CN115273278A - 一种基于ble hid profile的靠近自动解锁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,包括以下步骤:对锁设备与移动终端进行初始设置;进行锁设备与移动终端的连接配对;用户携带移动终端进行解锁;通过距离判断实现自动关锁。上述技术方案通过手机与对端设备的连接配对实现加密和认证,手机和蓝牙模块会储存对端设备的蓝牙MAC地址和密钥信息,蓝牙模块配置BLE HID服务列表,并在广播中添加HID设备字段,手机端扫描到蓝牙模块的广播可发起连接,互连成功后蓝牙模块识别手机的RSSI,实现解锁和自动关锁的操作,免除用户手动输入密码的步骤,简化操作繁琐更具有安全性。
Description
技术领域
本发明涉及智能锁技术领域,尤其涉及一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法。
背景技术
目前,伴随着科技的发展,锁已经不再局限于以往的机械钥匙开锁的形式,越来越多的场合选择使用智能锁。使用智能锁不仅能避免带钥匙的麻烦,而且开锁过程也更方便。市场上的电子密码锁一般都是通过键盘输入或指纹识别的方式向电子密码锁的控制电路发送操作指令,实现对电子密码锁的开启。虽然这些方法在防止密码破解上已经有了很大改进,但还是不能防止密码锁被技术性开启、指纹被复制、无线信号被拦截和复制的安全隐患,同时该几种方式的传递性和管理性也不够好。
有资料显示,随着智能手机的发展,现在几乎人手一台手机等移动终端设备,因此通过手机蓝牙控制的蓝牙锁的安全性要高于电子密码锁,但是现有的蓝牙锁还需要用户手动输入密码的步骤,使得操作繁琐且降低安全性。
中国专利文献CN108389285A公开了一种“智能蓝牙锁”。蓝牙锁包括:电源,固定装置,通讯模块,驱动控制模块、电路板、锁芯。可以有定位模块。固定装置对门锁的安全结构进行保护。定位模块通过GPS、GPRS或WiFi等定位方式,记录蓝牙锁所在的位置,并且上传服务器。通讯模块接收智能终端或服务器控制端发出的无线信号。在无线信号为开锁控制信号时,驱动控制模块转动以开锁。上述技术方案需要用户在手机终端进行一系列操作方可开启门锁,步骤繁琐。
发明内容
本发明主要解决原有的技术方案要求用户手动输入密码,操作繁琐且降低安全性的技术问题,提供一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,通过手机与对端设备的连接配对实现加密和认证,手机和蓝牙模块会储存对端设备的蓝牙MAC地址和密钥信息,蓝牙模块配置BLE HID服务列表,并在广播中添加HID设备字段,手机端扫描到蓝牙模块的广播可发起连接,互连成功后蓝牙模块识别手机的RSSI,实现解锁和自动关锁的操作,免除用户手动输入密码的步骤,简化操作繁琐更具有安全性。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:本发明包括以下步骤:
S1对锁设备与移动终端进行初始设置;
S2进行锁设备与移动终端的连接配对;
S3用户携带移动终端进行解锁;
S4通过距离判断实现自动关锁。
连接成功后,蓝牙模块以100ms到1s的时间间隔向主控模块发送RSSI值,通过RSSI值能判断移动终端和锁设备的距离,当距离小于2m时,主控模块通过串口B向电机模块发送开锁指令实现开锁。若移动终端5和蓝牙锁设备1的距离在10~2m的范围内,则不会开锁。用户携带手机远离蓝牙模块,当距离超过设定值时,主控单元发送关锁指令给电机,执行关锁操作。
作为优选,所述的步骤S1中锁设备包括依次互相相连的蓝牙模块、主控和电机,所述蓝牙模块与移动终端无线连接,所述蓝牙模块通过串口A与主控相连,所述主控通过串口B与电机相连。移动终端包含:智能手机、平板电脑、智能手表和智能手环等。主控模块是蓝牙锁设备的核心模块,用于该蓝牙锁的解密和判断控制,可以是单片机、嵌入式处理器可编程的逻辑器件等能处理逻辑判断且支持串口或其他通信协议的数据收发的逻辑器件都可以起到主控模块的作用。电机模块指具备开关机械门锁的能力,也包括电子锁和其他锁设备。
作为优选,所述的锁设备初始化具体包括,蓝牙模块配置BLE HID服务列表,并在蓝牙模块广播中添加HID设备字段,移动终端扫描到蓝牙模块的广播发起连接。蓝牙模块保持广播状态以便于及时连接移动终端。
作为优选,所述的步骤S2锁设备与移动终端之间的第一次连接要求用户使用移动终端主动发起,并且连接成功要求输入正确的6位数配对码。配对码一方面是防止其他设备连接,另一方面为了加密链路层。
作为优选,所述的步骤S2连接完成后,锁设备与移动终端储存对端设备用于身份区分的蓝牙MAC地址和用于加密链路的密钥信息。设备已有对端密钥信息后,能够直接回连成功,无需额外操作。
作为优选,所述的步骤S3具体包括:
S3.1蓝牙模块发送广播状态等待连接;
S3.2移动终端进入蓝牙模块的通信范围;
S3.3移动终端扫描到蓝牙设备的广播,识别广播中的HID服务UUID字段后发起自动连接;
S3.4蓝牙模块判断移动终端是否已有对端密钥信息,若是,进行下一步,若否,跳转步骤S2;
S3.5移动终端回连成功,蓝牙模块识别手机的RSSI值;
S3.6当移动终端与蓝牙模块的距离小于设定值时,主控判断满足解锁条件,向电机发送开锁指令完成开锁。
作为优选,所述的主控通过判断RSSI的值来确定移动终端与蓝牙模块之间的距离,当距离小于设定值时,执行解锁。当距离小于2m时,主控模块3通过串口B给电机4发送开锁指令从而实现开锁。
作为优选,所述的步骤S4移动终端与蓝牙模块完成连接后,移动终端远离蓝牙模块,当距离超过设定值时,主控发送关锁指令给电机,执行关锁操作,同时当距离超出蓝牙模块通信范围时会断开连接,蓝牙模块就进入广播状态,等待下次连接。当用户携带移动终端远蓝牙锁设备时,RSSI值减小,主控判断距离大于2m时则通过串口B发送关锁指令给电机4实现关锁,距离大于蓝牙连接距离,则会断开连接,蓝牙模块2停止发送数据给主控模块3,蓝牙模块2进入发送广播状态。
本发明的有益效果是:通过手机与锁设备的连接配对实现加密和认证,手机和蓝牙模块会储存对端设备的蓝牙MAC地址和密钥信息,蓝牙模块配置BLE HID服务列表,并在广播中添加HID设备字段,手机端扫描到蓝牙模块的广播可发起连接,互连成功后蓝牙模块识别手机的RSSI,实现解锁和自动关锁的操作,免除用户手动输入密码的步骤,简化操作繁琐更具有安全性。
附图说明
图1是本发明的一种流程图。
图2是本发明的一种原理连接结构图。
图3是本发明的一种移动终端的工作流程图。
图4是本发明的一种锁设备的工作流程图。
图中1锁设备,1.1蓝牙模块,1.2主控,1.3电机,2移动终端。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例:本实施例的一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,如图1、图3、图4所示,包括以下步骤:
S1对锁设备1与移动终端2进行初始设置。如图2所示,锁设备1包括依次互相相连的蓝牙模块1.1、主控1.2和电机1.3,所述蓝牙模块1.1与移动终端2无线连接,所述蓝牙模块1.1通过串口A与主控1.2相连,所述主控1.2通过串口B与电机1.3相连。移动终端包含:智能手机、平板电脑、智能手表和智能手环等。主控模块是蓝牙锁设备的核心模块,用于该蓝牙锁的解密和判断控制,可以是单片机、嵌入式处理器可编程的逻辑器件等能处理逻辑判断且支持串口或其他通信协议的数据收发的逻辑器件都可以起到主控模块的作用。电机模块指具备开关机械门锁的能力,也包括电子锁和其他锁设备。
锁设备1初始化具体包括,蓝牙模块1.1配置BLE HID服务列表,并在蓝牙模块1.1广播中添加HID设备字段,移动终端2扫描到蓝牙模块1.1的广播发起连接。蓝牙模块保持广播状态以便于及时连接移动终端。
S2进行锁设备1与移动终端2的连接配对。锁设备1与移动终端2之间的第一次连接要求用户使用移动终端2主动发起,并且连接成功要求输入正确的6位数配对码。配对码一方面是防止其他设备连接,另一方面为了加密链路层。连接完成后,锁设备1与移动终端2储存对端设备用于身份区分的蓝牙MAC地址和用于加密链路的密钥信息。设备已有对端密钥信息后,能够直接回连成功,无需额外操作。
S3用户携带移动终端2进行解锁。具体包括:
S3.1蓝牙模块1.1发送广播状态等待连接;
S3.2移动终端2进入蓝牙模块1.1的通信范围;
S3.3移动终端2扫描到蓝牙设备1.1的广播,识别广播中的HID服务UUID字段后发起自动连接;
S3.4蓝牙模块1.1判断移动终端2是否已有对端密钥信息,若是,进行下一步,若否,跳转步骤S2;
S3.5移动终端2回连成功,蓝牙模块1.1识别手机的RSSI值;主控1.2通过判断RSSI的值来确定移动终端2与蓝牙模块1.1之间的距离,当距离小于设定值时,执行解锁。当距离小于2m时,主控模块3通过串口B给电机4发送开锁指令从而实现开锁。
S3.6当移动终端2与蓝牙模块的距离小于设定值时,主控1.2判断满足解锁条件,向电机1.3发送开锁指令完成开锁。
S4通过距离判断实现自动关锁。移动终端2与蓝牙模块1.1完成连接后,移动终端2远离蓝牙模块1.1,当距离超过设定值时,主控1.2发送关锁指令给电机1.3,执行关锁操作,同时当距离超出蓝牙模块1.1通信范围时会断开连接,蓝牙模块1.1就进入广播状态,等待下次连接。当用户携带移动终端远蓝牙锁设备时,RSSI值减小,主控判断距离大于2m时则通过串口B发送关锁指令给电机4实现关锁,距离大于蓝牙连接距离,则会断开连接,蓝牙模块2停止发送数据给主控模块3,蓝牙模块2进入发送广播状态。
工作时,首先,用户使用移动终端首次连接锁设备,移动终端输入6位数配对密码,该密码一方面能够能够确保空中数据的被加密,另一方面能使移动终端和蓝牙模块保存对方的MAC地址和密钥信息。移动终端输入密码后,蓝牙模块验证密码的正确性,正确则连接成功,错误则断开连接。成功失败信息通过串口A上报给主控。主控接收到成功连接信息后进入接收蓝牙模块上报的携带RSSI信号强度值的数据包,根据该值可以判断移动终端和蓝牙锁设备的距离。当距离小于2m时,主控模块通过串口B给电机发送开锁指令从而实现开锁。当用户携带移动终端远蓝牙锁设备时,RSSI值减小,主控判断距离大于2m时则通过串口B发送关锁指令给电机实现关锁。距离大于蓝牙连接距离,则会断开连接,蓝牙模块停止发送数据给主控模块。蓝牙模块进入发送广播状态。用户再次靠近锁设备,移动终端扫描到蓝牙模块的广播时,由于广播中携带有HID服务字段,移动终端识别到HID服务字段会自动连接该设备。还因为移动终端和蓝牙模块已经存有对方的MAC和密钥,所以此过程不需输入密钥就能完成连接和加密链路。连接成功后,蓝牙模块以100ms到1s的时间间隔向主控模块发送RSSI值,通过RSSI值能判断移动终端和蓝牙锁设备的距离,当距离小于2m时,主控模块通过串口B向电机模块发送开锁指令实现开锁。若移动终端和蓝牙锁设备的距离在10m-2m的范围内,则不会开锁。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1对锁设备(1)与移动终端(2)进行初始设置;
S2进行锁设备(1)与移动终端(2)的连接配对;
S3用户携带移动终端(2)进行解锁;
S4通过距离判断实现自动关锁。
2.根据权利要求1所述的一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,其特征在于,所述步骤S1中锁设备(1)包括依次互相相连的蓝牙模块(1.1)、主控(1.2)和电机(1.3),所述蓝牙模块(1.1)与移动终端(2)无线连接,所述蓝牙模块(1.1)通过串口A与主控(1.2)相连,所述主控(1.2)通过串口B与电机(1.3)相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,其特征在于,所述锁设备(1)初始化具体包括,蓝牙模块(1.1)配置BLE HID服务列表,并在蓝牙模块(1.1)广播中添加HID设备字段,移动终端(2)扫描到蓝牙模块(1.1)的广播发起连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,其特征在于,所述步骤S2锁设备(1)与移动终端(2)之间的第一次连接要求用户使用移动终端(2)主动发起,并且连接成功要求输入正确的6位数配对码。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,其特征在于,所述步骤S2连接完成后,锁设备(1)与移动终端(2)储存对端设备用于身份区分的蓝牙MAC地址和用于加密链路的密钥信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:
S3.1蓝牙模块(1.1)发送广播状态等待连接;
S3.2移动终端(2)进入蓝牙模块(1.1)的通信范围;
S3.3移动终端(2)扫描到蓝牙设备(1.1)的广播,识别广播中的HID服务UUID字段后发起自动连接;
S3.4蓝牙模块(1.1)判断移动终端(2)是否已有对端密钥信息,若是,进行下一步,若否,跳转步骤S2;
S3.5移动终端(2)回连成功,蓝牙模块(1.1)识别手机的RSSI值;
S3.6当移动终端(2)与蓝牙模块的距离小于设定值时,主控(1.2)判断满足解锁条件,向电机(1.3)发送开锁指令完成开锁。
7.根据权利要求6所述的一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,其特征在于,所述主控(1.2)通过判断RSSI的值来确定移动终端(2)与蓝牙模块(1.1)之间的距离,当距离小于设定值时,执行解锁。
8.根据权利要求1或6或7所述的一种基于BLE HID PROFILE的靠近自动解锁的方法,其特征在于,所述步骤S4移动终端(2)与蓝牙模块(1.1)完成连接后,移动终端(2)远离蓝牙模块(1.1),当距离超过设定值时,主控(1.2)发送关锁指令给电机(1.3),执行关锁操作,同时当距离超出蓝牙模块(1.1)通信范围时会断开连接,蓝牙模块(1.1)就进入广播状态,等待下次连接。
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