CN109243027A - 一种LoRa云智能门锁系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种LoRa云智能门锁系统，包含系统管理端、移动设备、LoRa云智能门锁服务器、LoRa网关服务器、LoRa网关/基站、LoRa云智能门锁；系统管理端记录门锁操作，并对用户设置权限；移动设备安装LoRa云智能门锁客户端，用于用户登录；LoRa云智能门锁服务器记录用户数据，并进行处理；LoRa网关/基站接入无线应用节点，并接入互联网；LoRa云智能门锁通过LoRa网关/基站，与其他模块进行通信，并通过指令进行锁门和解锁；本发明采用LoRa无线传输技术接入LoRa网关/基站，并接入互联网，制定二维码密码管理策略，用户分级管理，对门锁操作数据进行记录和存储；适用于用户更换频繁等场合。
Description
技术领域
本发明涉及智能门锁的研究领域，特别涉及一种LoRa云智能门锁系统及其控制方法。
背景技术
锁具是门禁系统中重要的组成部分；随着集成电路技术、传感器技术以及物联网技术的发展，传统的机械锁因存在钥匙易丢失、易复制、安全性差等问题。传统的锁具存在以下问题：用户变更时，需同时变更锁具；多个用户共用时，增配钥匙成本高；临时用户访问时，无法远程操控或为临时用户分配锁匙等问题。目前，在电子锁或电磁锁基础上，加入“智能控制器、IC卡钥匙、移动终端App、指纹解锁、数字密码、人脸识别”等新技术，结合“互联网+”技术设计的智能门锁成为门锁设计的一种新趋势。
然而，目前设计的智能门锁重点解决了安全性问题，功能复杂，成本高。对于一个门锁多个用户、用户更换频繁、临时用户访问等场合，在钥匙分发、管理，钥匙的易用性等方面，目前的所设计的智能门锁还有待完善。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种LoRa云智能门锁系统，采用LoRa无线传输技术，可实现1-1000个LoRa云智能门锁，以无线方式接入LoRa网关/基站，该基站通过LoRaWAN技术接入互联网，同时，通过LoRa云智能门锁App、LoRa云服务器实现用户分级管理，为不同的用户制定二维码钥匙的生成、发放、注销、管理等策略。
本发明的另一目的在于提供一种LoRa云智能门锁控制方法。
本发明的主要目的通过以下的技术方案实现：
一种LoRa云智能门锁系统，其特征在于，包含系统管理端、移动设备、LoRa云智能门锁服务器、LoRa网关服务器、LoRa网关/基站、LoRa云智能门锁；
所述系统管理端用于访问LoRa云智能门锁服务器，查看所有用户门锁操作记录，并对所有用户设置权限；
所述移动设备安装有一个LoRa云智能门锁客户端，用于用户登录LoRa云智能门锁服务器；
所述LoRa云智能门锁服务器用于生成用户开锁密码，配置用户权限，记录用户不同操作数据，并进行相关处理；
所述LoRa网关服务器用于维护每个无线终端的记录，对加入LoRa网关的每个无线终端进行初始化及激活；
所述LoRa网关/基站能接入一个以上无线应用节点，使无线应用节点接入互联网；
所述LoRa云智能门锁通过LoRa网关/基站，与移动设备、系统管理端、LoRa云智能门锁服务器、LoRa网关服务器进行通信，通过指令进行锁门和解锁。
进一步地，所述LoRa云智能门锁，包含主控制器、无线通信模块、Flash模块、第一霍尔感应器、第二霍尔感应器、时钟电路、蜂鸣器模块、电机驱动模块、电机与齿轮传动单元、锁舌、输入键盘、二维码读头、显示屏、电源；
其中，主控制器分别与无线通信模块、Flash模块、第一霍尔感应器、第二霍尔感应器、时钟电路、蜂鸣器模块、电机驱动模块、输入键盘、二维码读头、显示屏连接；
电机驱动模块另一端连接电机与齿轮传动单元至锁舌；
进一步地，所述所有用户，其权限从高到低，包含管理员、一级用户、二级用户、三级用户；
所述管理员通过管理员ID和管理员密码从LoRa云智能门锁客户端登录，生成管理员操作界面，对下级用户进行管理、新增、删除，查看下级用户的门锁操作数据和门锁操作历史数据；
所述一级用户通过一级用户ID和一级用户密码从LoRa云智能门锁客户端登录，生成一级用户界面，能进行的操作有：扫码开锁、申请更新开锁二维码、远程开锁、为二级用户设置二级用户ID和二级用户密码、为三级用户申请开锁二维码和开锁密码；
所述二级用户通过二级用户ID和二级用户密码从LoRa云智能门锁客户端登录，生成二级用户界面，能进行的操作有：扫码开锁、申请更新开锁二维码、远程开锁、为三级用户申请开锁二维码和开锁密码；
所述三级用户的功能有，通过一级用户或二级用户分享，获取开锁二维码和开锁密码；
进一步地，所述系统管理端，对不同级别用户设置不同有效时长的开锁二维码和开锁密码；
进一步地，所述LoRa云智能门锁服务器，记录LoRa云智能门锁的所有用户操作数据，根据所登录用户的操作指令，分配所登录用户的开锁密码，并将开锁密码传输给LoRa云智能门锁客户端，生成开锁二维码；根据管理员或登录用户的注销指令，能注销指定用户的开锁密码；
进一步地，所述LoRa网关/基站,是一种基于LoRaWAN协议的无线通信网关/基站；
进一步地，所述无线应用节点接入互联网，通过3G网络、4G网络、有线以太网三种网络任一一种网络接入互联网。
本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：
一种LoRa云智能门锁控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、系统管理员通过系统管理端，设定一级用户、二级用户、三级用户操作权限；对一级用户进行现场身份认证后，为一级用户分配一级用户ID和一级用户密码；二级用户由一级用户进行现场身份认证后，分配二级用户ID和二级用户密码；三级用户由一级用户或二级用户进行身份认证后，为三级用户分享开锁二维码或开锁密码；
S2、一级用户及二级用户均可通过安装有LoRa云智能门锁客户端的移动设备登录，LoRa云智能门锁云服务器对用户ID和用户登录密码进行验证，验证成功则登录成功，验证失败则登录失败；
S3、LoRa云智能门锁云服务器对登录成功用户，自动识别用户权限，先为登录成功用户生成开锁密码，然后把用户ID及生成的开锁密码，经互联网发送并存储至LoRa云智能门锁后，再把登录成功用户的权限参数、用户信息、开锁密码发送至该用户的客户端，登录成功用户的客户端根据获取的权限参数、开锁密码，自动配置用户操作界面，显示登录成功用户的开锁二维码、登录成功用户对应的功能操作界面；
S4、登录成功用户通过开锁二维码给二维码读头识别和验证，LoRa云智能门锁完成解锁和上锁。
进一步地，所述用户权限由高到低分为四个级别：管理员、一级用户、二级用户、三级用户；
所述管理员功能有：对下级用户进行新增和删除，查看下级用户的门锁操作数据和门锁操作历史数据；
所述一级用户的功能有：扫码开锁、申请更新开锁二维码、远程开锁、对二级用户进行新增和删除，为二级用户设置二级用户ID和二级用户密码、为三级用户申请开锁二维码和开锁密码；
所述二级用户的功能有：扫码开锁、申请更新开锁二维码、远程开锁、对三级用户进行新增和删除，为三级用户申请开锁二维码和开锁密码；
所述三级用户的功能有，通过一级用户或二级用户分享，获取开锁二维码和开锁密码；
进一步地，所述解锁和上锁，具体过程为：用户把解锁二维码经二维码读头识别后，由主控制器获取用户ID及开锁密码，并与Flash模块存储的该用户ID及开锁密码比对无误后，主控制器向电机驱动发送开锁信号，驱动电机与齿轮传动单元拉动锁舌，打开门锁；主控制器通过第一霍尔感应器、第二霍尔感应器通过检测锁舌位置，获取已开锁信号后，驱动蜂鸣器模块发出开锁提示声，打开门锁，并向LoRa云智能门锁云服务器传送该用户ID打开门锁的操作信息；当门再次关闭时，LoRa云智能门锁进行上锁，驱动蜂鸣器模块发出上锁提示声；主控制器通过第一霍尔感应器、第二霍尔感应器检测门是否已经关闭，门关闭之后延时3至5秒，LoRa云智能门锁执行上锁，并驱动蜂鸣器模块发出上锁提示声。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明采用LoRa无线传输技术，可实现1-1000个LoRa云智能门锁，以无线方式接入LoRa网关/基站，该基站通过LoRaWAN技术接入互联网，同时，通过LoRa云智能门锁客户端、LoRa云服务器实现用户分级管理，为不同的用户制定二维码钥匙的生成、发放、注销、管理策略，并对门锁操作数据进行记录和存储；
本发明主要针对一个门锁多个用户、用户更换频繁、临时用户访问等场合，在钥匙分发、管理，钥匙的易用性，适用于城中村集中管控的出租屋门锁系统、大型酒店客房门锁系统、多用户大门门锁系统等场合门锁应用。
附图说明
图1为本发明所述一种LoRa云智能门锁系统结构框图；
图2为本发明所述一种LoRa云智能门锁结构框图；
图3为本发明所述一种LoRa云智能门锁系统用户建立流程图；
图4为本发明所述一种LoRa云智能门锁系统用户登录流程图；
图5为本发明所述一种LoRa云智能门锁系统开锁流程图；
图中，1-LoRa云智能门锁，101-主控制器、102-LoRa无线通信模块、103-Flash、104-第一霍尔感应器、105-第二霍尔感应器、106-时钟电路、107-蜂鸣器模块、108-电机驱动、109-电机与齿轮传动单元、110-锁舌、111-输入键盘、112-二维码读头、113-显示屏、2-LoRa网关/基站、3-LoRa云智能门锁客户端、4-系统管理端、5-LoRa网关服务器、6-LoRa云智能门锁服务器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：
一种LoRa云智能门锁系统，如图1所示，包含系统管理端4、移动设备、LoRa云智能门锁服务器6、LoRa网关服务器5、LoRa网关/基站2、LoRa云智能门锁1；
系统管理端4用于访问LoRa云智能门锁服务器，查看所有用户门锁操作记录，并对所有用户设置权限；
移动设备安装有一个LoRa云智能门锁客户端3，用于用户登录LoRa云智能门锁服务器6；
所述LoRa云智能门锁服务器用于生成用户开锁密码，配置用户权限，记录用户不同操作数据，并进行相关处理；
所述LoRa网关服务器用于维护每个无线终端的记录，对加入LoRa网关的每个无线终端进行初始化及激活；
LoRa网关/基站2，是一种基于LoRaWAN协议的无线通信网关/基站，它能接入一个以上云智能门锁等无线应用节点，把各无线应用节点通过3G/4G网络或有线以太网方式，接入互联网，即能接入一个以上无线应用节点，使无线应用节点接入互联网；
LoRa云智能门锁1通过LoRa网关/基站2，与移动设备、系统管理端4、LoRa云智能门锁服务器6、LoRa网关服务器5进行通信，通过指令进行锁门和解锁；
LoRa云智能门锁，如图2所示，包含主控制器101、LoRa无线通信模块102、Flash模块103、第一霍尔感应器104、第二霍尔感应器105、时钟电路106、蜂鸣器模块107、电机驱动模块108、电机与齿轮传动单元109、锁舌110、输入键盘111、二维码读头112、显示屏113、电源；
其中，主控制器101分别与LoRa无线通信模块102、Flash模块103、第一霍尔感应器104、第二霍尔感应器105、时钟电路106、蜂鸣器模块107、电机驱动模块108、输入键盘111、二维码读头112、显示屏113连接；电机驱动模块108另一端连接电机与齿轮传动单元109至锁舌110；
LoRa云智能门锁1通过其内嵌的LoRa无线通信模块与LoRa网关/基站2进行无线通信，经LoRa网关/基站2的3G/4G模块或有线以太网接入互联网，通过互联网与LoRa云智能门锁客户端3、系统管理端4、LoRa网关服务器5、LoRa云智能门锁云服务器6进行远程数据传输；
一种LoRa云智能门锁系统，根据用户权限，把用户分成系统管理员(设备码)、一级用户(业主用户)、二级用户(常住用户)、三级用户(临时用户)，其用户ID的建立流程，如图3所示：
系统管理员在系统管理端或LoRa云智能门锁客户端登录后，可建立一级用户ID及登录密码；一级用户ID在LoRa云智能门锁客户端登录后，可建立二级用户ID及登录密码；一级用户/二级用户在LoRa云智能门锁客户端登录后，可建立三级用户ID；
LoRa云智能门锁服务器接收到该用户ID及登录密码后，先识别该用户ID的权限，为该用户分配开锁密码，设定该用户的操作参数及门锁操作信息记录(多个用户信息构建LoRa云智能门锁服务器的数据库)；LoRa云智能门锁服务器先把该用户ID、开锁密码、用户门锁操作参数发送至LoRa云智能门锁的Flash模块中，再把该用户ID、开锁密码、用户操作参数发送至该用户的LoRa云智能门锁客户端上；
更进一步地，LoRa云智能门锁服务器上有用户数据更新时，会立即将更新的用户数据同步至LoRa云智能门锁的Flash模块中和该用户的LoRa云智能门锁客户端上；
用户在线登录流程，如图4所示：
用户在安装LoRa云智能门锁客户端的移动终端上，输入用户ID及密码，连接访问LoRa云智能门锁服务器的用户数据库；
LoRa云智能门锁服务器服务器检测用户ID及密码均正确后，再根据用户ID类型，向LoRa云智能门锁客户端返回该用户ID的客户端配置参数；
该用户的LoRa云智能门锁客户端根据客户端配置参数(包含该用户ID及开锁密码)，生成该用户的客户端操作界面(包括显示该用户ID及开锁密码信息的二维码图案)；
LoRa云智能门锁系统开锁操作流程，如图5所示：
用户把显示在LoRa云智能门锁客户端的二维码图案，经二维码读头识别后，由主控制器获取用户ID及开锁密码，并与Flash模块存储的该用户ID及开锁密码比对无误后，主控制器向电机驱动发送开锁信号，驱动电机与齿轮传动单元拉动锁舌，打开门锁；此时，主控制器通过第一霍尔感应器、第二霍尔感应器通过检测锁舌位置，获取已开锁信号后，驱动蜂鸣器模块发出开锁提示声，并向LoRa云智能门锁云服务器传送该用户ID打开门锁的操作信息；主控制器通过第一霍尔感应器、第二霍尔感应器检测门是否已经关闭，门关闭之后延时3至5秒，LoRa云智能门锁执行上锁，并驱动蜂鸣器模块发出上锁提示声；
LoRa云智能门锁客户端操作界面有：
系统管理员操作界面：在客户端上管理员ID及密码登录有生成本界面，可执行功能包括：一级用户ID新增及删除、二级用户ID删除；LoRa云智能门锁用户的操作信息在线监测、历史数据查询；显示当前所有一级用户ID、二级用户ID、三级用户ID的授权关系列表及用户状态。
一级用户操作界面：在客户端上输入一级用户ID及密码后生成本界面，可执行功能包括：显示本登录用户的开锁二维码的图案、申请更新本用户的开锁密码、一键远程开锁、二级用户ID管理；其中，二级用户ID管理包括：二级用户ID新增、删除、二级用户ID列表、显示选定的二级用户ID的开锁二维码图案。
二级用户操作界面：在客户端上输入二级用户ID及密码后生成本界面，可执行功能包括：显示本登录用户的开锁二维码的图案、申请更新本用户的开锁密码、一键远程开锁。
进一步地，通过一级用户或二级用户分享，获取开锁二维码和开锁密码。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LoRa云智能门锁系统，其特征在于，包含系统管理端、移动设备、LoRa云智能门锁服务器、LoRa网关服务器、LoRa网关/基站、LoRa云智能门锁；
所述系统管理端用于访问LoRa云智能门锁服务器，查看所有用户门锁操作记录，并对所有用户设置权限；
所述移动设备安装有一个LoRa云智能门锁客户端，用于用户登录LoRa云智能门锁服务器；
所述LoRa云智能门锁服务器用于生成用户开锁密码，配置用户权限，记录用户不同操作数据，并进行相关处理；
所述LoRa网关服务器用于维护每个无线终端的记录，对加入LoRa网关的每个无线终端进行初始化及激活；
所述LoRa网关/基站能接入一个以上无线应用节点，使无线应用节点接入互联网；
所述LoRa云智能门锁通过LoRa网关/基站，与移动设备、系统管理端、LoRa云智能门锁服务器、LoRa网关服务器进行通信，通过指令进行锁门和解锁。
2.根据权利要求1所述的一种LoRa云智能门锁系统，其特征在于，所述LoRa云智能门锁，包含主控制器、无线通信模块、Flash模块、第一霍尔感应器、第二霍尔感应器、时钟电路、蜂鸣器模块、电机驱动模块、电机与齿轮传动单元、锁舌、输入键盘、二维码读头、显示屏、电源；
其中，主控制器分别与无线通信模块、Flash模块、第一霍尔感应器、第二霍尔感应器、时钟电路、蜂鸣器模块、电机驱动模块、输入键盘、二维码读头、显示屏连接；
电机驱动模块另一端连接电机与齿轮传动单元至锁舌。
3.根据权利要求1所述的一种LoRa云智能门锁系统，其特征在于，所述所有用户，其权限从高到低，包含管理员、一级用户、二级用户、三级用户；
所述管理员通过管理员ID和管理员密码从LoRa云智能门锁客户端登录，生成管理员操作界面，对下级用户进行管理、新增、删除，查看下级用户的门锁操作数据和门锁操作历史数据；
所述一级用户通过一级用户ID和一级用户密码从LoRa云智能门锁客户端登录，生成一级用户界面，能进行的操作有：扫码开锁、申请更新开锁二维码、远程开锁、为二级用户设置二级用户ID和二级用户密码、为三级用户申请开锁二维码和开锁密码；
所述二级用户通过二级用户ID和二级用户密码从LoRa云智能门锁客户端登录，生成二级用户界面，能进行的操作有：扫码开锁、申请更新开锁二维码、远程开锁、为三级用户申请开锁二维码和开锁密码；
所述三级用户通过第三方获取一级用户或二级用户分享的开锁二维码或开锁密码，且此获取的开锁二维码或开锁密码使用一次后失效；所述第三方包含微信、短信、QQ。
4.根据权利要求1所述的一种LoRa云智能门锁系统，其特征在于，所述系统管理端，对不同级别用户设置不同有效时长的开锁二维码和开锁密码。
5.根据权利要求1所述的一种LoRa云智能门锁系统，其特征在于，所述LoRa云智能门锁服务器，记录LoRa云智能门锁的所有用户操作数据，根据所登录用户的操作指令，分配所登录用户的开锁密码，并将开锁密码传输给LoRa云智能门锁客户端，生成开锁二维码；根据管理员或登录用户的注销指令，能注销指定用户的开锁密码。
6.根据权利要求1所述的一种LoRa云智能门锁系统，其特征在于，所述LoRa网关/基站,是一种基于LoRaWAN协议的无线通信网关/基站。
7.根据权利要求1所述的一种LoRa云智能门锁系统，其特征在于，所述无线应用节点接入互联网，通过3G网络、4G网络、有线以太网三种网络任一一种网络接入互联网。
8.一种LoRa云智能门锁控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、系统管理员通过系统管理端，设定一级用户、二级用户、三级用户操作权限；对一级用户进行现场身份认证后，为一级用户分配一级用户ID和一级用户密码；二级用户由一级用户进行现场身份认证后，分配二级用户ID和二级用户密码；三级用户由一级用户或二级用户进行身份认证后，为三级用户分享开锁二维码或开锁密码；
S2、一级用户及二级用户均可通过安装有LoRa云智能门锁客户端的移动设备登录，LoRa云智能门锁云服务器对用户ID和用户登录密码进行验证，验证成功则登录成功，验证失败则登录失败；
S3、LoRa云智能门锁云服务器对登录成功用户，自动识别用户权限，先为登录成功用户生成开锁密码，然后把用户ID及生成的开锁密码，经互联网发送并存储至LoRa云智能门锁后，再把登录成功用户的权限参数、用户信息、开锁密码发送至该用户的客户端，登录成功用户的客户端根据获取的权限参数、开锁密码，自动配置用户操作界面，显示登录成功用户的开锁二维码、登录成功用户对应的功能操作界面；
S4、登录成功用户通过开锁二维码给二维码读头识别和验证，LoRa云智能门锁完成解锁和上锁。
9.根据权利要求8所述的一种LoRa云智能门锁控制方法，其特征在于，所述用户权限由高到低分为四个级别：管理员、一级用户、二级用户、三级用户；
所述管理员功能有：对下级用户进行新增和删除、查看下级用户的门锁操作数据和门锁操作历史数据；
所述一级用户的功能有：扫码开锁、申请更新开锁二维码、远程开锁、对二级用户进行新增和删除、为二级用户设置二级用户ID和二级用户密码、为三级用户申请开锁二维码和开锁密码；
所述二级用户的功能有：扫码开锁、申请更新开锁二维码、远程开锁、对三级用户进行新增和删除、为三级用户申请开锁二维码和开锁密码；
所述三级用户的功能有，通过一级用户或二级用户分享，获取开锁二维码和开锁密码。
10.根据权利要求8所述的一种LoRa云智能门锁控制方法，其特征在于，所述解锁和上锁，具体过程为：用户把解锁二维码经二维码读头识别后，由主控制器获取用户ID及开锁密码，并与Flash模块存储的该用户ID及开锁密码比对无误后，主控制器向电机驱动发送开锁信号，驱动电机与齿轮传动单元拉动锁舌，打开门锁；主控制器通过第一霍尔感应器、第二霍尔感应器通过检测锁舌位置，获取已开锁信号后，驱动蜂鸣器模块发出开锁提示声，打开门锁，并向LoRa云智能门锁云服务器传送该用户ID打开门锁的操作信息；主控制器通过第一霍尔感应器、第二霍尔感应器检测门是否已经关闭，门关闭之后延时3至5秒，LoRa云智能门锁执行上锁，并驱动蜂鸣器模块发出上锁提示声。
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Publications (1)
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