CN105957208A - 智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统及开锁方法 - Google Patents

智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统及开锁方法 Download PDF

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Abstract

一种智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统及开锁方法，该系统中在锁体上设置了光信号接收模块，单片机主处理器，电动锁头，通过光信号接收模块接收智能手机发出的嵌入有密码的闪光信号，并将该信号给单片机主处理器进行判断，从而控制电动锁定的开锁与闭合，从而将开锁过程转化为操作手机的过程，并且开锁密码能够实现随机产生和一次一换，并且能够通过智能手机接入的网络将开锁密码授权给其他智能手机使用，更方便、更安全。

Description

智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统及开锁方法
技术领域
本发明涉及一种锁的技术领域，特别是一种智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统及开锁方法。
背景技术
目前，高级的门锁大部分采用感应刷卡式开锁，或者采用生物识别的开锁方式，这些开锁方式被认证方式固定，易于被人复制，安全性不够高，有待改进和提升。
发明内容
为解决背景技术中提到的问题，本发明公开一种智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统机开锁方法。
本发明的技术方案是：一种智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统，该系统
包括位于智能手机内的光信号生产模块，用于生成控制闪光灯按规定信号闪动的控制数据，
闪光灯，用于根据上述控制数据进行闪动，发出光信号，
该系统还包括位于锁体内的
电动锁头部分、控制部分、电源模块、蓝牙通信模块，电源模块用于给整个控制部分电路及电动锁头供电，
所述控制部分包括
光信号接收模块，用于接收来自智能手机闪光灯发出的光信号，并将该光信号转化成输入的电信号，
蜂鸣器模块，用于触动按键时产生声音，
电机驱动模块，用于驱动电动锁头内电动机的运转，
触摸按键，用于产生唤醒信号，并将唤醒信号给单片机主处理器，
单片机主处理器，用于接收触摸按键的唤醒信号、光信号接收模块发来的电信号，结合光信号与预设的光密码进行对比，确定是否开锁。
优选的，所述的控制部分还包括
密码设置按键，用于将该控制部分切块至密码设置功能，
锁体内蓝牙模块，用于跟智能手机蓝牙模块建立通讯连接，
还包括位于智能手机内的密码预生成模块，用于生产预设密码，
智能手机内的蓝牙模块，用于跟锁体内的蓝牙模块建立通讯连接，并将上述预设密码传输到锁体内，从实现通过智能手机预设锁体内的密码。
优选的，所述的电源模块内包括位于锁体内的干电池及其辅助电路、以及预留的外接电源供电接口，还有用于检测干电池电量的电量检测模块。
优选的，所述的控制部分还包括
外置的存储模块，用于扩展单片机内部的存储空间，
外置的时钟模块。
一种根据权利要求1所述的防盗锁系统的开锁方法，包括如下步骤，
①在智能手机内安装该开锁系统专用软件，在手机内形成所述的光信号产生模块，同时结合手机蓝牙模块形成手机端的蓝牙通信模块，
②唤醒
按下锁体上的触摸按键，产生唤醒信号给锁体内的单片机主处理器，唤醒锁体内的控制部分，
③握手
该命令由手机端主动发起，锁内控制部分进行响应；手机端通过手机的蓝牙模块发送握手指令、手机身份识别信息至锁内控制部分，锁内控制部分通过其蓝牙模块收到后返回锁内控制部分的身份识别信息，完成握手过程，握手的主要目的是进行身份验证；
④交换密钥
手机端通过蓝牙向锁内控制部分发送随机密钥、手机端同时获取随机密钥，该随机密钥用于以后的数据传输加密使用和新密码生成的基准；
⑤验证开锁指令
手机通过蓝牙向锁内控制部分发送开锁指令，锁内控制部分验证通过后，通过蓝牙向手机端发送旧密码，手机将旧密码通过网络发送至服务器获取新密码，此开锁指令由用户自己设置，只有开锁指令正确了才能继续开锁过程；
上述③、④、⑤步骤通过手机的蓝牙通信模块与锁内控制部分的蓝牙通信模块进行交互通讯，
⑥.发送光信号
将手机的闪光灯对准光信号接收模块，操纵手机内的专用软件，让闪光灯闪动，发出光信号给光信号接收模块，
⑦.接收光信号
光信号接收模块根据接收到的光信号，转化成电信号发送给单片机主处理器，主处理器根据其内部预设的密码跟该电信号进行对比，从而判断是否下达开锁指令，
⑧.开锁
电机驱动模块根据开锁指令来驱动位于电动锁头内的开锁电机，实现开锁。
优选的，所述的控制部分还包括
密码设置按键，用于将该控制部分切块至密码设置功能，
锁体内蓝牙模块，用于跟智能手机蓝牙模块建立通讯连接，
还包括位于智能手机内的密码预生成模块，用于生产预设密码，
智能手机内的蓝牙模块，用于跟锁体内的蓝牙模块建立通讯连接，并将上述预设密码传输到锁体内，从实现通过智能手机预设锁体内的密码；
优选的，所述的开锁密码可以通过智能手机接入的通信网络发送给其他安装有所述的开锁系统专用软件的智能手机，授权其他智能手机进行开锁。
本发明的有益效果
本发明结合智能手机闪光灯和智能手机联入互联网的特点，将开锁密码嵌入到手机的闪光灯的闪动信号中，锁上的光信号接收模块接收该信号后提取出密码并核对，然后进行开锁，基于联网的智能手机，其开锁信号能够通过通信网络转发并授权其他智能手机进行开锁，摆脱了原有通过感应卡或者指纹认证的固定的认证方式，其认证的密码可以通过计算机进行生成并通过蓝牙模块预设到锁的控制模块内部，可以轻易的实现开一次锁一个密码，其安全性很高，基本没有办法进行密码复制和盗取。
附图说明
图1为该系统中蓄电池及其辅助电路的原理图；
图2为该系统中外接电源插口的原理图；
图3为该系统中设置密码的按键与指示灯的电路原理图；
图4为该系统中光信号接收模块的电路原理图；
图5为该系统中蓄电池电量检测模块的电路原理图；
图6为该系统中单片机主处理器及其辅助电路的原理图；
图7为该系统中触摸按键的电路原理图；
图8为该系统中外置存储模块的电路原理图；
图9为该系统中蜂鸣器模块的电路原理图；
图10为该系统中电机驱动模块的电路原理图；
图11为该系统中蓝牙模块的电路原理图；
图12为该系统中的外置时钟模块。
具体实施方式
实施例一：参见图1-12，图中一种智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统，该系统
包括位于智能手机内的光信号生产模块，用于生成控制闪光灯按规定信号闪动的控制数据，
闪光灯，用于根据上述控制数据进行闪动，发出光信号，
该系统还包括位于锁体内的
电动锁头部分、控制部分、电源模块、蓝牙通信模块，电源模块用于给整个控制部分电路及电动锁头供电，
所述控制部分包括
光信号接收模块，用于接收来自智能手机闪光灯发出的光信号，并将该光信号转化成输入的电信号，
蜂鸣器模块，用于触动按键时产生声音，
电机驱动模块，用于驱动电动锁头内电动机的运转，
触摸按键，用于产生唤醒信号，并将唤醒信号给单片机主处理器，
单片机主处理器，用于接收触摸按键的唤醒信号、光信号接收模块发来的电信号，结合光信号与预设的光密码进行对比，确定是否开锁。
优选的，所述的控制部分还包括
密码设置按键，用于将该控制部分切块至密码设置功能，
锁体内蓝牙模块，用于跟智能手机蓝牙模块建立通讯连接，
还包括位于智能手机内的密码预生成模块，用于生产预设密码，
智能手机内的蓝牙模块，用于跟锁体内的蓝牙模块建立通讯连接，并将上述预设密码传输到锁体内，从实现通过智能手机预设锁体内的密码。
优选的，所述的电源模块内包括位于锁体内的干电池及其辅助电路、以及预留的外接电源供电接口，还有用于检测干电池电量的电量检测模块。
优选的，所述的控制部分还包括
外置的存储模块，用于扩展单片机内部的存储空间，
外置的时钟模块。
鉴于智能手机的功能和结构特点大家都比较熟悉，不再绘图表示。
图1中的内置电源模块用于常规情况下给整个锁体供电，器件：采用的稳压管为HT7533，T2和T1为对应的滤波电容。Q1和R3为开关。R4和D3为电源指示灯。
图2中的外接电源接口采用microUSB母头接口，用于在内置电池没电时，用充电宝给锁体供电。
图3中的密码设置按键用于设置密码时，必须在家里长按按键，才能启动设置密码的功能；器件：四脚按键、高亮0805LED灯。
图4中的光信号接收模块用于接收光信号。单片机通过对接收到的光信号的处理，获取开锁密码，器件:光电二极管。
图5中的电量采集用于采集电压，通过电压从而获取电池的电量。
图6中的单片机主处理器及其辅助电路包括器件：stm32f103c8t6处理器；0603贴片电阻；0603贴片电容；8M晶振(Y1)；主要包括；复位电路(R10、C3)；程序下载电路；时钟电路(Y1、C1、C2)。
图7中的触摸按键用于按键开锁，器件：BS83B12A‐3。
图8中为外置存储器，用于存储一些基本信息，比如开锁记录等等，器件：W25Q16AVSSIG；
图9中蜂鸣器电路，用于按按键时的发出提示音，器件：N‐MOS管；0603电阻；有源蜂鸣器。
图10中电机驱动模块，用于驱动电子锁体，器件：L9110S。
图11中的蓝牙模块，用于和手机端的蓝牙交互通信，器件：CC2540。
图12中外罩时钟模块，用于按键开门的时候的开锁记录的记忆，器件：DS1302
实施例二：一种基于实施例一的开锁方法，包括如下步骤，
一种根据权利要求1所述的防盗锁系统的开锁方法，包括如下步骤，
①在智能手机内安装该开锁系统专用软件，在手机内形成所述的光信号产生模块，同时结合手机蓝牙模块形成手机端的蓝牙通信模块，
②唤醒
按下锁体上的触摸按键，产生唤醒信号给锁体内的单片机主处理器，唤醒锁体内的控制部分，
③握手
该命令由手机端主动发起，锁内控制部分进行响应；手机端通过手机的蓝牙模块发送握手指令、手机身份识别信息至锁内控制部分，锁内控制部分通过其蓝牙模块收到后返回锁内控制部分的身份识别信息，完成握手过程，握手的主要目的是进行身份验证；
④交换密钥
手机端通过蓝牙向锁内控制部分发送随机密钥、手机端同时获取随机密钥，该随机密钥用于以后的数据传输加密使用和新密码生成的基准；
⑤验证开锁指令
手机通过蓝牙向锁内控制部分发送开锁指令，锁内控制部分验证通过后，通过蓝牙向手机端发送旧密码，手机将旧密码通过网络发送至服务器获取新密码，此开锁指令由用户自己设置，只有开锁指令正确了才能继续开锁过程；
上述③、④、⑤步骤通过手机的蓝牙通信模块与锁内控制部分的蓝牙通信模块进行交互通讯，
⑥.发送光信号
将手机的闪光灯对准光信号接收模块，操纵手机内的专用软件，让闪光灯闪动，发出光信号给光信号接收模块，
⑦.接收光信号
光信号接收模块根据接收到的光信号，转化成电信号发送给单片机主处理器，主处理器根据其内部预设的密码跟该电信号进行对比，从而判断是否下达开锁指令，
⑧.开锁
电机驱动模块根据开锁指令来驱动位于电动锁头内的开锁电机，实现开锁。
优选的，所述的控制部分还包括
密码设置按键，用于将该控制部分切块至密码设置功能，
锁体内蓝牙模块，用于跟智能手机蓝牙模块建立通讯连接，
还包括位于智能手机内的密码预生成模块，用于生产预设密码，
智能手机内的蓝牙模块，用于跟锁体内的蓝牙模块建立通讯连接，并将上述预设密码传输到锁体内，从实现通过智能手机预设锁体内的密码；
优选的，所述的开锁密码可以通过智能手机接入的通信网络发送给其他安装有所述的开锁系统专用软件的智能手机，授权其他智能手机进行开锁。
该系统及开锁防范的特点包括如下
1.光的编码：手机LED灯光控开锁用户只需第一次输入密码，就可以实现一键开锁，手机APP将获取服务器端的密码，将数字转化为光密码信号，通过手机的闪光灯发出，此过程称为光的编码。
光的解码：锁体接收到光信号以后，通过自创的算法将光密码解码为数字密码，验证密码后即可实现开锁，此过程称为光的解码。
2.使用动态密码，开锁过程使用的是动态密码，用户每开一次锁，服务器端和锁体端会通过相同的密码生成机制，生成一组新密码。每次开锁使用的密码都不一样，可以十分有效地防止密码被截获。
3.使用随机数加密，手机端会生成随机数，2中提到的新密码加密方式就是以这一组随机数为基准进行加密，这样可以保证每次的加密方式都不一样。在锁体端还使用了防随机数重复验证，可以有效地防止重放攻击。
4.电量检测开完锁以后，锁将电量发送到APP端，APP立即提醒用户电量
5.电池没电解决方法1)充电宝供电应急开锁
7.按键亚克力板的LED灯按下锁外面的触摸面板后，面板设有灯照明.
8.查询开门/开锁记录，需要每次开完锁，手机需要将开锁时间、开锁方式、开锁的人(需要用APP设置)、用户点击APP端的查询按钮。
9.按键开锁，用户输入按键密码实现开锁，用户输入时有提示音。

Claims (7)

1.一种智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统，该系统
包括位于智能手机内的光信号生产模块，用于生成控制闪光灯按规定信号闪动的控制数据，
闪光灯，用于根据上述控制数据进行闪动，发出光信号，
该系统还包括位于锁体内的
电动锁头部分、控制部分、电源模块、蓝牙通信模块，电源模块用于给整个控制部分电路及电动锁头供电，
所述控制部分包括
光信号接收模块，用于接收来自智能手机闪光灯发出的光信号，并将该光信号转化成输入的电信号，
蜂鸣器模块，用于触动按键时产生声音，
电机驱动模块，用于驱动电动锁头内电动机的运转，
触摸按键，用于产生唤醒信号，并将唤醒信号给单片机主处理器，
单片机主处理器，用于接收触摸按键的唤醒信号、光信号接收模块发来的电信号，结合光信号与预设的光密码进行对比，确定是否开锁。
2.根据权利要求1所述的智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统，其特征是：所述的控制部分还包括
密码设置按键，用于将该控制部分切块至密码设置功能，
锁体内蓝牙模块，用于跟智能手机蓝牙模块建立通讯连接，
还包括位于智能手机内的密码预生成模块，用于生产预设密码，
智能手机内的蓝牙模块，用于跟锁体内的蓝牙模块建立通讯连接，并将上述预设密码传输到锁体内，从实现通过智能手机预设锁体内的密码。
3.根据权利要求1所述的智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统，其特征是：所述的电源模块内包括位于锁体内的干电池及其辅助电路、以及预留的外接电源供电接口，还有用于检测干电池电量的电量检测模块。
4.根据权利要求1所述的智能手机闪光灯控制的光控防盗锁系统，其特征是：所述的控制部分还包括
外置的存储模块，用于扩展单片机内部的存储空间，
外置的时钟模块。
5.一种根据权利要求1所述的防盗锁系统的开锁方法，包括如下步骤，
①在智能手机内安装该开锁系统专用软件，在手机内形成所述的光信号产生模块，同时结合手机蓝牙模块形成手机端的蓝牙通信模块，
②唤醒
按下锁体上的触摸按键，产生唤醒信号给锁体内的单片机主处理器，唤醒锁体内的控制部分，
③握手
该命令由手机端主动发起，锁内控制部分进行响应；手机端通过手机的蓝牙模块发送握手指令、手机身份识别信息至锁内控制部分，锁内控制部分通过其蓝牙模块收到后返回锁内控制部分的身份识别信息，完成握手过程，握手的主要目的是进行身份验证；
④交换密钥
手机端通过蓝牙向锁内控制部分发送随机密钥、手机端同时获取随机密钥，该随机密钥用于以后的数据传输加密使用和新密码生成的基准；
⑤验证开锁指令
手机通过蓝牙向锁内控制部分发送开锁指令，锁内控制部分验证通过后，通过蓝牙向手机端发送旧密码，手机将旧密码通过网络发送至服务器获取新密码，此开锁指令由用户自己设置，只有开锁指令正确了才能继续开锁过程；
上述③、④、⑤步骤通过手机的蓝牙通信模块与锁内控制部分的蓝牙通信模块进行交互通讯，
⑥.发送光信号
将手机的闪光灯对准光信号接收模块，操纵手机内的专用软件，让闪光灯闪 动，发出光信号给光信号接收模块，
⑦.接收光信号
光信号接收模块根据接收到的光信号，转化成电信号发送给单片机主处理器，主处理器根据其内部预设的密码跟该电信号进行对比，从而判断是否下达开锁指令，
⑧.开锁
电机驱动模块根据开锁指令来驱动位于电动锁头内的开锁电机，实现开锁。
6.根据权利要求5所述的防盗锁系统的开锁方法，其特征是：所述的控制部分还包括
密码设置按键，用于将该控制部分切块至密码设置功能，
锁体内蓝牙模块，用于跟智能手机蓝牙模块建立通讯连接，
还包括位于智能手机内的密码预生成模块，用于生产预设密码，
智能手机内的蓝牙模块，用于跟锁体内的蓝牙模块建立通讯连接，并将上述预设密码传输到锁体内，从实现通过智能手机预设锁体内的密码。
7.根据权利要求5所述的防盗锁系统的开锁方法，其特征是：所述的开锁密码可以通过智能手机接入的通信网络发送给其他安装有所述的开锁系统专用软件的智能手机，授权其他智能手机进行开锁。
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