CN206039670U - 一种智能触控锁及门 - Google Patents

Abstract

一种智能触控锁及门，涉及智能家居与安防设备领域。所述智能触控锁包括基板、传感装置、控制板、开锁执行部件，其中，所述传感装置设置于基板的夹层中，在所述基板上包括触摸区域，所述触摸区域为基板表面区域；所述传感装置采集触摸信号，所述控制板对所述触摸信号进行分析、判断是否为正确的开锁信号，并向所述开锁执行部件发送是否开锁的命令信号。本实用新型专利提出的智能触控锁操作简单、易于实现且安全性好，能有效解决智能触控门锁系统操作繁琐、改装工程量大的问题。

Description

一种智能触控锁及门

技术领域

本实用新型涉及智能家居与安防设备领域，具体为一种智能触控锁及门。

背景技术

随着现代技术的发展，人们对智能家居与家居安全的需求越来越高，传统的门锁系统主要是用钥匙与对应的门锁配对成功方能开启，这种开启方式需要使用者随身携带钥匙，如果钥匙遗失则无法开启，给使用者带来极大困扰。随着技术的发展，智能门锁系统发展速度飞快，如越来越多的门锁已经可以采用生物特征识别的方法来进行开启，这种开启方式避免了钥匙管理带来的弊端，但是同时也带来另一些问题，例如，由于环境、生物特征的改变，或者是使用者人数众多，导致无法开启门锁的现象也时有发生，另外安装这些生物特征识别的门锁安装的成本较高，且外置式控制器易被破坏也不利于其更加广泛地应用。因此，涉及电子、计算机技术等技术的信号检测识别方法的智能门锁系统得到迅速发展。

现有技术中提出了一种可以通过触摸开启门锁的方法，该方法通过连续小间隔地触摸次数来定义数字，如连续小间隔触摸5次表示5，大间隔时间表示数字间隔，如连续小间隔触摸5次，大间隔一段时间再连续小间隔触摸2次，则表示触摸了5、2两个数字，依此类推，可以实现类似于数字按键功能，进一步编码加密。该方法单纯用触摸次数表示密码，在具体应用中若为了设置难度较大的密码存在需要触摸次数较多，操作繁琐的问题。

还有一种新型电子密码锁，该电子密码锁通过触摸按键中若干个压电传感器采集触摸信号，通过判断触摸力度和触摸按键数字结合作为开锁密码，判断是否开锁，该方法中触摸按键位置固定，不能灵活设置触摸位置，且触摸位置固定会使触摸次数较多位置，即密码位置留下痕迹，容易被他人破解开锁密码，安全性较差。

此外，还有对门上不同区域加装不同材质的物体，触摸时会有不同的频率声音产生，通过判断不同频率声音来判断触摸物体的技术，每个物体代表了一个数字，以此实现类似于数字按键功能，进一步编码加密。该方法为了实现其触摸频率不同的功能，需要门不同区域加装不同材料，需要对门进行重新改装，工程量大。

实用新型内容

本实用新型提出了一种操作简单、易于实现且安全性好的智能触控门，用于解决智能触控门锁系统操作繁琐、改装工程量大的问题。其具体依靠若干传感器，实现对于触摸位置的精确识别，借此，实现简单触摸若干次，而组成加密等级非常高的加密方式，进一步可以实现安全开启门锁的功能。本实用新型不用触摸5次来表示5，不用触摸2次来表示2，只需要在不同的区域触摸即可表示不同的数字或字母。本实用新型触摸位置可设置于门表面任何触控点，便于使用者灵活设置密码，且触摸点不固定，不会由于长期使用而在密码位置留下使用痕迹。本实用新型不用在门上不同区域加装不同材质的物体，可使用门原本的材质，不论是木门还是铁门，都不需要对的材质和结构做任何修改。

本实用新型的技术方案如下:

一种智能触控锁，包括基板、传感装置、控制板、开锁执行部件，其中，所述传感装置设置于基板的夹层中，在所述基板上包括触摸区域，所述触摸区域为基板表面区域；所述传感装置采集触摸信号，所述控制板配置为分析所述触摸信号、判断是否为正确的开锁信号，并向所述开锁执行部件发送是否开锁的命令信号。

进一步地，所述传感装置包括压电传感器或采用声电效应的换能装置及其MEMS系统。

进一步地，所述触摸信号参数至少包括触摸力度、触摸次数、触摸位置其中之一。

进一步地，所述控制板包括对所述触摸信号参数进行编码操作的编码单元。

进一步地，所述控制板包括密钥设定单元和/或偏差阈值设定单元。

进一步地，所述控制板包括信号处理单元和信号分析单元，信号处理单元用于将传感装置采集到的信号转化为数字信号；信号分析单元用于将信号处理单元输出的数字信号进行识别分析，得到相应的开锁控制信息。

进一步地，所述控制板还包括存储单元，用于存储设定好的密钥信息，与所述触摸信号进行对比，判断是否匹配成功。

进一步地，所述控制板还包括信号发送接收单元，用于与移动终端收发信号，以对所述智能触控锁进行远程管理。

进一步地，所述控制板还包括报警单元。

进一步地，所述基板上包括触摸点信息指示单元。

进一步地，所述触摸点信息指示单元为图案、网格、文字中的一种或几种。

本实用新型还提出一种门，包括本实用新型所提出的智能触控锁。

本实用新型采用传感装置检测对门的触摸信号，检测的对象包括触摸次数、触摸位置和触摸次数，通过对这三个参数中的一个、两个或者三个进行编码，形成开锁密码，与初设密钥进行比对，实现开锁操作，由于开锁密码为三个参数相结合，不需要某一参数过度复杂，也可形成保密性较好的开锁密码，由于该三个参数均可在一次触摸过程中同时检测，因此不需要进行多次触摸，操作方便且保密程度高。此外，本实用新型不需要对门的材质和结构做任何修改，易于实现。

本实用新型的优选方案中控制板还包括密钥设定单元和偏差阈值设定单元，可自主设定多个初始密钥，便于多人分别使用不同密钥开锁，偏差阈值设定单元可用于设置触摸所要求达到的精度，可以根据使用者自身需求设置开锁难度，方便使用者进行个性化操作。本实用新型所述智能触控门优选中还包括信号发送接收单元，用于与移动终端收发信号，实现门锁控制板的远程管理；报警单元可实现门被有大力撞击或者门锁关键部位受到连续撞击时，发出警报信号的功能；触摸点信息指示单元用于帮助使用者记忆触摸位置。通过以上优选结构，可增强门锁结构的智能化程度，方便使用者操作。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明：

图1是本实用新型实施例1结构示意图；

图2是本实用新型实施例2结构示意图；

图3为本实用新型实施例3结构示意图；

图4是本实用新型控制板结构示意图；

图5是本实用新型的门锁开启操作功能流程示意图；

图6是本实用新型的密码设定功能流程示意图。

附图标记说明：

301–传感装置；302–触摸点；303–传感器连接线；304–控制板；305–控制板连接线；306–开锁执行部件；307–基板；308–门框。

401–传感装置；402–触摸点；403–传感器连接线；404–控制板；405–控制板连接线；406–开锁执行部件；407–基板；408–门框。

501–触摸点；502–剖面线；503–传感装置；504–控制板；505–控制板连接线；506–开锁执行部件；507–基板；508–门框。

1—编码单元；2—信号处理单元；3—信号分析单元；8—信号发送接收单元；4—密钥设定单元；5—偏差阈值设定单元；6—存储单元；7报警单元。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型的技术方案做详细描述。应当理解，附图中所 示各零部件是示意性而非限制性的，各特征未按比例画出。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供了一种智能触控锁，包括传感装置301，控制板304，开锁执行部件306，基板307，传感器连接线303和控制板连接线305组成的连接线路。

如图3所示，为对本实用新型中控制板304结构示意图，包括编码单独1，信号处理单元2，信号分析单元3，信号发送接收单元8，密钥设定单元4，偏差阈值设定单元5，存储单元6和报警单元7。

具体地，参见图1，本实施例中，将智能触控锁应用于门，基板307为门体机构中的门板，本实施例中所涉及的门包括日常生活中的各种称为“门”的结构，如房屋门、车门、柜门等；触摸区域为门板外表面，308为门框，在基板307夹层中安装4个传感装置301，位于所示网格状触摸区域的4个角端。其中，传感装置比如可以是压电传感器，包括压电陶瓷传感器或者压电薄膜传感器；传感装置301通过传感器连接线303分别连接到控制板304上，控制板304通过控制板连接线305与开锁执行部件306相连，开锁执行部件306最终在控制信号作用下会与门框308锁定。图中302为基板307外侧表面上的触摸点位置，本实施例中，触摸区域中具有虚拟网格，虚拟网格行列数任意，触摸点302设定在基板307上触摸区域中的虚拟网格结点上，虚拟网格的行列数越多，结点数越多，可设置的触摸点越多，从而增加开锁难度，增强智能触控锁安全性。

当使用者试图开门时，对基板307触摸区域进行触摸开锁，触摸到触摸点302，多个传感装置301将分别采集到了触摸信号，并将触摸产生的振动信号转换为电信号，经连接线传送至控制板304，由控制板304中相关的编码单元1进行信号编码，由控制板304中相关的信号处理单元2进行处理，将采集到的信号转换为控制板304易于读取的数字信号，该数字信号传送至控制板304的信号分析单元3，由该信号分析单元3通过预设的特定算法进行分析，计算出触摸点位置、力度和次数，该触摸信息在控制板304中存储单元6内进行临时存储，当使用者全部触摸信息完成后，所有临时存储的触摸位置、力度和次数信息会与控制板304中存储单元6中预先设定的触摸位置、力度和次数信息进行匹配，该匹配是指所有触摸位置、力度和次数信息与设定位置、力度和次数信息依设定顺序分别在位置、力度和次数上的偏差小于给定的阈值，则说明使用者的操作是正确的开锁操作。当所有触摸点位置、力度和次数均与设定点位置、力度和次数匹配成功时，控制板304会向开锁执行部件306发出开锁信号，开锁执行部件306进行开锁动作完成一次开锁过程。

控制板304对采集到的信号进行分析时，分析对象，即基板307进行触摸操作时的触摸力度、触摸位置和触摸次数，可对这三个参数中的一个、两个或者三个进行编码，形成开锁密码，如只使用触摸次数或者触摸位置作为开锁密码检测信号，或者结合其中两个参数，如检测触摸力度和次数、或触摸位置和触摸次数，形成开锁密码检测信号，也可三个参数同时使用形成开锁密码检测信号，使用者可通过增加触摸力度分级级数、触摸次数和触摸位置数来增加开锁难度，根据个人习惯灵活设置开锁密码。

匹配成功后，控制板304会通过控制板连接线305向开锁执行部件306发送开锁信息，接到开锁信息的开锁执行部件306执行开锁操作完成一次开锁过程。

如果匹配不成功，则开启过程中的触摸位置、力度和次数信息会被存储在控制板304中的存储单元6中备用。同时不向开锁执行部件306发送开锁信息，门锁不开启。

本实施例中，可选的设定触摸点位置302是较多的，如图1中所示，共计有100个网格结点可以选择，当设定触摸点位置302从图中所示的8个点继续增加时，其排列组合的方案是相当大的数量级，从而使得破解成为不可能发生的事情。

控制板304包括有密钥设定单元4，用于当使用者选择自行设定密钥时实现设定密钥功能，设定好的密钥被存储于控制板304中的存储单元6中。设定好的密钥可以是不唯一的，可以设定多个密钥以供多人开启，密钥可由使用者自行设置，也可使用生产商提供的初始密钥。在使用者自行设定初始密钥时，使用者依次触摸所要设定的点位置，并且使用所要设定的力度和所要设定的触摸次数，当所有点均完成了触摸过程后，使用者可以进行确认，例如可以进行第二次或第三次同样的操作，以确保密钥设置正确，增加准确性。

控制板304还包括偏差阈值设定单元5，用于设定执行门锁开启的触摸操作时触摸所要求达到的精度，例如，可以将偏差阈值设定为5mm，即触摸预设位置5mm范围内，则认为触摸有效，也可以设定为2mm，这样触摸操作时，则要求触摸操作者更加精确地触摸到预设位置2mm范围内，才被认为是触摸有效，增加了开启的难度。这样做的有益之处在于，可以对不同门设定不同的开启难度，有些门可以设定很小的触摸精度，即触摸点范围很大，极端地，如偏差阈值为全门范围、且只设定一个触摸点，则敲一次即可开门；而有一些门可设置较大触摸精度，如触摸预设的精确范围较小，且需连续触摸多点方可开启。

本智能触控门控制板304优选还包括信号发送接收单元8，可以实现将门联网，与移动终端，如手机等，进行信息通信，实现对门锁状态的远程管理。

本智能触控门控制板304优选还包括报警单元7，当门307或其他关键部位受到强烈冲击或连续撞击、触摸错误超过一定次数时，报警单元7可以锁定控制板304一段时间，同时发出报警。

所述的智能触控门，不限于各种房间门，还包括柜子门、抽屉门，车门、保险箱门及其它有保护功能的智能门锁系统，可以单独使用，也可以和其它门锁并行使用。

实施例2

如图2所示，本实用新型提供了一种智能触控锁，包括传感装置401，控制板404，开锁执行部件406，基板407，传感器连接线403和控制板连接线405组成的连接线路。

具体地，参见图2，本实施例中，将智能触控锁应用于门，基板407为门体机构中的门板，触摸区域为门板外表面，408为门框。与实施例1相比，实施例2中门407还包括触摸点信息指示单元，本实施例中的指示信息可以是各种图案或网格点及其它对使用者有指导的信息，图中402为基板407外侧表面上的触摸点位置，本实施例中，触摸点402设定在基板407上触摸点信息指示单元周围相应位置上。

该实施例中触摸位置可设定为位于文字的特定位置，这些位置没有任何指示性标志，用户可以根据需要进行所述位置的设置。

实施例3

如图3所示，为本实用新型实施例3的结构示意图，包括触摸点501，剖面线502，传感装置503，控制板504，控制板连接线505，开锁执行部件506，基板507，门框508。

实施例3与实施例1的区别在于，所述传感装置503为4个采用声电效应的换能装置，如麦克风阵列及其MEMS系统，用于采集使用者触摸门507时的声音信号，传感器装置的设置位置为门507夹层中，且位于控制板504的两个边上。传感装置503安装于控制板504上，控制板504通过控制板连接线505与开锁执行部件506相连，开锁执行部件506最终在控制信号作用下会与门框508锁定。图中501为基板507外侧表面上的触摸点位置，本实施例中，触摸区域中具有虚拟网格，虚拟网格行列数任意，触摸点302设定在基板307上触摸区域中的虚拟网格结点上，虚拟网格的行列数越多，结点数越多，可设置的触摸点越多，从而增加开锁难度，增强智能触控锁安全性。

当使用者在触摸点501上第一点位置进行触摸操作时，传感器503上采集到的4路声音信号会传送至控制板504。控制板504中的编码单元、信号处理单元和信号分析单元对4路信号进行分析计算，由特定计算模型可以根据到达声音的时域和频域信息计算出点击位置。本实施例中给出的是4个传感器布置，传感器个数依具体情况有增减。当使用者全部触摸信息完成后，所有存储在控制板504中存储单元中的临时存储的点击位置信息会与设定位置信息进行匹配，所述匹配是指所有点击位置信息与设定位置信息依设定顺序分别在位置上的偏差小于给定的阈值，则说明开启者的操作是正确的开锁操作。

匹配成功后，控制板504会向开锁执行部件506发送开锁信息，接到开锁信息的开锁执行部件506执行开锁操作完成一次开锁过程。

如果匹配不成功，则开启过程中的点击位置信息可能会被存储在控制板504中的存储单元中备用。同时不向开锁执行部件506发送开锁信息，门锁不开启。

本实施例中，可选的设定触摸点位置501是较多的，如图3中所示，共计有100个网格结点可以选择，当设定触摸点位置501从图中所示的8个点继续增加时，其排列组合的方案是相当大的数量级，从而使得破解成为不可能发生的事情。

实施例4

参见图5，本实用新型还提供一种智能触控锁的开锁方法，本实施例中开锁方法对应于实施例1中的智能触控锁结构，具体地，包括如下步骤：

传感装置采集触控区域的触控信号。本实施例中，分别安装于基板四个角端的传感器1、传感器2、传感器3和传感器4分别采集到4路触摸信号：信号1、信号2、信号3和信号4；其中该触控信号可以是传感装置采集到对触控区域的触摸力度、触摸位置和触摸次数。

控制板计算触摸信号参数，判断是否满足触控信号采集要求。本实施例中，信号1、信号2、信号3和信号4被传输至触控板计算单元，触控板计算单元为编码单元、信号处理单元和信号分析单元的结合。其中，编码单元将触摸信号进行信号编码处理，信号处理单元将经过编码处理的信号转化为控制板易于读取的数字信号，信号分析单元将该数字信号通过预设的特定算法进行分析，计算出触摸信号参数，触摸信号参数包括触摸点位置、力度和次数，触摸信号采集成功。若计算触摸点位置、力度和次数中某一参数时出现错误，则此次信号采集失败，此次触摸无效。

控制板比较所采集的有效触控信号与预密钥之间的差值，计算出的触摸点位置、力度和次数信息与控制板中存储单元中预先设定的触摸位置、力度和次数信息进行匹配，该匹配是指计算所有触摸位置、力度和次数信息与设定位置、力度和次数信息依设定顺序分别在位置、力度和次数上的差值。

判断该差值是否小于预先设定的偏差阈值，判断匹配是否成功。若该差值小于偏差阈值，则说明使用者的操作是正确的开锁操作，匹配成功，控制板发送开锁指令给开锁执行部件，门锁执行部件进行开锁动作完成一次开锁过程；若该差值大于偏差阈值，则说明使用者的操作是错误的开锁操作，此次触摸无效，不向开锁执行部件发送开锁信息，门锁不开启，重新进行触摸操作，以及后续触摸信号采集、触摸信号计算、差值比较和匹配判断步骤，直至开锁匹配成功或触发报警为止。若触摸操作匹配不成功，则此次开启过程中的触摸位置、力度和次数信息会被存储在控制板中的存储单元6中备用，若触摸操作匹配不成功超过一定次数或触摸信息超过一定阈值，则判断为恶意触摸，则报警单元锁住控制板一段时间并发出报警。

实施例5

参见图6，本实用新型提供的一种智能触控锁的开锁方法，还包括预存密钥信息的方法，具体步骤如下：

传感装置采集触控区域的触控信号。当使用者不使用生产商提供的密码，而自行设定密钥时，使用者依次触摸基板，传感器1、传感器2、传感器3和传感器4分别采集到4路触摸信号：信号1、信号2、信号3和信号4；其中该触控信号可以是传感装置采集到的对触控区域的触摸力度、触摸位置和触摸次数。

控制板计算触摸信号参数。信号1、信号2、信号3和信号4被传输至触控板计算单元，触控板计算单元为编码单元、信号处理单元和信号分析单元的结合，其中，编码单元将触摸信号进行信号编码处理，信号处理单元将经过编码处理的信号转化为控制板易于读取的数字信号，信号分析单元将该数字信号通过预设的特定算法进行分析，计算出触摸点位置、力度和次数。

判断触摸是否有效。若可计算出触摸信号的参数，包括触摸点位置、力度和此处，则触摸信号采集成功，触摸有效。若计算触摸参数时出现错误，即对触摸点位置、力度和次数中任一参数计算时出现错误，则此次信号采集失败，此次触摸无效，重新进行触摸操作。

判断是否满足确认要求。若触摸有效，则使用者进行确认操作，例如可以进行第二次或第三次同样的操作，若两次或三次操作中触摸信息经比对相同，则确认成功，保存设定信息，密钥设定成功；若两次或三次操作中触摸信息经对比不同，则确认失败，重新进行触摸操作，以及后续触摸信号采集、触摸信号计算、有效性判断和确认步骤，直至触摸信息确认成功，密钥设定操作完成。其中，设定密钥使用的触摸信息参数包括触摸点位置、力度和次数信息，触摸信息比对相同所指为两次或三次操作中，触摸点位置、力度和次数信息依设定顺序计算所得差值小于预先设定的偏差阈值。

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。对于本申请的方法实施例而言，由于其与装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。

以上借助优选实施例对本实用新型的技术方案进行的说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在上述实施例的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能触控锁，其特征在于：包括基板、传感装置、控制板、开锁执行部件，其中，所述传感装置设置于基板的夹层中，在所述基板上包括触摸区域，所述触摸区域为基板表面区域；所述传感装置采集触摸信号，所述控制板配置为分析所述触摸信号、判断是否为正确的开锁信号，并向所述开锁执行部件发送是否开锁的命令信号。

2.根据权利要求1所述的智能触控锁，其特征在于：所述传感装置包括压电传感器或采用声电效应的换能装置及其MEMS系统。

3.根据权利要求1所述的智能触控锁，其特征在于：所述触摸信号参数至少包括触摸力度、触摸次数、触摸位置其中之一。

4.根据权利要求3所述的智能触控锁，其特征在于：所述控制板包括对所述触摸信号参数进行编码操作的编码单元。

5.根据权利要求1所述的智能触控锁，其特征在于：所述控制板包括密钥设定单元和/或偏差阈值设定单元。

6.根据权利要求1所述的智能触控锁，其特征在于：所述控制板包括信号处理单元和信号分析单元，信号处理单元用于将传感装置采集到的信号转化为数字信号；信号分析单元用于将信号处理单元输出的数字信号进行识别分析，得到相应的开锁控制信息。

7.根据权利要求1所述的智能触控锁，其特征在于：所述控制板还包括存储单元，用于存储设定好的密钥信息，与所述触摸信号进行对比，判断是否匹配成功。

8.根据权利要求1所述的智能触控锁，其特征在于：所述控制板还包括信号发送接收单元，用于与移动终端收发信号，以对所述智能触控锁进行远程管理；所述控制板还包括报警单元。

9.根据权利要求1所述的智能触控锁，其特征在于：所述基板上包括触摸点信息指示单元；所述触摸点信息指示单元为图案、网格、文字中的一种或几种。

10.一种门，包括权利要求1-9任一项所述的智能触控锁。