CN106097491A - 一种物联网智能锁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物联网智能锁，包括锁端、网关、服务器‑微信平台，所述网关分别与所述锁端、所述服务器‑微信平台无线通信，所述锁端用于与外界智能设备联动、响应用户开门或者进入管理操作状态，所述网关用于使所述锁端和所述服务器‑微信平台连接起来，充当桥梁的作用，所述服务器‑微信平台用于通过智能设备登录微信进入对应的公众号就可以远程操作所述物联网智能锁和了解屋里的基本状况；提供用户一种更加方便、快捷和舒适的体验。

Description

一种物联网智能锁
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种物联网智能锁。
背景技术
在移动智能设备迅速普及的环境下，智能锁连接移动智能设备成为一个潮流。实际上，智能锁连接网络进行控制的技术在近几年来发展得越来越快，可以提供选择的技术和平台也越来越多。目前普遍的组网形式为zigbee+wifi+app软件的方式，这种方式可以自由定制适合用户的界面，灵活性较高；但是，缺点也比较明显，app软件的开发周期比较长而且需要根据智能设备系统的版本进行升级维护，后续工作比较多，而且用户需要安装指定的app，整个系统的流程繁多，导致效率不高。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明提出的一种物联网智能锁，采用BLE+wifi+微信的方式进行构建，BLE的出现给我们提供了一个在电池应用的环境下进行安全、可靠的无线通信方案，使用BLE模块不仅能达到低功耗的要求，而且可以采用加密校验的方式防止敏感数据被盗取。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种物联网智能锁，包括锁端、网关、服务器-微信平台，所述网关分别与所述锁端、所述服务器-微信平台无线通信，所述锁端用于与外界智能设备联动、响应用户开门或者进入管理操作状态，所述网关用于使所述锁端和所述服务器-微信平台连接起来，充当桥梁的作用，所述服务器-微信平台用于通过智能设备登录微信进入对应的公众号就可以远程操作所述物联网智能锁和了解屋里的基本状况。
进一步地，所述网关与所述锁端通过蓝牙无线通信，所述网关与所述服务器-微信平台通过Wifi无线通信。
进一步地，所述锁端包括锁端MCU控制器、数据输入模块、菜单管理模块、功耗控制模块、第一蓝牙通信模块，所述锁端MCU控制器分别与所述数据输入模块、所述菜单管理模块、所述功耗控制模块、所述第一蓝牙通信模块连接，所述锁端MCU控制器用于计算处理数据信息，所述数据输入模块用于数据的输入，所述菜单管理模块用于各种菜单的管理，所述功耗控制模块用于实时显示功耗情况，所述第一蓝牙通信模块用于与所述网关无线通信。
进一步地，所述网关包括网关MCU控制器、温度模块、扩展模块、第二蓝牙通信模块、第一Wifi通信模块，所述网关MCU控制器分别与所述温度模块、所述扩展模块、所述第二蓝牙通信模块、所述第一Wifi通信模块连接，所述网关MCU控制器用于计算处理数据信息，所述温度模块用于监测所述网关的温度，所述扩展模块用于所述网关扩展各种功能，所述第二蓝牙通信模块用于与所述锁端无线通信，所述第一Wifi通信模块用于与所述服务器-微信平台无线通信。
进一步地，所述服务器-微信平台包括服务器、微信平台，所述服务器与所述微信平台连接。
进一步地，所述服务器包括数据处理器、第二Wifi通信模块、第一数据交互模块，所述数据处理器分别与所述第二Wifi通信模块、所述第一数据交互模块连接，所述数据处理器用于计算处理数据信息，所述第二Wifi通信模块用于与所述网关无线通信，所述第一数据交互模块用于与所述微信平台之间进行数据交互。
进一步地，所述微信平台包括数据处理模块、第二数据交互模块、微信界面，所述数据处理模块分别与所述第二数据交互模块、所述微信界面连接，所述数据处理模块用于计算处理数据信息，所述第二数据交互模块用于与所述服务器之间进行数据交互，所述微信界面用于用户进入微信公众号后操控所述物联网智能锁。
进一步地，所述微信界面包括主界面和设置界面，所述主界面用于远程开门、刷新所述物联网智能锁的状态进而实时知道所述物联网智能锁的状态，所述设置界面用于查询历史报警记录、更改用户权限、设置推送信息。
本发明的物联网智能锁，提取传统方式的优点，提出BLE+wifi+微信的方式进行构建，BLE的出现给我们提供了一个在电池应用的环境下进行安全、可靠的无线通信方案，使用BLE模块不仅能达到低功耗的要求，而且可以采用加密校验的方式防止敏感数据被盗取。微信现在已经是一款流行的社交软件，大多的智能设备都能够使用，而且使用的用户也非常庞大，在这个背景下，本发明的物联网智能锁终端选择在微信上就非常合适了，用户省去了安装专用app的步骤，只需关注家里网关的公众号就可以马上使用；而且腾讯公司在微信生态建设方面提供非常大的支持，第三方开发可以省去升级和维护的麻烦。
与app软件一样，在微信平台上本发明可以定制用户界面，设置例如信息推送等功能。因为是在微信平台上开发的，安全性和可靠性都有保证。这种模式能提供用户一种更加方便、快捷和舒适的体验。
附图说明
图1是本发明的物联网智能锁的结构框图；
图2是本发明的物联网智能锁锁端的结构框图；
图3是本发明的物联网智能锁网关的结构框图；
图4是本发明的物联网智能锁服务器的结构框图；
图5是本发明的物联网智能锁微信平台的结构框图；
图6是本发明的物联网智能锁的软件实现图；
图7是本发明的物联网智能锁的系统原理图；
图8是本发明的物联网智能锁的工作流程图；
图9是本发明的物联网智能锁锁端整体框图；
图10是本发明的物联网智能锁锁端数据处理框图；
图11是本发明的物联网智能锁网关数据处理框图；
图12是本发明的物联网智能锁锁端通信框图；
图13是本发明的物联网智能锁服务器通信框图；
图14是本发明的物联网智能锁服务器-微信平台数据处理框图；
图15是本发明的物联网智能锁微信平台数据处理框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
请参阅图1，一种物联网智能锁，包括锁端、网关、服务器-微信平台，所述网关与所述锁端通过蓝牙无线通信，所述网关与所述服务器-微信平台通过Wifi无线通信，所述锁端用于与外界智能设备联动、响应用户开门或者进入管理操作状态，所述网关用于使所述锁端和所述服务器-微信平台连接起来，充当桥梁的作用，所述服务器-微信平台用于通过智能设备登录微信进入对应的公众号就可以远程操作所述物联网智能锁和了解屋里的基本状况，智能设备包括智能手机、平板电脑等。
请参阅图2，所述锁端包括锁端MCU控制器、数据输入模块、菜单管理模块、功耗控制模块、第一蓝牙通信模块，所述锁端MCU控制器分别与所述数据输入模块、所述菜单管理模块、所述功耗控制模块、所述第一蓝牙通信模块连接，所述锁端MCU控制器用于计算处理数据信息，所述数据输入模块用于数据的输入，所述菜单管理模块用于各种菜单的管理，所述功耗控制模块用于实时显示功耗情况，所述第一蓝牙通信模块用于与所述网关无线通信。
请参阅图3，所述网关包括网关MCU控制器、温度模块、扩展模块、第二蓝牙通信模块、第一Wifi通信模块，所述网关MCU控制器分别与所述温度模块、所述扩展模块、所述第二蓝牙通信模块、所述第一Wifi通信模块连接，所述网关MCU控制器用于计算处理数据信息，所述温度模块用于监测所述网关的温度，所述扩展模块用于所述网关扩展各种功能，所述第二蓝牙通信模块用于与所述锁端无线通信，所述第一Wifi通信模块用于与所述服务器-微信平台无线通信。
进一步地，所述服务器-微信平台包括服务器、微信平台，所述服务器与所述微信平台连接。
请参阅图4，所述服务器包括数据处理器、第二Wifi通信模块、第一数据交互模块，所述数据处理器分别与所述第二Wifi通信模块、所述第一数据交互模块连接，所述数据处理器用于计算处理数据信息，所述第二Wifi通信模块用于与所述网关无线通信，所述第一数据交互模块用于与所述微信平台之间进行数据交互。
请参阅图5，所述微型平台包括数据处理模块、第二数据交互模块、微信界面，所述数据处理模块分别与所述第二数据交互模块、所述微信界面连接，所述数据处理模块用于计算处理数据信息，所述第二数据交互模块用于与所述服务器之间进行数据交互，所述微信界面用于用户进入微信公众号后操控所述物联网智能锁。
进一步地，所述微信界面包括主界面和设置界面，所述主界面用于远程开门、刷新所述物联网智能锁的状态进而实时知道所述物联网智能锁的状态，所述设置界面用于查询历史报警记录、更改用户权限、设置推送信息。
请参阅图6、图7，本发明的物联网智能锁的主要核心是把服务器到锁端的通信连接建立起来，为了节省功耗我们选择使用先进的蓝牙BLE模块与锁端通信，兼顾低功耗和安全性加密；网关与服务器通信则采用wifi的方式，可以实时响应锁端和服务器的信息交互。
请参阅图8，图8是本发明的物联网智能锁的工作流程图：
开机运行：锁端和网关上电，而且设置网关连接wifi上网；
锁端运行：锁端主要工作是响应用户开门或者进入管理操作状态，平时处于休眠状态。当网关发送信息或者锁端有信息要发送时，锁端会在另一线程上进行处理，不影响锁的正常操作；
网关运行：网关主要负责连接锁端与服务器、建立数据交互的通道；同时网关作为智能家居的一部分，也兼容了智能安防等外扩功能，让用户通过微信平台了解家里的实时情况；
服务器-微信平台运行：构建物联网设备，连接服务器是必须的，透过服务器交互数据后，本发明选择微信平台作为终端显示，提供用户方便、快捷的体验方式。
技术参数：
参数 测试值
蓝牙模块功耗(uA) 25uA
蓝牙模块通信距离(m) 20-30m
锁端功耗(uA) 75uA
开门记录数量 500条
报警信息记录数量 300条
高温报警温度(摄氏度) 60摄氏度
请参阅图9、图10，锁端增加一个处理与网关信息交互的线程，可以实时处理交互的数据。在锁端增加蓝牙BLE模块实现低功耗无线通信，同时BLE模块可以采用AE加密的方式进行传输，增加了系统的安全性。
在整个物联网智能锁中，数据的传输都按照专用的通信协议进行，在数据处理中，对接收到的数据进行判断是否为正确、安全、有效的数据，对不符合要求的数据一律不响应。对发送方，必须以接收到正确的应答码才能判定数据成功发送，否则按发送失败处理。整体数据处理上，以包序列和校验码的方式确保包数据的完整性和安全性。
请参阅图11，网关主要功能是建立锁端和服务器的数据交互连接，保证数据的安全性和完整性。因为硬件上的差异，锁端通信和服务器通信的协议不能完全兼容，所以不能单纯作为透传的方式，必须先经过网关处理后数据才能进行传输。
请参阅图12、图13，在整个通信链上，数据都是双向的，为了保证数据的完整性必须建立查询机制来防止数据出现错乱。
请参阅图14，在微信开发上，本发明采用接入第三方服务器的方式交互数据，这样做可以很好的维护数据和具有定制功能，更具有灵活性。
请参阅图15，进入微信关注网关上的公众号后，就可以操作家里的物联网智能锁。进入微信公众号后，用户可以跳转到本发明的使用界面。
主界面提供了基本的信息，可以刷新物联网智能锁的状态，实时知道物联网智能锁的状态。远程开门提供了一种应急的开门方式，可以灵活应对各种特殊情况。
在设置界面里，可以查询历史报警记录、更改用户权限、设置推送信息等多项操作。作为公众号的管理员可以设置成员用户的权限，这种方式让物联网智能锁可以应用到更多的场合，更加灵活。
本发明的物联网智能锁，提取传统方式的优点，提出BLE+wifi+微信的方式进行构建，BLE的出现给我们提供了一个在电池应用的环境下进行安全、可靠的无线通信方案，使用BLE模块不仅能达到低功耗的要求，而且可以采用加密校验的方式防止敏感数据被盗取。微信现在已经是一款流行的社交软件，大多的智能设备都能够使用，而且使用的用户也非常庞大，在这个背景下，本发明的物联网智能锁终端选择在微信上就非常合适了，用户省去了安装专用app的步骤，只需关注家里网关的公众号就可以马上使用；而且腾讯公司在微信生态建设方面提供非常大的支持，第三方开发可以省去升级和维护的麻烦。
与app软件一样，在微信平台上本发明可以定制用户界面，设置例如信息推送等功能。因为是在微信平台上开发的，安全性和可靠性都有保证。这种模式能提供用户一种更加方便、快捷和舒适的体验。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种物联网智能锁，其特征在于，包括锁端、网关、服务器-微信平台，所述网关分别与所述锁端、所述服务器-微信平台无线通信，所述锁端用于与外界智能设备联动、响应用户开门或者进入管理操作状态，所述网关用于使所述锁端和所述服务器-微信平台连接起来，充当桥梁的作用，所述服务器-微信平台用于通过智能设备登录微信进入对应的公众号就可以远程操作所述物联网智能锁和了解屋里的基本状况。
2.根据权利要求1所述的物联网智能锁，其特征在于，所述网关与所述锁端通过蓝牙无线通信，所述网关与所述服务器-微信平台通过Wifi无线通信。
3.根据权利要求1所述的物联网智能锁，其特征在于，所述锁端包括锁端MCU控制器、数据输入模块、菜单管理模块、功耗控制模块、第一蓝牙通信模块，所述锁端MCU控制器分别与所述数据输入模块、所述菜单管理模块、所述功耗控制模块、所述第一蓝牙通信模块连接，所述锁端MCU控制器用于计算处理数据信息，所述数据输入模块用于数据的输入，所述菜单管理模块用于各种菜单的管理，所述功耗控制模块用于实时显示功耗情况，所述第一蓝牙通信模块用于与所述网关无线通信。
4.根据权利要求1所述的物联网智能锁，其特征在于，所述网关包括网关MCU控制器、温度模块、扩展模块、第二蓝牙通信模块、第一Wifi通信模块，所述网关MCU控制器分别与所述温度模块、所述扩展模块、所述第二蓝牙通信模块、所述第一Wifi通信模块连接，所述网关MCU控制器用于计算处理数据信息，所述温度模块用于监测所述网关的温度，所述扩展模块用于所述网关扩展各种功能，所述第二蓝牙通信模块用于与所述锁端无线通信，所述第一Wifi通信模块用于与所述服务器-微信平台无线通信。
5.根据权利要求1所述的物联网智能锁，其特征在于，所述服务器-微信平台包括服务器、微信平台，所述服务器与所述微信平台连接。
6.根据权利要求5所述的物联网智能锁，其特征在于，所述服务器包括数据处理器、第二Wifi通信模块、第一数据交互模块，所述数据处理器分别与所述第二Wifi通信模块、所述第一数据交互模块连接，所述数据处理器用于计算处理数据信息，所述第二Wifi通信模块用于与所述网关无线通信，所述第一数据交互模块用于与所述微信平台之间进行数据交互。
7.根据权利要求5所述的物联网智能锁，其特征在于，所述微信平台包括数据处理模块、第二数据交互模块、微信界面，所述数据处理模块分别与所述第二数据交互模块、所述微信界面连接，所述数据处理模块用于计算处理数据信息，所述第二数据交互模块用于与所述服务器之间进行数据交互，所述微信界面用于用户进入微信公众号后操控所述物联网智能锁。
8.根据权利要求7所述的物联网智能锁，其特征在于，所述微信界面包括主界面和设置界面，所述主界面用于远程开门、刷新所述物联网智能锁的状态进而实时知道所述物联网智能锁的状态，所述设置界面用于查询历史报警记录、更改用户权限、设置推送信息。
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