CN113066208A - 一种基于nfc的动态安全系统及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于NFC的动态安全系统及使用方法，包括主控制器以及与主控制器连接的NFC Shield模块、液晶屏模块、电磁锁和GSM模块；所述的NFC Shield模块用于读写标签，所述液晶屏模块用于显示NFC标签信息及开锁状态，所述的电磁锁用于在接收到控制器的开锁指令时开锁，所述的GSM模块用于进开锁状态通过短信发送给用户；所述的主控制器用于在用户每次在NFC Shield模块上刷卡时，获取密码信息进行匹配，在NFC Shield模块读取到正确的密码信息时给所述的电磁锁发送开锁指令。本发明在保证安全性的同时可采用多种工作模式，从而满足不同用户的需求。

Description

一种基于NFC的动态安全系统及使用方法
技术领域
本发明属于家居安防技术领域，尤其是涉及一种基于NFC的动态安全系统及使用方法。
背景技术
锁产品种类繁多，可应用于各类不同的场合。通用的机械锁具，成本低、可靠性高，能用于各类环境，但因机械钥匙易复制，保密性差，不适和保密性能和管理功能要求高的场所。
智能门锁在传统机械锁的基础上进行了改进，在用户安全性、识别、管理性方面更加智能化、简便化。
如公开号为CN209523553U的中国专利文献公开了一种新型智能门锁，包括室外锁体、室内锁体、蓝牙芯片、钥匙、门锁本体、门锁驱动马达和微处理器，所述室外锁体的前表面中部安装有室外把手，所述室外锁体的前表面靠近所述室外把手的上方安装有触摸屏。该门锁采用电子解锁和机械解锁两种方式结合的方式，从而避免了停电或者内部电原件损坏时，出现门锁打不开的窘境。
公开号为CN2588001Y的中国专利文献公开了一种IC卡门锁控制装置，它由单片机、键盘、显示器、驱动电路和控制继电器组成，单片机输入端接IC卡插座，单片机输出端通过驱动电路接控制继电器，键盘和显示器与单片机相应端口相连接。本实用新型具有开锁、记录、报警等功能，主要用于人员较多的公用办公室。本实用新型与传统的门锁相比安全性、可靠性大大提高。
然而，一般的电子密码、IC卡、RF卡、遥控灯电子锁，虽然提高了技术开启的难度，同时具备了丰富的管理功能，但安全性能比较低，且开启方式只有一种，无法满足不同人群的需求。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于NFC的动态安全系统及使用方法，在保证安全性的同时采用多种工作模式，从而满足不同用户的需求。
本发明的技术方案如下：
一种基于NFC的动态安全系统，包括主控制器以及与主控制器连接的NFC Shield模块、液晶屏模块、电磁锁和GSM模块；
所述的NFC Shield模块用于读写标签，所述液晶屏模块用于显示NFC标签信息及开锁状态，所述的电磁锁用于在接收到控制器的开锁指令时开锁，所述的GSM模块用于进开锁状态通过短信发送给用户；
所述的主控制器用于在用户每次在NFC Shield模块上刷卡时，获取密码信息进行匹配，在NFC Shield模块读取到正确的密码信息时给所述的电磁锁发送开锁指令。
优选地，所述的主控制器采用Arduino模块，所述的Arduino模块具有两种工作模式；
第一种模式为：采用RFID卡进行开锁，在用户每次刷卡成功时，Arduino模块随机产生新的动态密码并传入RFID卡，仅有该RFID卡才能进行下次开锁；
第二种模式为：采用带NFC标签的智能手机或直接用NFC标签与Arduino模块的密码信息进行匹配开锁，通过智能手机对NFC标签进行读写密码信息或者直接使用NFC手机写入正确密码信息。
优选地，所述的电磁锁还配有蜂鸣器，在NFC Shield模块读取到错误的密码信息时，所述的控制器控制蜂鸣器发出提示音。
本发明还提供了上述基于NFC的动态安全系统的两种使用方法，第一种使用方法，包括以下步骤：
(1)使用RFID卡进行开锁，用户在每次刷卡成功时，主控制器自动启动动态密码程序从26位英文字母中随机产生6位字母组成新的密码并把新密码传入RFID卡中；
(2)下次开锁时，将RFID卡靠近NFC Shield模块的无线感应区域；
(3)NFC Shield模块把RFID卡中密码信息送给主控制器，主控制器会对信息加以判断，若密码正确电磁锁打开；若密码错误，电磁锁关闭，蜂鸣器发出提示音；
(4)主控制器将判断结果以及写入RFID卡的信息在液晶屏模块上显示；
(5)GSM模块根据判断正确与错误结果发送给用户手机。
另一种使用方法，包括以下步骤：
使用带NFC标签的智能手机或直接用NFC标签进行开锁，用户每次在NFC Shield模块上刷卡时，NFC Shield模块获取密码信息并传入主控制器，主控制器会对密码信息加以判断，若密码正确则控制电磁锁打开；若密码错误，则电磁锁关闭，蜂鸣器发出提示音。
进一步地，通过智能手机对NFC标签的密码信息进行读取和写入。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明结合物联网理念，通过NFC、RFID等相关技术的整合及创新将现实的门及相关物体实现万物互联，同时为物联网时代提供安全性的保障。具有两种工作模式，第一种是使用RFID卡，通过NFC Shield模块进行读写动态密码开锁，在每次刷卡成功时，Arduino模块会自动启动动态密码程序从26位英文字母中随机产生6位字母组成动态密码并把此密码输入RFID卡，且在下次开锁时只能用该RFID卡来开锁，具有唯一性，此工作模式适合安全性要求极高的用户；第二种是通过智能手机对NFC标签进行读写密码信息或者直接使用NFC手机写入正确密码信息，进行开锁，此工作模式适合家庭成员较多的用户，每个家庭成员手持NFC标签或则NFC手机便能开锁。
2、无论开锁正确与否，只要有人开锁，便会启动GSM模块给用户发送开锁正确或错误短信，让用户第一时间了解开锁时间和开锁信息，进一步提高安全性。
3、加入蜂鸣器模块，在开锁错误的情况下启动蜂鸣器，发出报警响声。
4、NFC标签的卡号和写入信息能在液晶屏上显示，方便了解开锁信息。
附图说明
图1为本发明一种基于NFC的动态安全系统的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1所示，一种基于NFC的动态安全系统，包括Arduino模块、NFC Shield模块、液晶屏模块、电磁锁和GSM模块，Arduino模块作为主控制器，NFC Shield模块用于读写标签，液晶屏模块用于显示NFC标签信息及开锁状态，GSM模块用于短信提醒。
本发明可采用两种工作模式：首先，第一种是使用RFID卡，通过NFC Shield模块进行读写动态密码开锁，在每次刷卡成功时，Arduino模块会自动启动动态密码程序从26位英文字母中随机产生6位字母组成动态密码并把此密码输入RFID卡中，且在下次开锁时只能用该RFID卡来开锁，具有唯一性。
第一种工作模式直接使用动态密码的形式，NFC Shield模块是对RFID卡进行读写的模块，其核心芯片是PN532，这种RFID卡是由生产NFC Shield厂家配套生产，采用独特加密方式，该NFC Shield只能对该厂家生产的RFID卡读写信息，也就是说这种RFID卡是唯一的，且通过程序编写六位随机生成的用文字母组成动态密码，只有该RFID卡第一次开锁正确，才写入新的动态密码，仅有该RFID卡才能进行下次开锁，这种工作模式适合安全性要求极高的用户。
另外，第二种是通过智能手机对NFC标签进行读写密码信息或者直接使用NFC手机写入正确密码信息，进行开锁，此工作模式适合家庭成员较多的用户，每个家庭成员手持NFC标签或则NFC手机便能开锁。
第二种工作模式使是用户使用NFC手机对任意NFC标签写入文本信息，这种文本信息用户可以通过编写程序自行更改，用户首先自己知道，然后用NFC手机对NFC标签写入密码信息，或将自己的手机写入密码信息作为开锁工具，这种工作模式适合家庭成员较多的用户，每个家庭成员手持NFC标签或则NFC手机便能开锁。
相对应的，第一种工作模式中，基于NFC的动态安全系统的使用方法，具体包括如下步骤：
步骤一，用户在每次刷卡成功时，Arduino模块会自动启动动态密码程序从26位英文字母中随机产生6位字母组成新的动态密码并把密码传入RFID卡中。
步骤二，将RFID卡靠近NFC Shield模块的无线感应区域。
步骤三，NFC Shield模块会把RFID卡中信息送给主控制器Arduino模块，Arduino模块会对信息加以判断，若密码正确电磁锁打开；若密码错误，电磁锁关闭，蜂鸣器发出提示音。本发明加入蜂鸣器模块，在开锁错误的情况下启动蜂鸣器，发出报警响声。
步骤四，Arduino模块会将判断结果及写入RFID卡的信息在液晶屏模块上显示，方便了解开锁信息；
步骤五，GSM模块根据判断正确与错误结果发送给用户手机。
采用短信发送方式，无论开锁正确与否，只要有人开锁，便会启动GSM模块给用户发送开锁正确或错误短信，让用户第一时间了解开锁时间和开锁信息，进一步提高安全性。
第二种工作模式中，基于NFC的动态安全系统的使用方法，包括以下步骤：
使用带NFC标签的智能手机或直接用NFC标签进行开锁，用户每次在NFC Shield模块上刷卡时，NFC Shield模块获取密码信息并传入主控制器，主控制器会对密码信息加以判断，若密码正确则控制电磁锁打开；若密码错误，则电磁锁关闭，蜂鸣器发出提示音。
本发明通过读写密码信息进行开锁，解决了市场上用IC卡号开锁容易被破解的问题；本产品采用两种工作模式，用户可以根据自己的需要进行选择，人性化的设计给用户提供了极大的方便；在工作模式一情况下，使用RFID卡开锁成功后写入新的动态密码，在下次开锁时也就只能使用此RFID卡，开锁房卡具有唯一性，密码被破解率极低，门锁安全性大大提高；在工作模式二情况下，使用智能手机对NFC卡写入密码信息，可供家庭多个成员使用，在NFC标签丢失的情况下，可以通过修改程序来修改密码，在安全性保证的前提下给每个家庭成员提供了方便。
本产品增加了短信发送模块，用户在任何时间、任何地点能通过信息的形式了解开锁情况；能耗低，构造简单，节能环保。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于NFC的动态安全系统，其特征在于，包括主控制器以及与主控制器连接的NFC Shield模块、液晶屏模块、电磁锁和GSM模块；
所述的NFC Shield模块用于读写标签，所述液晶屏模块用于显示NFC标签信息及开锁状态，所述的电磁锁用于在接收到控制器的开锁指令时开锁，所述的GSM模块用于进开锁状态通过短信发送给用户；
所述的主控制器用于在用户每次在NFC Shield模块上刷卡时，获取密码信息进行匹配，在NFC Shield模块读取到正确的密码信息时给所述的电磁锁发送开锁指令。
2.根据权利要求1所述的基于NFC的动态安全系统，其特征在于，所述的主控制器采用Arduino模块，所述的Arduino模块具有两种工作模式；
第一种模式为：采用RFID卡进行开锁，在用户每次刷卡成功时，Arduino模块随机产生新的动态密码并传入RFID卡，仅有该RFID卡才能进行下次开锁；
第二种模式为：采用带NFC标签的智能手机或直接用NFC标签与Arduino模块的密码信息进行匹配开锁，通过智能手机对NFC标签进行读写密码信息或者直接使用NFC手机写入正确密码信息。
3.根据权利要求1所述的基于NFC的动态安全系统，其特征在于，所述的电磁锁还配有蜂鸣器，在NFC Shield模块读取到错误的密码信息时，所述的控制器控制蜂鸣器发出提示音。
4.根据权利要求1～3任一所述的基于NFC的动态安全系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使用RFID卡进行开锁，用户在每次刷卡成功时，主控制器自动启动动态密码程序从26位英文字母中随机产生6位字母组成新的密码并把新密码传入RFID卡中；
(2)下次开锁时，将RFID卡靠近NFC Shield模块的无线感应区域；
(3)NFC Shield模块把RFID卡中密码信息送给主控制器，主控制器会对信息加以判断，若密码正确电磁锁打开；若密码错误，电磁锁关闭，蜂鸣器发出提示音；
(4)主控制器将判断结果以及写入RFID卡的信息在液晶屏模块上显示；
(5)GSM模块根据判断正确与错误结果发送给用户手机。
5.根据权利要求1～3任一所述的基于NFC的动态安全系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用带NFC标签的智能手机或直接用NFC标签进行开锁，用户每次在NFC Shield模块上刷卡时，NFC Shield模块获取密码信息并传入主控制器，主控制器会对密码信息加以判断，若密码正确则控制电磁锁打开；若密码错误，则电磁锁关闭，蜂鸣器发出提示音。
6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，在需要更改密码时，通过智能手机对NFC标签的密码信息进行读取和写入。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105006045A (zh) * 2015-07-06 2015-10-28 河南科技大学 Nfc手机动态密码门禁系统及其控制方法
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