CN110197545A - 一种智能锁及其管理方法、系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能锁，包括：锁体；锁体驱动模块，用于驱动锁体上的锁舌伸缩；通讯电路，集成有一NB‑IoT无线通信模块；控制器，与锁体驱动模块、通讯电路连接，用于通过NB‑IoT无线通信模块将加密后的远程开锁请求发送至外部设备，并通过NB‑IoT无线通信模块接收来自外部设备的开锁指令，根据所接收的开锁指令发送开锁信号至锁体驱动模块以开锁。本发明采用集成有NB‑IoT无线通信模块的通讯电路，以将加密后的远程开锁请求发送至外部设备，并接收来自外部设备的开锁指令以开锁，因NB‑IoT网络覆盖范围广、连接数量大且功耗较小，使得本发明的智能锁不仅适于远程通信连接且功耗较低。同时还公开一种智能锁管理方法及系统。
Description
技术领域
本发明涉及智能锁领域，更具体地涉及一种智能锁及其管理方法、系统。
背景技术
随着科技的发展，智能家居时代的到来，越来越多的人开始选择智能锁。目前很多智能锁可以连接网络，且可通过终端相应的APP进行远程控制，作为智能锁连接网络的关键一环，无线网络连接显得越来越重要，采用哪种无线连接以及更加安全的远程控制实现方式成为智能锁设计的关键，直接影响智能锁的用户体验以及智能锁的安全，甚至决定了产品设计的成败。
目前在智能锁设计中主要使用了以下三种无线网络连接：1)蓝牙无线网络连接，但蓝牙无线连接应用较多，但是距离短，一般在10米以内，不能进行远距离通信；2)Zigbee无线网络连接，其相比蓝牙传输距离较远，但是仅限于10-100米，无法进行更远距离的通信，如需要连网，还需要增加一个网关，既增加了成本，用户安装使用也不方便；3)WiFi无线网络连接，其相比Zigbee无线连接不需要网关可直接连接路由器，相比蓝牙传输距离远，功率大，可以穿墙，但相应的功耗较大，不适合安装在电池供电的智能锁上。
鉴于此，有必要提供一种适于远程通信连接且低功耗的智能锁及其管理方法、系统以解决上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的一技术问题是提供一种适于远程通信连接且低功耗的智能锁。
本发明所要解决的一技术问题是提供一种适于远程通信连接且低功耗的智能锁管理方法。
本发明所要解决的一技术问题是提供一种适于远程通信连接且低功耗的智能锁管理系统。
为解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种智能锁，所述智能锁包括有：
锁体；
锁体驱动模块，用于驱动锁体上的锁舌伸缩；
通讯电路，其集成有一NB-IoT无线通信模块；
控制器，与所述锁体驱动模块、通讯电路连接，所述控制器用于通过NB-IoT无线通信模块将加密后的远程开锁请求发送至外部设备，并通过NB-IoT无线通信模块接收来自外部设备的开锁指令，根据所接收的开锁指令发送开锁信号至锁体驱动模块以开锁。
其进一步技术方案为：所述智能锁还包括键盘输入模块，所述键盘输入模块与控制器连接，用于输入激活密码或者是开锁密码。基于该设计，在智能锁端引入激活密码的安全机制，在进行远程控制开锁时，主人把激活密码授权给远程开锁人员，然后开锁人员输入激活密码，验证激活密码成功后，智能锁才发送远程开锁请求至服务器，以使得智能锁远程开锁时主动权控制在主人手中，避免远程开锁被黑客攻击和劫持后直接打开门锁的风险。
其进一步技术方案为：所述智能锁还包括指纹模块，所述指纹模块与控制器连接。
其进一步技术方案为：所述智能锁还包括卡开锁模块，所述卡开锁模块与控制器连接。
其进一步技术方案为：所述远程开锁请求包括智能锁设备信息以及开锁请求信息，所述智能锁设备信息包括SN号、IMEI号。
为解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种智能锁管理方法，所述智能锁管理方法包括：
智能锁控制器通过其NB-IoT无线通信模块发送加密后的远程开锁请求至服务器；
服务器对来自智能锁的远程开锁请求进行解密处理以获得智能锁设备信息，并判断所获得的智能锁设备信息是否与其预先存储的智能锁信息一致；
服务器判定所获得的智能锁设备信息与其预先存储的智能锁信息一致时，将加密后的远程开锁请求发送至终端；
终端对来自服务器的远程开锁请求进行解析以获得开锁请求信息，并显示该开锁请求信息以等待终端用户确认是否开锁；
终端在接收到来自外部的开锁指令后将该开锁指令发送至服务器；
服务器将来自终端的开锁指令发送至智能锁；
智能锁根据所述开锁指令发送开锁信号至其锁体驱动模块以开锁。
其进一步技术方案为：在所述智能锁控制器通过其NB-IoT无线通信模块发送加密后的远程开锁请求至服务器之前，还包括：
智能锁接收外部输入的激活密码，并判断所接收的激活密码与其预先存储的激活密码是否一致；
智能锁在判定所接收的激活密码与其预先存储的激活密码一致时，其控制器生成远程开锁请求，并对该远程开锁请求进行加密。
其进一步技术方案为：所述智能锁根据所述开锁指令发送开锁信号至其锁体驱动模块以开锁包括：智能锁控制器对开锁指令进行解析以获得智能锁的SN号，验证所获得的SN号是否与其SN号一致，并在一致的情况下发送开锁信号至其锁体驱动模块以开锁。
为解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种智能锁管理系统，所述智能锁管理系统包括智能锁、服务器以及终端，其中，
所述智能锁控制器用于通过其NB-IoT无线通信模块将加密后的远程开锁请求发送至服务器，并通过NB-IoT无线通信模块接收来自服务器的开锁指令，根据所接收的开锁指令发送开锁信号至其锁体驱动模块以开锁；
所述服务器用于将所接收的远程开锁请求进行解密处理以获得智能锁设备信息，并将智能锁设备信息与其数据库中的智能锁信息进行比对匹配，匹配成功后将所述远程开锁请求发送至终端，并将来自终端的开锁指令发送至智能锁；
所述终端用于对来自服务器的远程开锁请求进行解析以获得开锁请求信息，显示所获得的开锁请求信息，且接收来自外部的开锁指令并发送至服务器。
其进一步技术方案为：所述智能锁还用于接收外部输入的激活密码，且判断所接收的激活密码与其预先存储的激活密码是否一致，并在判定所接收的激活密码与其预先存储的激活密码一致时生成远程开锁请求，并对该远程开锁请求进行加密。
与现有技术相比，本发明采用集成有一NB-IoT无线通信模块的通讯电路，以将加密后的远程开锁请求发送至外部设备，并接收来自外部设备的开锁指令以驱动锁体驱动模块开锁，因NB-IoT网络覆盖范围广、连接数量大且功耗较小，使得本发明的智能锁不仅适于远程通信连接且功耗较低。
附图说明
图1是本发明智能锁管理系统一具体实施例的示意图。
图2是图1中智能锁的具体结构框图示意图。
图3是本发明智能锁管理方法一具体实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
参照图1及图2，图1及图2展示了本发明智能锁管理系统1的一具体实施例。在附图所示的实施例中，所述智能锁管理系统1包括智能锁10、服务器20以及终端30，本实施例中，所述终端30可以为手机、ipad等，且本发明中，所述服务器20与智能锁10间通过NB-IoT网络进行通信，而该服务器20与终端30间可通过wifi或者4G网络进行通信。
其中，所述智能锁10包括有锁体、锁体驱动模块102、通讯电路以及控制器101，所述锁体驱动模块102用于驱动锁体上的锁舌伸缩；所述通讯电路集成有一NB-IoT无线通信模块103，用于与外部设备通信；所述控制器101与所述锁体驱动模块102、通讯电路连接，所述控制器101用于通过NB-IoT无线通信模块103将加密后的远程开锁请求发送至服务器，并通过NB-IoT无线通信模块103接收来自服务器的开锁指令，根据所接收的开锁指令发送开锁信号至锁体驱动模块102以开锁，本实施例中，所述远程开锁请求包括智能锁设备信息以及开锁请求信息，所述智能锁设备信息包括智能锁SN号(SerialNumber，产品系列号)、IMEI号(InternationalMobile EquipmentIdentity，国际移动设备识别码)等；所述服务器20用于将所接收的远程开锁请求进行解密处理以获得智能锁设备信息，并将智能锁设备信息与其数据库中的智能锁信息进行比对匹配，匹配成功后将所述远程开锁请求发送至终端30，并将来自终端30的开锁指令发送至智能锁10以开锁，其中，所述匹配成功是指解密获得的智能锁设备信息与服务器数据库中预先存储的智能锁信息一致；所述终端30用于对来自服务器20的远程开锁请求进行解析以获得开锁请求信息，显示所获得的开锁请求信息，且接收来自外部的开锁指令并发送至服务器20。基于上述设计，本发明采用集成有一NB-IoT无线通信模块103的通讯电路，以将加密后的远程开锁请求发送至服务器20，服务器20将远程开锁请求发送至终端30，以通过终端30获取用户输入的开锁指令，智能锁10根据该开锁指令发送开锁信号至锁体驱动模块102以开锁，因NB-IoT网络覆盖范围广、连接数量大且功耗较小，使得本发明的智能锁10及其管理系统1不仅适于远程通信连接且功耗较低。
在某些实施例中，所述智能锁10还包括键盘输入模块104，所述键盘输入模块104与控制器101连接，用于输入激活密码或者是开锁密码。基于上述设计，在智能锁10端引入激活密码的安全机制，本实施例中，所述激活密码由6－12位密码组成，由主人进行设置，在进行远程控制开锁时，主人把激活密码授权给远程开锁人员，然后开锁人员输入激活密码，验证激活密码成功后，智能锁10发送远程开锁请求至服务器20，即本发明的智能锁10远程开锁时主动权控制在主人手中，避免远程开锁被黑客攻击和劫持后直接打开门锁的风险。
继续参照图2，在附图所示的实施例中，所述智能锁10还包括指纹模块105以及卡开锁模块106，所述指纹模块105和卡开锁模块106均与控制器101连接。基于上述设计，所述智能锁10不仅可通过终端30远程控制开锁，还可通过RFID卡、NFC卡、密码或者指纹开锁。
在本实施例中，所述智能锁10还包括与控制器101连接的OLED显示屏107、文件管理模块108、电源管理模块109、灯光提示模块110以及时钟模块111，其中，所述OLED显示屏107用于用户操作的输出显示，便于人机交互，提高用户的使用体验；所述文件管理模块108用于管理用户数据，如管理操作记录信息和用户数量等存储信息等；所述电源管理模块109用于管理整个智能锁10的电源供给，包括应急电源的管理；所述灯光提示模块110用于提示用户操作状态，如当按下数字键时，对应的LED灯会闪烁，当操作成功时，绿色LED灯亮起，当操作失败时，红色LED灯亮；所述时钟模块111用于为用户提供准确的时间，记录用户基于某个时间的操作。而在某些其他实施例中，所述智能锁10还可包括语音播报模块，所述语音播报模块与控制器101连接，用于语音播报，给用户更好的提示，包含中英文语音提示等。
可理解地，在智能锁10与服务器20及终端30进行通信前需要建立它们之间的无线通信通路，即将智能锁10与相应的终端30进行绑定。众所周知，NB-IoT无线通信模块103集成有eSIM卡，每个eSIM卡(Embedded-SIM，嵌入式SIM卡)和手机SIM卡一样，有唯一IMEI识别号，在出厂时，每个eSIM卡均在运营商平台开通，用户可直接使用。
本发明中，对智能锁10和终端30绑定的流程为：首先，智能锁10的NB-IoT无线通信模块103初次上电时，通过运营商基站直接连接到Internet，用出厂配置的服务IP和Port及IMEI，通过TCP协议连接到运营商平台，进行入网配置，交互完成后，完成入网操作；然后打开终端30的APP，进入添加设备的操作，通过扫描二维码获取智能锁设备信息(包括SN号，IMEI号等)，终端30APP把扫描到的智能锁设备信息及欲绑定的用户输入的手机号等数据加密后通过网络发送到服务器20，并定时2分钟超时时间，服务器20接收到终端30APP发来的绑定信息(智能锁设备信息及欲绑定的用户输入的手机号)，对信息进行解密处理，验证智能锁10是否是合法的，建立新的数据库按照规定的格式保存设备信息，服务器20处理完终端30APP发来的绑定信息后，等待NB-IoT无线通信模块103被激活(终端30APP设置有2分钟超时时间，若NB-IoT无线通信模块103在2分钟内未被激活，绑定流程结束)；而NB-IoT无线通信模块103激活方法如下：通过智能锁10键盘输入模块104输入有效激活密码，激活密码由用户在菜单中设定，激活密码用于激活NB-IoT无线通信模块103，验证成功后NB-IoT无线通信模块103即被激活，NB-IoT无线通信模块103被激活后，服务器20把终端30发来的绑定信息加密后发送给NB-IoT无线通信模块103，NB-IoT无线通信模块103接收到绑定信息，校验协议格式正确后发送给智能锁10控制器101进行解密处理，控制器101对绑定信息解密处理完成确认是绑定操作后，等待用户按下智能锁10的绑定按键，用户按下绑定按键后，控制器101将加密后的应答信息通过NB-IoT无线通信模块103发送至服务器20，服务器20接收到NB-IoT无线通信模块103发来的应答信息后，对信息进行解密处理，保存相应的绑定信息，并将应答信息加密后通过网络发送给终端30APP，终端30APP对应答信息进行解密处理，解密处理完成后显示绑定完，至此APP将显示该智能锁信息，并可以对该智能锁10进行远程信息查询和管理。
参照图3，图3为本发明智能锁管理方法一具体实施例的流程示意图。在附图所示的实施例中，所述智能锁管理方法包括：
S201、智能锁接收外部输入的激活密码，并判断所接收的激活密码与其预先存储的激活密码是否一致。
本发明中，在智能锁端引入激活密码的安全机制，本实施例中，所述激活密码由6－12位密码组成，由主人进行设置，在进行远程控制开锁时，主人把激活密码授权给远程开锁人员，然后开锁人员输入激活密码，验证激活密码成功后，即外部输入的激活密码与其预先存储的激活密码一致时，智能锁发送远程开锁请求至服务器，则可实现对智能锁更加安全的远程控制，避免远程开锁被黑客攻击和劫持后直接打开门锁的风险。
S202、智能锁在判定所接收的激活密码与其预先存储的激活密码一致时，其控制器生成远程开锁请求，并对该远程开锁请求进行加密。
本实施例中，还可在智能锁中设置允许远程操作智能锁的最长时长，所述最长时长可根据需求进行设置，例如可设置为3分钟，超时3分钟，将不允许远程操作，即激活密码验证成功后提供3分钟时间供用户通过终端APP进行远程开锁操作，若超过3分钟，用户还未发送开锁指令给智能锁，则智能锁将不允许远程操作。
S203、智能锁控制器通过其NB-IoT无线通信模块发送加密后的远程开锁请求至服务器。
该步骤中，所述远程开锁请求包括智能锁设备信息以及开锁请求信息，所述智能锁设备信息包括智能锁SN号、IMEI号等；且所述NB-IoT无线通信模块可对接收的远程开锁请求信息的协议格式进行校验，成功后将加密后的远程开锁请求信息发送至服务器。本发明的智能锁采用NB-IoT无线通信模块与服务器进行通信连接，NB-IoT网络覆盖范围广、连接数量大且功耗较小，使得智能锁不仅适于远程通信连接且功耗较低。
S204、服务器对来自智能锁的远程开锁请求进行解密处理以获得智能锁设备信息，并判断所获得的智能锁设备信息是否与其预先存储的智能锁信息一致。
该步骤中，将所获得的智能锁SN号、IMEI号与预先存储的智能锁SN号、IMEI号进行比对匹配。
S205、服务器判定所获得的智能锁设备信息与其预先存储的智能锁信息一致时，将加密后的远程开锁请求发送至终端。
S206、终端对来自服务器的远程开锁请求进行解析以获得开锁请求信息，并显示该开锁请求信息以等待终端用户确认是否开锁。
该步骤中，终端显示解密处理后的获得的开锁请求信息，等待终端APP主人确认是否开锁，终端主人确认开锁后，将开锁指令通过网络发送到服务器，优选地，本实施例中，还可将开锁指令先加密，加密处理后再发送至服务器。
S207、终端在接收到来自外部的开锁指令后将该开锁指令发送至服务器。
该步骤中，若服务器接收到的是加密后的开锁指令，则对该开锁指令进行解密处理，并可验证APP发来的信息的合法性，即验证开锁指令针对的智能锁是否是发送远程开锁请求信息的智能锁。
S208、服务器将来自终端的开锁指令发送至智能锁。
S209、智能锁根据所述开锁指令发送开锁信号至其锁体驱动模块以开锁。
该步骤中，具体地，智能锁控制器对开锁指令进行解析以获得智能锁的SN号，验证所获得的SN号是否与其SN号一致，若验证成功即所获得的SN号与其SN号一致，且智能锁设置有允许远程操作智能锁的最长时长，则智能锁控制器查看自发送远程开锁请求信息至今是否已超过设置的最长时长，未超时则发送开锁信号至锁体驱动模块以开锁。
综上所述，本发明采用集成有一NB-IoT无线通信模块的通讯电路，以将加密后的远程开锁请求发送至外部设备，并接收来自外部设备的开锁指令以驱动锁体驱动模块开锁，因NB-IoT网络覆盖范围广、连接数量大且功耗较小，使得本发明的智能锁不仅适于远程通信连接且功耗较低。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能锁，其特征在于，所述智能锁包括有：
锁体；
锁体驱动模块，用于驱动锁体上的锁舌伸缩；
通讯电路，其集成有一NB-IoT无线通信模块；
控制器，与所述锁体驱动模块、通讯电路连接，所述控制器用于通过NB-IoT无线通信模块将加密后的远程开锁请求发送至外部设备，并通过NB-IoT无线通信模块接收来自外部设备的开锁指令，根据所接收的开锁指令发送开锁信号至锁体驱动模块以开锁。
2.如权利要求1所述的智能锁，其特征在于：所述智能锁还包括键盘输入模块，所述键盘输入模块与控制器连接，用于输入激活密码或者是开锁密码。
3.如权利要求1所述的智能锁，其特征在于：所述智能锁还包括指纹模块，所述指纹模块与控制器连接。
4.如权利要求1所述的智能锁，其特征在于：所述智能锁还包括卡开锁模块，所述卡开锁模块与控制器连接。
5.如权利要求1所述的智能锁，其特征在于：所述远程开锁请求包括智能锁设备信息以及开锁请求信息，所述智能锁设备信息包括SN号、IMEI号。
6.一种智能锁管理方法，其特征在于，所述智能锁管理方法包括：
智能锁控制器通过其NB-IoT无线通信模块发送加密后的远程开锁请求至服务器；
服务器对来自智能锁的远程开锁请求进行解密处理以获得智能锁设备信息，并判断所获得的智能锁设备信息是否与其预先存储的智能锁信息一致；
服务器判定所获得的智能锁设备信息与其预先存储的智能锁信息一致时，将加密后的远程开锁请求发送至终端；
终端对来自服务器的远程开锁请求进行解析以获得开锁请求信息，并显示该开锁请求信息以等待终端用户确认是否开锁；
终端在接收到来自外部的开锁指令后将该开锁指令发送至服务器；
服务器将来自终端的开锁指令发送至智能锁；
智能锁根据所述开锁指令发送开锁信号至其锁体驱动模块以开锁。
7.如权利要求6所述的智能锁管理方法，其特征在于：在所述智能锁控制器通过其NB-IoT无线通信模块发送加密后的远程开锁请求至服务器之前，还包括：
智能锁接收外部输入的激活密码，并判断所接收的激活密码与其预先存储的激活密码是否一致；
智能锁在判定所接收的激活密码与其预先存储的激活密码一致时，其控制器生成远程开锁请求，并对该远程开锁请求进行加密。
8.如权利要求6所述的智能锁管理方法，其特征在于：所述智能锁根据所述开锁指令发送开锁信号至其锁体驱动模块以开锁包括：智能锁控制器对开锁指令进行解析以获得智能锁的SN号，验证所获得的SN号是否与其SN号一致，并在一致的情况下发送开锁信号至其锁体驱动模块以开锁。
9.一种智能锁管理系统，其特征在于：所述智能锁管理系统包括智能锁、服务器以及终端，其中，
所述智能锁控制器用于通过其NB-IoT无线通信模块将加密后的远程开锁请求发送至服务器，并通过NB-IoT无线通信模块接收来自服务器的开锁指令，根据所接收的开锁指令发送开锁信号至其锁体驱动模块以开锁；
所述服务器用于将所接收的远程开锁请求进行解密处理以获得智能锁设备信息，并将智能锁设备信息与其数据库中的智能锁信息进行比对匹配，匹配成功后将所述远程开锁请求发送至终端，并将来自终端的开锁指令发送至智能锁；
所述终端用于对来自服务器的远程开锁请求进行解析以获得开锁请求信息，显示所获得的开锁请求信息，且接收来自外部的开锁指令并发送至服务器。
10.如权利要求9所述的智能锁管理系统，其特征在于：所述智能锁还用于接收外部输入的激活密码，且判断所接收的激活密码与其预先存储的激活密码是否一致，并在判定所接收的激活密码与其预先存储的激活密码一致时生成远程开锁请求，并对该远程开锁请求进行加密。
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