器进行数据传输；所述第一检测装置配置为检测与所述无线钥匙的方位相关的第一数据并发送至所述控制器；所述第二检测装置配置为检测与所述无线钥匙的方位相关的第二数据并发送至所述控制器；

所述控制器配置为基于所述第一数据和第二数据的关系判定所述无线钥匙相对于门体的方位，并且所述控制器还配置为仅当判定所述无线钥匙处于预定的方位时允许所述无线钥匙与所述电子锁进行数据通信以进行开锁前的认证。

2.根据权利要求1所述的电子锁的钥匙位置判定系统，其特征在于，

所述第一检测装置包括第一无线通信模块和第一天线，所述第一无线通信模块与所述控制器连接并与所述控制器进行数据传输，所述第一无线通信模块配置为通过所述第一天线获得所述无线钥匙发送的信号的强度作为所述第一数据；

所述第二检测装置包括第二无线通信模块和第二天线，所述第二无线通信模块与所述控制器连接并与所述控制器进行数据传输，所述第二无线通信模块配置为通过所述第二天线获得所述无线钥匙发送的信号的强度作为所述第二数据。

3.根据权利要求2所述的电子锁的钥匙位置判定系统，其特征在于，所述第一天线和第二天线布置为当所述无线钥匙相对于门体的方位不变时，所述第一天线接收到的所述无线钥匙发送的信号的强度与所述第二天线接收到的所述无线钥匙发送的信号的强度不同。

4.根据权利要求3所述的电子锁的钥匙位置判定系统，其特征在于，所述第一天线和第二天线均为定向天线，所述第一天线和第二天线各自的具有最大增益的一侧分别朝向门体的一侧和另一侧。

5.根据权利要求1所述的电子锁的钥匙位置判定系统，其特征在于，所述控制器配置为仅当判定所述无线钥匙处于门外时允许所述无线钥匙与所述电子锁进行数据通信以进行开锁前的认证。

6.根据权利要求1所述的电子锁的钥匙位置判定系统，其特征在于，所述无线钥匙为包括手持单元、具有开锁模块的智能手机或具有开锁模块的智能可穿戴设备在内的无线开锁装置。

7.根据权利要求1所述的电子锁的钥匙位置判定系统，其特征在于，所述电子锁的钥匙位置判定系统还包括切换开关和无线通信模块，所述第一检测装置包括第一天线，所述第二检测装置包括第二天线，所述切换开关配置为将所述第一天线和第二天线择一地连接到所述无线通信模块，所述无线通信模块配置为先后通过所述第一天线和第二天线获得所述无线钥匙发送的信号的强度作为所述第一数据和第二数据。

8.根据权利要求7所述的电子锁的钥匙位置判定系统，其特征在于，所述切换开关以预定时间间隔在所述第一天线和第二天线之间切换。

9.根据权利要求1所述的电子锁的钥匙位置判定系统，其特征在于，所述第一检测装置和第二检测装置与所述无线钥匙之间以包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee和Z-Wave在内的近距离无线通信技术进行无线通信。

10.一种电子锁，其特征在于，所述电子锁安装了如权利要求1至9中任一项所述的电子锁的钥匙位置判定系统。