CN111815824A - 一种基于蓝牙识别的开锁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙识别的开锁方法，包括以下步骤：利用移动端注册账号并登录访问后台管理服务器；利用移动端输入电子锁对应的电子锁识别编码，并反馈给后台管理服务器；后台管理服务器获取电子锁识别编码，并向电子锁和移动端同时下发蓝牙连接安全密钥；电子锁获取蓝牙连接安全密钥，并启动第一蓝牙单元发送通讯信号；第一蓝牙单元与第二蓝牙单元匹配连接；后台管理服务器向移动端下发开锁密钥；移动端利用开锁密钥与存储单元内存储的开锁密钥进行对比，若一致，则控制主板向锁具模块下发开锁信号，并驱动开锁；否则，开锁失败。通过上述方案，本发明具有结构简单、安全可靠、逻辑简单等优点。

Description

一种基于蓝牙识别的开锁方法
技术领域
本发明涉及蓝牙识别技术领域，尤其是一种基于蓝牙识别的开锁方法。
背景技术
随着社会发展，物流运输运用到多种运输载体，其中最主要的就是集装箱的运用，在当前体现出了一种新型、高效率和高效益的运输方式。然而在运输过程中，为了保证货物安全，通常在起点、中转站或者终点站需对运输装置进行开锁清点货物。目前，市面上常见的开锁方式有密码开锁、蓝牙开锁、指纹开锁、刷卡式开锁等。其中蓝牙开锁得到了广泛地应用。由此可见，此时一种快捷、安全的开锁方式就尤为重要，但是目前用于蓝牙开锁性能主要考虑的是便利和快捷，至于安全性则考虑的比较少，申请人发现如果开锁数据没有加密或者加密的密钥被泄露，数据完全可以被破解，从而导致锁被没有授权的手机或者其他设备开启，这样失去了锁本身应有的保护作用。
因此，急需要提出一种逻辑简单、安全可靠的基于蓝牙识别的开锁方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于蓝牙识别的开锁方法，本发明采用的技术方案如下：
一种基于蓝牙识别的开锁方法，用于电子锁装置系统，所述电子锁装置系统包括设置第二蓝牙单元的移动端，分别与移动端通讯连接的后台管理服务器和电子锁；所述电子锁包括与移动端和后台管理服务器通讯连接的智能驱动模块，与智能驱动模块连接的识别编码模块，分别与识别编码模块和智能驱动模块连接的锁具模块，以及与锁具模块和智能驱动模块连接的电池管理模块；所述智能驱动模块包括第一蓝牙单元、判断单元、存储单元和控制主板；
所述开锁方法，包括以下步骤：
步骤S1，利用移动端注册账号并登录访问后台管理服务器；
步骤S2，利用移动端输入电子锁对应的电子锁识别编码，并反馈给后台管理服务器；
步骤S3，后台管理服务器获取电子锁识别编码，并向电子锁和移动端同时下发蓝牙连接安全密钥；
步骤S4，电子锁获取蓝牙连接安全密钥，并启动第一蓝牙单元发送通讯信号；
步骤S5，第一蓝牙单元与第二蓝牙单元匹配连接；
步骤S6，后台管理服务器向移动端下发开锁密钥；
步骤S7，移动端利用开锁密钥与存储单元内存储的开锁密钥进行对比，若一致，则控制主板向锁具模块下发开锁信号，并驱动开锁；否则，开锁失败。
进一步地，所述基于蓝牙识别的开锁方法，还包括所述移动端获取蓝牙连接安全密钥，并开启蓝牙搜索蓝牙通讯信号。
进一步地，所述第一蓝牙单元与第二蓝牙单元匹配连接，还包括：
步骤S51，智能驱动模块获取蓝牙连接安全密钥后，调用第一蓝牙单元开启通讯信息；
步骤S52，移动端检测蓝牙状态，开启第二蓝牙单元搜索蓝牙通讯信号；
步骤S53，移动端搜索蓝牙通讯信号无结果，提示移动端与锁之间距离保持在米内；若搜索到蓝牙通讯信号，第一蓝牙单元与第二蓝牙单元通过蓝牙连接安全密钥进行配对，配对成功建立连接。
进一步地，所述锁具模块包括一一对应固定在集装箱的箱门上的锁体和锁绳固定装置，插入锁体内、且与锁体可拆卸连接的锁头，设置在锁头与锁绳固定装置之间、且与锁绳固定装置固定连接的锁绳，以及设置在锁体内、且互相之间采用电气连接的锁头驱动机构；所述锁头驱动机构与锁头之间采用可拆卸连接；
所述锁头驱动机构包括锁芯，与锁芯连接、用于驱动锁芯的电机，以及布设在锁芯上、用于检测锁头插入所述锁芯内的状态的锁头检测传感器；
所述锁芯包括呈L形状的锁芯壳，开设在锁芯壳内、供锁头插入的锁膛，开设在锁芯壳内、且与锁膛垂直连通的第一管道和第二管道，布设在第一管道内的锁头检测钢珠，布设在第一管道内、且一端与锁头检测钢珠接触连接的顶针，布设在锁芯壳外侧、且与顶针的另一端连接、用于顶压锁头检测传感器的锁头检测顶针挡板，布设在第二管道的前端、且与锁膛接触的锁头锁紧钢珠，一端与锁头锁紧钢珠挤压接触、且布设在第二管道内的锁舌，与锁舌的另一端采用啮合连接、且与电机的轴承端部固定连接、用于驱动锁舌沿第二管道移动的电机齿轮，布设在第二管道的后端、用于第二管道封堵的锁舌挡板，以及一端置于所述锁舌内、且另一端挤压在锁舌挡板上的锁舌弹簧；
所述锁头上开设有与锁头锁紧钢珠挤压接触的锁紧槽；
所述第一管道与锁膛连通处的直径小于第一管道的直径，所述第二管道与锁膛连通处的直径小于第二管道的直径。
更进一步地，所述锁头驱动机构还包括套设在电机的轴承上、且呈扇形状的传感器触发件，以及固定在电机的两侧、且与传感器触发件相对挤压配合的开锁传感器和关锁传感器。
更进一步地，所述锁绳固定装置上设置有一锁绳固定口，且所述锁绳固定装置上还设置有一锁绳固定螺钉孔。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过电子锁对应的唯一的识别编码进行连接安全密钥获取，并且利用连接安全密钥进行匹配；在建立通讯连接的基础上，采集获得开锁的开锁密钥，再进行开锁密钥判断，以实现蓝牙开锁操作，其通过两次的验证，保证其安全可靠。
(2)本发明的电子锁通过设置锁体和锁绳固定装置，在锁体与锁绳固定装置之间设置有锁头和的锁绳，锁绳的一端与锁绳固定装置固定连接，且锁头与锁体插接锁定，其操作简单；
(3)本发明巧妙地在锁体内设置锁芯，且锁芯上设置有检测锁头插入状态的锁头检测传感器，根据锁头检测传感器采集的信号，驱动电机运转，并将锁头锁紧钢珠推入挤压在锁紧槽上，以实现锁紧固定；当需要解锁时，控制器驱动电机反向运转，以解除挤压锁紧；由此可见，本发明的锁紧动作可靠；
(4)本发明巧妙地采用了蓝牙芯片获取开锁信号，并驱动电机运作，其无需佩戴钥匙，保证集装箱开关门更可靠；
(5)本发明巧妙地设置了开锁传感器和关锁传感器，以检测开关门的状态，并与锁头检测传感器配合，实现可靠的检测；
综上所述，本发明具有结构简单、安全可靠、逻辑简单等优点，在蓝牙识别技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的结构示意框图。
图2为本发明的开锁逻辑流程图。
图3为本发明的具体逻辑流程图。
图4为本发明的蓝牙配对流程图。
图5为本发明的多次驱动开启的流程图。
图6为本发明的电子锁的结构示意图。
图7为本发明的电子锁的内部结构图(一)。
图8为本发明的电子锁的底面结构图。
图9为本发明的电子锁的内部结构图(二)。
图10为本发明的锁芯的结构示意图。
图11为本发明的锁绳固定件结构图(一)。
图12为本发明的锁绳固定件结构图(二)。
图13为本发明的锁绳固定件结构图(三)。
图14为本发明的电子锁的内部立体结构示意图。
图15为本发明的蓝牙芯片原理图。
图16为本发明的接口电路原理图。
图17为本发明的电机开锁驱动电路原理图。
图18为本发明的电机关锁驱动电路原理图。
图19为本发明的电机接口电路原理图。
图20为本发明的指示灯电路原理图。
图21为本发明的传感器采集电路原理图。
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
101-锁体，102-电池仓盖，103-螺杆，104-锁头，105-锁绳，106-电池，107-密封圈，108-电容，109-绿色指示灯，110-防尘盖，111-电源接头槽，112-红色指示灯，113-锁孔，114-电路板仓盖板固定孔，115-机械仓盖板固定孔，116-电池仓，117-锁体安装孔，118-防尘盖转动装置，119-防磨套管，120-排屑孔，121-电路板仓盖，122-机械仓盖固定柱，123-开锁传感器，124-定位孔，125-电机，126-传感器触发件，127-关锁传感器，128-锁芯，129-锁头检测传感器，130-接口板，131-指示灯导光柱，132-电源线布线槽，133-锁舌挡板，134-电机驱动孔，135-锁头检测顶针挡板，136-锁舌弹簧，137-顶针，138-锁舌，139-锁头检测钢珠，140-锁头锁紧钢珠，141-锁膛，142-排屑槽，143-电机齿轮，201-锁绳固定装置，202-锁绳固定螺钉孔，203-锁头固定装置盖板固定孔，204-锁头固定装置盖板，205-螺钉限位槽，206-锁头固定孔，207-锁头防掉钢珠，208-锁绳固定口，209-锁绳固定装置安装孔，1041-锁紧槽。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
如图1至图21所示，本实施例提供了一种基于蓝牙识别的电子锁装置系统及其开锁方法。需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。另外，本实施例中所述“底部”、“顶部”、“四周边缘”、“中央”等方位性用语是基于附图来说明的。不仅如此，本实施例是基于电路和机械结构的改进，并未对软件程序进行改进，其为常规的程序片段组合，在此就不予赘述。
本实施例的电子锁装置系统包括设置第二蓝牙单元的移动端，分别与移动端通讯连接的后台管理服务器和电子锁；所述电子锁包括与移动端和后台管理服务器通讯连接的智能驱动模块，与智能驱动模块连接的识别编码模块，分别与识别编码模块和智能驱动模块连接的锁具模块，以及与锁具模块和智能驱动模块连接的电池管理模块(电池106)；所述智能驱动模块包括第一蓝牙单元(即nRF52832)、判断单元、存储单元和控制主板。
第一部分，锁具模块的机械部分：
锁具模块包括一一对应固定在集装箱的箱门上的锁体101和锁绳固定装置201，插入锁体101内、且与锁体101可拆卸连接的锁头104，设置在锁头104与锁绳固定装置201之间、且与锁绳固定装置201固定连接的锁绳105，以及设置在锁体101内、且互相之间采用电气连接的电池106、电路板和锁头驱动机构；所述锁头驱动机构与锁头104之间采用可拆卸连接。其中，在锁体101内设置有电池仓116，在电池仓116与电池仓盖102之间设置有密封圈107，电池仓盖102与电池仓116之间采用螺杆103连接。另外，在锁体101上还设置有一电路板仓盖121。在所述锁体101内设置有与锁膛141同轴线、用于供锁头104插入的防磨套管119。为了避免防磨套管119内进入杂物，在锁体101上设置有与防磨套管119连通的锁孔113，并且在在锁体101上固定有用于拨动后遮挡锁孔113的防尘盖110。
如图11至图13所示，锁绳固定装置201上海设置有锁绳固定螺钉孔202、锁头固定装置盖板固定孔203、锁头固定装置盖板204、螺钉限位槽205、锁头固定孔206、锁头防掉钢珠207、锁绳固定口208和锁绳固定装置安装孔209。
如图9、10和14所示，在本实施例的锁头驱动机构包括锁芯128，与锁芯128连接、用于驱动锁芯128的电机125，以及布设在锁芯128上、用于检测锁头104插入所述锁芯128内的状态的锁头检测传感器129。其中，该锁芯128包括呈L形状的锁芯壳，开设在锁芯壳内、供锁头104插入的锁膛141，开设在锁芯壳内、且与锁膛141垂直连通的第一管道和第二管道，布设在第一管道内的锁头检测钢珠139，布设在第一管道内、且一端与锁头检测钢珠139接触连接的顶针137，布设在锁芯壳外侧、且与顶针137的另一端连接、用于顶压锁头检测传感器129的锁头检测顶针挡板135，布设在第二管道的前端、且与锁膛141接触的锁头锁紧钢珠140，一端与锁头锁紧钢珠140挤压接触、且布设在第二管道内的锁舌138，与锁舌138的另一端采用啮合连接、且与电机125的轴承端部固定连接、用于驱动锁舌138沿第二管道移动的电机齿轮143，布设在第二管道的后端、用于第二管道封堵的锁舌挡板133，一端置于所述锁舌138内、且另一端挤压在锁舌挡板133上的锁舌弹簧136，套设在电机125的轴承上、且呈扇形状的传感器触发件126，以及固定在电机125的两侧、且与传感器触发件126相对挤压配合的开锁传感器123和关锁传感器127。在本实施例中，所述锁头104上开设有与锁头锁紧钢珠140挤压接触的锁紧槽1041；另外，所述第一管道与锁膛141连通处的直径小于第一管道的直径，所述第二管道与锁膛141连通处的直径小于第二管道的直径。
第二部分，智能驱动模块部分：
其中，在电路板上设置有分别与电池106和电机125电气连接的控制器；该控制器包括型号为nRF52832、且VDD引脚与电池106连接的蓝牙芯片U2，并联后一端与蓝牙芯片U2的VDD引脚连接、且另一端接地的电容C10、电容C11和电容C16，与蓝牙芯片U2的串行口P0.03连接的电机开锁驱动电路，与蓝牙芯片U2的串行口P0.04连接的电机关锁驱动电路，与蓝牙芯片U2的串行口P0.05连接、用于采集锁头检测传感器129的信号的锁头插入检测电路，与蓝牙芯片U2的串行口P0.13连接、用于采集关锁传感器127的信号的关锁采集电路，以及与蓝牙芯片U2的串行口P0.14连接、用于采集开锁传感器123的信号的开锁采集电路。其中，电机开锁驱动电路和电机关锁驱动电路的结构相同，且电机开锁驱动电路包括基极经电阻R17与蓝牙芯片U2的串行口P0.03连接、发射极接地的三极管Q6，栅极经电阻R18与三极管Q6的集电极连接、源极与电池连接、且漏极与电机连接的场效应管D6，以及连接在电池与场效应管D6的栅极之间的电阻R21。另外，该锁头插入检测电路、关锁采集电路和开锁采集电路的结构相同，且关锁采集电路包括一端与蓝牙芯片U2的串行口P0.13连接、且另一端接地的电容C44，以及一端与蓝牙芯片U2的串行口P0.13连接的电阻R26；所述关锁传感器127与电容C44并联布设。
第三部分，开锁过程：
第一步，利用移动端注册账号并登录访问后台管理服务器；
第二步，利用移动端输入电子锁对应的电子锁识别编码，并反馈给后台管理服务器；
第三步，后台管理服务器获取电子锁识别编码，并向电子锁和移动端同时下发蓝牙连接安全密钥；
第四步，电子锁获取蓝牙连接安全密钥，并启动第一蓝牙单元发送通讯信号；
第五步，第一蓝牙单元与第二蓝牙单元匹配连接；
(51)智能驱动模块获取蓝牙连接安全密钥后，调用第一蓝牙单元开启通讯信息；
(52)移动端检测蓝牙状态，开启第二蓝牙单元搜索蓝牙通讯信号；
(53)移动端搜索蓝牙通讯信号无结果，提示移动端与锁之间距离保持在5米内；搜索到蓝牙通讯信号，第一蓝牙单元与第二蓝牙单元通过蓝牙连接安全密钥进行配对，配对成功建立连接。
第六步，后台管理服务器向移动端下发开锁密钥；
第七步，移动端利用开锁密钥与存储单元内存储的开锁密钥进行对比，若一致，则控制主板向锁具模块下发开锁信号，并驱动开锁；否则，开锁失败。
第八步，锁窗台传感器检测锁状态，若锁状态为开启，则提示开锁成功，若锁状态为关闭，提示开锁失败。包括：
S701：锁状态传感器检索锁状态为关闭，移动端提示开锁失败，再次进行尝试开锁，控制主板再次嗲用电机驱动单元开锁；
S702：再次开锁失败，上报后台管理服务器，后台管理服务器联系工作人员进行后期相关维修服务。
S701-S702主要目的：1、预防有是锁口卡住，锁未打开情况，进行再次尝试；2、锁出现故障，反馈后台，进行后期维修服务。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于蓝牙识别的开锁方法，用于电子锁装置系统，其特征在于，所述电子锁装置系统包括设置第二蓝牙单元的移动端，分别与移动端通讯连接的后台管理服务器和电子锁；所述电子锁包括与移动端和后台管理服务器通讯连接的智能驱动模块，与智能驱动模块连接的识别编码模块，分别与识别编码模块和智能驱动模块连接的锁具模块，以及与锁具模块和智能驱动模块连接的电池管理模块；所述智能驱动模块包括第一蓝牙单元、判断单元、存储单元和控制主板；
所述开锁方法，包括以下步骤：
步骤S1，利用移动端注册账号并登录访问后台管理服务器；
步骤S2，利用移动端输入电子锁对应的电子锁识别编码，并反馈给后台管理服务器；
步骤S3，后台管理服务器获取电子锁识别编码，并向电子锁和移动端同时下发蓝牙连接安全密钥；
步骤S4，电子锁获取蓝牙连接安全密钥，并启动第一蓝牙单元发送通讯信号；
步骤S5，第一蓝牙单元与第二蓝牙单元匹配连接；
步骤S6，后台管理服务器向移动端下发开锁密钥；
步骤S7，移动端利用开锁密钥与存储单元内存储的开锁密钥进行对比，若一致，则控制主板向锁具模块下发开锁信号，并驱动开锁；否则，开锁失败。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙识别的开锁方法，其特征在于，还包括所述移动端获取蓝牙连接安全密钥，并开启蓝牙搜索蓝牙通讯信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙识别的开锁方法，其特征在于，所述第一蓝牙单元与第二蓝牙单元匹配连接，还包括：
步骤S51，智能驱动模块获取蓝牙连接安全密钥后，调用第一蓝牙单元开启通讯信息；
步骤S52，移动端检测蓝牙状态，开启第二蓝牙单元搜索蓝牙通讯信号；
步骤S53，移动端搜索蓝牙通讯信号无结果，提示移动端与锁之间距离保持在5米内；若搜索到蓝牙通讯信号，第一蓝牙单元与第二蓝牙单元通过蓝牙连接安全密钥进行配对，配对成功建立连接。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于蓝牙识别的开锁方法，其特征在于，所述锁具模块包括一一对应固定在集装箱的箱门上的锁体(101)和锁绳固定装置(201)，插入锁体(101)内、且与锁体(101)可拆卸连接的锁头(104)，设置在锁头(104)与锁绳固定装置(201)之间、且与锁绳固定装置(201)固定连接的锁绳(105)，以及设置在锁体(101)内、且互相之间采用电气连接的锁头驱动机构；所述锁头驱动机构与锁头(104)之间采用可拆卸连接；
所述锁头驱动机构包括锁芯(128)，与锁芯(128)连接、用于驱动锁芯(128)的电机(125)，以及布设在锁芯(128)上、用于检测锁头(104)插入所述锁芯(128)内的状态的锁头检测传感器(129)；
所述锁芯(128)包括呈L形状的锁芯壳，开设在锁芯壳内、供锁头(104)插入的锁膛(141)，开设在锁芯壳内、且与锁膛(141)垂直连通的第一管道和第二管道，布设在第一管道内的锁头检测钢珠(139)，布设在第一管道内、且一端与锁头检测钢珠(139)接触连接的顶针(137)，布设在锁芯壳外侧、且与顶针(137)的另一端连接、用于顶压锁头检测传感器(129)的锁头检测顶针挡板(135)，布设在第二管道的前端、且与锁膛(141)接触的锁头锁紧钢珠(140)，一端与锁头锁紧钢珠(140)挤压接触、且布设在第二管道内的锁舌(138)，与锁舌(138)的另一端采用啮合连接、且与电机(125)的轴承端部固定连接、用于驱动锁舌(138)沿第二管道移动的电机齿轮(143)，布设在第二管道的后端、用于第二管道封堵的锁舌挡板(133)，以及一端置于所述锁舌(138)内、且另一端挤压在锁舌挡板(133)上的锁舌弹簧(136)；
所述锁头(104)上开设有与锁头锁紧钢珠(140)挤压接触的锁紧槽(1041)；
所述第一管道与锁膛(141)连通处的直径小于第一管道的直径，所述第二管道与锁膛(141)连通处的直径小于第二管道的直径。
5.根据权利要求4所述的一种基于蓝牙识别的开锁方法，其特征在于，所述锁头驱动机构还包括套设在电机(125)的轴承上、且呈扇形状的传感器触发件(126)，以及固定在电机(125)的两侧、且与传感器触发件(126)相对挤压配合的开锁传感器(123)和关锁传感器(127)。
6.根据权利要求4所述的一种基于蓝牙识别的开锁方法，其特征在于，所述锁绳固定装置(201)上设置有一锁绳固定口(208)，且所述锁绳固定装置(201)上还设置有一锁绳固定螺钉孔(202)。
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