CN109840978A - 一种集中式管理智能锁系统及其管理方法和开锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统及其管理方法和开锁方法，包括智能锁端，还包括移动用户端、服务器端和控制管理端，在本发明的智能锁中，智能锁无需连接网络，只需在安装调试时将智能锁凭证录入智能锁中并校正时钟，从管理运营方层面考虑，智能锁不需要复杂的网络设备和维护理念，应而大大降低了运营方的采购成本、施工成本和后期维护成本；用户端使用移动用户端访问网络从服务器端获取开锁凭证即可开锁，对用户手上的移动用户端硬件要求不高，只需能访问网络并自带扬声器，适用性广。

Description

一种集中式管理智能锁系统及其管理方法和开锁方法

技术领域

本发明涉及智能锁领域，尤其是涉及一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统及其管理方法和开锁方法。

背景技术

当前的集中式管理智能锁应用场景中对授权凭证的分类，主要有实体凭证(如机械钥匙、RFID卡片)和数字凭证(密码、手机应用软件)。其中机械钥匙因为存在可复制性和管理效率性的特点已基本淘汰，通常只作为后备凭证；而通过RFID卡片进行授权管理，这种方式因为存在需要和用户进行面对面交换，而且通常需要专用的读写卡设备，故也慢慢被数字凭证给取代；对于数字凭证由于其具有更为高效的安全性、实时性和管理性逐步成为主流，其中相较于密码需要记忆，使用手机来保存数字凭证具有随时需要随时使用的优点。如果需要使用手机开门，通常会使用网络实时通信或者使用蓝牙通信来实现手机与智能锁的通信。当使用网络实时通信的时候，需要门锁通过某种连接技术与后端服务器建立通信连接，通常需要使用特定通信网关来保持连接，造成设备使用多、网络维护难或智能锁功耗高等问题。而使用蓝牙通信的方式，则由于蓝牙的协议栈有多种，各个手机厂商使用的蓝牙方案各有不同，进而造成某些手机与智能锁蓝牙模块的兼容性不好，出现有些用户的手机可以开门，有些则不行。并且因为蓝牙功能在智能手机端属于专用系统功能，通常需要在开启蓝牙功能且获得操作系统授权后，通过专门实现该功能的手机端应用软件或者依托实现了该功能的其它第三方手机端应用软件来提供功能，所以对用户的使用环境又增加了一些前置要求，提高了用户的使用门槛。

集中式管理智能锁应用场景很多，比如，酒店门锁管理就是集中式管理的一种，随着智能手机的发展，现今人类的生活方式已经逐渐由手机操作模式代替，包括支付、手续办理、身份验证等等，由于其便捷与高效的性能使得手机操作模式迅猛地发展到人类生活的各个领域，手机开锁也是其中一种，当前的酒店行业中的智能锁如果需要使用手机开门，通常会使用网络实时通信或者使用蓝牙通信来实现手机与智能锁的通信。当使用网络实时通信的时候，需要门锁通过某种连接技术与后端服务器建立通信连接，通常需要使用特定通信网关来保持连接，造成设备使用多、网络维护难或智能锁功耗高等问题。而使用蓝牙通信的方式，则由于蓝牙的协议栈有多种，各个手机厂商使用的蓝牙模块各有不同，进而造成某些手机与智能锁蓝牙模块的兼容性不好，出现有些客人的手机可以开门，有些则不行。

所以，需要提供一种新的集中式管理智能锁系统，其应当具有适应范围广、对网络环境要求低的优点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统及其管理方法和开锁方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统，包括智能锁端，还包括移动用户端、服务器端和控制管理端；所述智能锁端包括声波接收器和控制芯片，所述控制芯片包括存储模块、声波解码模块、声波检验模块、智能锁控制模块和时钟电路，所述声波接收器用于接收声波，所述存储模块用于存储智能锁凭证，所述声波解码模块用于将所述声波解码还原成开锁凭证，所述声波检验模块用于检验所述开锁凭证，所述智能锁控制模块用于控制所述智能锁端的开闭；所述服务器端用于生成与存储所述智能锁凭证和所述开锁凭证并在生成所述开锁凭证后返回获取该开锁凭证的开锁链接给所述控制管理端；所述控制管理端用于管理所述智能锁凭证和所述开锁凭证，包括控制管理所述服务器端的所述智能锁凭证和所述开锁凭证并将所述开锁链接发送至所述移动用户端；所述移动用户端用于接收所述开锁链接并从所述服务器端获取所述开锁凭证，再将所述开锁凭证转换成所述声波并进行播放。

进一步地，所述智能锁凭证包括智能锁地址；所述开锁凭证包括智能锁地址和有效时间。在使用所述开锁凭证解锁时，需要验证所述智能锁地址和时间的有效性，以上两个信息均验证通过才能成功解锁。

作为本发明的选择之一，所述移动用户端为手机、平板电脑或手提电脑中的一种。优选的，所述移动用户端为手机，手机是大多数人随身必备的工具，使用广泛，具有自主连接移动互联网的功能，用户可使用手机访问服务器获取所述开锁凭证。

进一步地，所述控制芯片还包括金属感应模块。配置金属感应模块，开锁工具带有金属，当金属感应模块感应到有金属靠近时才唤醒所述音频接收器，无开锁工具靠近时智能锁处于休眠状态，避免能源浪费，延长电池使用寿命。

进一步地，所述控制芯片还包括IC卡感应模块，所述IC卡感应模块用于感应和读取IC卡数据。对于部分用户拒绝使用手机方式开锁时，可通过向用户发放用于开锁的IC卡，实现开锁功能。

进一步地，所述开锁凭证随时间推移，每隔一段时间变换一次。优选的，每隔三分钟变换一次，其变换方式可为有效时间的变换，开锁凭证每三分钟变换一次，即每一段音频可开锁的有效时间仅为三分钟，当下次开锁时需要重新从所述服务器端获取新的开锁凭证，避免了在开锁过程中被他人录制音频用于开锁的风险。

有益效果：本发明提供了一种基于声波锁的集中式管理智能系统，包括智能锁端、移动用户端、服务器端和控制管理端，管理员操控所述控制管理端，先对每个智能锁设定不同的智能锁凭证，相当于每个智能锁的身份证，当有用户需要开锁时，管理员制作开锁凭证保存于服务器端，将获取所述开锁凭证的方式发生到用户的移动用户端，用户通过移动用户端访问互联网从服务器端中获取开锁凭证，并将开锁凭证转化为声波作为开锁媒介，对应的智能锁接收声波并进行解码和验证，再进行判断是否执行开锁动作。在本发明的智能锁中，智能锁无需连接网络，只需在安装调试时将智能锁凭证录入智能锁中并校正时钟，从管理运营方层面考虑，智能锁不需要复杂的网络设备和维护理念，应而大大降低了运营方的采购成本、施工成本和后期维护成本；用户端使用移动用户端访问网络从服务器端获取开锁凭证即可开锁，对用户手上的移动用户端硬件要求不高，只需能访问网络并自带扬声器，适用性广。

一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的管理方法，包括以下步骤：

S1：生成智能锁凭证：编制智能锁地址，根据所述智能锁地址在服务器端生成智能锁凭证；

S2：安装调试智能锁：将所述智能锁凭证录入所述智能锁的控制芯片中，同时进行系统RTC时钟同步校正，安装所述智能锁；

S3：生成开锁凭证：当有用户有开锁需求时，基于用户需要的智能锁地址以及使用时间范围，通过操作控制管理端在所述服务器端制作开锁凭证，所述开锁凭证保存于所述服务器端，同时生成用于从所述服务器端获取所述开锁凭证的开锁链接；

S4：发送开锁链接：将所述开锁链接发送到移动用户端。

进一步地，可通过所述控制管理端对所述服务器端上的所述开锁凭证进行修改或撤销。

有益效果：一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的管理方法，管理员在安装智能锁时只需将所述智能锁凭证录入所述智能锁的控制芯片中，同时进行系统RTC时钟同步校正，安装所述智能锁，无需对智能锁进行联网工作和网络维护，大大降低了工作压力；管理过程中通过操作控制管理端在服务器端生成或撤销开锁凭证，同时设置开锁凭证的有效时间，管理方便，操作简单，能够减少人力投入，节约投入成本。

一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的开锁方法，包括以下步骤：

S01：请求获取开锁链接：通过向管理员请求，管理员将开锁链接发送给用户的移动用户端，所述移动用户端获取所述开锁链接；所述管理员可以是人，也可以是无人化的自动化系统集成，也可以是第三方的某种业务平台；

S02：生成声波：打开移动用户端收到的开锁链接，所述移动用户端通过移动网络访问服务器端加载开锁凭证，所述移动用户端将所述开锁凭证转换为音频并通过扬声器播放出声波，所诉开锁凭证可在所述服务器端通过算法转换为音频数据，也可在所述移动用户端通过算法转换为音频数据；

S03：开锁：将所述移动用户端靠近智能锁，所述智能锁在接收到所述声波后由解码算法还原成开锁凭证，所述智能锁对所述开锁凭证中包含的智能锁地址和有效时间进行验证，根据验证结果进行开锁或出错操作。

进一步地，所述移动用户端获取所述开锁链接的方式包括短信、邮件、微信公众号、微信小程序、app、百度小程序或支付宝小程序中的任意一种。

有益效果：一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的开锁方法，用户在有开锁需求时，只需使用用户手上的移动用户端向管理员请求获取开锁链接，开锁时打开开锁链接从服务器端获取开锁凭证，并将开锁凭证装换为音频数据播放出声波，将声波靠近智能锁后，经过智能锁验证即可实现开锁操作。操作简单快捷，获取方式无需与管理员面对面请求获取，使用完成后也无需交还开锁工具，省心省力。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例中开锁凭证的加密和解密流程图；

图3为本实施例中智能锁的开锁时的开锁凭证处理子程序的流程图；

图4为本实施例中智能锁录入智能锁凭证的处理子程序的流程；

图5为本实施例中的网络结构拓扑图；

图6为本实施例中对管理员鉴定权限的处理流程图；

图7为本实施例中管理员创建新的用户账号的流程图。

具体实施方式

下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统，包括智能锁端，还包括移动用户端、服务器端和控制管理端；所述智能锁端包括声波接收器和控制芯片，所述控制芯片包括存储模块、声波解码模块、声波检验模块、智能锁控制模块和时钟电路，所述声波接收器用于接收声波，所述存储模块用于存储智能锁凭证，所述声波解码模块用于将所述声波解码还原成开锁凭证，所述声波检验模块用于检验所述开锁凭证，所述智能锁控制模块用于控制所述智能锁端的开闭；所述服务器端用于生成与存储所述智能锁凭证和所述开锁凭证并在生成所述开锁凭证后返回获取该开锁凭证的开锁链接给所述控制管理端；所述控制管理端用于管理所述智能锁凭证和所述开锁凭证，包括控制管理所述服务器端的所述智能锁凭证和所述开锁凭证并将所述开锁链接发送至所述移动用户端；所述移动用户端用于接收所述开锁链接并从所述服务器端获取所述开锁凭证，再将所述开锁凭证转换成所述声波并进行播放。本方案中，包括智能锁端、移动用户端、服务器端和控制管理端，管理员操控所述控制管理端，先对每个智能锁设定不同的智能锁凭证，相当于每个智能锁的身份证，当有用户需要开锁时，管理员制作开锁凭证保存于服务器端，将获取所述开锁凭证的方式发生到用户的移动用户端，用户通过移动用户端访问互联网从服务器端中获取开锁凭证，并将开锁凭证转化为声波作为开锁媒介，对应的智能锁接收声波并进行解码和验证，再进行判断是否执行开锁动作。在本发明的智能锁中，智能锁无需连接网络，只需在安装调试时将智能锁凭证录入智能锁中并校正时钟，从管理运营方层面考虑，智能锁不需要复杂的网络设备和维护理念，应而大大降低了运营方的采购成本、施工成本和后期维护成本；用户端使用移动用户端访问网络从服务器端获取开锁凭证即可开锁，对用户手上的移动用户端硬件要求不高，只需能访问网络并自带扬声器，适用性广。

进一步地，所述智能锁凭证包括智能锁地址；所述开锁凭证包括智能锁地址和有效时间。在使用所述开锁凭证解锁时，需要验证所述智能锁地址和时间的有效性，以上两个信息均验证通过才能成功解锁。为了保证智能锁的安全性，防止在数据传输过程中出现数据泄露和避免中间人伪造开锁凭证进行攻击，在服务器端生成开锁凭证后即对开锁凭证进行加密处理，在所述智能锁处设置对应的解密程序，作为本实施例的选择之一，采用的加密算法可为keeploq加密算法，其加密和解密的过程如图2所示。作为其他加密方式的选择，也可以是format preserving encryption、aes等加密算法。

作为本发明的选择之一，所述移动用户端为手机、平板电脑或手提电脑中的一种。优选的，所述移动用户端为手机，手机是大多数人随身必备的工具，使用广泛，具有自主连接移动互联网的功能，用户可使用手机访问服务器获取所述开锁凭证。

进一步地，所述控制芯片还包括金属感应模块。配置金属感应模块，开锁工具带有金属，当金属感应模块感应到有金属靠近时才唤醒所述音频接收器，无开锁工具靠近时智能锁处于休眠状态，避免能源浪费，延长电池使用寿命。进一步地，所述控制芯片还包括IC卡感应模块，所述IC卡感应模块用于感应和读取IC卡数据。对于部分用户拒绝使用手机方式开锁时，可通过向用户发放用于开锁的IC卡，实现开锁功能。以此，设置智能锁和打开智能锁均可通过声波或使用IC卡方式进行操作，其开锁过程对开锁凭证处理子程序的流程如图3所示；设置智能锁凭证处理子程序的流程如图4所示。

进一步地，所述开锁凭证随时间推移，每隔一段时间变换一次。优选的，每隔三分钟变换一次，其变换方式可为有效时间的变换，开锁凭证每三分钟变换一次，即每一段音频可开锁的有效时间仅为三分钟，当下次开锁时需要重新从所述服务器端获取新的开锁凭证，避免了在开锁过程中被他人录制音频用于开锁的风险。

作为本实施例中的一种实施方式，所述移动用户端和所述控制管理端与所述服务器端的通信使用基于TCP/IP的网络(包括GRPS、3G、4G、5G、NB-IOT、WIFI和以太网等)。服务器端内置有远程调用API接口，可供内部软件使用，也可为第三方平台系统的开放共享。优选的，所述服务器端包括服务器软件，所述移动用户端为手机，所述移动用户端包括用户客户端；所述控制管理端为电脑或手机，所述控制管理端包括管理客户端。所述内部软件包括所述用户客户端和所述管理客户端，如图5所示。智能锁基于声波开锁功能，用户客户端软件只需要预先让管理员在服务器端上为其建立对应用户标识的数字授权凭证，即可以在该数字凭证有效期内，使用用户端软件加载该凭证并生成对应的音频信息播放给本发明中的声波智能锁接收验证，即可实现开锁目的。

服务器软件为整个系统的基础，以远程调用API接口作为桥梁，连接了客户端软件、管理端软件和第三方平台。本系统对于不同的角色(角色分为用户和管理员)都需要进行严格的权限鉴定，比如说管理员则可以通过管理客户端查询和管理所有的智能锁，还能为不同的用户创建不同的开锁凭证。而用户只允许通过管理端分发过来的开锁凭证在限定的时间范围内访问特定的某些智能锁。管理员的权限关乎整个系统的安全，所以对管理员的操作需要进行权限鉴定，如图6所示为本系统对管理员鉴定权限的处理流程。

不同的角色有不同的权限，为了便于区分分配权限，需要对操作者的身份进行区分。为了验证区分操作者的身份，优选的，本实施例的系统上的数据包括账号，账号是用于鉴权的基础，账号分为管理账号和用户账号，管理账号可以指定该账号允许访问和编辑哪些项目和其中的数据，还有与之相关系的开锁凭证。而用户账号只能查询该账号指定的开锁凭证数据。当管理员需要授权用户使用智能锁时，只需要为该用户创建一个临时的用户账号，然后建立对应的开锁凭证，开锁凭证新建完成后，服务器端再自动生成一个指向客户端软件的链接地址，管理员再将该链接地址分发给用户，用户使用该用户账号登录服务端系统后获取对应的开锁凭证。在管理员创建用户账号时系统需对管理员账号的权限进行验证，管理员创建用户账号的流程如图7所示。当管理员需要修改某个用户的操作授权时，只需要修改对应的开锁凭证内的数据即可。当管理员需要撤销某个用户的操作授权时，只需要删除对应的用户账号和开锁凭证即可。

一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的管理方法，包括以下步骤：

S1：生成智能锁凭证：编制智能锁地址，根据所述智能锁地址在服务器端生成智能锁凭证；

S2：安装调试智能锁：将所述智能锁凭证录入所述智能锁的控制芯片中，同时进行系统RTC时钟同步校正，安装所述智能锁；

S3：生成开锁凭证：当有用户有开锁需求时，基于用户需要的智能锁地址以及使用时间范围，通过操作控制管理端在所述服务器端制作开锁凭证，所述开锁凭证保存于所述服务器端，同时生成用于从所述服务器端获取所述开锁凭证的开锁链接；

S4：发送开锁链接：将所述开锁链接发送到移动用户端。

进一步地，可通过所述控制管理端对所述服务器端上的所述开锁凭证进行修改或撤销。

一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的开锁方法，包括以下步骤：

S01：请求获取开锁链接：通过向管理员请求，管理员将开锁链接发送给用户的移动用户端，所述移动用户端获取所述开锁链接；所述管理员可以是人，也可以是无人化的自动化系统集成，也可以是第三方的某种业务平台；

S02：生成声波：打开移动用户端收到的开锁链接，所述移动用户端通过移动网络访问服务器端加载开锁凭证，所述移动用户端将所述开锁凭证转换为音频并通过扬声器播放出声波，所诉开锁凭证可在所述服务器端通过算法转换为音频数据，也可在所述移动用户端通过算法转换为音频数据；

S03：开锁：将所述移动用户端靠近智能锁，所述智能锁在接收到所述声波后由解码算法还原成开锁凭证，所述智能锁对所述开锁凭证中包含的智能锁地址和有效时间进行验证，根据验证结果进行开锁或出错操作。

进一步地，所述移动用户端获取所述开锁链接的方式包括短信、邮件、微信公众号、微信小程序、app、百度小程序或支付宝小程序中的任意一种。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统，包括智能锁端，其特征在于：还包括移动用户端、服务器端和控制管理端；

所述智能锁端包括声波接收器和控制芯片，所述控制芯片包括存储模块、声波解码模块、声波检验模块、智能锁控制模块和时钟电路，所述声波接收器用于接收声波，所述存储模块用于存储智能锁凭证，所述声波解码模块用于将所述声波解码还原成开锁凭证，所述声波检验模块用于检验所述开锁凭证，所述智能锁控制模块用于控制所述智能锁端的开闭；

所述服务器端用于生成与存储所述智能锁凭证和所述开锁凭证并在生成所述开锁凭证后返回获取该开锁凭证的开锁链接给所述控制管理端；

所述控制管理端用于管理所述智能锁凭证和所述开锁凭证，包括控制管理所述服务器端的所述智能锁凭证和所述开锁凭证并将所述开锁链接发送至所述移动用户端；

所述移动用户端用于接收所述开锁链接并从所述服务器端获取所述开锁凭证，再将所述开锁凭证转换成所述声波并进行播放。

2.如权利要求1所述的一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统，其特征在于：所述智能锁凭证包括智能锁地址；所述开锁凭证包括智能锁地址和有效时间。

3.如权利要求1所述的一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统，其特征在于：所述移动用户端为手机、平板电脑或手提电脑中的一种。

4.如权利要求1所述的一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统，其特征在于：所述控制芯片还包括金属感应模块。

5.如权利要求4所述的一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统，其特征在于：所述控制芯片还包括IC卡感应模块，所述IC卡感应模块用于感应和读取IC卡数据。

6.如权利要求1所述的一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统，其特征在于：所述开锁凭证随时间推移，每隔一段时间变换一次。

7.一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的管理方法，包括以下步骤：

S1：生成智能锁凭证：编制智能锁地址，根据所述智能锁地址在服务器端生成智能锁凭证；

S2：安装调试智能锁：将所述智能锁凭证录入所述智能锁的控制芯片中，同时进行系统RTC时钟同步校正，安装所述智能锁；

S3：生成开锁凭证：当有用户有开锁需求时，基于用户需要的智能锁地址以及使用时间范围，通过操作控制管理端在所述服务器端制作开锁凭证，所述开锁凭证保存于所述服务器端，同时生成用于从所述服务器端获取所述开锁凭证的开锁链接；

S4：发送开锁链接：将所述开锁链接发送到移动用户端。

8.如权利要求7所述的一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的管理方法，其特征在于：可通过所述控制管理端对所述服务器端上的所述开锁凭证进行修改或撤销。

9.一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的开锁方法，包括以下步骤：

S01：请求获取开锁链接：通过向管理员请求，管理员将开锁链接发送给用户的移动用户端，所述移动用户端获取所述开锁链接；

S02：生成声波：打开移动用户端收到的开锁链接，所述移动用户端通过移动网络访问服务器端加载开锁凭证，所述移动用户端将所述开锁凭证转换为音频并通过扬声器播放出声波；

S03：开锁：将所述移动用户端靠近智能锁，所述智能锁在接收到所述声波后由解码算法还原成开锁凭证，所述智能锁对所述开锁凭证中包含的智能锁地址和有效时间进行验证，根据验证结果进行开锁或出错操作。

10.如权利要求9所述的一种基于声波锁的集中式管理智能锁系统的开锁方法，其特征在于：所述移动用户端获取所述开锁链接的方式包括短信、邮件、微信公众号、微信小程序、app、百度小程序或支付宝小程序中的任意一种。