CN107143214A - 一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置 - Google Patents

一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置，包括偏光膜、触摸玻璃、LCD显示屏、背光板、主控制器、指纹模块和驱动电路；所述触摸玻璃、LCD显示屏和背光板共同组成数字密码键盘显示及输入单元，即触摸显示屏，所述触摸显示屏与主控制器电气连接；所述指纹模块设置在触摸显示上；所述主控制器通过密码算法生成密码键盘显示在触摸显示屏上，使用者通过在触摸屏上触摸输入正确密码后，所述主控制器打开指纹模块，识别正确的指纹后，通过驱动电路产生控制信号输出。通过在液晶屏上动态的显示密码键盘及触屏输入，结合指纹识别，有效的防止通过偷窥及按键分析进行破解，定期提醒更换数字密码，极大的提高了电子锁的安全性。

Description

一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置
技术领域
本发明涉及一种密码生成装置，具体涉及一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置。
背景技术
传统的电子密码输入方式均采用按键键盘和固定排列触摸键盘进行。
键盘方式多采用塑料按键、硅胶按键、金属按键和触摸按键的缺点：
通过观察操作人员的手势，很容易的可以分析出密码输入的特征，，大大降低了破解难度。
长期使用固定的密码进行输入，必然会使按键表面产生磨损，大大降低了破解难度。
当操作固定排列键盘后，按键表面会有操作余温，通过对键盘按键的剩余温度分析即可得到密码输入顺序，大大降低了破解难度。
由于人体皮肤的油脂在按键操作后在按键上有粘附，通过一些特殊的手段即可获得操作按键的信息，大大降低了破解难度。
触摸按键与普通按键一样，由于长期固定的密码输入对键位同样有磨损、油脂、温度的问题。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置，通过在LCD显示屏上动态的显示密码键盘及触摸屏输入，结合指纹识别，有效的防止通过偷窥及按键分析进行破解，定期提醒更换数字密码，极大的提高了电子锁的安全性。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置，其改进之处在于，包括偏光膜、触摸玻璃、LCD显示屏、背光板、主控制器、指纹模块和驱动电路；所述触摸玻璃、LCD显示屏和背光板共同组成数字密码键盘显示及输入单元，即触摸显示屏，所述触摸显示屏与主控制器电气连接；所述指纹模块设置在触摸显示上；
所述主控制器通过密码算法生成密码键盘显示在触摸显示屏上，使用者通过在触摸屏上触摸输入正确密码后，所述主控制器打开指纹模块，识别正确的指纹后，通过驱动电路产生控制信号输出。
进一步地，还包括蜂鸣器，用于提醒使用者操作的状态。
进一步地，所述背光板为全彩色发光，用于不同状态的指示及LCD显示屏照明，在不同状态下用不同的颜色表示，包括：等待时为白色背光、正确操作为绿色背光、错误操作为红色背光、密码设置时为蓝色背光；通过蜂鸣器的声音提醒操作的状态。
进一步地，所述驱动电路包括背光驱动电路、电机驱动电路、指纹驱动电路、触摸屏驱动电路和液晶显示驱动电路；所述背光板通过背光驱动电路与主控制器电气连接；所述电机驱动电路与主控制器电气连接，并通过电机驱动电路驱动过电流监测模块进行电流监测；所述指纹模块通过指纹驱动电路与主控制器电气连接；所述触摸显示屏通过触摸屏驱动电路与主控制器电气连接；所述LCD显示屏通过液晶显示驱动电路与主控制器电气连接。
进一步地，在所述主控制器上集成有蓝牙通信芯片，用于通过手机APP软件通过蓝牙方式对智能触屏密码生成装置进行管理。
进一步地，在所述主控制器集成有无线通信芯片(如ZigBee、LoRa等)，用于与其他无线产品组网对智能触屏密码生成装置进行智能化管理。
进一步地，还包括外部供电电池和应急电源，所述电池用于为智能触屏密码生成装置供电，所述应急电源为外部电池供电池没电时的备用电源。
进一步地，还包括电源管理和电量监测模块，用于对外部供电电池进行电量管理和电量监测。
进一步地，还包括关锁到位检测开关，用于检测关锁到位检测开关是否被置位，当关锁到位检测开关被置位时表示锁具运行到位，即完成开锁或关锁动作。
进一步地，还包括应急锁检测模块，包括应急锁钥匙孔，用于使用者忘记开锁密码、指纹模块失效或主控制器损坏时的应急开锁。
进一步地，还包括偏光膜，能有效的增加了偷窥LCD显示屏上显示的难度，偏光膜的使用，只能在特定的视角才能清楚的看到LCD显示屏的内容，其他视角查看均看不到LCD显示屏的内容。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案达到的有益效果是：
1、LCD显示屏显示密码键盘，采用动态键盘生产算法，保证每次显示的密码键盘排序不一样。
2、使用触摸屏输入方式输入密码，不用担心按键损坏。
3、密码键盘的随机排序，每次输入密码操作的手势动作都不一样，使得无法通过观察手指动作进行密码破解。
4、密码键盘的随机排序，使得无法通过键盘余温分析进行密码破解。
5、密码键盘的随机排序，使得无法通过键盘油脂分析进行密码破解。
6、密码键盘的随机排序，使得无法通过键盘磨损分析进行密码破解
7、数字密码输入与指纹联合开锁，双重保护更安全。
8、可设置密码输入单独开锁。
9、可设置指纹单独开锁。
10、操作面板与主控板分体式设计，使破坏者无法直接操控关键信号，破坏面板进行信号模拟无法开锁。
11、全面的自检功能，保证可靠性。
12、全面的报警检测：震动、错误打开报警。
13、精确的低功耗控制，保证电池的长效使用。
14、多颜色背光指示，操作状态更清晰体现。
15、电容式触摸输入，保证输入准确性。
16、蓝牙通信功能，方便进行APP软件管理及日志管理。
17、无线通信功能(如ZigBee、LoRa等)，方便进行智能家居网络整合，进行网络集群管理。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置的结构图；
图2是一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置工作流程图；
图3是一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置的结构组成图；其中：(a)为指纹模块示意图，(b)为偏光膜示意图；(c)为触摸显示屏示意图；(d)为液晶显示屏(LCD显示屏)示意图；(e)为背光板示意图；(f)为主控制器示意图；
图4是液晶显示效果一示意图；
图5是液晶显示效果二示意图；
图6是液晶屏与指纹布局图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例一、
本发明提供一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置，其结构图如图1所示，包括偏光膜、触摸玻璃、LCD显示屏、背光板、主控制器、指纹模块和驱动电路；所述触摸玻璃、LCD显示屏和背光板共同组成数字密码键盘显示及输入单元，即触摸显示屏，所述触摸显示屏与主控制器电气连接；所述指纹模块设置在触摸显示上；指纹模块包括指纹识别芯片。如图6所示。
主控制器通过密码算法生成密码键盘显示在触摸显示屏上，通过密码算法保证每次密码键盘显示的数字排列均不相同，使用者通过在触摸屏上触摸输入正确密码后，主控制器打开指纹模块，识别正确的指纹后，主控制器通过驱动电路产生控制信号输出，可应用于各种电子锁的开/关控制。所述的主控制器为ARM主控制器。密码更换提醒，用于提醒使用者定期更换数字密码。背光板为全彩色发光，用于不同状态的指示及液晶显示照明，在不同状态下用不同的颜色表示：等待时为白色背光、正确操作为绿色背光、错误操作为红色背光、密码设置时为蓝色背光。通过声音提醒操作的状态。在主控制器上集成有蓝牙通信芯片，通过手机APP等软件通过蓝牙方式进行管理。在主控制器上集成有无线通信芯片(如ZigBee、LoRa等)，可与其他无线产品组网进行智能化管理。一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置的结构组成图如图3(a)～(f)所示。
上述实施例中，所述驱动电路包括背光驱动电路、电机驱动电路、指纹驱动电路、触摸屏驱动电路和液晶显示驱动电路；所述背光板通过背光驱动电路与主控制器电气连接；所述电机驱动电路与主控制器电气连接，并通过电机驱动电路驱动过电流监测模块进行电流监测；所述指纹模块通过指纹驱动电路与主控制器电气连接；所述触摸显示屏通过触摸屏驱动电路与主控制器电气连接；所述LCD显示屏通过液晶显示驱动电路与主控制器电气连接。
上述实施例中，还包括外部供电电池和应急电源，所述电池用于为智能触屏密码生成装置供电，所述应急电源为外部电池供电池没电时的备用电源。
上述实施例中，还包括电源管理和电量监测模块，用于对外部供电电池进行电量管理和电量监测。
上述实施例中，还包括关锁到位检测开关，用于检测关锁到位检测开关是否被置位，当关锁到位检测开关被置位时表示锁具运行到位，即完成开锁或关锁动作。
上述实施例中，还包括应急锁检测模块，包括应急锁钥匙孔，用于使用者忘记开锁密码、指纹模块失效或主控制器损坏时的应急开锁。
本发明通过在LCD显示屏上动态的显示密码键盘及触屏输入，结合指纹识别，有效的防止通过偷窥及按键分析进行破解，定期提醒更换数字密码，极大的提高了电子锁的安全性。
上述实施例中，还包括偏光膜，能有效的增加了偷窥LCD显示屏上显示的难度，偏光膜的使用，只能在特定的视角才能清楚的看到LCD显示屏的内容，其他视角查看均看不到LCD显示屏的内容。
实施例二、
本发明提供的一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置的工作过程如图2所示，其中，主控制器为整个装置的核心，负责所有的工作调度和核心算法的执行：
1、触摸屏的操作输入给主控制器。
2、主控制器识别操作并唤醒LCD显示屏及背光板。
3、主控制器根据动态键盘生成算法生成显示数据并输出给液晶显示驱动并在LCD显示屏上显示出来，更新显示后，将显示驱动电路设置为休眠状态，降低电池消耗。
4、主控制器根据键盘中数字分布，生成触摸屏输入识别算法，识别触摸屏密码输入操作。
5、密码输入匹配正确，打开指纹识别驱动模块，识别指纹，将触摸屏驱动电路设置为休眠状态，关闭LCD显示屏和背光板，降低电池消耗。
6、指纹识别算法匹配正确，完成所有操作验证，将指纹识别驱动模块电源关闭，降低电池消耗。
7、打开电机驱动电路电源，启动驱动电流监测，进行开锁动作。
8、如果驱动电流变大则表示机械机构出现异常，立即将电机驱动信号改为反转，防止电机卡死及发热。
9、开锁到位检测开关被置位表示锁具运行到位，开锁完成，LCD显示屏绿色背光闪亮，用户打开柜门，内部照明灯点亮。
10、用户关闭柜门，按#键锁门，锁门机构开始动作。
11、关锁到位检测开关被置位表示锁具运行到位，关锁完成。
12、关闭LCD显示屏及驱动电路电源，关闭内部照明灯，主控制器进入休眠状态，降低电池消耗。
13、应急状态处理：
13.1电池没电：使用外部供电(比如USB、3V电池等)连接到备用电源插口。
13.2忘记密码：使用应急钥匙开锁，激活指纹识别模块，开锁机构运转并开锁，在开锁状态上重新设置密码。
13.3指纹模块失效：使用应急钥匙开锁，激活LCD显示屏和触摸显示屏，输入正确开锁密码后，开锁机构运转并开锁，在开锁状态下输入命令码关闭指纹识别功能。
13.4主控制器电路损坏：使用应急钥匙打开手动开锁钥匙孔，使用手动开锁钥匙打开锁具。
14、声光报警：
14.1每次错误输入密码，LCD显示屏背光红色闪亮2次后再次变为白色背光，键盘数字布局重新排列。LCD显示屏显示效果一和二示意图分别如图4和5所示。
14.2三次错误的输入触摸屏密码，LCD显示屏背光红色闪亮报警，内部报警器鸣叫报警，并保存报警操作记录。
14.3敲击/振动达到一定程度时，LCD显示屏背光红色闪亮报警，内部报警器鸣叫报警，并保存报警操作记录。
14.4没有通过密码/指纹开锁流程，开门状态开关被激活，LCD显示屏背光红色闪亮报警，内部报警器鸣叫报警，并保存报警操作记录。
15、功能故障报警：
15.1电池电量低：LCD显示屏显示提示信息，LCD显示屏背光橙色闪亮，电池图标闪烁，蜂鸣器发出提示音。
15.2控制电路功能单元故障，LCD显示屏显示故障代码并闪烁，LCD显示屏背光紫色闪亮，蜂鸣器发出提示音。
16、网络化管理的支持：
16.1蓝牙通信功能的集成，可以通过APP软件进行管理及设置，查询日志记录。
16.2无线通信功能(如ZigBee、LoRa等)的集成，方便进行家居智能网络进行融合，实现网络集群化管理。
16.2通过无线通信功能，将所有的报警记录传递给软件。
本发明提高锁具的安全性，电子锁的密钥量(密码量)极大，可以和机械锁配合，避免因钥匙被仿制而出现的问题。在安全性极高的前题下，它的另一个特点——无需钥匙却被越来越多的人所欣赏。因为人们携带的钥匙很多已成累赘，而电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们的烦恼。电子锁的种类繁多，从大的方面讲可能有数十种，例如数码锁，指纹锁、卡片锁，磁卡锁，生物锁等等。但能谈的上实用一些或者大众化一些的还是按键式电子密码锁。这是一种操作方式类似于按键电话机的电子锁，通过键盘上的数码按键依次输入一组密码，如果密码与内部已约定的密码相同，则输出一个电信号，以驱动电磁铁或者小马达将门闩打开。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于电子锁的智能触屏密码生成装置，其特征在于，包括偏光膜、触摸玻璃、LCD显示屏、背光板、主控制器、指纹模块和驱动电路；所述触摸玻璃、LCD显示屏和背光板共同组成数字密码键盘显示及输入单元，即触摸显示屏，所述触摸显示屏与主控制器电气连接；所述指纹模块设置在触摸显示上；
所述主控制器通过密码算法生成密码键盘显示在触摸显示屏上，使用者通过在触摸显示屏上触摸输入正确密码后，所述主控制器打开指纹模块，识别正确的指纹后，通过驱动电路产生控制信号输出。
2.如权利要求1所述的智能触屏密码生成装置，其特征在于，还包括蜂鸣器，用于提醒使用者操作的状态。
3.如权利要求1所述的智能触屏密码生成装置，其特征在于，所述背光板为全彩色发光，用于不同状态的指示及液晶显示照明，在不状态下用不同的颜色表示，包括：等待时为白色背光、正确操作为绿色背光、错误操作为红色背光、密码设置时为蓝色背光；通过蜂鸣器的声音提醒操作的状态。
4.如权利要求1所述的智能触屏密码生成装置，其特征在于，所述驱动电路包括背光驱动电路、电机驱动电路、指纹驱动电路、触摸屏驱动电路和液晶显示驱动电路；所述背光板通过背光驱动电路与主控制器电气连接；所述电机驱动电路与主控制器电气连接，并通过电机驱动电路驱动过电流监测模块进行电流监测；所述指纹模块通过指纹驱动电路与主控制器电气连接；所述触摸显示屏通过触摸屏驱动电路与主控制器电气连接；所述LCD显示屏通过液晶显示驱动电路与主控制器电气连接。
5.如权利要求1所述的智能触屏密码生成装置，其特征在于，在所述主控制器上集成有蓝牙通信芯片，用于通过手机APP软件通过蓝牙方式对智能触屏密码生成装置进行管理。
6.如权利要求5所述的智能触屏密码生成装置，其特征在于，在所述主控制器集成有无线通信芯片，用于与其他无线产品组网对智能触屏密码生成装置进行智能化管理。
7.如权利要求1所述的智能触屏密码生成装置，其特征在于，还包括外部供电电池和应急电源，所述电池用于为智能触屏密码生成装置供电，所述应急电源为外部电池供电池没电时的备用电源。
8.如权利要求7所述的智能触屏密码生成装置，其特征在于，还包括电源管理和电量监测模块，用于对外部供电电池进行电量管理和电量监测。
9.如权利要求1所述的智能触屏密码生成装置，其特征在于，还包括关锁到位检测开关，用于检测关锁到位检测开关是否被置位，当关锁到位检测开关被置位时表示锁具运行到位，即完成开锁或关锁动作。
10.如权利要求1所述的智能触屏密码生成装置，其特征在于，还包括应急锁检测模块，包括应急锁钥匙孔，用于使用者忘记开锁密码、指纹模块失效或主控制器损坏时的应急开锁。
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