CN109544735A - 一种支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，包括智能锁具、远程服务器和移动终端,所述智能密码锁可以与远程服务器通信，所述移动终端中安装有客户端软件，可以与远程服务器通信。本发明智能密码锁控制系统使用动态密码，并将动态密码与静态密码相结合，保证了智能锁具的安全性。拥有两种锁定模式，灵活地将动态密码和静态密码结合使用，兼顾智能锁的安全性和使用上的灵活性和便捷性。支持多工作模式，适用于多种场景。提供了家庭模式和管理模式，适用于家庭和学校、公司、租户等多种场景。

Description

一种支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统

技术领域

本发明属于智能锁技术领域，特别是涉及一种支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统。

背景技术

随着技术的进步，越来越多的人在家里、学校、办公场所使用智能锁具，相对于传统的机械锁，其安全、方便，提高了安全性和生活效率。现有的智能锁各式各样，功能、种类繁多，已经能够满足一部分我们对智能锁的需求。但是现有的智能锁仍然存在可以改进的地方。目前智能锁较为常见的解锁方式有指纹和密码，指纹开锁方便快捷，体验很好，而密码锁也方便快捷，被广泛使用。通常使用的智能锁可以使用两者其一或者两者组合的解锁方式，再加以备用的机械结构和钥匙组成。

不过密码和指纹两种智能锁开锁方式在保证安全上也有不足之处。对于指纹解锁，方便快捷是它的优点，指纹唯一性可以让它成为一种有效的验证方式。但是在生活中指纹非常容易泄露，存在潜在的安全问题。而指纹的不可修改性导致指纹泄露之后对所有使用指纹验证的场景都构成威胁。以上两点限制了指纹识别能够达到的安全级别。对于密码验证，相对指纹识别，它可以修改，但是它仍然存在容易泄露的问题。在用户输入密码时，可能会不小心造成密码的泄露，而且密码的泄露可能在用户不知情的情况下，导致严重的安全隐患。定期修改密码可以缓解这个问题，但是用户通常在不知情的情况下泄露了密码，无从决定密码的修改频率。而且需要频繁修改密码也导致不好的用户体验，甚至忘记密码导致无法开锁。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，解决现有技术中密码和指纹两种智能锁开锁方式在保证安全上不足的问题。

本发明的技术方案是：一种支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，包括智能锁具、远程服务器和移动终端,所述智能密码锁可以与远程服务器通信，所述移动终端中安装有客户端软件，可以与远程服务器通信。

所述智能锁具包括外部电源、网络连接模块、密码输入模块、控制器和进行锁开闭的机械结构，支持多工作模式，可以以安全的方式设为家庭模式或管理模式。

所述智能锁具使用静态密码和动态密码相结合的方式，静态密码由用户在智能锁具上手动设置，不上传远程服务器，只有设置密码的用户掌握静态密码，动态密码由远程服务器产生，并发送到用户的移动客户端上。

智能锁具的锁定模式有两种：强上锁模式和临时上锁模式；在强上锁模式下，用户使用静态密码和动态密码的组合可以开锁，即先输入M位的静态密码，再紧接着输入N位的动态密码，即可打开门锁；在临时上锁模式下，只需使用静态密码即可打开锁具；智能锁具锁定模式的变化由远程服务器或者用户直接对锁具的操作改变。

家庭模式下的锁具从外部开锁必需使用静态密码的临时上锁模式或静态密码与动态密码的组合的强上锁模式；在强上锁模式下从外部开锁又分为多个步骤：客户端向远程服务器申请动态密码、远程服务器将动态密码发送到智能锁具、智能锁具准备接受密码、远程服务器将动态密码发送到用户的客户端软件、用户向锁具输入密码开锁。

管理模式下的锁具还支持一次性密码的开锁方式，不需要静态密码或动态密码；管理模式下的锁具在收到一次性密码后，会在一次性密码的授权期内变成准备接收一次性密码的状态，同时不影响其接收静态密码和组合密码；授权模式的一次性密码只能在规定的时间段内使用一次，使用后即失效；使用授权模式的一次性密码打开锁具时，如果智能锁具处于强锁定模式，之后的每一次关门动作都将使锁具的锁定状态恢复到强锁定模式，直到再次使用静态密码和动态密码的组合打开锁具，关门动作才再次仅触发临时锁定模式。

所述远程服务器包括对用户的管理、对锁具的管理、密码的生成、与锁具通信、与客户端通信。

所述远程服务器对用户和锁具的管理，在家庭模式下，家庭用户以家庭用户组的形式出现，每个家庭用户组以安全的方式创建并绑定一个或多个锁具，每个家庭用户组以安全的方式绑定一个或多个管理员，家庭用户组的管理员拥有对锁具的所有可以执行的操作的权限，并且任何权限不能被其他管理员剥夺，家庭用户组的管理员不可以设置其他人为管理员，家庭用户组的管理员可以增加或删除家庭用户组的普通成员，指定或取消家庭用户组某个普通成员对某个锁具的某项权限，家庭用户组普通成员仅有对锁具的权限，没有管理家庭用户组成员的权限，拥有对相应锁具的相应权限的家庭用户组成员，包括管理员和普通成员，可以通过远程服务器对相应锁具执行相应操作或获取相应信息。

所述远程服务器对用户和锁具的管理，在管理模式下，用户首先由用户群的形式出现，一个组织对应一个用户群，每个用户群以安全的方式创建并绑定一个或多个锁具，每个用户群以安全的方式设置一个超级管理员，超级管理员拥有对于本用户群下的所有锁具的所有可以执行的操作的权限，超级管理员的职责是创建和管理用户组、某种情况下为特定锁具创建一次性密码，超级管理员在它管理的范围内创建用户组，为用户组指定锁具，超级管理员为用户组指定普通成员和管理员，但都是可选的；若超级管理员为用户组指定管理员，那么此管理员的权限与家庭用户组管理员的权限类似；若超级管理员不为用户组指定管理员，此用户组普通成员的管理要由超级管理员直接进行。

拥有权限的用户可以对锁具执行的操作有：将临时上锁模式下的锁具锁定为强上锁模式、锁具为强上锁模式时发送动态密码请求。

本发明的有益效果是：

(1)安全可靠。使用动态密码，并将动态密码与静态密码相结合，保证了智能锁具的安全性。

(2)兼顾安全性和便捷性。拥有两种锁定模式，灵活地将动态密码和静态密码结合使用，兼顾智能锁的安全性和使用上的灵活性和便捷性。

(3)支持多工作模式，适用于多种场景。提供了家庭模式和管理模式，适用于家庭和学校、公司、租户等多种场景。

附图说明

图1本发明智能密码锁控制系统整体结构图；

图2智能锁具系统图；

图3家庭模式下锁具的锁定模式转变以及开锁方式；

图4家庭模式下在强上锁模式下从外部开锁；

图5管理模式下使用一次性密码从外部开锁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明一种支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，包括智能锁具、远程服务器和移动终端。所述智能锁具可以与远程服务器通信。所述移动终端中安装有客户端软件，可以与远程服务器通信。系统整体结构如图1所示。

所述智能锁具包括外部电源、网络连接模块、密码输入模块、控制器和进行锁开闭的机械结构。智能锁系统结构图见图2。智能锁具支持多工作模式，可以以安全的方式设为家庭模式或管理模式(学校、租户、公司等场景)。

为了提高安全性，智能锁具使用静态密码和动态密码相结合的方式。静态密码由用户在智能锁具上手动设置，不上传远程服务器，只有设置密码的用户掌握静态密码。动态密码由远程服务器产生，并发送到用户的移动客户端上。

为了管理上的方便，在管理模式下的锁具还支持一次性密码的开锁方式，不需要静态密码或动态密码。

智能锁具的锁定模式。为了兼顾安全和使用上的方便，智能锁具拥有两种锁定模式：强上锁模式和临时上锁模式。在强上锁模式下，用户使用静态密码和动态密码的组合可以开锁，即先输入M位的静态密码，再紧接着输入N位的动态密码，即可打开门锁。在临时上锁模式下，只需使用静态密码即可打开锁具。智能锁具锁定模式的变化由远程服务器或者用户直接对锁具的操作改变。具体地，用户关门的动作自动触发锁具临时上锁。远程服务器可以发送命令使智能锁具由临时上锁模式进入到强上锁模式，这是远程服务器能够对智能锁具锁定模式进行的唯一操作，远程服务器不能将智能锁具由强上锁模式转变为临时上锁模式。从门的内部可以将智能锁具由临时上锁模式转变为强上锁模式。智能锁具保持与远程服务器的通信，每次状态变化实时通知远程服务器。

智能锁具的开锁方式(家庭模式)。家庭模式下的锁具从外部开锁必需使用静态密码(临时上锁模式)或静态密码与动态密码的组合(强上锁模式)。因此家庭模式下的锁具从外部在没有静态密码的情况下无法开锁。家庭模式下从外部开锁，锁具的锁定模式转变以及开锁方式如图3所示。家庭模式下从内部可以直接开锁，不需要密码。

智能锁具的开锁方式(家庭模式)。在家庭模式下的锁具，在强上锁模式下从外部开锁又分为多个步骤：客户端向远程服务器申请动态密码、远程服务器将动态密码发送到智能锁具、智能锁具准备接受密码、远程服务器将动态密码发送到用户的客户端软件、用户向锁具输入密码开锁等。需要用户申请动态密码，服务器才会产生动态密码并发送到锁具和用户客户端。在动态密码产生并发送到锁具前，动态密码本身是不存在的，家庭模式下处于强上锁模式的锁具此时处于一种锁死的状态，任何密码也无法打开锁具。在用户从客户端向远程服务器申请动态密码、远程服务器生成动态密码K并发送到锁具后，锁具处于强上锁模式待输入密码状态，并只维持这个状态T时间，只有当用户在T时间内输入静态密码和K的组合，锁具方可打开，否则，动态密码K失效，锁具回到锁死状态，若仍要打开锁具，需要重新向远程服务器发出申请。远程服务器生成动态密码发送到锁具的同时，也将动态密码发送给了客户端，于是用户可从客户端获得动态密码进行开锁操作。家庭模式下处于强上锁模式的锁具从外部开锁的过程如图4所示。

智能锁具的开锁方式(管理模式)。管理模式下从外部开锁，可以使用与家庭模式相同的方式。除非特别说明，管理模式下锁具的锁定状态变化也与家庭模式下相同。在管理模式下从外部开锁除了使用与家庭模式下相同的方式外，还可以使用另一种开锁方式：服务器可以生成临时的、有时限的一次性密码，授权给管理人员，管理人员通过一次性密码可以打开强上锁模式及临时上锁模式的锁具，不需要静态密码或动态密码。使用授权模式通过一次性密码打开锁具需要遵守相应的规章制度和法律法规。管理模式下从内部可以直接开锁，不需要密码。

智能锁具的开锁方式(管理模式)。需要说明，管理模式下的锁具在收到一次性密码后，会在一次性密码的授权期内变成准备接收一次性密码的状态，同时不影响其接收静态密码和组合密码。授权模式的一次性密码只能在规定的时间段内使用一次，使用后即失效。使用授权模式的一次性密码打开锁具时，如果智能锁具处于强锁定模式，之后的每一次关门动作都将使锁具的锁定状态恢复到强锁定模式，直到再次使用静态密码和动态密码的组合打开锁具，关门动作才再次仅触发临时锁定模式。相关图示见图5。

所述远程服务器包括对用户的管理、对锁具的管理、密码的生成、与锁具通信、与客户端通信。

远程服务器对用户和锁具的管理(家庭模式)。家庭用户以家庭用户组的形式出现。每个家庭用户组以安全的方式创建并绑定一个或多个锁具。每个家庭用户组以安全的方式绑定一个或多个管理员。家庭用户组的管理员拥有对锁具的所有可以执行的操作的权限，并且任何权限不能被其他管理员剥夺。家庭用户组的管理员不可以设置其他人为管理员。家庭用户组的管理员可以增加或删除家庭用户组的普通成员，指定或取消家庭用户组某个普通成员对某个锁具的某项权限。家庭用户组普通成员仅有对锁具的权限，没有管理家庭用户组成员的权限。拥有对相应锁具的相应权限的家庭用户组成员(包括管理员和普通成员)可以通过远程服务器对相应锁具执行相应操作(权限对应执行操作)或获取相应信息(权限对应获取信息)。

远程服务器对用户和锁具的管理(家庭模式)。拥有权限的用户可以对锁具执行的操作有：将临时上锁模式下的锁具锁定为强上锁模式、锁具为强上锁模式时发送动态密码请求。前一种操作使服务器发送消息给锁具使其转为强上锁模式。后一种操作将使服务器产生随机的动态密码，发送给锁具和用户的客户端。两种操作导致锁具的状态变化可以从图1和图2看出。

远程服务器对用户和锁具的管理(管理模式)。此模式下用户首先由用户群的形式出现，一个组织对应一个用户群。每个用户群以安全的方式创建并绑定一个或多个锁具(通常是很多个锁具)。每个用户群以安全的方式设置一个超级管理员。超级管理员拥有对于本用户群下的所有锁具的所有可以执行的操作的权限。超级管理员的职责是创建和管理用户组、某种情况下为特定锁具创建一次性密码。超级管理员在它管理的范围内创建用户组，为用户组指定锁具。超级管理员为用户组指定普通成员和管理员，但都是可选的。若超级管理员为用户组指定管理员，那么此管理员的权限与家庭用户组管理员的权限类似；若超级管理员不为用户组指定管理员，此用户组普通成员的管理要由超级管理员直接进行。

远程服务器对用户和锁具的管理(管理模式)。类似于家庭模式，拥有权限的用户可以对锁具执行的操作有：将临时上锁模式下的锁具锁定为强上锁模式、锁具为强上锁模式时发送动态密码请求(此操作将通过服务器使锁具变为强上锁模式待开锁状态并获得动态密码)。两种操作导致锁具的状态变化可以类似地从图1和图2看出。

远程服务器对用户和锁具的管理(管理模式)。普通情况下用户组成员对锁具的操作类似于家庭用户组成员对其对应锁具的操作。除此之外，超级管理员可以对本用户群下任意特定锁具设置一次性密码，从而可以在没有静态密码及动态密码的情况下打开锁具。此操作需要遵守相应的规章制度和法律法规。

所述移动终端安装有本系统的移动客户端。用户从客户端登陆，可以对拥有相应权限的锁具进行对应操作。即在拥有相应权限的情况下，用户可以使用客户端从服务器获取相应锁具状态、对锁具进行强上锁、通过客户端获取相应强上锁锁具的动态密码等。

下面根据两种模式说明具体实施方法：

1.家庭模式

在这个场景下，需要锁具处于家庭模式。下面展示智能锁在家庭模式下如何提供安全便捷的保护功能。

下面的描述模拟家庭用户的使用场景。用户买来智能锁，完成锁的安装，再以安全的方式绑定家庭用户组并设定管理员。在锁具正式使用之前，用户还需要通过直接在智能锁上操作设定静态密码，此静态密码由用户设定，只有用户知道，也不会上传服务器，减少了泄露的可能性。设定完静态密码之后，锁具就处于可用的状态了。

下面描述用户一天的使用情况，涉及到最常见的使用场景，真实场景包括但不限于这些场景。用户离开家时从内部开锁直接，离开家后关门，锁具自动锁定，此时进入的是临时上锁模式。若此时用户需要再次打开智能锁，需要输入静态密码。锁具报告远程服务器已进入临时上锁模式。用户决定不再进入房内，打开移动客户端，客户端从远程服务器获得智能锁的锁定模式，用户查看到智能锁的锁定模式为临时上锁模式，决定将智能锁转为强上锁模式。用户通过移动客户端向远程服务器发送强上锁指令，远程服务器与智能锁通信，传达相关信息。智能锁收到强上锁指令后，进入强上锁状态。这时智能锁处于锁死的状态，即不存在密码能够开锁，此时唯一的开锁方式是从内部开锁。

用户回家后准备打开智能锁。首先用户应通过移动客户端向远程服务器请求动态密码。远程服务器收到动态密码请求后，产生随机的动态密码，并同时发给移动客户端和智能锁。智能锁转入待接收组合密码的模式。用户从移动客户端得到动态密码。在一定时间内用户输入正确的静态密码和动态密码的组合，即可完成开锁。在这个时间内用户没有输入正确的密码，则本次的动态密码失效，智能锁回到锁死状态。此时若要继续开锁，需要重新申请动态密码。

打开锁具后，用户再次关门使锁具锁定，此时锁具为临时上锁模式，可从内部将锁定模式设置为强上锁模式。这是家庭其他成员可以通过客户端获取动态密码，使用组合密码打开智能锁，或者用户从内部开锁。

2.管理模式

在这个场景下，需要锁具处于管理模式。在这个场景下，需要首先以安全的方式设立用户群、用户群绑定锁具、用户群设置超级管理员。随后超级管理员履行其管理职能，以安全的方式设立用户组、为用户组绑定锁具、为用户组设立管理员。用户组和用户组管理员的形式、权限与家庭模式下的家庭用户组类似。

用户组的用户使用智能锁的方式与家庭模式下家庭用户组的成员类似，在拥有权限的情况下，都可以进行静态密码的设置、使锁具强锁定、动态密码的获取等。

不同于家庭模式，管理模式还提供另一种开锁方式，即一次性密码。超级管理员可以生成临时的、有时限的一次性密码，并通过远程服务器发送给锁具，并同时将一次性密码发送给相关管理人员。锁具核实命令后，即进入准备接受临时密码的状态，在有效时限内输入一次性密码即可开锁。一次性密码使用一次后即失效。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的若干改进或变形，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，也应视为在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，包括智能锁具、远程服务器和移动终端,所述智能密码锁可以与远程服务器通信，所述移动终端中安装有客户端软件，可以与远程服务器通信。

2.根据权利要求1所述支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，所述智能锁具包括外部电源、网络连接模块、密码输入模块、控制器和进行锁开闭的机械结构，支持多工作模式，可以以安全的方式设为家庭模式或管理模式。

3.根据权利要求2所述支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，所述智能锁具使用静态密码和动态密码相结合的方式，静态密码由用户在智能锁具上手动设置，不上传远程服务器，只有设置密码的用户掌握静态密码，动态密码由远程服务器产生，并发送到用户的移动客户端上。

4.根据权利要求2所述支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，智能锁具的锁定模式有两种：强上锁模式和临时上锁模式；在强上锁模式下，用户使用静态密码和动态密码的组合可以开锁，即先输入M位的静态密码，再紧接着输入N位的动态密码，即可打开门锁；在临时上锁模式下，只需使用静态密码即可打开锁具；智能锁具锁定模式的变化由远程服务器或者用户直接对锁具的操作改变。

5.根据权利要求2所述支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，家庭模式下的锁具从外部开锁必需使用静态密码的临时上锁模式或静态密码与动态密码的组合的强上锁模式；在强上锁模式下从外部开锁又分为多个步骤：客户端向远程服务器申请动态密码、远程服务器将动态密码发送到智能锁具、智能锁具准备接受密码、远程服务器将动态密码发送到用户的客户端软件、用户向锁具输入密码开锁。

6.根据权利要求2所述支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，管理模式下的锁具还支持一次性密码的开锁方式，不需要静态密码或动态密码；管理模式下的锁具在收到一次性密码后，会在一次性密码的授权期内变成准备接收一次性密码的状态，同时不影响其接收静态密码和组合密码；授权模式的一次性密码只能在规定的时间段内使用一次，使用后即失效；使用授权模式的一次性密码打开锁具时，如果智能锁具处于强锁定模式，之后的每一次关门动作都将使锁具的锁定状态恢复到强锁定模式，直到再次使用静态密码和动态密码的组合打开锁具，关门动作才再次仅触发临时锁定模式。

7.根据权利要求2所述支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，所述远程服务器包括对用户的管理、对锁具的管理、密码的生成、与锁具通信、与客户端通信。

8.根据权利要求7所述支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，所述远程服务器对用户和锁具的管理，在家庭模式下，家庭用户以家庭用户组的形式出现，每个家庭用户组以安全的方式创建并绑定一个或多个锁具，每个家庭用户组以安全的方式绑定一个或多个管理员，家庭用户组的管理员拥有对锁具的所有可以执行的操作的权限，并且任何权限不能被其他管理员剥夺，家庭用户组的管理员不可以设置其他人为管理员，家庭用户组的管理员可以增加或删除家庭用户组的普通成员，指定或取消家庭用户组某个普通成员对某个锁具的某项权限，家庭用户组普通成员仅有对锁具的权限，没有管理家庭用户组成员的权限，拥有对相应锁具的相应权限的家庭用户组成员，包括管理员和普通成员，可以通过远程服务器对相应锁具执行相应操作或获取相应信息。

9.根据权利要求7所述支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，所述远程服务器对用户和锁具的管理，在管理模式下，用户首先由用户群的形式出现，一个组织对应一个用户群，每个用户群以安全的方式创建并绑定一个或多个锁具，每个用户群以安全的方式设置一个超级管理员，超级管理员拥有对于本用户群下的所有锁具的所有可以执行的操作的权限，超级管理员的职责是创建和管理用户组、某种情况下为特定锁具创建一次性密码，超级管理员在它管理的范围内创建用户组，为用户组指定锁具，超级管理员为用户组指定普通成员和管理员，但都是可选的；若超级管理员为用户组指定管理员，那么此管理员的权限与家庭用户组管理员的权限类似；若超级管理员不为用户组指定管理员，此用户组普通成员的管理要由超级管理员直接进行。

10.根据权利要求8或9所述支持多工作模式的安全的智能密码锁控制系统，其特征在于，拥有权限的用户可以对锁具执行的操作有：将临时上锁模式下的锁具锁定为强上锁模式、锁具为强上锁模式时发送动态密码请求。