CN112012582B - 一种智能家居安防系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家居安防系统，包括门锁机构、视频监控机构和中央控制器；门锁机构包括锁体，锁体内安装有锁芯，锁体内安装有电磁铁，电磁铁的前端通过弹簧连接有铁磁性保险销，铁磁性保险销的底面设置有方孔，锁芯上设置有限位销，当电磁铁不通电时方孔与限位销插接配合，当电磁铁通电时铁磁性保险销被电磁铁吸引使方孔与限位销分离，电磁铁的电控单元与中央控制器通讯连接；门锁机构还包括与锁芯相适配的若干个钥匙，钥匙内安装有RFID卡，不同钥匙的RFID卡各不相同，锁体内安装有用于读取RFID卡的读卡器，读卡器与中央控制器通讯连接。本发明能够改进现有技术的不足，提高了智能家居安防系统的安防水平。

Description

一种智能家居安防系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，尤其是一种智能家居安防系统及其控制方法。

背景技术

智能家居是一种将自动控制技术、互联网技术、安防技术进行集成的创新概念。其中安防系统是智能家居中非常重要的一个组成部分。现有的安防系统，只是将不同的安防装置或手段通过控制器进行简单的组合，无法实现联合安防对安防系数的有效提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种智能家居安防系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，提高了智能家居安防系统的安防水平。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种智能家居安防系统，包括门锁机构、视频监控机构和中央控制器；

门锁机构包括锁体，锁体内安装有锁芯，锁体内安装有电磁铁，电磁铁的前端通过弹簧连接有铁磁性保险销，铁磁性保险销的底面设置有方孔，锁芯上设置有限位销，当电磁铁不通电时方孔与限位销插接配合，当电磁铁通电时铁磁性保险销被电磁铁吸引使方孔与限位销分离，电磁铁的电控单元与中央控制器通讯连接；

门锁机构还包括与锁芯相适配的若干个钥匙，钥匙内安装有RFID卡，不同钥匙的RFID卡各不相同，锁体内安装有用于读取RFID卡的读卡器，读卡器与中央控制器通讯连接；

视频监控机构包括室内摄像头，室内摄像头与中央控制器通讯连接；

锁体内安装有编码器，编码器与锁芯通过齿轮组联动安装，编码器与中央控制器通讯连接；

锁芯内设置有若干个组弹子，每组弹子包括位于锁芯内侧的内弹子和位于锁芯外侧的外弹子，每个外弹子的上方安装有一个信号触点，信号触点与中央控制器通讯连接。

作为优选，所述铁磁性保险销上安装有振动传感器，振动传感器与中央控制器通讯连接。

作为优选，所述外弹子内开设有底部开口的第一空腔，内弹子活动插接在第一空腔内，内弹子内开设有顶部开口的第二空腔，第二空腔的底部固定有销柱，销柱的顶部位于第一空腔内，第一空腔的侧壁对称开设有通孔，锁体上设置有与通孔相配合的纵向凹槽，通孔和纵向凹槽内插接有第一弹片，第一弹片与销柱挤压接触，当钥匙未插入锁芯时，第一弹片与纵向凹槽的底部相接触。

作为优选，所述方孔内壁设置有若干个弧形槽，限位销侧壁固定有与弧形槽一一对应的第二弹片，第二弹片的两端固定在限位销侧壁上，当方孔与限位销插接配合时第二弹片位于弧形槽内。

一种上述的智能家居安防系统的控制方法，包括以下步骤：

A、读卡器实时监测RFID卡信号，当读取到RFID卡信息后，将RFID卡信息发送至中央控制器，若RFID卡信息与数据库中记录的备案信息一致，中央控制器控制电磁铁通电，对铁磁性保险销进行吸引，使方孔与限位销分离；

B、在电磁铁通电的状态下，钥匙插入锁芯的过程中，中央控制器接收外弹子触动信号触点所发出的触发信号，中央控制器将接收到的触发信号按时间顺序排列为信号序列，与数据库中记录的备案信号序列进行比对，若信号序列不一致，中央控制器通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号；

在电磁铁未通电的状态下，若中央控制器接收到信号触点发出的触发信号，中央控制器通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号；

C、在步骤A和步骤B均成功验证通过后，转动钥匙将门锁机构打开，在钥匙回转过程中，中央控制器接收编码器发送的转动角度信号，中央控制器将接收到的转动角度信号与正在使用的RFID卡信号进行配对，若配对信号与数据库中记录的配对信息不一致，中央控制器通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号，同时将室内摄像头拍摄的图像同步发送至中央控制器，然后通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发送。

作为优选，步骤B中，中央控制器接收到触发信号后，对触发信号进行预处理，

首先对同一信号触点在不同时刻发出的触发信号进行判断，若触发信号的持续时间随着触发时刻的推移保持不变或逐渐缩短，则判断触发信号真实，否则判断触发信号存在异常，不进行比对，中央控制器直接通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号；

然后对同一时刻发出的不同触发信号进行判断，若触发信号的持续时间相同，则判断触发信号真实，否则判断触发信号存在异常，不进行比对，中央控制器直接通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号。

作为优选，步骤C中，对转动角度信号和RFID卡信号进行配对时，对转动角度信号设置有匹配冗余量。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明采用多重认证的方式来提高安防水平，而且不同的认证方式之间并不是简单的叠加。在使用“RFID认证”和“机械钥匙认证”的过程中，通过设置电磁锁止机构，利用RFID认证对机械钥匙认证加入保险，可以减小技术开锁带来的非法开启风险，同时电磁锁止机构还可以对锁芯进行锁止加强，从而提高暴力开锁的难度。锁体内的编码器对钥匙的使用者进行二次认证，每个钥匙中的RFID卡对应一个预设的回转角度范围，如果钥匙被他人非法使用，由于使用者不知道预设的回转角度，会在开门的同时出发报警。而外弹子上方安装的信号触点是在RFID认证的基础上对技术开锁的二次认证。由于RFID卡有可能被非法复制，在这种情况下使用非法复制的RFID卡再配合技术开锁就会使整个安防系统的安防系数大幅下降。技术开锁是通过特殊工具对锁芯内的弹子进行逐个开启，这与通过钥匙进行开启时完全不同的，而且机械钥匙具有唯一性，所以本发明通过监控钥匙插入锁芯时对弹子推挤的时序信号，判断弹子的开启过程是合法过程还是非法过程，从而有效杜绝了技术开锁的可能性。由于任何锁具对于暴力开锁都无法保证绝对的安全，所以本发明通过调整设计思路，从另一个角度来降低暴力开锁的风险性。暴力开锁通常是使用电钻等电动工具对锁芯结构进行直接破坏，从而达到开锁的目的。在这个过程中，会产生明显的振动，所以本发明通过在铁磁性保险销上安装振动传感器，对振动信号进行实施监控，在发现有暴力开锁的可能性时可以及时发出报警。在使用振动传感器对暴力开锁行为进行实时监控的同时，本发明通过改进内弹子和外弹子的配合结构，在内弹子被破坏后，第二空腔底部外露，销柱从第二空腔内掉落，进而使得第一弹片失去销柱的固定从通孔弹出（在安装时第一弹片处于被压缩的状态），由于外弹子是通过第一弹片和纵向凹槽的卡接进行限位的，在失去限位效果后，外弹子也会下落至锁芯内，从而对锁芯进行彻底锁死。这时如果想通过暴力开锁开启的话，还需要对外弹子进行再次的破坏，从而成倍延长了暴力开锁所需时间。另外，由于从锁芯向内进行暴力破坏时是沿着锁芯的轴向进行的，对锁芯外侧部位不易接触和破坏，所以通过在限位销侧壁安装第二弹片，在暴力开锁对限位销进行破坏后，只要第二弹片与限位销的连接点还保持完整，第二弹片就会与弧形槽继续保持卡接状态，从而保持锁具的锁死状态，进一步提高暴力开锁的难度，为中央控制器报警争取更多的时间。为了防止对信号触点的真实触发信号的模仿，本发明参照钥匙插入锁芯对信号触点的触发过程，对触发信号进行预处理，可以有效提高人为模拟信号触发的难度。而为转动角度信号设置匹配冗余量，可以提高转动角度检测的可操作性，避免由于人为的转动误差导致的误报警。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中锁芯轴向的局部剖视图。

图3是本发明一个具体实施方式中方孔与限位销配合位置的结构图。

图中：1、锁体；2、锁芯；3、电磁铁；4、弹簧；5、铁磁性保险销；6、方孔；7、限位销；8、中央控制器；9、钥匙；10、RFID卡；11、读卡器；12、室内摄像头；13、编码器；14、齿轮组；15、内弹子；16、外弹子；17、信号触点；18、振动传感器；19、第一空腔；20、第二空腔；21、销柱；22、通孔；23、纵向凹槽；24、第一弹片；25、弧形槽；26、第二弹片。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-3，本发明一个具体实施方式包括门锁机构、视频监控机构和中央控制器8；

门锁机构包括锁体1，锁体1内安装有锁芯2，锁体1内安装有电磁铁3，电磁铁3的前端通过弹簧4连接有铁磁性保险销5，铁磁性保险销5的底面设置有方孔6，锁芯2上设置有限位销7，当电磁铁3不通电时方孔6与限位销7插接配合，当电磁铁3通电时铁磁性保险销5被电磁铁3吸引使方孔6与限位销7分离，电磁铁3的电控单元与中央控制器8通讯连接；

门锁机构还包括与锁芯2相适配的若干个钥匙9，钥匙9内安装有RFID卡10，不同钥匙9的RFID卡10各不相同，锁体1内安装有用于读取RFID卡10的读卡器11，读卡器11与中央控制器8通讯连接；

视频监控机构包括室内摄像头12，室内摄像头12与中央控制器8通讯连接；

锁体1内安装有编码器13，编码器13与锁芯2通过齿轮组14联动安装，编码器13与中央控制器8通讯连接；

锁芯2内设置有若干个组弹子，每组弹子包括位于锁芯2内侧的内弹子15和位于锁芯2外侧的外弹子16，每个外弹子16的上方安装有一个信号触点17，信号触点17与中央控制器8通讯连接。

铁磁性保险销5上安装有振动传感器18，振动传感器18与中央控制器8通讯连接。

外弹子16内开设有底部开口的第一空腔19，内弹子15活动插接在第一空腔19内，内弹子15内开设有顶部开口的第二空腔20，第二空腔20的底部固定有销柱21，销柱21的顶部位于第一空腔19内，第一空腔19的侧壁对称开设有通孔22，锁体1上设置有与通孔22相配合的纵向凹槽23，通孔22和纵向凹槽23内插接有第一弹片24，第一弹片24与销柱21挤压接触，当钥匙9未插入锁芯2时，第一弹片24与纵向凹槽23的底部相接触。

方孔6内壁设置有若干个弧形槽25，限位销7侧壁固定有与弧形槽25一一对应的第二弹片26，第二弹片26的两端固定在限位销7侧壁上，当方孔6与限位销7插接配合时第二弹片26位于弧形槽25内。

一种上述的智能家居安防系统的控制方法，包括以下步骤：

A、读卡器11实时监测RFID卡10信号，当读取到RFID卡10信息后，将RFID卡10信息发送至中央控制器8，若RFID卡10信息与数据库中记录的备案信息一致，中央控制器8控制电磁铁3通电，对铁磁性保险销5进行吸引，使方孔6与限位销7分离；

B、在电磁铁3通电的状态下，钥匙9插入锁芯2的过程中，中央控制器8接收外弹子16触动信号触点17所发出的触发信号，中央控制器8将接收到的触发信号按时间顺序排列为信号序列，与数据库中记录的备案信号序列进行比对，若信号序列不一致，中央控制器8通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号；

在电磁铁3未通电的状态下，若中央控制器8接收到信号触点17发出的触发信号，中央控制器8通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号；

C、在步骤A和步骤B均成功验证通过后，转动钥匙9将门锁机构打开，在钥匙9回转过程中，中央控制器8接收编码器13发送的转动角度信号，中央控制器8将接收到的转动角度信号与正在使用的RFID卡10信号进行配对，若配对信号与数据库中记录的配对信息不一致，中央控制器8通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号，同时将室内摄像头12拍摄的图像同步发送至中央控制器8，然后通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发送。

在中央控制器8的整个监控过程中，中央控制器8实时采集振动传感器18发送的振动信号，当振动传感器18发送的振动信号超出报警阈值时，中央控制器8通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发送报警信息。

步骤B中，中央控制器8接收到触发信号后，对触发信号进行预处理，

首先对同一信号触点17在不同时刻发出的触发信号进行判断，若触发信号的持续时间随着触发时刻的推移保持不变或逐渐缩短，则判断触发信号真实，否则判断触发信号存在异常，不进行比对，中央控制器8直接通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号；

然后对同一时刻发出的不同触发信号进行判断，若触发信号的持续时间相同，则判断触发信号真实，否则判断触发信号存在异常，不进行比对，中央控制器8直接通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号。

步骤C中，对转动角度信号和RFID卡10信号进行配对时，对转动角度信号设置有匹配冗余量。

步骤C中，中央控制器8将接收到的转动角度信号与正在使用的RFID卡10信号进行配对后，当钥匙9拔出锁芯2时，钥匙9反向触发信号触点17，中央控制器8将接收到的反向触发信号序列与钥匙9插入过程中接收到的触发信号序列进行比对，若两个信号序列不是严格的相互反向排列，中央控制器8通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号，同时将室内摄像头12拍摄的图像同步发送至中央控制器8，然后通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发送。

本实施例给出的是一种综合安防水平最高的家居安防解决方案。在实际的市场需求层面并不是所有的用户均有如此高的方案需求，这时用户对于成本的考量则变得更为重要，用户可根据具体使用环境和对安防水平的需求，对本实施例中的安防结构进行删减，以达到解决成本的目的。

本发明通过改进锁芯结构，并综合利用多种安防手段，针对技术开锁和暴力开锁的特点进行多维度联动防护，有效提高了安防系数。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种智能家居安防系统，其特征在于：包括门锁机构、视频监控机构和中央控制器（8）；

门锁机构包括锁体（1），锁体（1）内安装有锁芯（2），锁体（1）内安装有电磁铁（3），电磁铁（3）的前端通过弹簧（4）连接有铁磁性保险销（5），铁磁性保险销（5）的底面设置有方孔（6），锁芯（2）上设置有限位销（7），当电磁铁（3）不通电时方孔（6）与限位销（7）插接配合，当电磁铁（3）通电时铁磁性保险销（5）被电磁铁（3）吸引使方孔（6）与限位销（7）分离，电磁铁（3）的电控单元与中央控制器（8）通讯连接；

门锁机构还包括与锁芯（2）相适配的若干个钥匙（9），钥匙（9）内安装有RFID卡（10），不同钥匙（9）的RFID卡（10）各不相同，锁体（1）内安装有用于读取RFID卡（10）的读卡器（11），读卡器（11）与中央控制器（8）通讯连接；

视频监控机构包括室内摄像头（12），室内摄像头（12）与中央控制器（8）通讯连接；

锁体（1）内安装有编码器（13），编码器（13）与锁芯（2）通过齿轮组（14）联动安装，编码器（13）与中央控制器（8）通讯连接；

锁芯（2）内设置有若干个组弹子，每组弹子包括位于锁芯（2）内侧的内弹子（15）和位于锁芯（2）外侧的外弹子（16），每个外弹子（16）的上方安装有一个信号触点（17），信号触点（17）与中央控制器（8）通讯连接。

2.根据权利要求1所述的智能家居安防系统，其特征在于：所述铁磁性保险销（5）上安装有振动传感器（18），振动传感器（18）与中央控制器（8）通讯连接。

3.根据权利要求2所述的智能家居安防系统，其特征在于：所述外弹子（16）内开设有底部开口的第一空腔（19），内弹子（15）活动插接在第一空腔（19）内，内弹子（15）内开设有顶部开口的第二空腔（20），第二空腔（20）的底部固定有销柱（21），销柱（21）的顶部位于第一空腔（19）内，第一空腔（19）的侧壁对称开设有通孔（22），锁体（1）上设置有与通孔（22）相配合的纵向凹槽（23），通孔（22）和纵向凹槽（23）内插接有第一弹片（24），第一弹片（24）与销柱（21）挤压接触，当钥匙（9）未插入锁芯（2）时，第一弹片（24）与纵向凹槽（23）的底部相接触。

4.根据权利要求2所述的智能家居安防系统，其特征在于：所述方孔（6）内壁设置有若干个弧形槽（25），限位销（7）侧壁固定有与弧形槽（25）一一对应的第二弹片（26），第二弹片（26）的两端固定在限位销（7）侧壁上，当方孔（6）与限位销（7）插接配合时第二弹片（26）位于弧形槽（25）内。

5.一种权利要求1-4任意一项所述的智能家居安防系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

A、读卡器（11）实时监测RFID卡（10）信号，当读取到RFID卡（10）信息后，将RFID卡（10）信息发送至中央控制器（8），若RFID卡（10）信息与数据库中记录的备案信息一致，中央控制器（8）控制电磁铁（3）通电，对铁磁性保险销（5）进行吸引，使方孔（6）与限位销（7）分离；

B、在电磁铁（3）通电的状态下，钥匙（9）插入锁芯（2）的过程中，中央控制器（8）接收外弹子（16）触动信号触点（17）所发出的触发信号，中央控制器（8）将接收到的触发信号按时间顺序排列为信号序列，与数据库中记录的备案信号序列进行比对，若信号序列不一致，中央控制器（8）通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号；

在电磁铁（3）未通电的状态下，若中央控制器（8）接收到信号触点（17）发出的触发信号，中央控制器（8）通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号；

C、在步骤A和步骤B均成功验证通过后，转动钥匙（9）将门锁机构打开，在钥匙（9）回转过程中，中央控制器（8）接收编码器（13）发送的转动角度信号，中央控制器（8）将接收到的转动角度信号与正在使用的RFID卡（10）信号进行配对，若配对信号与数据库中记录的配对信息不一致，中央控制器（8）通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号，同时将室内摄像头（12）拍摄的图像同步发送至中央控制器（8），然后通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发送。

6.根据权利要求5所述的智能家居安防系统的控制方法，其特征在于：步骤B中，中央控制器（8）接收到触发信号后，对触发信号进行预处理，

首先对同一信号触点（17）在不同时刻发出的触发信号进行判断，若触发信号的持续时间随着触发时刻的推移保持不变或逐渐缩短，则判断触发信号真实，否则判断触发信号存在异常，不进行比对，中央控制器（8）直接通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号；

然后对同一时刻发出的不同触发信号进行判断，若触发信号的持续时间相同，则判断触发信号真实，否则判断触发信号存在异常，不进行比对，中央控制器（8）直接通过外部通讯网络向用户手机和/或报警中心发出报警信号。

7.根据权利要求6所述的智能家居安防系统的控制方法，其特征在于：步骤C中，对转动角度信号和RFID卡（10）信号进行配对时，对转动角度信号设置有匹配冗余量。

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