CN106522686A - 基于无源射频识别标签的智能门锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能家居技术领域，具体是指一种集机械钥匙的物理配对和无源射频识别加密芯片的密钥配对为一体的智能门锁。本发明将现有门锁与无源射频识别技术相结合，实现无源射频识别加密芯片的密钥配对与机械钥匙的物理结构配对来进行双重安全认证保护，用户在使用体验上与现有的普通机械钥匙完全无异，但是在门锁的安全性、使用便捷性等方面均强于现在的普通机械门锁和各种智能门锁，并且由于内置于钥匙的无源射频识别标签ID码具有唯一性，用户可识别该钥匙，并对其使用状态进行追溯，对其权限进行管理和配置，极大地提高了锁具的安全性，解决了现有门锁钥匙被仿制、智能门锁因网络故障等因素而导致的安全隐患问题。

Description

基于无源射频识别标签的智能门锁

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，具体是指一种集机械钥匙的物理配对和无源射频识别加密芯片的密钥配对为一体的智能门锁。

背景技术

当前，市场上的通用智能锁主要是用非机械钥匙开门的锁，如现在的酒店、办公场所等通用的感应磁卡式智能锁。通用智能锁的原理为通过外部信息识别系统与内部系统实现信息交换，若交换成功，则驱动锁体内的机械执行机构进行动作从而把门打开。智能锁由于无需用户通过机械方式开门，从而给用户带来了方便。但是由于人们长期以来的开锁习惯及思维方式，这种感应式智能门锁始终无法进入普通家庭中，原因在于这种感应式门锁从心理上给人们一种不安全的感觉，卡片式的钥匙在携带及保管过程中均存在诸多让人们不安的因素，如不容易辨识、易丢失、不灵敏、钥匙容易被复制等，同时，由于人们多年开锁习惯形成的思维方式，用户还是更加喜欢传统的将钥匙插入锁孔、转动锁芯来开锁的方式，这样能够给使用者一种踏实的安全感。

随着科技的发展，人们不断研发出各种安全性更高的智能门锁：

(1)密码验证，如中国发明专利申请CN103982087A公开了一种新型智能电子密码锁。该类发明以用户输入正确的密码作为身份验证通过的标志，具有可以省去实体钥匙的优点，但缺点是：密码如果设置过于简单，容易被破解，密码如果设置过于复杂，容易被遗忘。

(2)指纹验证，如中国发明专利申请CN104036564A公开了一种旅行箱指纹锁。该类发明以用户输入正确指纹作为身份验证通过的标志，具有可以省去实体钥匙的优点，但缺点是：有拒识的可能(如手指干燥、油污等)；指纹有可能被伪造。

(3)虹膜验证，如中国发明专利申请CN103806789A公开了一种具备虹膜识别功能的智能保险柜。该类发明以采集到正确的虹膜作为身份验证通过的标志，具有可以省去实体钥匙，安全性较高的优点，但缺点是：虹膜图像不宜采集，且需要使用者摆出特定的姿势配合采集，影响使用的舒适性，且成本过高，对于普通的家庭来说往往承担不起。

(4)互联网智能门锁，如中国发明专利申请CN104574613A公开了一种基于互联网的智能门锁系统，该门锁通过有线或无线方式连接至使用者家里的网络，并通过网络实现了使用者终端设备与锁具的实时互联，使得使用者可远程查看、控制锁具。这种锁具一般也是刷卡式智能锁，并且这种智能门锁系统需要家里的网络设备和锁具始终保持在线状态，这对于网络资源和供电能源是一种巨大的消耗，并且锁具的正常使用严重依赖于网络，其适用范围存有较大的限制。

随着无源射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术的发展，RFID标签以其成本低、识读灵敏、安全性高等特点得到越来越广泛的应用，同样的，将RFID与门锁结合的技术也成为很多锁具行业研发人员的研究方向，如公开号为CN104652964A的发明专利申请和公开号为CN2539810Y的实用新型专利，均公开了将RFID标签与门锁结合的技术方案：将RFID标签封装于钥匙的末端，在门锁端设置RFID标签的读取设备，并设有与该读取设备相连接的控制机构(如电磁闩或电磁开关)，插入钥匙时钥匙锁齿与锁芯进行常规的机械结构匹配认证，同时，门锁端的RFID读取设备读取钥匙末端的RFID标签，对钥匙进行电子识别认证，只有当机械认证和电子认证都成功时，才能打开门锁，否则，控制机构将锁舌锁定，使得无法开门，同时发出警报信息。

上述融合了RFID技术的门锁具有较好的代表性，其不但保留了用户现在常规的开锁方式，而且在门锁常规机械认证的基础上，加入了RFID标签的电子识别认证，双重认证方式使得门锁的安全性得到大幅提高。

但是上述技术方案仅仅提及了一个概念性的技术内容，对于门锁和钥匙的具体结构信息完全没有涉及，并且，上述两篇对比文件中关于开锁方法中均存在一个不足的地方：电磁闩(或电磁开关)在未开锁状态下处于空置状态，此种状态下门锁的结构与普通的门锁无异，只有在钥匙认证失败后，电磁闩(或电磁开关)才启动锁定锁舌，这样的结构设计仍然存在技术开锁的可能性，并且如果断开门锁内的电源，则电磁闩(或电磁开关)彻底无法发挥作用，该智能门锁与普通的门锁无异，则存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明目的在于克服现有智能门锁安全性不高、使用不便等缺陷，提供一种集机械钥匙的物理配对和无源射频识别加密芯片的密钥配对为一体的智能门锁，安全性高同时又不改变大众的开锁习惯。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：基于无源射频识别标签的智能门锁，包括机械钥匙和锁体两部分，所述机械钥匙的末端封装由无源射频识别芯片和线圈构成的射频识别标签，所述锁体包括锁头和插装于锁头内的锁芯，锁头内设有标签的读取装置，锁芯内设有机械钥匙的插孔，所述读取装置包括设置于锁头内的线路板、感应线圈以及电池，所述感应线圈和电池分别电连接至线路板，用于识别机械钥匙末端的射频识别标签，锁头下部设有通孔，锁芯插装于锁头下部的通孔内且可在通孔内旋转，所述锁头内部开设有电磁阀孔，其内固定有电磁阀，所述电磁阀电连接至线路板，所述锁芯上部开设有与所述电磁阀孔相对应的阀芯孔，使得所述电磁阀在未开锁状态下，阀芯在重力作用下自然落入阀芯孔内，阀芯上端位于所述电磁阀内，而下端位于所述阀芯孔内，将所述锁芯锁定，而当插入的机械钥匙匹配成功后，阀芯可全部收回至电磁阀内，将所述锁芯解除锁定。

实现本发明目的的技术方案还进一步包括，所述机械钥匙末端封装的射频识别标签为管状RFID标签，管状RFID标签的纵向方向朝向于钥匙的前后两端，且纵向中心线与钥匙的中心线重合；所述管状RFID标签包括密封管、线圈、磁棒以及无源射频识别芯片四部分，所述线圈缠绕于磁棒上以增加线圈的磁通量，线圈的两端与无源射频识别芯片焊接固定，所述无源射频识别芯片、线圈和磁棒封装于密封管中。

本发明实施例的再一目的在于提供一种上述智能门锁的开锁方法，所述开锁方法包括如下流程：

(1)将机械钥匙插入钥匙孔，触动锁体内的触点开关；

(2)线路板接收到触点开关产生的电平触发信号，唤醒处于休眠状态的主控芯片，主控芯片继而唤醒各种外设；

(3)锁体内的锁芯对机械钥匙的锁齿进行匹配，同时，标签读取装置检测机械钥匙上的射频识别标签，并将检测信息传送至主控芯片；

(4)主控芯片判断射频识别标签是否合法，若没有发现RFID标签或者RFID标签不包含在开锁授权白名单中，则判定为非法，锁体内的机构均不动作，保持未开锁状态下的锁定结构，锁芯被电磁阀锁定无法开门，LED指示灯显示红色；若RFID标签包含于开锁授权白名单中，且锁芯与机械钥匙的锁齿相匹配，则插入的机械钥匙匹配成功，线路板驱动电磁阀通电工作，阀芯被吸起收回至电磁阀内，解除对锁芯的锁定，此时即可通过机械钥匙转动锁芯，打开锁舌，实现开门，LED指示灯显示绿色；

(5)触点开关检测钥匙是否拔出，若是，则主控芯片和外设转入休眠状态，完成整个开锁过程。

上述智能门锁的开锁方法，其进一步的技术特征还包括用户终端通过线路板的串口对主控芯片进行设置，包括匹配钥匙、授权钥匙、删除钥匙，对钥匙使用情况进行追溯，对钥匙权限进行管理和配置等。

本发明将现有门锁与无源射频识别技术相结合，实现无源射频识别加密芯片的密钥配对与机械钥匙的物理结构配对来进行双重安全认证保护，用户在使用体验上与现有的普通机械钥匙完全无异，但是在门锁的安全性、使用便捷性等方面均强于现在的普通机械门锁和各种智能门锁，并且由于内置于钥匙的无源射频识别标签ID码具有唯一性，用户可识别该钥匙，并对其使用状态进行追溯，对其权限进行管理和配置，极大地提高了锁具的安全性，解决了现有门锁钥匙被仿制、智能门锁因网络故障等因素而导致的安全隐患问题。

附图说明

图1为本发明立体结构图；

图2为本发明结构分解图；

图3为本发明锁芯被锁定状态下的剖视结构图；

图4为本发明锁芯解锁状态下的剖视结构图；

图5是图4的局部放大图；

图6为本发明工作原理图；

图7为本发明工作电路图；

图8为本发明加工流程图。

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，本发明所述一种基于无源射频识别标签的智能门锁，包括机械钥匙和锁体两部分，所述机械钥匙的末端封装由无源射频识别芯片和线圈构成的射频识别标签，前端的锁齿部分采用现在市面上安全性较高的叶片锁，通过不同物理结构的锁齿区别配对不同的锁芯，达到防止误开的目的；所述锁体包括锁头和锁芯，锁头内设有标签的读取装置，锁头下部设有通孔，锁芯插装于锁头下部的通孔内且可在通孔内旋转，锁芯内设有机械钥匙的插孔，用于插入机械钥匙，并对机械钥匙的锁齿进行机械结构的配对，以验证钥匙的合法性。

所述锁体前端部设有面板11，所述面板11与锁体成垂直结构，所述面板11后部设有面板后盖13，所述面板后盖13扣合固定于面板11上并与面板形成密封的空腔体，面板后盖13另一侧通过螺丝固定于锁头2上。面板11设有与所述锁芯3相对应的钥匙孔12，面板后盖13上设有与钥匙孔12和锁芯3相对应的钥匙孔，因此，机械钥匙1可穿过面板和面板后盖的钥匙孔插入锁芯3内，如图3和图4。

锁头内设置的标签读取装置包括线路板4、感应线圈5以及电池9，所述线路板4通过螺丝固定于面板后盖13上并位于面板后盖13与面板11形成的密封空腔体内。感应线圈5电连接至线路板4，其位于面板后盖13背部，并以所述锁芯3为中心轴环绕于锁芯3外部。锁体后端固定有可打开的后盖，电池9固定于后盖内并电连接至线路板4。锁体末端穿出后盖并连接有反锁开关10，用于从室内进行反锁。

所述锁头2内部开设有电磁阀孔21，其内固定有电磁阀6，所述电磁阀6电连接至线路板4，所述锁芯3上部开设有与所述电磁阀孔21相对应的阀芯孔31，如图2、图3和图4所示。所述电磁阀6用于接受线路板4的控制信号在未吸合阀芯和吸合阀芯两种状态之间进行切换：在未开锁状态下，处于未吸合阀芯的状态，阀芯61在重力作用下自然落入阀芯孔31内，阀芯61上端位于所述电磁阀6内，即锁头2内，而下端位于所述阀芯孔31内，即锁芯3内，阀芯61卡在锁头2和锁芯3之间，从而将所述锁芯3锁定，如图3；而当插入的机械钥匙匹配成功后，电磁阀6转入吸合状态，阀芯61可全部收回至电磁阀6内，将所述锁芯3解除锁定，如图4。

由于本发明采用干电池对线路板进行供电，当电池电力不足时，该读取装置将无法启动工作对机械钥匙末端的射频识别标签进行识别，因此即使插入正确的钥匙，线路板由于无法使电磁阀工作将阀芯吸起，用户仍然无法将门打开，影响了用户的正常使用。

为避免此种情况的发生，本发明所述面板11与面板后盖13形成的空腔体内设有至少一个触点开关通道，通道内固定有弹簧71，弹簧的前端头固定有连接至线路板4的触点开关7，所述触点开关7位于钥匙孔12与锁芯3之间，且当钥匙孔12中插入钥匙时可将触点开关7推入触点开关通道内，用于检测钥匙的插入状态，并启动或关闭标签读取装置。

在无钥匙插入状态下，读取装置处于休眠状态，消耗极少的电量，当插入钥匙时，触点开关检测到钥匙的插入产生电平触发信号至线路板，线路板唤醒处于休眠状态的主控芯片，主控芯片继而唤醒各种外设，读取装置开始工作，通过感应线圈对外发射电磁场以检验钥匙的匹配性。当检验正确后，面板表面固定的LED指示灯8显示绿色，同时用户可通过钥匙转动锁芯开门，当用户完成开门并拔出钥匙后，触点开关再次复位，读取装置再次启动待机模式。因此，本智能门锁的读取装置仅在开门的一瞬间进行工作，并且由于本读取装置与无源射频识别标签的低功耗设计，使得电池的电量足够用户正常使用2-3年时间。

上述论述可以用公式计算如下：

本发明读取装置待机功耗为小于20uA，其仅在有钥匙插入，触发触点开关时才启用工作状态，整机工作功耗小于60mA。假定用户每天开门10次，每次开门持续时间5秒(即读取器每次开门时工作时间为5秒)，一年365天，则，

干电池的电量为1000mAh，则，

当电池电量不足时，使用者自行拆开门锁后端的电池盖更换电池即可，简便易行，安全可靠。

本发明实施例中所述触点开关通道为两组，两组限位块72上下对应固定于面板后盖13上，从而在面板11与面板后盖13形成的空腔体内形成两组触点开关通道，如图2所示。所述两组触点开关通道以钥匙孔12为中心对称设置，两组触点开关通道内分别固定弹簧71，弹簧的前端头固定有连接至线路板的触点开关7，两组触点开关在无钥匙插入状态下相互接触于钥匙孔12与锁芯3之间，且当钥匙孔12中插入钥匙时可将各触点开关分离以检测钥匙的插入状态。

所述LED指示灯8数量至少为一个，当数量为一个时，所述LED指示灯为双色灯，当LED指示灯为单色灯时，其数量为两个或两个以上，并分别电连接至线路板4，用于根据门锁的工作状态显示出不同的颜色以提示使用者。

由于人们在日常外出时都会将钥匙放在衣物口袋中或者是包中随身携带，因此需要钥匙小巧轻便且具有较强的抗撞击能力，否则，无源射频识别芯片经过撞击而出现电路故障，或者连接至芯片的线圈脱落或断裂均将导致该钥匙无法被读取而无法开门。本发明机械钥匙由于前端需要设置锁齿，因此只能选择在其后端的手持部分封装射频识别标签，并且机械钥匙的后端手持部分需要采用注塑封装，避免采用金属材质，以防止线圈的磁力线被金属材质屏蔽，影响其内封装的射频识别标签的数据读取。射频识别标签的封装对标签的抗撞击程度、线圈的抗撞击程度、线圈的朝向等技术问题均有严格的技术要求。

如图4及图5所示，本发明所述机械钥匙1末端封装的射频识别标签为管状RFID标签，所述管状RFID标签包括密封管1a、线圈1b、磁棒1c以及无源射频识别芯片1d四部分，所述线圈1b缠绕于磁棒1c上以增加线圈的磁通量，线圈的两端与无源射频识别芯片1d焊接固定，所述无源射频识别芯片1d、线圈1b和磁棒1c封装于密封管1a中。封装时，将密封管1a的纵向方向朝向于钥匙的前后两端，且密封管1a的纵向中心线与钥匙的中心线重合，使得线圈1b的磁力线方向垂直于面板11，保证该线圈垂直于锁体内的感应线圈5。

本发明机械钥匙内封装的射频识别标签为工作频率在125kHz的低频电子标签，为无源被动式电子标签，其工作能量通过电感耦合的方式从锁体端读取装置感应线圈的射频场中获得，被动芯片在射频场条件下主动发出经过加密的应答信息，从而启动加密认证的过程；在钥匙管理模式下，锁体内置的读取装置可以可靠的对钥匙内芯片进行编程控制，设定其密钥和授权权限，并在无源方式下做到十年以上的数据保存。

本发明钥匙端的射频识别标签和锁体内的标签读取装置之间的命令采用加密的密文进行传送，加密方式采用目前国际上通用的安全级别高的3DES加密算法(3DES，或称为Triple DES，是三重数据加密算法块密码的通称，它使用3条56位的密钥对数据进行三次加密，它相当于是对每个数据块应用三次DES加密算法，通过增加DES的密钥长度来避免暴力破解的攻击)，或者是加密级别更高的AES加密算法(Advanced Encryption Standard，缩写：AES，在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准)。因此，外界即使截取到芯片与读取装置之间的数据，仍然无法破解该密文并仿制出匹配的钥匙。如果钥匙丢失，用户可以重新设置锁体内的读取装置和钥匙内的射频识别标签的读写密钥，丢失的钥匙就失效，这从根本上避免了钥匙丢失而存在的安全隐患。

如图6和图7分别为本发明工作原理图和工作电路图。

本发明实施例的再一目的在于提供一种上述智能门锁的开锁方法，所述开锁方法包括如下流程：

(1)将机械钥匙插入钥匙孔，触动锁体内的触点开关；

(2)线路板接收到触点开关产生的电平触发信号，唤醒处于休眠状态的主控芯片，主控芯片继而唤醒各种外设；

(3)锁体内的锁芯对机械钥匙的锁齿进行匹配，同时，标签读取装置检测机械钥匙上的射频识别标签，并将检测信息传送至主控芯片；

(4)主控芯片判断射频识别标签是否合法，若没有发现RFID标签或者RFID标签不包含在开锁授权白名单中，则判定为非法，锁体内的机构均不动作，保持未开锁状态下的锁定结构，锁芯被电磁阀锁定无法开门，LED指示灯显示红色；若RFID标签包含于开锁授权白名单中，且锁芯与机械钥匙的锁齿相匹配，则插入的机械钥匙匹配成功，线路板驱动电磁阀通电工作，阀芯被吸起收回至电磁阀内，解除对锁芯的锁定，此时即可通过机械钥匙转动锁芯，打开锁舌，实现开门，LED指示灯显示绿色；

(5)触点开关检测钥匙是否拔出，若是，则主控芯片和外设转入休眠状态，完成整个开锁过程。

步骤(4)中所述主控芯片判断射频识别标签是否合法的流程为：

1)判定过程由作为读取装置端的锁芯主控芯片下发授权指令开始，钥匙端的射频标签芯片收到授权指令后，返回射频标签芯片内部存储的典型的32位或者48位的唯一标识代码，即UID代码，此为第一步；

2)第二步是读取装置端的锁芯主控芯片结合由钥匙端返回的UID代码，将自身产生的32位或者48位随机数，以及与钥匙端射频标签芯片内置的一致的32位或者48位密钥代码，经过一个非线性反馈环形寄存器的运算，产生一个32位或者48位的密匙，再次下发给钥匙端射频标签芯片，用于钥匙端的射频标签芯片的解密认证运算；

3)第三步是钥匙端的射频标签芯片获取32位或者48位的密匙之后，经过自身的解密和加密运算，将自身计算出的密匙返回给读取装置端的锁芯主控芯片，由主控芯片判定是否合法。

需要特别说明的是：

1、射频标签芯片内部存储的32位或者48位的唯一标识代码(UID)，且内部存储区保留有具有同样位数长度的密钥代码，该存储区被设定成私密，不被任何通讯指令所寻址和读取，只有芯片自身内部运算时可以用到该存储区的密钥内容，因此避免了通过外接设备获取射频标签芯片UID码的可能性；

2、读取装置端主控芯片与射频标签芯片之间关键的加密解密运算由非线性反馈环形寄存器实施，其中反馈环形寄存器具体的反馈抽头的不同安排代表了加密方式的不同，即加密中数学变换所采用的代数多项式的不同，其基本背景知识属于密码学的范畴，此处不予展开叙述；

3、每次判定运算中的随机数均不同，导致该加密具有良好的抗破解性，而所有运算中所用到的位数，即32位或者48位，确保了暴力破解都不能达到的极限保密程度，即暴力破解的时间接近于天文数字时间。

用户在插入钥匙开锁的过程中，机械钥匙锁齿与锁芯的物理匹配，和机械钥匙内封装的射频识别标签与锁体内的读取装置密钥匹配二者同步进行，且物理匹配与密钥匹配的过程需要在从钥匙刚插入锁芯到最终全部插入的过程中完成，给用户一种完全相同于现有的普通机械钥匙的使用体验，否则，如果钥匙插入后还需要等待一段时间才能正常开门，这样的使用体验将大大降低本发明的市场的接受度。

同时，本发明锁体内的射频识别标签读取装置预设了钥匙高级管理功能，用户在使用过程中可自行通过线路板的串口对主控芯片进行设置，实现对钥匙的管理，如匹配钥匙、授权钥匙、删除钥匙等，或者是对钥匙的使用情况进行追溯，对钥匙权限进行管理和配置等。因此，对于如保姆、租客、装修工等使用过而存有一定安全隐患的钥匙，或者是，如果遇见钥匙丢失的情况，用户便可直接通过操作该读取装置来作废该钥匙，所以，本发明的智能门锁从根本上避免了钥匙丢失而存在的安全隐患。

如图8所示为本发明加工流程图，本发明提供了一种基于射频识别标签加密的密钥配对与机械钥匙的物理结构配对来进行双重安全认证保护的智能门锁，用户在使用体验上与现有的普通门锁完全无异，但是在门锁的安全性、使用便捷性等方面均强于现在的普通机械门锁和各种智能门锁。并且，整个锁体的物理结构上仍然相同于现有的锁体，因此该锁体可直接对现有的锁体进行替换，而无需对门框结构进行更改，降低了市场准入门槛。作为对本发明的进一步升级，本发明的智能门锁也可以在后台系统中加入如声光电等报警装置，或发送警报信息至用户终端的信息发送装置，再或者是将其与家中其它的智能家居设备实现互联，以进一步提升其功能实用性。

Claims (11)

1.基于无源射频识别标签的智能门锁，包括机械钥匙和锁体两部分，所述机械钥匙的末端封装由无源射频识别芯片和线圈构成的射频识别标签，所述锁体包括锁头和插装于锁头内的锁芯，锁头内设有标签的读取装置，锁芯内设有机械钥匙的插孔，其特征在于，所述读取装置包括设置于锁头(2)内的线路板(4)、感应线圈(5)以及电池(9)，所述感应线圈(5)和电池(9)分别电连接至线路板(4)，用于识别机械钥匙末端的射频识别标签，锁头(2)下部设有通孔，锁芯(3)插装于锁头(2)下部的通孔内且可在通孔内旋转，所述锁头(2)内部开设有电磁阀孔(21)，其内固定有电磁阀(6)，所述电磁阀(6)电连接至线路板(4)，所述锁芯(3)上部开设有与所述电磁阀孔(21)相对应的阀芯孔(31)，使得所述电磁阀(6)在未开锁状态下，阀芯(61)在重力作用下自然落入阀芯孔(31)内，阀芯(61)上端位于所述电磁阀(6)内，而下端位于所述阀芯孔(31)内，将所述锁芯(3)锁定，而当插入的机械钥匙匹配成功后，阀芯(61)可全部收回至电磁阀(6)内，将所述锁芯(3)解除锁定。

2.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述锁体前端部设有面板(11)，所述面板(11)与锁体成垂直结构，面板(11)设有与所述锁芯(3)相对应的钥匙孔(12)，作为机械钥匙的插入口。

3.根据权利要求2所述的智能门锁，其特征在于，所述面板(11)内设有至少一个触点开关通道，通道内固定有弹簧(71)，弹簧的前端头固定有连接至线路板的触点开关(7)，所述触点开关(7)位于钥匙孔(12)与锁芯(3)之间，且当钥匙孔(12)中插入钥匙时可将触点开关(7)推入触点开关通道内，用于检测钥匙的插入状态，并启动或关闭标签读取装置。

4.根据权利要求2所述的智能门锁，其特征在于，所述面板(11)内设有两组触点开关通道，两组触点开关通道以钥匙孔(12)为中心对称设置，两组触点开关通道内分别固定弹簧(71)，弹簧的前端头固定有连接至线路板的触点开关(7)，两组触点开关在无钥匙插入状态下相互接触于钥匙孔(12)与锁芯(3)之间，且当钥匙孔(12)中插入钥匙时可将各触点开关分离，用于检测钥匙的插入状态，并启动或关闭标签读取装置。

5.根据权利要求2所述的智能门锁，其特征在于，所述面板(11)后部设有面板后盖(13)，所述面板后盖(13)扣合固定于面板(11)上并与面板形成密封的空腔体，线路板(4)、触点开关(7)和弹簧(71)均固定于所述面板后盖(13)上，且位于面板后盖(13)与面板(11)形成的空腔体内，面板后盖(13)上设有与钥匙孔(12)相对应的钥匙孔；感应线圈(5)位于面板后盖(13)背部，并以所述锁芯(3)为中心轴环绕于锁芯(3)外部。

6.根据权利要求2-5任一所述的智能门锁，其特征在于，所述面板(11)表面固定有至少一个LED指示灯(8)，所述LED指示灯(8)电连接至线路板(4)用于指示门锁的工作状态。

7.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述机械钥匙(1)末端封装的射频识别标签为管状RFID标签，管状RFID标签的纵向方向朝向于钥匙的前后两端，且纵向中心线与钥匙的中心线重合。

8.根据权利要求7所述的智能门锁，其特征在于，所述管状RFID标签包括密封管(1a)、线圈(1b)、磁棒(1c)以及无源射频识别芯片(1d)四部分，所述线圈(1b)缠绕于磁棒(1c)上以增加线圈的磁通量，线圈的两端与无源射频识别芯片(1d)焊接固定，所述无源射频识别芯片(1d)、线圈(1b)和磁棒(1c)封装于密封管(1a)中。

9.一种如权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述门锁的开锁方法包括如下流程：

(1)将机械钥匙插入钥匙孔，触动锁体内的触点开关；

(2)线路板接收到触点开关产生的电平触发信号，唤醒处于休眠状态的主控芯片，主控芯片继而唤醒各种外设；

(3)锁体内的锁芯对机械钥匙的锁齿进行匹配，同时，标签读取装置检测机械钥匙上的射频识别标签，并将检测信息传送至主控芯片；

(4)主控芯片判断射频识别标签是否合法，若没有发现RFID标签或者RFID标签不包含在开锁授权白名单中，则判定为非法，锁体内的机构均不动作，保持未开锁状态下的锁定结构，锁芯被电磁阀锁定无法开门，LED指示灯显示红色；若RFID标签包含于开锁授权白名单中，且锁芯与机械钥匙的锁齿相匹配，则插入的机械钥匙匹配成功，线路板驱动电磁阀通电工作，阀芯被吸起收回至电磁阀内，解除对锁芯的锁定，此时即可通过机械钥匙转动锁芯，打开锁舌，实现开门，LED指示灯显示绿色；

(5)触点开关检测钥匙是否拔出，若是，则主控芯片和外设转入休眠状态，完成整个开锁过程。

10.根据权利要求9所述的智能门锁的开锁方法，其特征在于，还包括用户终端通过线路板的串口对主控芯片进行设置，包括匹配钥匙、授权钥匙、删除钥匙，对钥匙使用情况进行追溯，对钥匙权限进行管理和配置等。

11.根据权利要求9所述的智能门锁的开锁方法，其特征在于，步骤(4)中所述主控芯片判断射频识别标签是否合法的流程为：

1)判定过程由作为读取装置端的锁芯主控芯片下发授权指令开始，钥匙端的射频标签芯片收到授权指令后，返回射频标签芯片内部存储的典型的32位或者48位的唯一标识代码，即UID代码，此为第一步；

2)第二步是读取装置端的锁芯主控芯片结合由钥匙端返回的UID代码，将自身产生的32位或者48位随机数，以及与钥匙端射频标签芯片内置的一致的32位或者48位密钥代码，经过一个非线性反馈环形寄存器的运算，产生一个32位或者48位的密匙，再次下发给钥匙端射频标签芯片，用于钥匙端的射频标签芯片的解密认证运算；

3)第三步是钥匙端的射频标签芯片获取32位或者48位的密匙之后，经过自身的解密和加密运算，将自身计算出的密匙返回给读取装置端的锁芯主控芯片，由主控芯片判定是否合法。