CN219456896U - 电子锁装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子锁装置及控制系统，所述电子锁装置包括控制组件和锁体，所述控制组件包括控制板、输入模块、近场通讯模块和通讯模块，所述输入模块、近场通讯模块、通讯模块和锁体分别与控制板相连，所述通讯模块接有通讯天线。本实用新型考虑到内网安全和边角位置信号等问题，锁具可离线使用，可以应用在自助终端设备上，体积相对较小，往往很长时间才需要开启一次，同时需要长期不开启情况下仍可正常开关，可长时间续航，可最大限度的减少设备维护成本。

Description

电子锁装置及控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种电子锁装置及控制系统，属于终端设备的电子锁技术领域。

背景技术

自动柜员机、银行终端机、政务大厅终端机等都是安全性要求非常高的设备，是重点安防对象。

一方面，现有的门禁系统存在程度不一的缺陷，给使用者带来操作不便或不安全等问题，具体情况如下：1)传统的机械锁具门禁需使用钥匙开锁，但钥匙作为一个体积和重量都相对较小的物品，存在携带不方便、容易丢失等问题，进而使得传统机械锁具存在安全性低、钥匙不易管理的问题，尤其当锁具管理人员离职或钥匙保管不当，钥匙被私自配备或丢失，都可能会给组织造成严重的损失。2)卡类门禁系统使用接触卡或非接触卡对用户身份进行识别，具有耐用、读取速度快的优点。但目前的接触卡和非接触卡的密码均为静态密码，在门禁卡丢失或被盗取后，门禁可以被非法用户开启，存在严重的安全隐患。3)密码门禁系统是通过输入静态密码，系统判断密码是否正确来驱动锁具进行开门的。虽然具有只需记住静态密码，无需携带其他介质的优点，但是操作速度慢，若输错还需重新输入导致整个解锁耗时较长。且手动输入密码的方式，密码容易被旁边的人记住，安全性较差。4)生物识别门禁系统是根据人体生物特征的不同来识别身份的门禁系统。主要是通过指纹、虹膜或其他生物特征来识别身份。虽然具有无需介质、不容易被复制，安全性高等优点。但是其成本较高，且人体生物特征存在会随着环境和时间变化，拒识率升高的问题。因此，这类门禁系统虽然安全，但是应用范围有限。

另一方面，现有的家用智能电子锁虽具备智能属性但一般不应用在自动柜员机、政务大厅终端机、银行终端机等对安全性要求比较高的设备上，具体原因是：1)一般家用电子锁通常需要联网使用；2)家用智能电子锁，通常一个家庭只需对应管理一把锁。3)家用电子锁授权功能比较简易，一般只对几个固定家庭成员授权。4)家用智能电子锁体积相对较大。5)家用智能电子锁一般需要经常开启。6)家用智能电子锁通常是固定搭配，无法随意搭配不同的锁舌和锁芯。4)家用智能电子锁通常半年左右需要更换一次电池。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足之处，提供了一种电子锁装置，该装置考虑到内网安全和边角位置信号等问题，锁具可离线使用，可以应用在自助终端设备上，体积相对较小，往往很长时间才需要开启一次，同时需要长期不开启情况下仍可正常开关，可长时间续航，可最大限度的减少设备维护成本。

本实用新型的另一目的在于提供一种控制系统，该系统包含上述的电子锁装置。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种电子锁装置，所述电子锁装置包括控制组件和锁体，所述控制组件包括控制板、输入模块、近场通讯模块和通讯模块，所述输入模块、近场通讯模块、通讯模块和锁体分别与控制板相连，所述通讯模块接有通讯天线。

进一步的，所述控制组件还包括前壳、刷卡面板、密码输入面板和后盖，所述后盖设置在前壳的后部，所述刷卡面板和密码输入面板上下设置在前壳的前部，所述近场通讯模块设置在刷卡面板上，所述输入模块设置在密码输入面板上，使控制组件形成控制盒。

进一步的，所述控制组件还包括报警模块、指示模块、震动感应模块和防拆感应开关，所述报警模块、指示模块、震动感应模块和防拆感应开关分别与控制板相连，所述震动感应模块设置在控制盒上，所述防拆感应开关设置在前壳上。

进一步的，所述报警模块采用蜂鸣器。

进一步的，所述指示模块采用LED三色指示灯。

进一步的，所述通讯模块为NB-IOT模块。

进一步的，所述通讯模块安装在控制板上。

进一步的，所述电子锁装置还包括门磁感应模块，所述门磁感应模块设置在锁体上，并与控制板相连。

进一步的，所述电子锁装置还包括USB通讯接口、适配器接口、TYPE-C接口、锂电池和外部充电模块，所述USB通讯接口、适配器接口、TYPE-C接口、锂电池和外部充电模块分别与控制板相连。

本实用新型的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种控制系统，所述控制系统包括移动操控端、数据中心和管理平台以及上述的电子锁装置，所述数据中心分别与移动操控端、管理平台、电子锁装置相连，所述移动操控端与电子锁装置相连。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型的电子锁装置考虑到内网安全和边角位置信号等问题，锁具可离线使用，可以应用在自助终端设备上，体积相对较小，往往很长时间才需要开启一次，同时需要长期不开启情况下仍可正常开关，可长时间续航，可最大限度的减少设备维护成本。

2、本实用新型的电子锁装置和数据中心按照一定的时间规则各自生成动态密码，数据中心根据权限发送动态密码到指定移动操控端，移动操控端再与电子锁的动态密码进行配对，配对成功则可达成解锁，动态密码由密钥、标准时间、终端设备机器码这几种要素通过加密算法共同计算得出，极大提高安全性。

3、本实用新型实现了集中管控，监管全覆盖可追踪，所有动态密码的构成要素，密钥、密码有效期、终端设备机器码均由管理平台统一管控，全流程监管，生成密码、开锁账户认证、锁具开启监管全覆盖，通过开锁信息留痕规范开锁操作，让监管可跟踪可追溯。

4、本实用新型实现了有线、离线的结合认证，提高授权灵活性，支持弱网或离线环境下的身份认证，联网情况下电子锁装置在向数据中心获取动态密码要素后(密钥、密码有效期、终端设备机器码)，即可离线进行动态密码的生成运算，完成离线授权认证。

5、本实用新型实现了多方式校验识别，丰富操作体验，移动操控端可通过NFC、蓝牙、WIFI等多种方式与电子锁装置进行实时校验识别，操作人员持有移动操控端向数据中心申请动态密码，只需持有移动操控端与电子动态密码锁进行身份校验即可完成验证，大幅缩短校验反馈时间，提升操作体验。

6、本实用新型实现了防私自计算密码开锁的暴力破解，并及时告警，离线状态下，若有非法分子意图暴力破解电子锁(管理平台有开锁记录，若开锁时间，管理平台无下发动态密码，即为暴力破解)，管理平台检测到开锁的当前时间，管理平台并无下发动态密码，则管理平台更改密钥，使移动操控端的密钥与电子锁装置内置的密钥不同，使得生成的动态密码不同，开锁失败并且及时告警(当电子锁被人破坏打开时，控制板会发送报警数据给到通讯模块，通讯模块发送信息给到管理平台进行告警)；联网时，管理平台变更密钥，新密钥同步到智能锁，恢复正常用户的开锁操作。

7、本实用新型采用可信的公共NTP服务，进行精确的标准时间同步，动态密码由密钥、标准时间、终端设备机器码多种要素通过加密算法共同计算得出，标准时间是通过公共NTP服务器获取的，公共NTP授时信号通常来自GPS、北斗两套卫星信号，并配备原子钟守时，可以提供精确的时间同步；标准时间同步获取后，由管理平台对数据中心和电子锁装置进行时间更新，采用标准时间同步的这种方式可以有效防止电子锁装置处于离线状态时，非法分子通过修改移动操控端获取密码的时间，操作移动操控端永远向锁体发送同一时间、同一密码进行开锁的安全问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的控制系统的结构原理图。

图2为本实用新型实施例的电子锁装置的结构原理框图。

图3为本实用新型实施例的电子锁装置的立体结构图。

图4为本实用新型实施例的电子锁装置的正视结构图。

图5为本实用新型实施例的电子锁装置的后视结构图。

图6为本实用新型实施例的电子锁装置的侧视结构图。

图7为本实用新型实施例的电子锁装置中控制组件的爆炸图。

图8为本实用新型实施例的电子锁装置中控制组件的正视结构图。

图9为本实用新型实施例的电子锁装置中控制组件的侧视结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

如图1所示，本实施例提供了一种控制系统，该控制系统包括电子锁装置101、移动操控端102、数据中心103和管理平台104，电子锁装置101和数据中心103被触发后(电子锁装置101的触发条件是，接收到移动操控端102的申请校验信息。数据中心103的触发条件是，接收到移动操控端发送的动态密码申请信息)按照一定的时间规则各自生成动态密码，数据中心103根据权限发送动态密码到指定移动操控端102，移动操控端102再与电子锁装置101的动态密码进行配对，配对成功则可达成解锁。

管理平台104为云平台，用于设置和/或修改密钥、密码有效期和终端设备机器码，通过公共NTP服务器获取标准时间，并将密钥、密码有效期、标准时间和终端设备机器码发送给数据中心103，如图1中的(1)所示；通过管理平台104可以查看所有电子锁装置101的开关锁信息、管理账号开锁的权限，如图1中的(8)所示。

电子锁装置101，用于建立与数据中心103的连接，从数据中心103获取对应的密钥、密码有效期和标准时间，如图1中的(3)所示；断开与数据中心103的连接，当在接收到移动操控端的申请校验信息，根据密钥、标准时间和终端设备机器码，生成第一动态密码；当移动操控端获取数据中心生成的第二动态密码后，接收移动操控端102发送的申请校验信息，申请校验信息包括第二动态密码；根据申请校验信息，将第二动态密码与第一动态密码进行配对，若配对成功，则进行开锁操作，其中，终端设备机器码保证了每个电子锁装置101的唯一码，即使密钥一致，仍可独立授权，而现有技术的智能电子锁一般不包括机器码。

数据中心103，用于每隔一个预设时间，根据密钥、标准时间和终端设备机器码，生成第二动态密码，如图1中的(2)所示；接收移动操控端102发送的动态密码申请信息，动态密码申请信息包括终端设备机器码；根据动态密码申请信息，将相应的第二动态密码发送给移动操控端。

移动操控端102，用于将动态密码申请信息发送给数据中心103，动态密码申请信息包括终端设备机器码，因为动态密码是由密钥、标准时间和终端设备机器码共同计算得出，即使同一时间数据中心103分配给其他设备的密钥是一样的，因为终端设备机器码的不同，计算出的动态密码也是不同的，如图1中的(4)所示；接收数据中心103根据动态密码申请信息反馈的第二动态密码，如图1中的(5)所示；将第二动态密码发送给电子锁装置101实现配对开锁操作，如图1中的(6)所示；通过移动操控端102可以将开锁账户、结果、时间等信息实时反馈给数据中心103，如图1中的(7)所示。

本实施例中，联网情况下电子锁装置101在向数据中心103获取动态密码要素后(密钥、密码有效期、终端设备机器码)，即可在接收到移动操控端的申请校验信息后，离线进行第一动态密码的生成运算，完成离线授权认证。

本实施例中，移动操控端102可通过NFC、蓝牙、WIFI等多种方式与电子锁装置101进行实时校验识别，操作人员持有移动操控端102向数据中心103申请第二动态密码，只需持有移动操控端102与电子锁装置101进行身份校验即可完成验证，大幅缩短校验反馈时间，提升操作体验。

本实施例中，所有动态密码的构成要素，密钥、密码有效期、终端设备机器码均由管理平台104统一管控，全流程监管，生成密码、开锁账户认证、锁具开启监管全覆盖，通过开锁信息留痕规范开锁操作，让监管可跟踪可追溯；动态密码由密钥标准时间、终端设备机器码这几种要素通过加密算法共同计算得出，其中标准时间由管理平台104通过公共NTP服务器获取，公共NTP授时信号通常来自GPS、北斗两套卫星信号，并配备原子钟守时，可以提供精确的时间同步，标准时间同步获取后，由管理平台104对数据中心103和电子锁装置101进行标准时间更新，采用标准时间同步的这种方式可以有效防止电子锁装置101处于离线状态时，非法分子通过修改移动操控端102获取动态密码的时间，操作移动操控端102永远向电子锁装置101发送同一时间、同一密码进行开锁的安全问题。

本实施例中，加密算法使用MD5进行加密，即：密钥+标准时间+终端设备机器码＝MD5加密前密码A；MD5加密前密码经过MD5计算加密，得到MD5加密后密码B；MD5加密后密码B即为最终的动态密码；本领域技术人员可以理解，也可以根据需要将字母部分转换成数字得到全是数字的动态密码，或者将数字部分转换成字母得到全是字母的动态密码。

本实施例中，离线状态下，若有非法分子意图暴力破解电子锁装置101，由于管理平台104有开锁记录，若在开锁时间，管理平台104无下发动态密码，即为暴力破解，管理平台104检测到开锁的当前时间，管理平台104并无下发动态密码，则管理平台104更改密钥，使移动操控端102的密钥与电子锁装置101内置的密钥不同，使得生成的动态密码不同，开锁失败并且及时告警；联网时，管理平台104变更密钥，新的密钥同步到电子锁装置101，恢复正常用户的开锁操作。

如图2～图9所示，本实施例的电子锁装置101包括控制组件1011和锁体1012，控制组件1011通过控制线1013与锁体1012相连，控制组件1011包括控制板101101、输入模块101102、近场通讯(Near Field Communication，简称NFC)模块101103和通讯模块101120，输入模块101102、近场通讯模块101103和锁体1012分别与控制板101101相连，其中输入模块101102采用12键输入按键，12键分别为数字0～9、CLR键、ENT键，近场通讯模块101103接有近场通讯天线101104，通讯模块101120安装在控制板101101上，可以为NB-IOT模块，其接有通讯天线101121。

为了保护控制板101101，本实施例的控制组件还包括前壳101105、刷卡面板101106、密码输入面板101107和后盖101108，后盖101108设置在前壳101105的后部，刷卡面板101106和密码输入面板101107上下设置在前壳101105的前部，近场通讯模块101103设置在刷卡面板101106上，输入模块101102设置在密码输入面板101107上，使控制组件形成控制盒。

进一步地，后盖101108的内侧设置有导热胶101109，导热胶101109具有优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能。

进一步地，控制组件1011还包括报警模块101110、指示模块101111、震动感应模块101112和防拆感应开关101113，报警模块101110、指示模块101111、震动感应模块101112和防拆感应开关101113分别与控制板101101相连，震动感应模块101112设置在控制盒上，防拆感应开关101113设置在前壳101105上，通过震动感应模块101112或防拆感应开关101113检测是否有人非法拆卸控制盒，若有，则通过报警模块101110进行报警，具体地，震动感应模块101112或防拆感应开关101113识别到非法拆卸后，控制板101101检测到震动感应模块101112或防拆感应开关101113发送的信息，然后控制板101101发送报警数据给通讯模块101120(NB-IOT模块)，通讯模块101120发送信息给管理平台进行告警，并通过指示模块101111进行指示，其中报警模块101110采用蜂鸣器，指示模块101111采用LED三色指示灯，震动感应模块101112采用震动感应器；此外，可以通过模数(AD)转换电路的采集程序判断是否为低电量，若是，则通过报警模块101110进行报警，并通过指示模块101111进行指示。

进一步地，本实施例的电子锁装置101还包括门磁感应模块1014，门磁感应模块1014设置在锁体1012上，并与控制板101101相连，通过门磁感应模块1014检测门磁信号，从而判断门是否已锁，若未锁，且未锁时间超过设定阈值，则通过报警模块101110进行报警，其中门磁感应模块1014采用门磁感应器。

进一步地，本实施例的电子锁装置101还可包括USB通讯接口101114、适配器接口101115、TYPE-C接口101116、锂电池101117和外部充电模块101118，USB通讯接口101114、适配器接口101115、TYPE-C接口101116、锂电池101117和外部充电模块101118分别与控制板101101相连，其中适配器接口101115可以接入5V适配器，TYPE-C接口101116可以接入5V电源，USB通讯接口可以接入PC机，锂电池101117采用3.7V聚合物锂电池。

为了使控制板101101与锁体1012、输入模块101102、近场通讯模块101103、报警模块101110、指示模块101111、震动感应模块101112、防拆感应开关101113、门磁感应模块1014、USB通讯接口101114、USB通讯接口101114、适配器接口101115、TYPE-C接口101116、锂电池101117和外部充电模块101118相连，本实施例的控制板101101上可以设置有电压转换电路、USB转串口电路、电机驱动电路、时钟电路、其他电路等。

本实施例的电子锁装置与一般家用电子锁的区别是：1)联网安全问题：本实施例涉及到的电子锁装置考虑到内网安全和边角位置信号等问题，锁具可离线使用，而一般家用电子锁通常需要联网使用；2)管理难度问题：本实施例涉及到的电子锁装置，应用在自助终端设备上，一家机构往往需要管理成千上万把锁；而家用智能电子锁，通常一个家庭只需对应管理一把锁。3)授权功能的区别：本实施例涉及到电子锁装置授权功能强大：A.可实现对不同机构的不同人员角色进行授权，可以是生产方维护人员、设备方维护人员，也可以是最终用户方的工作人员；B.多种授权方式，可以账号授权，也可以分组授权，即可以实现对个人进行账号授权也可以对分组账号进行授权；C.可实现不同设备对同一人的不同权限的授权；D.提供多种授权时限，可以是临时授权、定时授权或永久授权等；E.维护人员离职可通过系统对其进行授权撤销操作；F.可以根据需要对机构管理层级进行对应管理。而家用电子锁授权功能比较简易，一般只对几个固定家庭成员授权。4)锁体体积差异：本实施例涉及到的电子锁装置，体积相对较小；家用智能电子锁体积相对较大。5)开锁频率差别：本实施例涉及到的电子锁装置，往往很长时间才需要开启一次，同时需要长期不开启情况下仍可正常开关；而家用智能电子锁一般需要经常开启。6)适配范围差别：本实施例涉及到的电子锁装置，核心在于加密控制模块，同时可搭配不同锁舌、锁芯，以便适配不同设备。而家用智能电子锁通常是固定搭配，无法随意搭配不同的锁舌和锁芯。4)续航时间差别：本实施例涉及到的电子锁装置可长时间续航，可最大限度的减少设备维护成本；而家用智能电子锁通常半年左右需要更换一次电池。

综上所述，本实用新型的电子锁装置考虑到内网安全和边角位置信号等问题，锁具可离线使用，可以应用在自助终端设备上，体积相对较小，往往很长时间才需要开启一次，同时需要长期不开启情况下仍可正常开关，可长时间续航，可最大限度的减少设备维护成本。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型专利构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种电子锁装置，其特征在于，所述电子锁装置包括控制组件和锁体，所述控制组件包括控制板、输入模块、近场通讯模块和通讯模块，所述输入模块、近场通讯模块、通讯模块和锁体分别与控制板相连，所述通讯模块接有通讯天线。

2.根据权利要求1所述的电子锁装置，其特征在于，所述控制组件还包括前壳、刷卡面板、密码输入面板和后盖，所述后盖设置在前壳的后部，所述刷卡面板和密码输入面板上下设置在前壳的前部，所述近场通讯模块设置在刷卡面板上，所述输入模块设置在密码输入面板上，使控制组件形成控制盒。

3.根据权利要求1所述的电子锁装置，其特征在于，所述控制组件还包括报警模块、指示模块、震动感应模块和防拆感应开关，所述报警模块、指示模块、震动感应模块和防拆感应开关分别与控制板相连，所述震动感应模块设置在控制盒上，所述防拆感应开关设置在前壳上。

4.根据权利要求3所述的电子锁装置，其特征在于，所述报警模块采用蜂鸣器。

5.根据权利要求3所述的电子锁装置，其特征在于，所述指示模块采用LED三色指示灯。

6.根据权利要求1所述的电子锁装置，其特征在于，所述通讯模块为NB-IOT模块。

7.根据权利要求1所述的电子锁装置，其特征在于，所述通讯模块安装在控制板上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电子锁装置，其特征在于，所述电子锁装置还包括门磁感应模块，所述门磁感应模块设置在锁体上，并与控制板相连。

9.根据权利要求1-7任一项所述的电子锁装置，其特征在于，所述电子锁装置还包括USB通讯接口、适配器接口、TYPE-C接口、锂电池和外部充电模块，所述USB通讯接口、适配器接口、TYPE-C接口、锂电池和外部充电模块分别与控制板相连。