CN109610937A - 一种智能门锁防尾随方法、智能门锁及存储介质 - Google Patents

一种智能门锁防尾随方法、智能门锁及存储介质 Download PDF

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樊永明
许亚卿
徐宏
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Abstract

本发明公开了一种智能门锁防尾随方法,包括:触发步骤,于加速度传感器状态数据达到触发阈值产生中断时,进行检测步骤;检测步骤,根据加速度传感器状态数据进行计算判断门把手运动状态,于把手完成下压动作开锁后回到水平状态时,则控制锁定门锁执行机构,所述门锁执行机构包括伸缩型斜锁舌。本发明还公开了一种智能门锁及存储介质,本发明的一种智能门锁防尾随方法、智能门锁及存储介质,通过处理器实时获取加速度传感器的状态数据,通过计算判断把手运动状态,以防止出现被尾随在用户开锁后有人进行二次下压把手开锁的情况;同时简化了电控系统设计,进一步增强系统可靠性。

Description

一种智能门锁防尾随方法、智能门锁及存储介质
技术领域
本发明涉及智能锁领域,尤其涉及一种智能门锁防尾随方法、智能门锁及存储介质。
背景技术
智能锁是指区别于传统机械锁,在用户识别、安全性、管理性、便利性方面更加智能化的锁具,是门禁系统中锁门的执行部件。其使用非机械钥匙作为用户识别ID的成熟技术,譬如生物识别类的指纹锁、虹膜识别门禁,非接触类的磁卡、射频卡,以及接触类的TM卡等。具有较高的安全性,便利性,是先进技术的复合型锁具。然而,目前这种传统智能门锁在解锁后,此时一般要等5-10秒,处理器才会通过驱动电机锁定门锁执行机构,使门把手处于游离状态,下压把手无法带动锁舌伸缩,也就无法再次下压把手开门,需要进行再次鉴权。但在这5-10秒期间,由于没有立即锁定门锁执行机构,如若有其他人下压门把手即可再次开门。很显然,如若使用者没有较好的意识这一点,遇到不法分子尾随,下压门把手进行二次开锁,对使用者会有人身危险。为此,现有的智能门锁防尾随二次开锁功能一般采用机械开关、干簧管或搭配带门磁功能的锁体实现。通过把手下压回弹则立即上锁,杜绝二次下压开锁的可能性,有效防尾随。
但是,此类实现方式需结构配合或限制于特定锁体(带门磁检测锁体)才能实现,另外由于不同的检测功能需要用到不同或者多个元器件去实现,需要搭建多个独立的电路或者结构单元,导致系统的复杂性增加、成本增加、生产工艺和难度增加等问题。基于此,提供一种智能门锁,能够解决传统智能门锁依附于结构件配合或特定锁体的限制问题,使得差异化产品可以标配防尾随功能,同时降低了系统设计的复杂性,增加了系统的可靠性,是一个值得探究的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种智能门锁防尾随方法,能够有效防止尾随下压把手二次开锁,并降低系统设计的复杂性。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现:
一种智能门锁防尾随方法,其特征在于,包括:触发步骤,于加速度传感器状态数据达到触发阈值产生中断时,进行检测步骤;检测步骤,根据加速度传感器状态数据进行计算判断门把手运动状态,于把手完成下压动作开锁后回到水平状态时,则控制锁定门锁执行机构,所述门锁执行机构包括伸缩型斜锁舌。
进一步地,在所述检测步骤中,根据重力加速度传感器的X、Y、Z三轴的分量关系,计算出各轴与重力加速度的夹角,进而判断把手运动状态。
进一步地,所述加速度传感器水平设置于把手中。
进一步地,在所述触发步骤中,若所述加速度传感器的与水平门把手对应X轴或Y轴或Z轴的检测数据达到触发阈值时,则判定存在下压把手开锁动作,进行所述检测步骤。
进一步地,在所述检测步骤中,若把手下压角度达到预设下压角度,则判定把手完成下压开锁动作。
本发明的目的之二在于提供一种智能门锁,能够有效防止尾随下压把手二次开锁,并降低系统设计的复杂性。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现:
一种智能门锁,包括门锁执行机构、把手及设置于把手中的电控系统,所述门锁执行机构包括伸缩型斜锁舌,所述把手通过所述电控系统控制所述门锁执行机构;所述电控系统包括处理器及加速度传感器,所述处理器执行如本发明目的之一所述的一种智能门锁防尾随方法。
进一步地,所述加速度传感器为三轴加速度传感器。
进一步地,所述处理器还用于执行用户鉴权。
本发明的目的之三在于提供一种存储介质,能够有效防止尾随下压把手二次开锁,并降低系统设计的复杂性。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现:
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明目的之一所述的一种智能门锁防尾随方法。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
本发明的一种智能门锁防尾随方法、智能门锁及存储介质,在用户鉴权后判断用户此时是否下压把手进行开锁,通过处理器实时获取加速度传感器的状态数据,利用加速度传感器的状态数据进行计算判断出把手的运动状态,在把手下压完成开锁回到水平状态后,表明用户已开锁,此时避免二次开锁则处理器立即控制锁定门锁执行机构的离合器,以防止出现被尾随在用户开锁后有人进行二次下压把手开锁的情况,进而保障用户人身、财产安全;同时直接通过加速度传感器配合处理器控制门锁执行机构,简化了电控系统设计,进一步增强系统可靠性。
附图说明
图1为发明智能门锁防尾随方法流程图;
图2为电控系统结构连接框图;
图3为加速度传感器水平放置各轴状态图;
图4为加速度传感器倾斜时各轴与重力加速度夹角示意图;
图5为加速度传感器倾斜时重力加速度在各轴上的分量示意图;
图6为重力加速度作为立方体对角线结构示意图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一:
实施例一提供了一种智能门锁防尾随方法,如图1所示,包括:
S1触发步骤,于加速度传感器状态数据达到触发阈值产生中断时,进行检测步骤;
S2检测步骤,根据加速度传感器状态数据进行计算判断门把手运动状态,于把手完成下压动作开锁后回到水平状态时,则控制锁定门锁执行机构。
本实施例的智能门锁防尾随方法,为了降低系统复杂性,将将电控系统高度集成于前把手的智能门锁,电控系统如图2所示,由于电控系统高度集中,无需通过传统的机电配合方式实现相关功能的检测。智能门锁包括了门锁执行机构、把手及设置于把手中的电控系统,门锁执行机构包括伸缩型斜锁舌,该把手通过该电控系统控制该门锁执行机构;该电控系统包括处理器及加速度传感器,该处理器可执行上述智能门锁防尾随方法。为了方便检测,该加速度传感器水平设置于该把手中。运动传感器一般内置了多种算法来处理常见的应用场景(如静止检测、运动检测、屏幕翻转、失重、位置识别、单击和双击等等),用户只需简单配置算法对应的寄存器即可开始检测,一旦检测到目标事件,中断引脚会产生中断通知处理器。对应本实施例的防尾随的场景,一般会设置个较小的运动阈值,只要任一轴数据超过阈值一定时间即认为设备处于唤醒状态了,开始进行检测。此外,该加速度传感器为三轴加速度传感器,后续通过加速度传感器X、Y、Z三轴的分量数据进行计算。加速度传感器集成于并水平设置在前把手上,无需机电配合、无需占用结构空间、无需任何线束连接。设备上电后配置运动传感器X或Y轴或Z轴(看应用场景)的触发阈值与时长,而后进入低功耗模式,当其检测到X、Y轴状态数据满足设定的阈值条件,则表明此时有人触动把手,运动传感器产生中断通知处理器,处理器配置运动传感器进入正常检测模式。通过不断的采样计算角度判定把手当前位置,此时处理器开始利用重力加速度与其在三轴加速度传感器的X、Y、Z三轴的分量关系,计算出各轴与重力加速度的夹角,从而判断把手运动状态(如下压、上提等),根据把手运动位置精准的实现防尾随功能。当把手下压至设定好的角度(如45°)后回到水平位置,认为是一次下压开门动作,此时电机立即复位,锁定门锁执行机构,再次下压把手即处于空转状态(无法通过把手来带动斜锁舌),从而实现防尾随。
用户在开门时,首先通过处理器进行鉴权,进行用户身份识别成功后,此时门锁执行机构的离合器处于解锁状态,方可下压把手开门进入。否则,在不经过鉴权直接下压把手,锁舌是不会被带动收缩开锁的。完成鉴权后,用户在下压把手时,传感器的状态数据是在不断变化的,此时通过设定X、Y轴分量的阈值,当下压一定程度,对应水平门把手的X轴或Y轴或Z轴的分量的状态数据达到设定阈值时,表明用户已经触动把手,此时处理器进入检测模式,开始获取加速度传感器状态数据进行计算判断门把手运动状态。需要注意的是,用户在完成鉴权后,若设定时间段内没有下压把手开门进入,处理器则自动锁定门锁执行机构,避免被他人开锁进入。下面进行计算过程描述:
如图3所示,加速度传感器水平静置时,X轴、Y轴方向的重力分量为0g,而Z轴方向的重力分量为g,则X=0,Y=0,Z=1g。当用户下压把手时,各边与水平方向会有一些夹角,则其图像如图4所示,X轴方向的加速度大小为Ax,其与水平线的夹角为α1,与重力加速度的夹角α;同理,Y轴方向的加速度为Ay,与水平线的加速度为β1,与重力加速度g的夹角为β;Z轴方向的加速度为Az,与水平线的加速度为γ1,与重力加速度g的夹角为γ。
基于图2中的夹角概念,它们的关系为:
α=90度-α1;
β=90度-β1;
γ=90度-γ1。
g在各轴方向上的分量为:Ax=gcosα,Ay=gcosβ,Az=gcosγ;
将数据代入可得出:
Ax=gcosα=gcos(90度-α1)=gsinα1;
Ay=gsinβ1
Az=gsinγ1
如图5所示,根据勾股定理与三角函数可以得出,各垂直虚线的大小为:g*g=Ax*Ax+gcosα1*gcosα1,那么可以得出:
gcosα1=sqrt(g*g-Ax*Ax)
gcosβ1=sqrt(g*g-Ay*Ay)
gcosγ1=sqrt(g*g-Az*Az)
根据立体几何中,g相当于立方体的对角线,Ax、Ay、Az相当于三条边,如图6所示,虚线大小等于Ay*Ay+Az*Az,所以根据勾股定理可得Ax*Ax+Ay*Ay+Az*Az=g*g。以X轴为例sinα1=Ax/g,cosα1=sqrt(g*g-Ax*Ax)/g,得出:tanα1=(Ax/g)/[sqrt(g*g-Ax*Ax)/g]=Ax/sqrt(g*g-Ax*Ax)=Ax/sqrt(Ay*Ay+Az*Az);同理得tanβ1=Ay/sqrt(Ax*Ax+Az*Az);tanγ1=Az/sqrt(Ax*Ax+Ay*Ay)最后得出加速度传感器值与角速度值(弧度)的关系为:
tanα1=Ax/sqrt(Ay*Ay+Az*Az),
tanβ1=Ay/sqrt(Ax*Ax+Az*Az),
tanγ1=Az/sqrt(Ax*Ax+Ay*Ay)。
其中α1、β1、γ1分别是X、Y、Z轴和水平线的角速度值即弧度值(并不是我们所说的角度值),Ax、Ay、Az是三个轴上的加速度值。那么弧度值分别为:
α1=arctan(Ax/sqrt(Ay*Ay+Az*Az))
β1=arctan(Ay/sqrt(Ax*Ax+Az*Az))
γ1=arctan(Az/sqrt(Ax*Ax+Ay*Ay))
接下来使用数据公式:弧度=θπR/180.这样算得θ=弧度值*180/πR,其中R取1。最后得到的各轴的角度值分别为:
θx=α1*180/π=[arctan(Ax/squr(Ay*Ay+Az*Az))]*180/π
θy=β1*180/π=[arctan(Ay/squr(Ax*Ax+Az*Az))]*180/π
θz=γ1*180/π=[arctan(Az/squr(Ax*Ax+Ay*Ay))]*180/π
这样,通过重力矢量及其在加速度计轴上的投影来确定把手倾斜角度,通过把手倾斜角度的变化即可获知把手处于下压还是上提状态,处理器根据此时把手的运动状态,在把手下压角度达到设定下压角度阈值时(一般为45°),表明此时已经开锁,那么出于防止尾随二次下压把手开锁的情况发生。当处理器判断把手下压完成开锁后回到水平状态时,此时处理器检测到把手处于水平状态,则控制复位电机锁定门锁执行机构的离合器,使把手处于游离状态,无法带动锁舌伸缩,即无法通过把手开门。需要注意的是,由于门锁执行机构采用伸缩型斜锁舌,即使在把手处于游离状态无法带动锁舌时,用户也可以通过手动关门。以此来避免门锁执行机构锁定后,把手回到水平状态下门又无法关闭。也就是说,完成一次下压开锁动作后(下压把手至设定下压角度阈值),只能开一次门,若需要再次开门,需要再次进行用户身份鉴权或者从门内开锁才能实现再次开锁。通过将运动传感器贴装于电控PCB板(即电控系统)上,再将PCB板置于前把手结构内。当用户通过某种鉴权方式鉴权(如输入正确密码、正确的指纹/门卡)后,此时离合器(即门锁执行机构)闭合用户可下压把手开门。如之前所述,把手动了门锁就能检测到并立即唤醒处理器进行实时采样,如检测到把手下压的角度满足设置的条件(市面上的锁体下压角度一般在45°),则认为当前把手处于下压开锁状态;当用户开门完成释放把手,门锁也会立即检测到把手当前处于水平状态,处理器则立即复位电机实现锁定门锁执行机构,无法通过把手来带动斜锁舌,此时再下压把手则处于游离状态。一次鉴权仅能开一次门,实现真正意义上的防尾随。
本实施例的一种智能门锁防尾随方法,在用户鉴权后判断用户此时是否下压把手进行开锁,通过处理器实时获取加速度传感器的状态数据,利用加速度传感器的状态数据进行计算判断出把手的运动状态,在把手下压完成开锁回到水平状态后,表明用户已开锁,此时避免二次开锁则处理器立即控制锁定门锁执行机构开锁,以防止出现被尾随在用户开锁后有人进行二次下压把手开锁的情况,进而保障用户人身、财产安全;同时,不同于以往采用多个器件完成多种不同的检测,本实施例直接通过加速度传感器配合处理器控制门锁执行机构,简化了电控系统设计,进一步增强系统可靠性。
实施例二:
实施例二公开了一种可读的计算机存储介质,该存储介质用于存储程序,并且该程序被处理器执行时,实现实施例一的智能门锁防尾随方法。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种智能门锁防尾随方法,其特征在于,包括:
触发步骤,于加速度传感器状态数据达到触发阈值产生中断时,进行检测步骤;
检测步骤,根据加速度传感器状态数据进行计算判断门把手运动状态,于把手完成下压动作开锁后回到水平状态时,则控制锁定门锁执行机构,所述门锁执行机构包括伸缩型斜锁舌。
2.如权利要求1所述的智能门锁防尾随方法,其特征在于:在所述检测步骤中,根据重力加速度传感器的X、Y、Z三轴的分量关系,计算出各轴与重力加速度的夹角,进而判断把手运动状态。
3.如权利要求1所述的智能门锁防尾随方法,其特征在于:所述加速度传感器水平设置于把手中。
4.如权利要求3所述的智能门锁防尾随方法,其特征在于:在所述触发步骤中,若所述加速度传感器的与水平门把手对应X轴或Y轴或Z轴的检测数据达到触发阈值时,则判定存在下压把手开锁动作,进行所述检测步骤。
5.如权利要求1所述的智能门锁防尾随方法,其特征在于:在所述检测步骤中,若把手下压角度达到预设下压角度,则判定把手完成下压开锁动作。
6.一种智能门锁,其特征在于:包括门锁执行机构、把手及设置于把手中的电控系统,所述门锁执行机构包括伸缩型斜锁舌,所述把手通过所述电控系统控制所述门锁执行机构;所述电控系统包括处理器及加速度传感器,所述处理器执行如权利要求1-5任意一项所述的智能门锁防尾随方法。
7.如权利要求6所述的智能门锁,其特征在于:所述加速度为三轴加速度传感器。
8.如权利要求6所述的智能门锁,其特征在于:所述处理器还用于执行用户鉴权。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任意一项所述的一种智能门锁防尾随方法。
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