CN105825560B - 电子门锁系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子门锁系统及控制方法，包括电子门锁和电子开锁器，电子开锁器包括第一天线、触发电路、第一无线信号收发电路、控制电路和第一电源；第一电源与控制电路连接，控制电路分别与第一无线信号收发电路和触发电路连接，第一无线信号收发电路和触发电路均与第一天线连接；电子门锁包括门内手柄、锁芯和门外手柄，锁芯分别通过第一开关和第二开关与门内手柄和门外手柄连接。本发明的电子开锁器设有第一天线，第一天线用于发射无线信号，发射无线信号的范围比RFID或NFC等无线信号的范围大，所以，当电子开锁器无需拿出来放到电子门锁上，也能起到开锁的作用。

Description

电子门锁系统及控制方法

技术领域

本发明涉及电子锁具领域，特别是指一种电子门锁系统及控制方法。

背景技术

现时市面上的无匙开门门锁主要有四大类。

第一类是密码锁，此类锁依靠用户输入正确的密码来开锁，密码锁有早期的全机械式密码锁及较后期的电子密码锁，此类锁解决了需要使用锁匙开锁的问题，但保安性就一般，因密码容易外泄。

第二类是无线摇控电子锁，此类锁使用一个无线摇控切备，发送正确密码开锁，一般的车用摇控开锁即为此类电子锁。其缺点是无线通讯距离较远，无线电密码讯息容易被截听。即使现今的无线摇控器都会使用滚动码密码，即摇控器每次发出的密码都不一样，使一般盗贼即使截听到密码也不容易推算下一个正确密码，但现今坊间的不法份子已有破解此类电子锁的方案。

第三类是RFID电子锁，此类锁依靠一个RFID的匙牌或卡，开门时只需把匙牌或卡放近读卡器即可开锁，保安性较好，因匙牌或卡与读卡器的通讯距离很近，通讯资料不易外泄，但匙牌或卡容易被人复制，做成保安漏洞。

第四类是手机摇控开锁，这是最新的无锁电子锁，使用者利用手机的预载程序，利用WIFI或蓝牙或NFC与电子锁通讯开锁。此类锁的保安性较强。

用锁匙开锁的最大缺点是每次开锁，用者都要先从身上取出锁匙，才可开锁。如使用者忘了锁匙放在那个衣袋或手提包内那个地方，又或使用者双手都拿着东西时就十分不方便了。以上四类无匙锁除密码锁外各类锁的开锁方式虽有不同，但基本上都离不开用锁匙开锁的模式，即要先取到开锁器后才能开锁。即使密码锁不需开锁器，但如使用者双手都拿着东西时，要输入密码也是十分不方便的。

发明内容

本发明提出一种电子门锁系统及控制方法，解决了现有的锁匙需要拿出来才能开锁的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电子门锁控制方法，基于电子门锁系统进行，所述电子门锁系统包括电子门锁和电子开锁器，电子开锁器包括第一天线、触发电路、第一无线信号收发电路、控制电路和第一电源；第一电源与控制电路连接，控制电路分别与第一无线信号收发电路和触发电路连接，第一无线信号收发电路和触发电路均与第一天线连接；电子门锁包括门内手柄、锁芯和门外手柄，锁芯分别通过第一开关和第二开关与门内手柄和门外手柄连接；锁芯包括依次串联的第二电源、门锁控制模块、主控电路、第二无线信号收发电路和第二天线，主控电路分别与第一开关和第二开关连接；包括以下步骤：

从室内开门包括以下步骤：

当人手接触并转动门内手柄时，第一开关向主控电路发送开关信号，触发主控电路，使得主控电路从休眠状态进入工作状态，主控电路启动门锁控制模块，门锁控制模块进行开锁；主控电路在感应到开门后再关门的动作，或者在预定时间内没有感应到开门的动作，主控电路向门锁控制模块发送控制信号，门锁控制模块进行关锁；

从室外开门包括以下步骤：

当人手接触并转动门外手柄时，第二开关会触发主控电路，使得主控电路从休眠状态进入工作状态；主控电路将门锁身份认证码，查巡指令和一组随机码合成并加密为开门查巡指令，并启动第二无线信号收发电路和第二天线定时发出此开门查巡指令，直至收到电子开锁器发来的开锁密码或过时操作为止。

电子开锁器的触发电路从开门查巡指令收到足够的能量时，就会对控制电路发出触发讯号，使控制电路从休眠状态进入工作状态，控制电路启动第一无线信号收发电路和第一天线，接收开门查巡指令；

电子开锁器收到开锁查巡指令会进行解密并确认收到的门锁身份认证码和巡查指令正确无误；

电子开锁器会先把自身的身份认证码及之前从电子门锁发过来的开锁密码合成为开锁指令，用新的密码钥重新加密，并通过第一无线信号收发电路和第一天线发出；

电子门锁在发送开门查巡指令时会不停地尝试用第二天线同时接收开锁器发回的开锁指令，然后对开锁指令进行解密：一、确认电子开锁器的身份认证码为已登记的身份认证码；二、确认开锁密码为之前对此身份认证码的电子开锁器发出的开锁密码；确认无误后会启动门锁控制模块进行开锁。

进一步的，从室外开门，当电子门锁开锁后，还包括以下步骤：

主控电路将电子开锁器的身份认证码及一个随机的开锁密码合成为开锁成功指令并加密，再用第二无线信号收发电路和第二天线发送给电子开锁器；

电子开锁器收到开锁成功指令后会进行解密，得到新的自身的身份认证码和用于下次开门的开锁密码。

进一步的，电子门锁和电子开锁器一般都处于休眠状态。

本发明的有益效果在于：电子开锁器设有第一天线，第一天线用于发射无线信号，发射无线信号的范围比RFID或NFC等无线信号的范围大，所以，当电子开锁器无需拿出来放到电子门锁上，也能起到开锁的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明电子门锁系统中的电子开锁器的原理框图；

图2为本发明电子门锁系统中的电子门锁的原理框图。

图中，1-电子开锁器；2-第一电源；3-控制电路；4-第一无线信号收发电路；5-触发电路；6-第一天线；7-电子门锁；8-门内手柄；9-门外手柄；10-锁芯；11-第二电源；12-门锁控制模块；13-主控电路；14-第二无线信号收发电路；15-第一开关；16-第二开关；17-第二天线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明为了实现无匙开锁功能，提出了一种电子门锁7系统，包括电子门锁7和电子开锁器1，使用者只需把电子开锁器1放在身上任何地方，如衣袋、背包等，开门时不需取出电子开锁器1，只需用手握著电子门锁7的门内手柄8或门外手柄9，推门即可自动开锁开门。如使用者没有电子开锁器1在身上，电子门锁7是不会自动开的。电子开锁器1包括第一天线6、触发电路5、第一无线信号收发电路4、控制电路3和第一电源2；第一电源2与控制电路3连接，控制电路3分别与第一无线信号收发电路4和触发电路5连接，第一无线信号收发电路4和触发电路5均与第一天线6连接。第一电源2为控制电路3和第一无线信号收发电路4提供电能。第一天线6用于接收和发射无线信号；触发电路5为一无源电路，本身不需能源，主要依靠接收周边的无线信号作为工作能源，当接收到一特定频率的无线信号后，在一定的信号强度下即会对控制电路3发出触发讯号。控制电路3利用先进的微电脑控制技术，控制第一无线信号收发电路4发送及接收密码，对发射的密码加密及对接收的密码解密及验证。

电子门锁7包括门内手柄8、锁芯10和门外手柄9，锁芯10分别通过第一开关15和第二开关16与门内手柄8和门外手柄9连接。锁芯10包括依次串联的第二电源11、门锁控制模块12、主控电路13、第二无线信号收发电路14和第二天线17，主控电路13分别与第一开关15和第二开关16连接。第二电源11为主控电路13、门锁控制模块12和第二无线信号收发电路14提供电量，门锁控制模块12为马达或电磁伸缩杆。门锁控制模块12通过马达或电磁伸缩杆达到开锁或关锁的功能。主控电路13利用先进的微电脑控制技术，控制第一无线信号收发电路4发送及接收密码，对发射的密码加密及对接收的密码解密及验证。主控电路13包括微处理器和加密保护电路，微处理器与加密保护电路连接。主控电路13还连接有用于指示电量的红色指示灯和用于指示开门信息的绿色指示灯。

第一开关15和第二开关16分别为微动开关或金属触控开关。

第二天线17包括向内天线和向外天线，向内天线和向外天线均为定向微形天线。向内天线的特点是主波瓣与后波瓣的比例很大。向内天线的安装位置是使主波瓣向正室内，主要是用来判断电子开锁器的位置。如向内天线收集的讯号(RSSI接收信号强度指示)比向外天线收集的讯号强，即电子开锁器是在室内。反之，即电子开锁器是在室外。向外天线的特点是主波瓣与后波瓣的比例很大。向外天线的安装位置是使主波瓣向室外，主要是与室外的电子开锁器通讯。

门内手柄8和门外手柄9上均设有人体感应电路，人体感应电路与锁芯10电连接。门内外的手柄均为金属制作，确保耐用安全，同时亦是最先感应是否有人要开门的感应器。内有微动开关或金属感应开关，感应人手接触手柄。当人手接触门内手柄或门外手柄时,人体感应电路即会发出触发讯号到主控电路使其从低耗电的休眠状态进入正常的正作状态。

第一电源2和第二电源11均采用3.3V电源。如果第一电源2和第二电源11的电压值超过3.3V，则可以连接降压电路，将电压值稳定在3.3V。

本发明还提出了一种电子门锁控制方法，基于图1和图2的电子门锁系统进行，包括以下步骤：

从室内开门包括以下步骤：

当人手接触并转动门内手柄时，第一开关向主控电路发送开关信号，触发主控电路，使得主控电路从休眠状态进入工作状态，主控电路启动门锁控制模块，门锁控制模块进行开锁；主控电路在感应到开门后再关门的动作，或者在预定时间内没有感应到开门的动作，主控电路向门锁控制模块发送控制信号，门锁控制模块进行关锁；

主控电路连接有磁场感应电路，磁场感应电路用于感应安装在门框相应位置上的磁铁，如果感应到磁铁的磁场即表示门在关门状态,反之即表示门在开门状态。

从室外开门包括以下步骤：

当人手接触并转动门外手柄时，第二开关会触发主控电路，使得主控电路从休眠状态进入工作状态；主控电路将门锁身份认证码，查巡指令和一组随机码合成并加密为开门查巡指令，并启动第二无线信号收发电路和第二天线定时发出此开门查巡指令，直至收到电子开锁器发来的开锁密码或过时操作为止。

电子开锁器的触发电路从开门查巡指令收到足够的能量时，就会对控制电路发出触发讯号，使控制电路从休眠状态进入工作状态，控制电路启动第一无线信号收发电路和第一天线，接收开门查巡指令；

电子开锁器收到开锁查巡指令会进行解密并确认收到的门锁身份认证码和巡查指令正确无误；

电子开锁器会先把自身的身份认证码及之前从电子门锁发过来的开锁密码合成为开锁指令，用新的密码钥重新加密，并通过第一无线信号收发电路和第一天线发出；

电子门锁在发送开门查巡指令时会不停地尝试用第二天线同时接收开锁器发回的开锁指令，第二天线包括向内天线和向外天线，两条天线会同时接受开锁指令，当收到开锁指令后主控电路就会比较两条天线接收的信号强度。如向外天线接收的讯号较强，即表示电子开锁器是在门外，反之即表示电子开锁器是在门内。只有在电子门锁确认电子开锁器是在门外时，电子门锁才会开启。当门锁确认收到的开门指令是从门外发出，然后就会对开锁指令进行解密：一、确认电子开锁器的身份认证码为已登记的身份认证码；二、确认开锁密码为之前对此身份认证码的电子开锁器发出的开锁密码；确认无误后会启动门锁控制模块进行开锁。

从室外开门，当电子门锁开锁后，还包括以下步骤：

主控电路将电子开锁器的身份认证码及一个随机的开锁密码合成为开锁成功指令并加密，再用第二无线信号收发电路和第二天线发送给电子开锁器；

电子开锁器收到开锁成功指令后会进行解密，得到新的自身的身份认证码和用于下次开门的开锁密码。

电子门锁和电子开锁器的各部件一般都处于休眠状态，只有感应到人手接触并转动门内手柄或门外手柄时，才会从休眠状态进入工作状态，休眠状态下的各部件比较省电。

本发明的电子门锁7及电子开锁器1都只需电池操作，不用外接电源，简化安装的步驟。但同时电子门锁7及电子开锁器1一般大部份时间都是在极省电的休眠状态下。只有在真正需要工作时才退出休眠状态。如电子门锁7就需有人接触门内手柄或门外手柄后才退出休眠状态。而电子开锁器1只有在收到正确频率的无线信号后才退出休眠状态。而且即使退出休眠状态后，真正的工作时间是十分短暂的，没有像其他电子门锁7一样需要不断巡查是否需要开门而耗电，因此电池的寿命比一般电子门锁7长得多。

本发明的电子门锁7及电子开锁器1需与普通的无线摇控门锁一样，利用无线信号作较远距离通讯(虽然本发明设计通讯距离为不超过一米，但比起RFID或NFC，通讯距离较短，一般在数厘米内)，但由于独有的加密方式，即在整个通讯过程中，即使通讯的内容有些是不变的，如巡查指令，电子开锁器1的身份认证码等，但在每一次加密时都会加入一些新的随机参数，因此即使用同一条加密码钥加密，加密后的内容都不一样。更何况电子开锁器1每次都会使用一条新的密码钥加密。因此理论上在所有不同或相同的门锁系统内，没有一次会发出相同的信号。因此即使在无线通讯中被人截听到通讯的讯息，内容也不是容易破解的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电子门锁控制方法，基于电子门锁系统进行，所述电子门锁系统包括电子门锁和电子开锁器，所述电子开锁器包括第一天线、触发电路、第一无线信号收发电路、控制电路和第一电源；所述第一电源与所述控制电路连接，所述控制电路分别与所述第一无线信号收发电路和所述触发电路连接，所述第一无线信号收发电路和所述触发电路均与所述第一天线连接；所述电子门锁包括门内手柄、锁芯和门外手柄，所述锁芯分别通过第一开关和第二开关与所述门内手柄和所述门外手柄连接；所述锁芯包括依次串联的第二电源、门锁控制模块、主控电路、第二无线信号收发电路和第二天线，所述主控电路分别与所述第一开关和所述第二开关连接；其特征在于，包括以下步骤：

从室内开门包括以下步骤：

当人手接触并转动所述门内手柄时，所述第一开关向所述主控电路发送开关信号，触发所述主控电路，使得所述主控电路从休眠状态进入工作状态，所述主控电路启动所述门锁控制模块，所述门锁控制模块进行开锁；所述主控电路在感应到开门后再关门的动作，或者在预定时间内没有感应到开门的动作，所述主控电路向所述门锁控制模块发送控制信号，所述门锁控制模块进行关锁；

从室外开门包括以下步骤：

当人手接触并转动所述门外手柄时，所述第二开关会触发所述主控电路，使得所述主控电路从休眠状态进入工作状态；所述主控电路将门锁身份认证码，查巡指令和一组随机码合成并加密为开门查巡指令，并启动所述第二无线信号收发电路和所述第二天线定时发出此开门查巡指令，直至收到所述电子开锁器发来的开锁密码或过时操作为止；

所述电子开锁器的触发电路从开门查巡指令收到足够的能量时，就会对所述控制电路发出触发讯号，使所述控制电路从休眠状态进入工作状态，所述控制电路启动所述第一无线信号收发电路和所述第一天线，接收开门查巡指令；所述电子开锁器收到开锁查巡指令会进行解密并确认收到的门锁身份认证码和巡查指令正确无误；

所述电子开锁器会先把自身的身份认证码及之前从电子门锁发过来的开锁密码合成为开锁指令，用新的密码钥重新加密，并通过所述第一无线信号收发电路和所述第一天线发出；

所述电子门锁在发送开门查巡指令时会不停地尝试用所述第二天线同时接收开锁器发回的开锁指令，然后对开锁指令进行解密：一、确认所述电子开锁器的身份认证码为已登记的身份认证码；二、确认开锁密码为之前对此身份认证码的电子开锁器发出的开锁密码；确认无误后会启动所述门锁控制模块进行开锁。

2.根据权利要求1所述的电子门锁控制方法，其特征在于：从室外开门，当所述电子门锁开锁后，还包括以下步骤：

所述主控电路将所述电子开锁器的身份认证码及一个随机的开锁密码合成为开锁成功指令并加密，再用所述第二无线信号收发电路和第二天线发送给所述电子开锁器；

所述电子开锁器收到开锁成功指令后会进行解密，得到新的自身的身份认证码和用于下次开门的开锁密码。

3.根据权利要求1所述的电子门锁控制方法，其特征在于：所述电子门锁和电子开锁器一般都处于休眠状态。