CN111161450A - 一种基于esam加密认证的电力智能锁具装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置，所述装置包括核心单元、驱动单元、电源单元、监测单元以及被控锁具；所述核心单元包括主控模块、ESAM模块以及通信模块，所述主控模块接收监测单元发送的信号并控制驱动单元执行控制动作，所述通信模块以无线通信方式实现收发外部设备的数据，所述ESAM模块用于对接收的外部数据进行加解密处理；所述电源单元用于给各单元提供电力；所述监测单元用于监测被控锁具装置状态；所述驱动单元用于驱动被控锁具实现锁具装置的打开与闭合；所述装置通过ESAM单元对传输数据进行加密，解决操作数据的安全问题，提高产品的操作安全性；同时利用通信模块的有线及无线通信功能实现状态监测，扩展了产品的应用场景。

Description

一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置

技术领域

本发明涉及电力智能锁具装置领域，更具体地，涉及一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置。

背景技术

现有传统机械式锁具主要采用一把锁一把钥匙和多把锁共用一把钥匙两种模式，前一种模式下钥匙数量庞大、难以管理，后一种模式钥匙丢失后安全风险高，因此机械式非智能锁的安全级别低，防护效果差。针对传统机械电力锁具的以上不足，市面上出现了电力智能锁具，其原理是采用电子方式认证，认证后通过内置电机实现开闭。

现有电力智能锁具存在两方面问题：一是操作数据安全问题，现有电力智能锁的操作数据大多采用明文传输或经软件算法加密后传输的方式，存在数据被截获后重发或加密算法被破解的缺陷，可能造成非法操作的后果；二是状态实时监测问题，现有电力智能锁不具备状态实时监测能力，仅通过操作时的反馈信息回传给开闭锁终端，无法与外接设备进行锁具各项状态的直接传输，应用场景受限。

发明内容

为了解决背景技术存在的操作数据安全问题和状态实时监测问题，本发明提供了一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置，所述装置通过ESAM单元对传输数据进行加密，解决操作数据的安全问题，提高产品的操作安全性；同时利用通信模块的有线及无线通信功能实现状态监测，扩展了产品的应用场景，所述一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置包括：核心单元、驱动单元、监测单元以及被控锁具，所述核心单元包括主控模块、ESAM模块以及通信模块；

所述主控模块接收所述通信模块的交互数据并对交互数据编码或解码，根据所述解码后交互数据控制驱动单元执行控制动作；所述主控模块用于接收监测单元发送的信号；

所述通信模块以无线通信方式接收外部设备发送的数据以及向外部设备发送被控锁具的状态信息；

所述ESAM模块用于对通信模块接收的由主控模块解码后的外部数据进行加解密处理；

所述监测单元用于监测被控锁具装置状态；

所述驱动单元用于驱动被控锁具实现锁具装置的开启与闭合。

进一步的，所述主控模块包括单片机；

所述ESAM模块包括ESAM安全芯片或ESAM安全模组。

进一步的，所述通信模块的无线通信方式包括蓝牙、NFC、NB-loT、Lora以及红外线通信；

所述通信模块还包括有线通信方式，所述有线通信方式包括串口、以太网以及光纤。

进一步的，所述装置还包括电源单元，所述电源单元包括外置电源模块；

所述外置电源模块用于向所述监测单元、所述驱动单元以及所述主控单元提供电能。

进一步的，所述电源单元还包括内置电源模块；

所述内置电源模块用于对所述监测单元以及所述主控单元提供电能；

所述外置电源模块用于对所述内置电源模块以及所述驱动单元提供电能。

进一步的，所述内置电源模块为电池或者超级电容；

所述外置电源模块为无线电源接收端或者有线电源接收端。

进一步的，所述监测单元监测被控锁具的各项状态，包括被控锁具关键部件破坏情况、被控锁具开闭状态以及内置电源电量，所述被控锁具关键部件包括锁梁、锁壳以及电源接口；

所述监测单元包括触点开关、霍尔器件或干簧管；

所述驱动单元为电机或继电器。

进一步的，所述被控锁具与外部设备建立有线或无线通信连接时，所述通信模块通过对应的通信方式向外部设备发送数据；

所述被控锁具与外部设备没有建立有线或无线通信连接时，所述通信模块通过广播方式向外部设备发送数据。

进一步的，开锁过程中，若所述驱动单元未检测到外置电源电力供给时，在当前状态等待直至达到设定的超时阈值，返回初始状态等待接收数据；

若检测到外置电源电能供给，则直接进行后续操作。

进一步的，所述被控锁具为挂锁，包括锁舌、锁舌槽以及锁梁。

进一步的，所述被控锁具开锁方法包括驱动单元带动所述锁舌从所述锁梁的锁舌槽中向外移动，直至所述锁梁不被所述锁舌卡住时所述锁梁自动弹出，所述被控锁具打开，所述锁舌自动弹回初始位置；

所述被控锁具闭锁方法包括外力按下所述锁梁，所述锁梁挤压锁舌离开初始位置，直至所述锁梁被完全按下，所述锁舌弹入锁舌槽并卡住锁梁，锁具关闭。

一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具开锁方法，其特征在于：

通信模块接收操作数据；

ESAM模块解密所述操作数据，得到解密后操作数据；

主控模块认证解析所述解密后操作数据；

如果解析错误，则重新等待通信模块接收操作数据；

如果解析正确，检测驱动单元是否由外置电源模块供电；

若未检测到外置电源模块，在当前状态等待直至达到设定的超时阈值，返回初始状态等待接收数据；

若检测到外置电源模块，驱动单元驱动被控锁具实现锁具装置的开启。

一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具闭锁方法，其特征在于：

被控锁件接收外力锁闭；

监测单元检测被控锁具锁闭，发送信号至通信模块，由通信模块向外部设备发送被控锁件的锁闭信息。

一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具状态监测方法，其特征在于：

监测单元监测被控锁具的各项状态，将被控锁具状态信息发送至主控模块；

所述主控模块对所述被控锁具状态信息编码，得到编码后状态信息；

检测被控锁具与外部设备通信状态；

若已建立连接，通过对应的通信方式发送编码后状态信息；

若未建立连接，通过广播方式广播编码后状态信息。

本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置，所述装置通过ESAM单元完成电力智能锁具与外部设备交互数据的加解密工作，解决操作数据安全问题同时提高了产品的操作安全性；利用通信模块的有线及无线通信功能实现与外部设备进行锁具各项状态的直接传输，扩展了展品的应用场景。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明具体实施方式的一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置的结构图；

图2为本发明具体实施方式的一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置的优选实施例结构图；

图3为本发明具体实施方式的一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具开锁方法的流程图；

图4为本发明具体实施方式的一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具闭锁方法的流程图；

图5为本发明具体实施方式的一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具状态监测方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为本发明具体实施方式的一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置的结构图；如图1所示，所述装置包括核心单元110、驱动单元120、监测单元130以及被控锁具140，所述核心单元包括主控模块1101、ESAM模块1102以及通信模块1103；

所述主控模块1101接收所述通信模块1103的交互数据并对交互数据编码或解码，根据所述解码后交互数据控制驱动单元120执行控制动作；所述主控模块1101用于接收监测单元130发送的信号，所述主控模块1101包括单片机；

所述通信模块1103以无线通信方式接收外部设备发送的操作数据以及向外部设备发送被控锁具的状态信息，所述无线通信方式包括蓝牙、NFC、NB-loT、Lora以及红外线通信；

此外，所述通信模块还可以支持有线通信方式，所述有线通信方式包括串口、以太网以及光纤；

状态监测过程中，若所述被控锁具140与外部设备建立有线或无线通信连接时，所述通信模块通过对应的通信方式向外部设备发送数据；若所述被控锁具140与外部设备没有建立有线或无线通信连接时，所述通信模块1103通过广播方式向外部设备发送数据；

所述ESAM模块1102用于对通信模块1103接收的由主控模块1101解码后的外部数据进行加解密处理，所述ESAM模块1102包括ESAM安全芯片或ESAM安全模组；

所述监测单元130监测被控锁具140的各项状态，包括被控锁具关键部件破坏情况、被控锁具开闭状态以及内置电源电量，所述被控锁具关键部件包括锁梁、锁壳以及电源接口，所述监测单元140包括触点开关、霍尔器件或干簧管；

所述驱动单元120为电机或继电器；

所述电力智能锁具装置还包括电源单元，所述电源单元包括外置电源模块160；

所述外置电源模块160用于向所述监测单元130、所述驱动单元120以及所述主控单元110提供电能。

进一步的，所述电源单元还包括内置电源模块150；

所述内置电源模块150用于对所述监测单元130以及所述主控单元110提供电能；

所述外置电源模块160用于对所述内置电源模块150以及所述驱动单元120提供电能。

所述内置电源模块150为电池或者超级电容；所述外置电源模块160为无线电源接收端或者有线电源接收端。

本实施例中，被控锁具为挂锁作为本发明的最佳实施例，锁具结构如图2所示。

所述挂锁锁具的结构包括锁舌210、锁舌槽220以及锁梁230，锁具内有电路板240，其上运行了核心单元以及监测单元，锁具内还有驱动单元250，用于驱动机械部件运动实现开锁和闭锁。

在开锁过程中，核心单元中的通信模块接收操作数据，核心单元中的ESAM模块对所述操作数据解密，核心单元的主控模块对解密后数据进行检测判断；

如果数据解密正确，则继续判断驱动单元是否具备外置电能供给，如果未检测到外部电源模块则在当前状态等待直至到达超时阈值，返回初始状态重新等待接收操作数据，如果检测到外部电源模块则继续进行后续操作；

驱动单元带动锁舌从所述锁梁的锁舌槽中向外移动，直至所述锁梁不被所述锁舌卡住时所述锁梁自动弹出，所述被控锁具打开，所述锁舌自动弹回初始位置，至此实现电力智能锁具开锁。

在闭锁过程中，施加外力按下所述锁梁，所述锁梁挤压锁舌离开初始位置，直至所述锁梁被完全按下，所述锁舌弹入锁舌槽并卡住锁梁，至此实现电力智能锁具闭锁。

在状态监测过程中，监测单元监测被控锁具的各项状态，包括被控锁具关键部件破坏情况、被控锁具开闭状态以及内置电源电量等，将所述状态信息发送至主控模块，主控模块对状态信息编码发送至通信模块；若所述被控锁具与外部设备建立有线或无线通信连接，所述通信模块通过对应的通信方式向外部设备发送编码后状态信息，若所述被控锁具与外部设备没有建立有线或无线通信连接时，所述通信模块通过广播方式广播编码后状态信息，实现电力智能锁具的状态监测。

图3为本发明具体实施方式的一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具闭锁方法流程图；如图3所示，所述方法包括：

步骤310，通信模块接收操作数据；

步骤320，ESAM模块解密所述操作数据，得到解密后操作数据；

步骤330，主控模块认证解析所述解密后操作数据；

如果解析错误，则重新等待通信模块接收操作数据，如果解析正确，继续后续步骤；

步骤340，检测驱动单元是否由外置电源模块供电；

若未检测到外置电源模块，在当前状态等待直至达到设定的超时阈值，返回初始状态等待接收数据；若检测到外置电源模块，驱动单元驱动被控锁具实现锁具装置的开启。

图4为本发明具体实施方式的一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具闭锁方法流程图；如图4所示，所述方法包括：

步骤410，被控锁件接收外力锁闭；

步骤420，监测单元检测被控锁具锁闭，发送信号至通信模块，由通信模块向外部设备发送被控锁件的锁闭信息。

图5为本发明具体实施方式的一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具状态监测方法流程图；如图5所示，所述方法包括：

步骤510，监测单元监测被控锁具的各项状态，将被控锁具状态信息发送至主控模块；

步骤520，所述主控模块对所述被控锁具状态信息编码，得到编码后状态信息；

步骤530，检测被控锁具与外部设备通信状态；

若已建立连接，通过对应的通信方式发送编码后状态信息，若未建立连接，通过广播方式广播编码后状态信息。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。本说明书中涉及到的步骤编号仅用于区别各步骤，而并不用于限制各步骤之间的时间或逻辑的关系，除非文中有明确的限定，否则各个步骤之间的关系包括各种可能的情况。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本公开的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本公开进行说明而不是对本公开进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开精神的前提下，可以作出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (14)

1.一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具装置，其特征在于：

所述装置包括核心单元、驱动单元、监测单元以及被控锁具，所述核心单元包括主控模块、ESAM模块以及通信模块；

所述主控模块接收所述通信模块的交互数据并对交互数据编码或解码，根据所述解码后交互数据控制驱动单元执行控制动作；所述主控模块用于接收监测单元发送的信号；

所述通信模块以无线通信方式接收外部设备发送的数据以及向外部设备发送被控锁具的状态信息；

所述ESAM模块用于对通信模块接收的由主控模块解码后的外部数据进行加解密处理；

所述监测单元用于监测被控锁具装置状态；

所述驱动单元用于驱动被控锁具实现锁具装置的开启与闭合。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述主控模块包括单片机；

所述ESAM模块包括ESAM安全芯片或ESAM安全模组。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述通信模块的无线通信方式包括蓝牙、NFC、NB-loT、Lora以及红外线通信；

所述通信模块还包括有线通信方式，所述有线通信方式包括串口、以太网以及光纤。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述装置还包括电源单元，所述电源单元包括外置电源模块；

所述外置电源模块用于向所述监测单元、所述驱动单元以及所述主控单元提供电能。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述电源单元还包括内置电源模块；

所述内置电源模块用于对所述监测单元以及所述主控单元提供电能；

所述外置电源模块用于对所述内置电源模块以及所述驱动单元提供电能。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述内置电源模块为电池或者超级电容；

所述外置电源模块为无线电源接收端或者有线电源接收端。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述监测单元监测被控锁具的各项状态，包括被控锁具关键部件破坏情况、被控锁具开闭状态以及内置电源电量，所述被控锁具关键部件包括锁梁、锁壳以及电源接口；

所述监测单元包括触点开关、霍尔器件或干簧管；

所述驱动单元为电机或继电器。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述被控锁具与外部设备建立有线或无线通信连接时，所述通信模块通过对应的通信方式向外部设备发送数据；

所述被控锁具与外部设备没有建立有线或无线通信连接时，所述通信模块通过广播方式向外部设备发送数据。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

开锁过程中，若所述驱动单元未检测到外置电源电力供给时，在当前状态等待直至达到设定的超时阈值，返回初始状态等待接收数据；

若检测到外置电源电能供给，则直接进行后续操作。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述被控锁具为挂锁，包括锁舌、锁舌槽以及锁梁。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：

所述被控锁具开锁方法包括驱动单元带动所述锁舌从所述锁梁的锁舌槽中向外移动，直至所述锁梁不被所述锁舌卡住时所述锁梁自动弹出，所述被控锁具打开，所述锁舌自动弹回初始位置；

所述被控锁具闭锁方法包括外力按下所述锁梁，所述锁梁挤压锁舌离开初始位置，直至所述锁梁被完全按下，所述锁舌弹入锁舌槽并卡住锁梁，锁具关闭。

12.一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具开锁方法，其特征在于：

通信模块接收操作数据；

ESAM模块解密所述操作数据，得到解密后操作数据；

主控模块认证解析所述解密后操作数据；

如果解析错误，则重新等待通信模块接收操作数据；

如果解析正确，检测驱动单元是否由外置电源模块供电；

若未检测到外置电源模块，在当前状态等待直至达到设定的超时阈值，返回初始状态等待接收数据；

若检测到外置电源模块，驱动单元驱动被控锁具实现锁具装置的开启。

13.一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具闭锁方法，其特征在于：

被控锁件接收外力锁闭；

监测单元检测被控锁具锁闭，发送信号至通信模块，由通信模块向外部设备发送被控锁件的锁闭信息。

14.一种基于ESAM加密认证的电力智能锁具状态监测方法，其特征在于：

监测单元监测被控锁具的各项状态，将被控锁具状态信息发送至主控模块；

所述主控模块对所述被控锁具状态信息编码，得到编码后状态信息；

检测被控锁具与外部设备通信状态；

若已建立连接，通过对应的通信方式发送编码后状态信息；

若未建立连接，通过广播方式广播编码后状态信息。

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