CN203285178U

CN203285178U - 一种由ble设备控制的ble隐形智能锁系统

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Publication number: CN203285178U
Application number: CN2013200973806U
Authority: CN
Inventors: 鲁亚诗; 吴政哲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2023-03-05

Abstract

本实用新型基于蓝牙低功耗BluetoothLowEnergy（BLE）无线通信技术，实现了一种由BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统。系统包含集成了BLE技术的隐形智能锁，集成了BLE技术的设备，可在BLE设备上运行的应用程序APP，BLE网关等。本系统由日常使用的智能手机等BLE设备取代钥匙来控制BLE智能锁，其采用的蓝牙低功耗BLE技术在保证数据传输安全性的同时，更实现了BLE智能锁仅由电池供电即可正常工作一年以上。本实用新型满足了用户对锁具系统安全性，便利性及价格等方面的要求，仅增加一个BLE模块即剔除了钥匙，锁芯等部分的使用，推动锁行业跨入节能环保的低碳时代。

Description

一种由BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统

技术领域

本实用新型涉及无线隐形智能锁领域，具体涉及集成蓝牙低功耗BLE技术来实现移动设备控制隐形智能锁系统。

背景技术

锁是人们生活中不可或缺的防盗装置，随着锁行业的不停发展，锁具也衍生出各种类型。然而，纵观现有的锁具，各有其优势，却也有着各自的严重缺点。本实用新型集成BLE技术实现的可携式隐形智能锁系统，克服了其它锁具的缺点，满足了人们对锁具安全性高，使用方便，价格便宜和美观时尚等各方面的需求。

传统的机械门锁，安全性差，且使用不方便。这类锁使用钥匙插入锁孔，随后转动锁芯带动锁舌开关锁。然而，无论锁芯多么复杂，只要有锁孔安装在门外，就为不法之徒提供了撬锁或复制钥匙的机会。另外，使用钥匙开门，步骤复杂，而钥匙一旦丢失或被有心人士盗走，主人为安全起见只能换锁，给生活带来极大的不便。

为了解决传统机械门锁的这些问题，指纹锁，密码锁，感应卡锁等应运而生，这些锁用指纹，密码或感应卡等取代传统的钥匙来开锁，如此不法分子很难通过复制钥匙或者撬锁进门，安全性能大大提高；然而这些锁具有一个共同的缺陷，一旦安装在门外的感应装置被人蓄意破坏，主人即使有指纹，密码或感应卡等也无法开锁。此外，这类锁因为制作工艺复杂，价格通常很高，普通人难以承受。

另外较流行的还有电子遥控锁，这类锁利用RF或红外等信号来遥控门锁，使用方便，价格相对便宜，广泛应用于汽车领域。然而这类锁却有着很大的安全隐患，RF或红外信号均为单向信号，不能双向通信，这就决定了其信号传输过程并不安全。如今人们已经可以非常容易的购买到针对这类锁的拦截器，解码器等。不法分子以极低的价格购买到这类解码器，就相当于拥有了一把万能钥匙，严重威胁到人们的财产安全。

近年来兴起的智能家居系统，采用wifi，Zigbee等无线传输技术，利用网络终端设备控制家用电器，门锁等。这类系统安全性能高，使用方便。然而，其主要针对整个家居系统，未考虑人们对锁具的特殊需求，使用时均需要连接有线电源，且未对锁具进行特殊的设计，使得这类科技尚未在锁具行业得到广泛的应用。

发明内容

本实用新型结合了现有的蓝牙低功耗BLE科技，对锁具进行了隐形设计，实现了由BLE设备控制BLE隐形智能锁系统。本实用新型解决了其它锁具或锁系统在设计概念，技术，结构，成本及使用上存在的各种缺陷，同时满足了用户在安全，便捷，可靠，价格及外观方面的要求。

本实用新型的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，主要包含一个或多个BLE隐形智能锁，一个或多个BLE设备，一个或多个可在BLE设备上运行的应用程序（APP），一个或多个BLE网关；此系统根据不同的配置主要有以下三种实现方案：

（1）第一种方案是使用集成了BLE技术的智能手机，平板电脑等设备，用户只需免费下载并安装应用程序APP至此类BLE设备上，然后通过应用程序将BLE设备与BLE锁进行配对，即可使用这些BLE设备控制BLE锁。为了安全起见，只有与目标BLE锁配对过的BLE设备，才能控制目标BLE锁，仅仅安装了BLE应用程序而未与目标BLE锁配对过的BLE设备，是无法控制目标BLE锁的。BLE应用程序，不仅能使用户控制BLE锁，还具有自行设定开关锁密码，为配对过的锁定义名字，查询锁的状态，以及删除配对过的BLE锁等功能；

（2）第二种方案是使用BLE遥控器控制BLE锁，适用于因各种原因而无法使用智能手机或平板电脑等的用户，只要BLE遥控器与BLE锁完成配对，BLE遥控器即可操作BLE锁，BLE遥控器可通过遥控器上的多向选择开关与一个或多个BLE锁配对，BLE锁亦可与一个或多个BLE遥控器配对；

（3）第三种方案即通过BLE网关来控制锁，首先将BLE网关与一个或多个BLE锁进行配对，然后将BLE设备与该BLE网关进行配对，这样BLE设备即可通过BLE网关控制BLE锁。因蓝牙信号作用范围有限，用户可通过BLE网关来扩大BLE移动设备的作用范围；另外，用户亦可根据自身需要，使用BLE设备或其他非BLE网络终端设备，通过互联网或局域网经BLE网关来控制配置于不同地点的一个或多个BLE锁。

本实用新型在安全方面主要具有以下特征：

（1）本实用新型使用BLE设备控制BLE隐形锁，只有配对完成，两者间才能通讯，而通讯使用的蓝牙信号启用128-bit AES完全加密，为数据封包提供高度加密性及认证度，极大完善了无限信号传输中的安全问题，各种拦截器，解码器对与本系统均束手无策；

（2）BLE锁采用隐形式设计，剔除了锁孔，锁芯，钥匙等部分，仅将BLE锁装在门内，而从门外则完全看不到BLE锁的存在，让不法分子无从下手；

（3）若与BLE隐形锁配对过的BLE设备丢失，使用BLE隐形锁的重置功能即可清除所有与之配对过的BLE设备记录，不用担心不法分子利用丢失的设备盗取财物；

（4）安装在BLE设备上的应用程序APP，使用户能自行定义开关锁的密码，这样即使不法分子持有配对过的BLE设备，也会因不知开关锁密码而束手无策。

本实用新型在使用便捷方面主要有以下特征：

（1）本实用新型采用蓝牙低功耗BLE技术，极大降低了开关锁和待机时BLE锁及BLE设备的耗电量，实现了仅用电池供电，即可使BLE锁连续工作1年以上（假设由4节AA电池为BLE锁供电，平均每天开关锁共10次），用户不需另外在室内和门上铺设电源线路为锁供电，不仅方便了用户的使用，也避免了因走线造成的安全隐患；

（2）BLE设备例如智能手机，平板电脑等已经成为人们日常生活中的必备品，用户只需使用这类BLE设备来开关锁，而不需另外携带钥匙，感应卡等物品，简化日常生活；

（3）若与BLE隐形锁配对过的BLE设备丢失，用户使用重置功能后，仅需将其他BLE设备与BLE隐形锁重新配对即可，根本无需因担心安全问题而换锁；

（4）BLE隐形锁无锁芯锁孔等，不需专业人士帮助，也不需使用专业工具，用户即可自行安装。

本实用新型在可靠性方面主要由以下特征：

（1）BLE锁具有警报功能，当电源电量低时，BLE锁将会自动发出警报提示用户更换电池，警报提示将持续到用户更换电池为止；

（2）BLE锁由双电源系统供电，当主要电源电池耗尽时，备用电源开始工作，且备用电源为充电电源，可由主电源为其充电，亦可由震动（例如开关门或敲门时产生的震动）充电，这样用户不用担心因忘记换电池而无法开门。

在价格方面，因本实用新型的应用程序APP为免费提供，BLE移动设备为用户已有无需另买，而BLE锁仅增加了BLE模块（价格低廉），去除了锁孔，锁芯，钥匙等部分，使其制造容易，成本较低，让广大普通消费者均能承受。

在外观时尚方面，因BLE锁的外壳可由金属，塑料等材料制成，且去除了锁孔，锁芯等部分，外观设计发挥空间大；其次，因BLE锁仅需电池供电，无需另外走线破坏已有家居设计风格；再者，使用BLE设备例如智能手机等来开关锁，也满足了人们对时尚的追求。

附图说明

图1为各类门锁及本实用新型的BLE锁示意图；

图2为BLE锁内部结构示意图，标示了BLE锁的主要电子及机械部件；

图3为BLE遥控器的示意图；

图4a，图4b，图4c和图4d为基于当前设计的BLE智能手机的应用程序示意图；

图5显示了BLE系统的直接通信模式；

图6显示了BLE系统的间接通信模式；

图7显示了BLE系统的网络通信模式。

具体实施方式

下面参照图1至图7对本实用新型的实施方式进行详尽的说明，所用术语及图示部分仅为举例说明，不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；在不背离本实用新型的原理和实质的前提下做出的变更或修改，都属于本实用新型的保护范围。

图1显示了本实用新型BLE锁的隐形特征。一般的门锁安装在门101上后，从门外均为可见的，例如指纹锁102，密码锁103，机械锁104，或感应卡锁105；而本实用新型的BLE锁106，是安装在门内的“隐形锁”，从门外是不可见的。

图2例举了BLE锁201的内部组件。其内部组件主要有：印刷电路板202，BLE模块203，BLE天线204，配对按钮205，重置按钮206，蜂鸣器207，主要电源系统（由四节AA电池组成）208，备用电源系统（充电电池）209，马达210，与马达相连的齿轮或传动带211，锁舌212，手动开关213等。这些组件的工作原理相关技术人员应当理解，这里不再解释。

图3显示了BLE遥控器301主要由五部分构成：配对按钮302，LED状态显示灯303，开锁按钮304，关锁按钮305，选择开关306。其中LED状态显示灯303可根据BLE遥控器301的不同状态显示不同颜色，而选择开关306使BLE遥控器301能与多个BLE锁106配对。

图4a，图4b，图4c和图4d例举了BLE智能手机应用程序APP的操作界面。其操作流程如下：

（1）将APP下载并安装在BLE智能手机上；

（2）按下配对按钮401，使手机处于配对模式。在配对模式下，BLE智能手机搜索BLE作用范围内处于配对模式下的BLE锁；

（3）搜索完成，配对界面402显示搜索到的BLE锁403及404。若需要重新搜索，按下重新搜索按钮405即可；

（4）编辑界面406显示配对过的BLE锁的相关信息，并使用户能对其中一些项目自定义。其中407显示了BLE锁的出厂序列号，此项为不可编辑项；而锁的名称408及是否需要设定密码选项409，用户可自行定义修改。若用户决定修改BLE锁的名称，选中408后即可通过标准键盘410自定义BLE锁的名称；若用户决定使用密码控制BLE锁，则在选择是否需要设定密码选项409的[是]后，输入密码界面419自动弹出，用户可使用标准键盘420设定密码。当用户自定义选项均编辑完成后，按下保存按钮411即完成编辑，修改过的信息被保存；若用户放弃编辑，按下取消按钮412即可退出编辑界面，所作的修改不被保存；

（5）主页界面413显示已配对的3个BLE锁，根据其显示的颜色可判断，显示为绿色的BLE锁414和415在智能手机作用范围以内可以操控，而显示为灰色的BLE锁416则因在作用范围以外而无法操控。如果用户想要控制作用范围内的BLE锁，则可以触控该BLE锁对应的开关锁按钮417。若用户想要编辑一个BLE锁（例如AWDL_3E875C），则只需按下编辑按钮418，编辑界面406将随即弹出。

结合图2和图3,列举了BLE锁与BLE遥控器之间的通信方式及使用方法：

（1）BLE遥控器301的选择开关306，可使BLE遥控器与一个或多个BLE锁201进行配对。若与目标BLE锁201配对时选择开关306置于A频道，则需要将遥控器301的选择开关306置于A频道才能控制目标BLE锁，其他频道依次类推；

（2）当用户尝试建立BLE锁201与BLE遥控器301之间的通信时，首先需要将BLE锁与BLE遥控器进行配对。具体操作流程为：按下位于BLE锁201上的配对按钮205，蜂鸣器207随即发出的蜂鸣声，指示BLE锁201处于配对状态；同时将BLE遥控器301的选择开关306置于A频道，当按下配对按钮302后， LED指示灯303闪蓝光，指示BLE遥控器也处于配对状态。当BLE锁201与BLE遥控器301配对成功后，蜂鸣器207将在发出连续警示声三秒后结束警示，而LED指示灯303将停止发蓝光。至此BLE遥控器301与BLE锁201配对完成，当选择开关306置于A频道时，BLE遥控器301即可控制BLE锁201；

（3）BLE遥控器301 与BLE锁201配对完成后，若按下关锁按钮305，BLE遥控器201发出蓝牙信号，BLE锁201通过蓝牙天线204接受到信号后，将信号传至BLE模块203进行分析处理，然后BLE模块203发出关锁信号至微型马达210，微型马达210通过齿轮或传送带211驱动锁舌212向前移动至锁栓，并最终完成关锁。同理，当开锁按钮304按下后，BLE锁将完成开锁动作。

结合图2和图4,列举乐BLE锁与BLE智能手机之间的通信方式及使用方法,BLE锁与BLE平板电脑之间的通信方式及使用方法与此类似：

（1）当用户尝试建立BLE锁201与BLE智能手机之间的通信时，首先需要将BLE锁与BLE智能手机进行配对。具体操作流程为：按下位于BLE锁201上的配对按钮205，蜂鸣器207随即发出的蜂鸣声，指示BLE锁201处于配对状态；同时，用户将智能手机中的BLE应用程序（APP）打开，并按下APP中的配对按钮401进入配对界面402，此时APP将自动搜寻处于BLE作用范围内的所有处于配对模式的BLE锁，并将搜寻到的BLE锁显示在配对界面402上；

（2）如图4a中403显示，搜寻到BLE锁AWDL-3E875C，若用户想要将BLE智能手机与之配对，直接按403即可，403按下后“编辑”界面406自动弹出，而BLE锁蜂鸣器207将在发出连续警示声三秒后结束警示表示配对成功。无论用户是否编辑此锁，BLE锁与BLE智能手机均配对成功。编辑功能406已在前面的章节中介绍，这里不再解释；

（3）BLE锁与BLE智能手机配对成功后，用户可返回至主页413。当BLE锁201在BLE智能手机作用范围内时，显示该BLE锁的颜色为绿色（如锁414或415）。若用户触及区域417至关锁位置，BLE智能手机将发送蓝牙信号至BLE锁201，BLE锁201通过蓝牙天线204接受到信号后，将信号传至BLE模块203进行分析处理，然后BLE模块203发出关锁信号至微型马达210，微型马达210通过齿轮或传送带211驱动锁舌212向前移动至锁栓，并最终完成关锁。开锁动作依次类推；

（4）若用户决定使用前面提到的使用密码功能409时，APP工作的流程略有不同。当某个BLE锁的区域417被触及至关锁位置，输入密码界面419将随即弹出，用户需要通过标准键盘420正确输入设置的密码才能完成关锁功能。若密码输入错误或用户决定取消关锁动作，BLE智能手机不会发出蓝牙信号至BLE锁，BLE锁亦不会有任何动作；

（5）使用BLE智能手机的另一项功能，即可通过APP上的查询状态按钮随时检测BLE锁的开关记录及当前状态等。

图5显示了BLE系统的直接通信工作模式。BLE智能手机501或者BLE遥控器502能直接控制作用范围内与之配对过的一个或多个BLE锁，包括家门锁503，后院锁504，办公室锁505，及父母家大门锁506等。

图6显示了BLE系统的间接通信工作模式。首先将BLE智能手机601和BLE网关602配对完成，并将BLE网关602与需要控制的BLE锁603、604、605等配对完成。完成配对后，用户即可使用BLE智能手机601通过BLE网关602来控制大门604，后院门603，车库门605等。通过BLE网关能扩展BLE智能手机601的作用范围。例如当BLE智能手机601与后院门603之间的距离超过了BLE智能手机的作用范围时，若BLE网关602安装在这段距离之间，智能手机即可通过BLE网关603控制后院门锁603，为用户的生活提供进一步的方便。

图7显示了BLE系统的网络工作模式。首先与BLE系统间接通信工作模式一致，将BLE网关与BLE锁配置完成，这样搭建的局域系统如703,704和705分别位于不同地点。用户通过互联网702使用网络终端设备701（台式电脑，智能手机，平板电脑等）即可控制位于不同地点的一个或多个BLE锁。

Claims

1.一种BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于，包含一个或多个BLE隐形智能锁，一个或多个BLE设备，一个或多个BLE网关。

2.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于：所述BLE隐形智能锁仅安装在门内，从门外无法辨别是否装有锁以及锁安装的位置。

3.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于：所述BLE隐形智能锁内置由电池供电的蓝牙低功耗BLE模块。

4.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于：所述BLE隐形智能锁包括电池供电的主电源和备用电源两个电源。

5.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于：所述BLE隐形智能锁具有可通过USB连接外围电源为所述备用电源充电以及为锁供电的通用的USB接口。

6.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于：所述BLE隐形智能锁具有用户能使用且能直接对其进行操控的触摸屏幕。

7.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于：所述BLE隐形智能锁内置有连接至印刷电路板PCB的、具有接收和发送信号功能的隐形蓝牙天线。

8.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于：所述BLE隐形智能锁具有不锈钢，合金，塑料，或其他材料的外壳部分。

9.根据权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于：BLE遥控器具有使得BLE锁能与一个或多个BLE锁配对的多路选择开关。