CN207296652U - 一种智能门锁 - Google Patents

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张蕊
郭新基
陈君
邓俊纯
林镇延
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Abstract

本实用新型提供一种智能门锁,该智能门锁包括机电一体钥匙、锁芯和控制电路,锁芯包括锁芯外壳、锁芯内胆、电子闭锁器件、机械锁闭器件和电子信号传输器件,机械锁闭器件与机电一体钥匙的牙花配合设置;机电一体钥匙设置有与电子信号传输器件对应的电触点和安全芯片,电触点与安全芯片电连接,电触点与电子信号传输器件电触接;控制电路通过电子信号传输器件与安全芯片进行信息交互,控制电路向电子闭锁器件发送开关信号。应用本实用新型的智能门锁可集机电一体钥匙的物理配对和电子密钥配对为一体,提高安全性能。

Description

一种智能门锁
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能门锁技术领域,具体的,涉及一种智能门锁。
背景技术
[0002]智能门锁是目前在锁业中发展最快的门锁,指纹、刷卡、密码等电子开锁方式给人 们带来了使用上的便利,但智能锁上的锁芯仍停留在机械锁芯水平上,由于机械锁芯可以 被技术手段开启,而且被技术开启的时间是在整套智能锁开锁方式中最短的,所以机械锁 芯是整套智能锁安全的一个隐患。且一般的智能门锁在进行电子匹配时,仅通过简单密码 匹配,缺少保密性的设置,存在一定的安全隐患。另外,智能门锁在智能管理方面缺少远程 的控制管理,不利于用户对智能门锁的实时管控。
发明内容
[0003]本实用新型的主要目的是提供一种集机电一体钥匙的物理配对和电子密钥配对 为一体,提高安全性能的智能门锁。
[0004]为了实现上述主要目的,本实用新型提供的智能门锁,包括机电一体钥匙、锁芯和 控制电路,锁芯包括锁芯外壳、锁芯内胆、电子闭锁器件、机械锁闭器件和电子信号传输器 件,锁芯内胆插装于锁芯外壳内,锁芯内胆设置有与机电一体钥匙对应的钥匙孔,机电一体 钥匙与锁芯内胆可插拔连接;机械锁闭器件与机电一体钥匙的牙花配合设置;机电一体钥 匙具有与电子信号传输器件对应的电触点和安全芯片,电触点与安全芯片电连接,电触点 与电子信号传输器件电触接;控制电路分别与电子信号传输器件和电子闭锁器件电连接, 控制电路通过电子信号传输器件与安全芯片进行信息交互,控制电路向电子闭锁器件发送 开关信号。
[0005]由上述方案可见,本实用新型的智能门锁通过在机电一•体钥匙上设置电触点,使 机电一体钥匙上的安全芯片通过电触点与锁芯中的控制电路进行信息传输,减少外界信号 的干扰。同时,设置机械锁闭器件和电子闭锁器件,智能门锁开锁时需进行机械配对和电子 密钥配对,提高电子锁的安全性能。
[0006]进一步的方案中,电子信号传输器件包括长探针组件和短探针组件,长探针组件 位于锁芯外壳内,长探针组件与控制电路电连接,短探针组件位于锁芯内胆内,短探针组件 与电触点电触接,长探针组件与短探针组件触接。
[0007]由此可见,由于锁芯内胆在开锁时需在锁芯外壳内转动,且钥匙孔一般设置在锁 芯内胆的中心位置,为了便于开锁,将电子信号传输器件设置为分离的长探针组件和短探 针组件,可便于开锁时进行锁芯内胆的转动且便于在插入钥匙时进行信息传输。
[000S]进一步的方案中,短探针组件包括第一伸缩部、第一固定部以及第一弹性部件,第 一弹性部件的两端分别与第一伸缩部和第一固定部抵接;第一伸缩部的一部分外露于第一 固定部。
[0009]由此可见,第一弹性部件的两端分别与第一伸缩部和第一固定部抵接,可实现第 一伸缩部进行伸缩的作用,同时,可使第一伸缩部与机电一体钥匙的电触点紧密接触,防止 出现信息传递故障。
[0010]进一步的方案中,长探针组件包括第二伸缩部、第二固定部以及第二弹性部件,第 二弹性部件的两端分别与第二伸缩部和第二固定部抵接;第二伸缩部的一部分外露于第二 固定部,第二伸缩部与第一固定部抵接。
[0011]由2可见,第二弹性部件的两端分别与第二伸缩部和第二固定部抵接,可实现第 二伸缩部进行伸缩的作用,同时,可使第二伸缩部与短探针组件紧密接触,防止出现信息传 递故障。
[0012]进一步的方案中,电子闭锁器件包括磁性弹子和绕线管,绕线管套装于磁性弹子 上,绕线管与控制电路电连接。
[0013 ]—由此可见,利用磁性弹子和绕线管作为电子闭锁器件,可更好的实现在智能门锁 中的进行电子上锁和解锁的操作。
[0014]进一步的方案中,锁芯内胆设置有锁闭凹槽,锁闭凹槽朝向电子闭锁器件设置。 [0015]由此可见,锁芯内胆设置锁闭凹槽,便于电子闭锁器件锁定锁芯内胆。
附图说明
[0016]图1是本实用新型智能门锁实施例的结构剖视图。
[0017] 图2是本实用新型智能门锁实施例中钥匙的结构示意图。
[0018] 图3是本实用新型智能门锁实施例中电子信号传输器件的结构剖视图。
[0019]图4是本实用新型智能门锁实施例中电子信号传输器件开锁时的结构剖视示意 图。
[0020]图5是本实用新型智能门锁实施例中电子闭锁器件上电的原理图。
[0021]图6是本实用新型智能门锁实施例中控制电路的电路原理框图。
[0022]图7是本实用新型智能门锁的开锁方法实施例的流程框图。
[0023]图8是本实用新型智能门锁的开锁方法实施例中锁芯对机电一体钥匙进行电子匹 配的流程框图。
[0024]以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
[0025]本实用新型的智能门锁除了设置有传统机械锁的基本功能外,还设置了电子密钥 认证部分,实现机电一体钥匙的机械配对和电子密钥配对为一体,提高智能门锁的安全性 能。
[0026]如图i和图2所示,本实用新型的智能门锁包括锁芯i、机电一体钥匙2和控制电路 3,锁芯1包括锁芯外壳11、锁芯内胆12、电子闭锁器件13、机械锁闭器件14和电子信号传输 器件15,锁芯内胆12插装于锁芯外壳11内,锁芯内胆丨2设置有与机电一体钥匙2对应的钥匙 孔121,机电一体钥匙2与锁芯内胆12可插拔连接。机械锁闭器件14与机电一体钥匙的牙花 23配合设置。机电一体钥匙2具有与电子信号传输器件15对应的电触点22和安全芯片21,电 触点22与安全芯片21电连接,电触点22与电子信号传输器件15电触接。控制电路3分别与电 子fa 传输器件15和电子闭锁器件13电连接,控制电路3通过电子fg号传输器件15与安全 芯片21进行信息交互,控制电路3向电子闭锁器件I3发送开关信号。
[0027] 机械锁闭器件14可以是叶片式的机械锁闭器件或弹子式的机械锁闭器件,本实施 例中,机械锁闭器件14为弹子式的机械锁闭器件。机械锁闭器件14包括弹簧141、第一弹子 142和第二弹子143,弹簧141和第一弹子142位于锁芯外壳11内,第二弹子143位于锁芯内胆 12,第一弹子142分别与弹簧141和第二弹子143抵接,第二弹子143设置有半球面,半球面伸 入钥匙孔121内,第二弹子143通过半球面与钥匙2的牙花23触接,从而实现机械匹配。
[0028] 参见图3,电子信号传输器件15包括长探针组件I6和短探针组件17,长探针组件16 位于锁芯外壳11内,长探针组件16与控制电路3电连接,短探针组件I7位于锁芯内胆12内, 短探针组件17与电触点22电触接,长探针组件16与短探针组件17触接。其中,短探针组件17 包括第一伸缩部171、第一固定部173以及第一弹性部件172,第一弹性部件172的两端分别 与第一伸缩部171和第一固定部173抵接。第一伸缩部171的一部分外露于第一固定部1了3, 第一伸缩部171外露于第一固定部173的部分设置有半球面,防止在开锁转动时出现卡顿。 长探针组件16包括第二伸缩部161、第二固定部163以及第二弹性部件162,第二弹性部件 162的两端分别与第二伸缩部161和第二固定部163抵接。第二伸缩部lei的一部分外露于第 二固定部163,第二伸缩部161外露于第二固定部163的部分设置有半球面,防止锁芯内胆 12在开锁转动时出现卡顿。在未开锁状态时,第二伸缩部161与第一固定部163抵接,开锁 后,参见图4,第二伸缩部161与第一固定部173处于分隔状态,不再进行电信号的传输。
[0029] 参见图5,锁芯内胆12设置有锁闭凹槽122,锁闭凹槽122朝向电子闭锁器件13设 置,优选的,锁闭凹槽122的开口朝向地心设置,电子闭锁器件13位于锁闭凹槽122的开口下 方。电子闭锁器件13包括磁性弹子132和绕线管131,绕线管131套装于磁性弹子132上,绕线 管131与控制电路3电连接。在绕线管131接电产生磁场时,磁性弹子132会因磁场作用力弹 起,进入锁闭凹槽122内,卡死锁芯内胆12。
[0030] 参见图6,本实施例中,控制电路3除了包括用于控制电子闭锁器件13的电路外,控 制电路3还包括主控制器31、声音报警电路32、指示灯电路33、无线通信电路34、电源电路35 以及功能模块接口 36,电源电路35为主控制器31、声音报警电路32、指示灯电路33、无线通 信电路34和功能模块接口 36提供电源。声音报警电路32、指示灯电路33、无线通信电路34和 功能模块接口 36分别与主控制器31电连接。主控制器31向声音报警电路32发送声音报警信 号,主控制器31向指示灯电路33发送指示信号,主控制器31通过无线通信电路34与外界设 备进行信息交互。其中,主控制器31为单片机,无线通信电路34包括WIFI通信模块、蓝牙通 信模块、Zigbee通信模块、Z-Wave通讯模块、NB- IoT通讯模块或GSM通信模块中的至少一种。 功能模块接口 36为IIC功能模块接口或串口功能模块接口中的至少一种,用于实现多功能 的联动,例如,通过功能模块接口 36接入指纹识别、密码识别、卡片识别等用于与锁芯交互 的设备,实现智能门锁的功能扩展。控制电路3还可设置电源电压检测电路(未示出),主控 制器31实时获取电源电压检测电路的电压检测数据,并发送至移动终端。
[0031]此外,锁芯外壳11还设置有电路槽111,用以容纳锁芯1的电路板或电子线路。
[0032]下面结合智能门锁的开锁方法对本实用新型进行跟详细的描述。
[0033]参见图7,本实用新型的智能门锁在进行开锁时,首先执行步骤S1,在控制电路3检 测到机电一体钥匙2插入时,控制电路3向电子闭锁器件I3发送上锁信号并向移动终端发送 提不信息,电子闭锁器件13锁定锁芯外壳11和锁芯内胆12。在插入机电一体钥匙2时,由于 机电一体钥匙2为导电的金属,机电一体钥匙2触碰到电子信号传输器件15后产生电压的变 化,控制电路3通过判断电压的变化确认是否有钥匙插入,当判断有钥匙插入时,控制电路3 电子闭锁器件I3发送上锁信号,使电子闭锁器件13的绕线管131上电,将磁性弹子132弹入 锁芯内胆12的锁闭凹槽122内,锁定锁芯外壳11和锁芯内胆丄2。
[0034]控制电路3在向电子闭锁器件13发送上锁信号的同时还向移动终端发送提示信 息,用于提醒用户,有钥匙插入锁芯,便于用户对插入的钥匙进一步的判断,并通过移动终 端向控制电路3发送控制信息,进行锁芯的控制。
[0035]锁定锁芯外壳11和锁芯内胆12后,执行步骤S2,锁芯1对所插入的机电一体钥匙2 的牙花23进行机械匹配以及对机电一体钥匙2进行电子匹配。锁芯1对所插入的机电一体钥 匙2的牙花23进行机械匹配的同时对机电一体钥匙2进行电子匹配。在锁芯1插入机电一体 钥匙2后,机电一体钥匙2中的电触点22与电子信号传输器件15触接,从而控制电路3为安全 芯片21导电工作,当然,只有在电触点22与电子信号传输器件15相互匹配的情况下,控制电 路3才能为安全芯片21提供电源和驱动信号。
[0036]参见图8,锁芯1对机电一体钥匙2进行电子匹配时,先执行步骤S11,控制电路3获 取机电一体钥匙2的安全芯片21的ID信息后向安全芯片21发送随机数信息。控制电路3为安 全芯片21提供电源和驱动信号后,安全芯片21将自身存储的ID信息发送至控制电路3,本实 施例中,ID信息为128位的唯一标识代码。控制电路3获取到ID信息后向安全芯片21返回一 组12位的随机数信息,随机数信息由控制电路3随机产生,提高电子匹配的安全性。
[0037]安全芯片21获取到随机数信息后,执行步骤S12,安全芯片21根据随机数信息、ID 信息以及密钥信息生成第一密文信息,安全芯片21将第一密文信息发送至控制电路3。密钥 信息可由钥匙产商设定或由智能门锁对机电一体钥匙进行注册时生成。安全芯片21在生成 第一密文信息时,利用自身存储的密文生成算法对随机数信息、ID信息以及密钥信息进行 计算,从而获得密文信息。密文生成算法可利用现有的算法进行计算,本实施例中,安全芯 片21利用哈希算法对随机数信息、ID信息以及密钥信息进行计算,从而获得第一密文信息。 安全芯片21将获得的第一密文信息通过电子信号传输器件15发送至控制电路3。
[0038] 控制电路3获取到第一密文信息后,执行步骤S13,控制电路3将第一密文信息与第 二密文信息进行比较,获得电子匹配结果,其中,第二密文信息由控制电路3根据随机数信 息、ID信息以及密钥信息生成。由于机电一体钥匙2在注册时已经将ID信息和密钥信息存储 在控制电路3中,为了验证机电一体钥匙2,需要控制电路3根据存储的ID信息和密钥信息进 行运算,生成第二密文。为了避免出现匹配误差,控制电路3利用的算法与安全芯片21中使 用的算法一致。
[0039] 获得匹配结果后,执行步骤S14,判断机电一体钥匙2是否电子匹配成功。若第一密 文信息与第二密文信息一致时,则认为插入的机电一体钥匙2为已注册钥匙,机电一体钥匙 2电子匹配成功。若第一密文信息与第二密文信息不一致时,则认为插入的机电一体钥匙2 为未注册钥匙,机电一体钥匙2电子匹配失败,可进行报警信息提示。
[0040] 若机电一体钥匙2电子匹配成功,则执行步骤S15,控制电路3判断机电一体钥匙2 是否符合开锁条件。其中,开锁条件可由用户根据需要自行设定,例如,开锁条件是机电一 体钥匙2为非挂失钥匙或机电一体钥匙2在可允许开锁的时间段等。
[0041] 若判断机电一体钥匙2符合开锁条件,则执行步骤16,控制电路3向电子闭锁器件 13发送开锁信号,电子闭锁器件13解除锁定锁芯外壳11和锁芯内胆12。若判断机电一体钥 匙2不符合开锁条件,则执行步骤S17,电子闭锁器件13保持锁定锁芯外壳11和锁芯内胆12。 [0042] 执行步骤S14时若判断机电一体钥匙2电子匹配失败,则执行步骤S18,判断控制电 路3是否获取到注册操作信息。注册操作信息可以是通过控制电路中的设置按键(未示出) 进行获取,也可以通过无线通信电路获取外界设备的控制信息,例如,通过获取与智能门锁 联网的移动终端的操作信息等。
[0043]若判断获取到注册操作信息,则执行步骤S19,控制电路3根据注册操作信息对机 电一体钥匙2进行注册。控制电路3在对机电一体钥匙2进行注册时,可根据获取的安全芯片 21的ID信息自动生成密钥信息并发送至机电一体钥匙2的安全芯片21储存,用于开锁时读 取,其中,密钥信息由控制电路3随机生成。注册完成后可进行开锁电子匹配。若判断没有获 取到注册操作信息,则不执行操作。对于本领域人员来说,获取注册操作信息的步骤可以是 在插入机电一体钥匙2后的任意时刻都可进行的,上述仅为一种实施情况。
[0044] 当机电一体钥匙2的电子匹配成功后,执行步骤S3,若牙花23匹配成功且机电一体 钥匙2电子匹配成功,则锁芯1解除对锁芯内胆12的锁定。在机电一体钥匙2电子匹配成功时 还需要机电一体钥匙2的牙花23匹配成功才能进行开锁,此时,旋转机电一体钥匙2带动锁 芯内胆12转动,从而起到开锁的目的。
[0045] 在开锁的过程中,主控制器31可根据开锁的情况向声音报警电路32发送声音报警 信号,例如,出现非法开锁时,发送声音报警信号。主控制器31还可根据开锁的情况向指示 灯电路33发送指示信号,例如,电子匹配通过时,指示灯电路亮绿灯,电子匹配不通过时,指 不灯电路壳红灯等。
[0046] 此外,在机电一体钥匙2的电触点22与电子信号传输器件15触接后,还可对机电一 体钥匙2进行实时管理,例如,对插入锁芯1的机电一体钥匙3进行注销、注册、挂失等管理。 本实用新型智能门锁对机电一体钥匙2的管理可包括本地管理和远程管理,本地管理可通 过控制电路3对机电一体钥匙2进行管理,远程管理可通过移动终端对机电一体钥匙2进行 管理。
[0047] 可选的实施例中,在进行本地管理时,用户通过按压锁芯1的注册按键(未示出), 控制电路3中的主控制器31进入注册模式,主控制器31识别插入锁芯1的机电一体钥匙2解 密后的ID信息,将未注册过的机电一体钥匙2的ID信息写入控制电路3的存储器(未示出) 中,并通过无线通信电路34将机电一体钥匙2的ID信息上传到云端。同时主控制器31驱动声 音报警电路32发出提示音,提示注册成功。除了注册管理外,主控制器31还可通过电子信号 传输器件15识别机电一体钥匙2是否拔出。主控制器31在判断机电一体钥匙2是否拔出时, 先检测机电一体钥匙2是否有转动,若钥匙没有转动,则在超过预设时间后控制声音报警电 路32进行警报提示,并通过无线通信电路34将忘拔钥匙相关的信息传送给远端服务器,从 而推送给移动终端。此外,主控制器31还可进行钥匙信息的删除。例如,在可本地管理的状 态下,用户通过长按注册按键5秒向主控制器31发送删除钥匙信息的操作指令,可将控制电 路3中存储器的钥匙信息进行删除。
[0048] 另一可选的实施例中,在进行远程管理时,可通过移动终端的管理软件进入注册 模式,移动终端将注册状态信息通过无线通信电路34反馈给主控制器31,主控制器31进入 注册模式,并驱动蜂鸣器发生提示音,表示进入注册模式。在注册模式状态下,主控制器31 识别插入锁芯1的机电一体钥匙2解密后的ID信息,将未注册过的机电一体钥匙2的ID信息 写入控制电路3的存储器(未示出)中,并通过无线通信电路M将机电一体钥匙2的ID信息上 传到云端。同时主控制器31驱动声音报警电路32发出提示音,提示注册成功。进行远程管理 时,还可通过移动终端的管理软件将钥匙信息删除或挂失,移动终端将删除、挂失钥匙的信 息通过无线通信电路34发送至主控制器31,主控制器31将信息写入存储器中。如己挂失或 已删除的钥匙插入锁芯1,主控制器31通过存储器的信息比较和识别该钥匙己挂失或已删 除,则拒绝已挂失或已删除的钥匙开启锁芯1,并将开锁操作所产生的信息发送至移动终 端。
[0049]由上述可知,本实用新型的智能门锁通过在机电一体钥匙上设置电触点,使机电 一体钥匙上的安全芯片通过电触点与锁芯中的控制电路进行信息传输,减少外界信号的干 扰。同时,设置机械锁闭器件和电子闭锁器件,智能门锁开锁时需进行物理配对和电子密钥 配对,提高电子锁的安全性能。本实用新型智能门锁的开锁方法在未插入机电一体钥匙时, 电子闭锁器件处于解锁状态,仅由机械锁闭器件锁定锁芯外壳和锁芯内胆。在插入机电一 体钥匙时,控制电路向电子闭锁器件发送上锁信号,使电子闭锁器件锁定锁芯外壳和锁芯 内胆,完成机械锁闭器件和电子闭锁器件同时锁定锁芯外壳和锁芯内胆。当牙花匹配成功 且机电一体钥匙电子匹配成功时,锁芯才解除对锁芯内胆的锁定。这可以使得智能门锁在 断电或电子电路通信故障的情况下,可以仅通过机械锁闭器件开锁,防止无法开锁,同时, 在电路正常的情况下插入机电一体钥匙,可保障机械锁闭器件和电子闭锁器件同时工作, 加强智能门锁的安全性。
[0050]需要说明的是,以上仅为本实用新型的优选实施例,但发明的设计构思并不局限 于此,凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改,也均落入本实用新型的保护范围 之内。

Claims (6)

1. 一种智能门锁,包括机电一体钥匙、锁芯和控制电路,其特征在于, 锁芯包括锁芯外壳、锁芯内胆、电子闭锁器件、机械锁闭器件和电子信号传输器件,所 述锁芯内胆插装于所述锁芯外壳内,所述锁芯内胆设置有与所述机电一体钥匙对应的钥匙 孔,所述机电一体钥匙与所述锁芯内胆可插拔连接; 所述机械锁闭器件与所述机电一体钥匙的牙花配合设置; 所述机电一体钥匙具有与所述电子信号传输器件对应的电触点和安全芯片,所述电触 点与所述安全芯片电连接,所述电触点与所述电子信号传输器件电触接; 所述控制电路分别与所述电子信号传输器件和所述电子闭锁器件电连接,所述控制电 路通过所述电子信号传输器件与所述安全芯片进行信息交互,所述控制电路向所述电子闭 锁器件发送开关信号。
2.根据权利要求1所述的智能门锁,其特征在于, 所述电子信号传输器件包括长探针组件和短探针组件,所述长探针组件位于所述锁芯 外壳内,所述长探针组件与所述控制电路电连接,所述短探针组件位于所述锁芯内胆内,所 述短探针组件与所述电触点电触接,所述长探针组件与所述短探针组件触接。
3.根据权利要求2所述的智能门锁,其特征在于, 所述短探针组件包括第一伸缩部、第一固定部以及第一弹性部件,所述第一弹性部件 的两端分别与所述第一伸缩部和所述第一固定部抵接; 所述第一伸缩部的一部分外露于所述第一固定部。
4.根据权利要求3所述的智能门锁,其特征在于, 所述长探针组件包括第二伸缩部、第二固定部以及第二弹性部件,所述第二弹性部件 的两端分别与所述第二伸缩部和所述第二固定部抵接; 所述第二伸缩部的一部分外露于所述第二固定部,所述第二伸缩部与所述第一固定 部抵接。
5.根据权利要求1至4任一项所述的智能门锁,其特征在于, 所述电子闭锁器件包括磁性弹子和绕线管,所述绕线管套装于所述磁性弹子上,所述 绕线管与所述控制电路电连接。
6.根据权利要求1至4任一项所述的智能门锁,其特征在于, 所述锁芯内胆设置有锁闭凹槽,所述锁闭凹槽朝向所述电子闭锁器件设置。
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