CN112227834B - 一种用于智能锁的安全控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于智能锁的安全控制电路。所述安全控制电路包括主控电路、锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀，主控电路依次连接锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀；锁体控制MCU通过两根信号线连接驱动芯片，并输出两路控制信号并配置为互斥电平信号；锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀内置于屏蔽电磁干扰的金属腔体内部，能够有效屏蔽外部的电磁干扰，提高锁体抗电磁干扰的能力，降低被非法电磁干扰破坏，导致智能锁被打开的风险；所述锁体控制MCU输出两路控制信号并配置为互斥电平信号，以控制驱动芯片产生互斥的驱动电平量，完成电磁阀开启或关闭智能锁，提高安全控制电路的抗电磁干扰能力，并提高智能锁的安全性。

Description

一种用于智能锁的安全控制电路

技术领域

本发明涉及集成电路安全设计技术领域，尤其涉及一种用于智能锁的安全控制电路。

背景技术

随着科技的进步和物联网技术的普及，具有指纹解锁、蓝牙解锁、手机APP解锁等功能的智能化门锁或者智能化的锁具(简称“智能锁”)逐渐普及，改变人们的生活方式，可以让使用者出门即使不带钥匙也可以开锁，带来了极大的便利。

但“智能锁”的开锁方式，除了支持除钥匙外，开锁方式如：蓝牙开锁，指纹开锁，刷卡开锁等，在为人们的生活带来便利的同时，存在着严重的安全问题：现在，市场上“智能锁”开启或闭合控制原理为通过主控电路控制电磁阀的开启或者关闭，见附图1。“智能锁”的核心部分-智能锁控制电路，采用较简单的控制方式，即主控电路通过一根控制信号线控制驱动电路，驱动电路利用一根控制信号线输出高电平或低电平控制锁体执行电磁阀的动作，这种方法容易被物理攻破(如用“特斯拉”小黑盒攻击门锁)，如外部施加高能量的电磁干扰，让控制信号为高电平或低电平时，就可以控制执行单元的动作，最终完成开门动作。这种非法的干扰信号，可较方便的攻击门锁，让具备控制电路的门锁不再安全。此外，如果门锁的执行单元暴露在外部，很容易被施加物理干扰信号，也容易被拆解攻击。因此，亟需一种解决门锁控制电路被攻击的解决办法，提高门锁的安全性，让人们更放心的使用智能门锁，保护人民财产的安全。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种用于智能锁的安全控制电路，该安全控制电路包括主控电路、锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀，其中，主控电路连接锁体控制MCU，主控电路通过发送命令通信信号控制锁体控制MCU，锁体控制MCU输出两路控制信号，并将这两路控制信号配置为互斥电平信号后输送到驱动芯片，使得驱动芯片驱动电磁阀开启或关闭智能锁，从而极大第提高智能锁的抗干扰能力。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于智能锁的安全控制电路，所述安全控制电路包括主控电路、锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀，所述主控电路依次连接锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀；

所述锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀内置于屏蔽电磁干扰的金属腔体内部；

所述主控电路通过两根信号线发送命令通信信号并供电给所述锁体控制MCU；

所述锁体控制MCU通过两根信号线连接所述驱动芯片，用于接收所述主控电路的命令通信信号，并输出第一控制信号和第二控制信号到所述驱动芯片，并配置所述第一控制信号与所述第二控制信号为互斥电平信号；

所述驱动芯片通过两根信号线连接所述电磁阀，所述驱动芯片接收到第一控制信号和第二控制信号后，输出第一驱动信号和第二驱动信号到所述电磁阀；

所述电磁阀用于开启或关闭所述智能锁。

本发明由于采用了上述将主控电路和锁体控制MCU分开设置的电路结构，所获得的有益效果是：

1)所述锁体控制MCU外层包裹有屏蔽电磁干扰的金属腔，能够有效屏蔽外部的电磁干扰，提高锁体抗电磁干扰的能力，降低被非法电磁干扰破坏，导致智能锁被打开的风险；

2)所述锁体控制MCU和主控电路分开设置，二者之间的数据交互由通信线缆作为载体实现，只有锁体控制MCU接收正确的控制命令，才能够控制驱动芯片驱动电磁阀开启或关闭智能锁；当外部切断锁体控制MCU的供电电源后，所述安全控制电路能够确保驱动芯片输出驱动信号全部为低电平，从而，电磁阀无法打开或关闭智能锁，提高智能锁的安全抗干扰能力。

3)所述锁体控制MCU输出两路控制信号并配置为互斥电平信号，以控制驱动芯片产生互斥的驱动电平量，完成电磁阀开启或关闭智能锁，提高安全控制电路的抗电磁干扰能力，并提高智能锁的安全性。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是现有的智能锁电路结构图。

图2是本发明具体实施的用于智能锁的安全控制电路结构图。

具体实施方式

参看图2，为本发明具体实施的用于智能锁的安全控制电路结构图。该用于智能锁的安全控制电路，所述安全控制电路包括主控电路100、锁体控制MCU200、驱动芯片300和电磁阀400，主控电路100依次连接锁体控制MCU200、驱动芯片300和电磁阀400；锁体控制MCU200、驱动芯片300和电磁阀400内置于屏蔽电磁干扰的金属腔体内部；主控电路100通过两根信号线发送命令通信信号110并供电120给锁体控制MCU200；锁体控制MCU200通过两根信号线连接驱动芯片300，锁体控制MCU200用于接收主控电路100的命令通信信号110，并输出第一控制信号210和第二控制信号220到驱动芯片300，并配置第一控制信号210与第二控制信号220为互斥电平信号；驱动芯片300通过两根信号线连接电磁阀400，驱动芯片300接收到第一控制信号210和第二控制信号220后，输出第一驱动信号310和第二驱动信号320到电磁阀400，电磁阀400用于开启或关闭所述智能锁。

如图2所示，主控电路100与锁体控制MCU200进行通信，当锁体控制MCU200接收到主控电路100的正确命令后，输出第一控制信号210和第二控制信号220，当驱动芯片300接收到第一控制信号210和第二控制信号220后，由驱动芯片300输出第一驱动信号310和第二驱动信号320，第一驱动信号310和第二驱动信号320，即电压量施加在电磁阀400上，根据第一驱动信号310和第二驱动信号320二者之间的电压差控制电磁阀400开启或者关闭智能锁。

表1锁体控制信号逻辑真值表

如上述表1所示，本申请的优点在于，当智能锁遭遇外部电磁攻击时，即使锁体控制MCU200被干扰输出控制信号全部为高电平或者全部为低电平，也无法控制驱动芯片300输出的第一驱动信号310和第二驱动信号320互斥，即一个为高电平，另一个必为低电平，无法打开或关闭电磁阀400；只有锁体控制MCU200输出的第一驱动信号310和第二驱动信号320互斥，即一个为高电平，另一个必为低电平，才能实现电磁阀400开启或关闭智能锁，因此，本申请能够有效解决电磁攻击对锁体安全性的影响。

此外，如图2所示，锁体控制MCU200、驱动芯片300和电磁阀400内置于智能锁锁体的金属腔体内部，可有效屏蔽外部的电磁干扰，只有锁体控制MCU200接收到主控电路100的正确指令后，才能控制电磁阀400执行开启或关闭动作；当外部切断智能锁的控制MCU200的供电电源时，第一控制信号210和第二控制信号220全部为低电平，根据上述表1表1的控制逻辑，驱动芯片300输出的驱动信号全部位低电平，无法打开电磁阀，也就无法实现开启智能锁。

本申请上述具体实施例的实际效果为，本申请的安全控制电路，将开启和关闭智能锁的命令分解成两个互斥的控制电平信号，即一个是高电平控制信号，另外一个是低电平控制信号，只有控制信号同时满足这种互斥条件，才可以完成解锁动作，从硬件防攻击层面，提高门锁控制电路的安全性；同时，本申请将锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀密封在金属腔体内，可有效屏蔽电磁信号的干扰，当控制电路遭遇物理干扰时，控制电磁阀动作的驱动芯片可控制引脚无法形成电压差，也就没有电流的回路，从而，无法开启或关闭电磁阀。

以上对本发明所提供的一种用于智能锁的安全控制电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种用于智能锁的安全控制电路，其特征在于，所述安全控制电路包括主控电路、锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀，所述主控电路依次连接锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀；

所述锁体控制MCU、驱动芯片和电磁阀内置于屏蔽电磁干扰的金属腔体内部；

所述主控电路通过两根信号线发送命令通信信号并供电给所述锁体控制MCU；

所述锁体控制MCU通过两根信号线连接所述驱动芯片，用于接收所述主控电路的命令通信信号，并在命令通信信号正确时输出第一控制信号和第二控制信号到所述驱动芯片，其中，所述第一控制信号与所述第二控制信号为互斥电平信号；

所述驱动芯片通过两根信号线连接所述电磁阀，所述驱动芯片接收到第一控制信号和第二控制信号后，当所述第一控制信号与第二控制信号为互斥电平信号时，输出电平互斥的第一驱动信号和第二驱动信号到所述电磁阀；

所述电磁阀用于在所述第一驱动信号和所述第二驱动信号同时满足互斥的条件时，根据所述第一驱动信号和所述第二驱动信号之间的电压差开启或关闭所述智能锁；其中，当所述第一驱动信号和所述第二驱动信号不是互斥的信号时无法开启或关闭所述智能锁。