TWI669230B - 免電源智慧鑰匙、門禁解鎖系統和門禁解鎖方法 - Google Patents

免電源智慧鑰匙、門禁解鎖系統和門禁解鎖方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種門禁解鎖方法，其包括步驟：該門禁即時地將電能以電磁輻射之形式發出；該免電源智能鑰匙在距該門禁一預設距離之內時接收該電能以向該免電源智慧鑰匙供電並開始工作；該免電源智慧鑰匙獲取用戶指紋圖像資訊並將該資訊轉換為一待驗證指紋資訊，且發射一包含該待驗證指紋資訊之無線信號；該門禁接收該無線信號以獲取該待驗證指紋資訊，並與該門禁預存之預設指紋資訊相比較；若該預設指紋資訊與該待驗證指紋資訊相匹配，則該門禁進行解鎖。本發明還提供免電源智慧鑰匙及門禁解鎖系統。

Description

免電源智慧鑰匙、門禁解鎖系統和門禁解鎖方法
本發明涉及一種安全解鎖技術，尤其涉及一種免電源智慧鑰匙及應用該免電源智慧鑰匙之門禁解鎖系統和門禁解鎖方法。
隨著智慧門禁系統技術之日漸成熟，越來越多高新技術被應用於智慧門禁系統及其配套設置之智慧鑰匙上，如無線射頻識別技術、生物辨識技術(如指紋辨識)，使得智慧鑰匙之功能越來越多元化。然而，為安全需要，智慧鑰匙需進行一系列之安全認證，其認證過程複雜，耗電多，當智慧鑰匙之電池耗盡電量後，智慧鑰匙便不能對門禁系統進行認證、解鎖及開啟等一系列之控制動作，這將對用戶造成不便。另外，傳統之安全認證需在智慧鑰匙上設置相應之按鍵或者介面功能表以回應用戶之需求，在使用時，由用戶根據需要按壓或點觸相應之按鍵或功能表，操作過程較為繁瑣。
有鑑於此，有必要提供一種操作較為簡便之免電源智慧鑰匙及應用該免電源智慧鑰匙之門禁解鎖系統和方法，以解決上述問題。
本發明提供一種免電源智慧鑰匙，包括：無線發射單元；接收線圈；存儲單元；電流接收模組，該電流接收模組電連接於該接收線圈，該電流接收模組用於控制該接收線圈接收由一門禁發出的無線電磁輻射並轉化為電能以向該免電源智慧鑰匙供電，使該免電源智慧鑰匙開始工作；指紋識別模組，用於 獲取一用戶之指紋圖像資訊並將該指紋圖像資訊轉換為一待驗證指紋資訊，且將該待驗證指紋資訊傳輸並存儲於該存儲單元內；資訊發送模組，用於控制該無線發射單元發送包含該待驗證指紋資訊之無線信號至該門禁，該門禁能夠通過該待驗證指紋資訊驗證該免電源智慧鑰匙和該門禁是否匹配，且在該免電源智慧鑰匙和該門禁相匹配時進行解鎖；及電流轉換模組，該電流轉換模組電連接於該電流接收模組，用於將該電流接收模組接收的電能轉換為直流電，以為該免電源智慧鑰匙供電，使該免電源智慧鑰匙開始工作。
本發明提供一種門禁解鎖系統，包括門禁和免電源智慧鑰匙。該門禁包括第一存儲單元、電源單元、無線接收單元、發射線圈、電流發送模組、驗證模組和解鎖模組，該第一存儲單元用於存儲預設指紋資訊，該電流發送模組用於控制該發射線圈將該電源單元提供之電能以無線電磁輻射之形式發出。該免電源智慧鑰匙包括無線發射單元、接收線圈、電流接收模組、指紋識別模組、第二存儲單元、資訊發送模組和電流轉換模組，該電流接收模組電連接於該接收線圈，用於控制該接收線圈接收該無線電磁輻射並轉化為電能以向該免電源智慧鑰匙供電，使該免電源智慧鑰匙開始工作；該指紋識別模組用於獲取一用戶之指紋圖像資訊並將該指紋圖像資訊轉換為一待驗證指紋資訊；該第二存儲單元用於存儲該免電源智慧鑰匙之待驗證指紋資訊，該資訊發送模組用於控制該無線發射單元發送包含該待驗證指紋資訊之無線信號至該門禁；該電流轉換模組電連接於該電流接收模組，用於將該電流接收模組接收的電能轉換為直流電，以為該免電源智慧鑰匙供電，使該免電源智慧鑰匙開始工作。該驗證模組用於根據該待驗證指紋資訊和該預設指紋資訊來驗證該免電源智慧鑰匙和該門禁是否匹配，該門禁解鎖模組用於在該免電源智慧鑰匙和該門禁匹配時，對該門禁進行解鎖。
本發明提供一種門禁解鎖方法，該門禁解鎖方法應用於門禁和免電源智慧鑰匙上，該門禁存儲有預設指紋資訊，該免電源智慧鑰匙包括電流轉換模組，該門禁解鎖方法包括步驟：該門禁實時地將電能以電磁輻射之形式發出；該免電源智能鑰匙在距該門禁一預設距離之內時接收該無線電磁輻射並轉化為 電能，該電流轉換模組將該免電源智能鑰匙接收的電能轉化為直流電以向該免電源智慧鑰匙供電並開始工作；該免電源智慧鑰匙獲取用戶之指紋圖像資訊並將該指紋圖像資訊轉換為一待驗證指紋資訊；該免電源智慧鑰匙發射一包含該待驗證指紋資訊之無線信號；該門禁接收該無線信號以獲取該待驗證指紋資訊，並與該門禁預存之預設指紋資訊相比較；若該預設指紋資訊與該待驗證指紋資訊相匹配，則該門禁進行解鎖。
本發明之門禁解鎖系統中，當免電源智慧鑰匙進入門禁之感應範圍後，能夠接收門禁發送之電能，即使免電源智慧鑰匙之電池電量耗盡後，仍可實現用戶身份驗證並解鎖，極大方便了用戶。同時，僅通過按壓或者觸摸免電源智慧鑰匙之指紋採集模組，便可實現用戶指紋圖像資訊之輸入動作，免除了在免電源智慧鑰匙上額外設置操作按鈕或功能表，簡化了免電源智慧鑰匙之結構，且操作便捷。另外，指紋資訊之加密性好，且每一用戶之指紋具有唯一性及永久不變性，保證了門禁解鎖系統之認證機制安全可靠。
S1‧‧‧門禁解鎖系統
10‧‧‧門禁
11‧‧‧第一控制模組
111‧‧‧電流發送模組
112‧‧‧第一穩流模組
113‧‧‧驗證模組
114‧‧‧發光控制模組
115‧‧‧解鎖模組
12‧‧‧電源單元
13‧‧‧發射線圈
14‧‧‧第一存儲單元
15‧‧‧無線接收單元
16‧‧‧發光單元
20‧‧‧免電源智能鑰匙
21‧‧‧第二控制模組
211‧‧‧電流接收模組
212‧‧‧第二穩流模組
213‧‧‧電流轉換模組
214‧‧‧資訊發送模組
22‧‧‧接收線圈
23‧‧‧指紋識別模組
231‧‧‧指紋採集模組
233‧‧‧資訊轉換模組
235‧‧‧資訊傳輸模組
24‧‧‧第二存儲單元
26‧‧‧無線發射單元
圖1是本發明一實施方式中門禁解鎖系統之模組示意圖。
圖2為本發明一實施方式中門禁解鎖方法之解鎖流程圖。
下面將結合附圖和實施例對本發明之免電源智慧鑰匙和應用該免電源智慧鑰匙之門禁解鎖系統及解鎖方法作進一步詳細之說明。
請參考圖1，圖1為本發明一實施方式之門禁解鎖系統S1之功能模組圖。該門禁解鎖系統S1包括門禁10和免電源智慧鑰匙20。當免電源智慧鑰匙20進入門禁10周圍一定之距離範圍內，門禁10能夠自動地向免電源智慧鑰匙20供電。用戶可向免電源智慧鑰匙20輸入身份認證資訊，免電源智慧鑰匙20將該身份認證資訊傳遞至門禁10，門禁10對該身份認證資訊進行判別認證並執行相應之控制動作。
該門禁10包括第一控制模組11、電源單元12、發射線圈13、第一存儲單元14和無線接收單元15。該第一控制模組11分別電連接於該電源單元12、發射線圈13、第一存儲單元14和無線接收單元15。
該第一存儲單元14用於存儲預設識別碼和預設指紋資訊。可以理解，該預設識別碼為與該門禁10相匹配之一智慧鑰匙之識別碼，該指紋資訊為該門禁10之用戶之指紋資訊。
可以理解，當該門禁解鎖系統S1由複數用戶共同使用時，該第一存儲單元14內可以存儲複數預設指紋資訊，以便於複數用戶均能正常通過身份安全驗證。
該免電源智慧鑰匙20包括第二控制模組21、接收線圈22、指紋識別模組23、第二存儲單元24和無線發射單元26。該第二控制模組21電連接於接收線圈22、指紋識別模組23、第二存儲單元24和無線發射單元26。
指紋識別模組23用於獲取用戶之指紋圖像資訊，並將該指紋圖像資訊轉換為待驗證指紋資訊後傳輸至該第二存儲單元24中。
該第二存儲單元24用於存儲該用戶之指紋圖像資訊及該待驗證指紋資訊，同時用於存儲該免電源智慧鑰匙20之唯一識別碼。
該第一控制模組11用於實時地通過發射線圈13將電源單元12之電能以無線電磁輻射之方式發出。該接收線圈22用於在距該發射線圈13一預設距離之內時接收由該發射線圈13輻射之無線電磁輻射並轉化為電能，其中，該電能用於為該免電源智能鑰匙20供電，此時，該免電源智能鑰匙20相當於接通一電源，因而，該免電源智慧鑰匙20便可以開始正常工作。接著，該指紋識別模組23啟動並獲取用戶之指紋圖像資訊，並將該指紋圖像資訊轉換為一待驗證指紋資訊後，將該待驗證指紋資訊傳輸並存儲至該第二存儲單元24內。該第二控制模組21從第二存儲單元24中讀取該待驗證指紋資訊及該免電源智慧鑰匙20之唯一識別碼，並控制該無線發射單元26發射一包含待驗證指紋資訊及該唯一識別碼之無線信號。該門禁10之無線接收單元15用於接收該無線信號，並從該無線信號中獲知該待驗證指紋資訊及該唯一識別碼，且從該第一存儲單元14 中讀取該預設識別碼以與該唯一識別碼進行比較，同時讀取該預設指紋資訊以與該待驗證指紋資訊進行比較，若該唯一識別碼與該預設識別碼相匹配，且該預設指紋資訊與該待驗證指紋資訊相匹配，則對該門禁10進行解鎖，否則，不對該門禁10進行解鎖。
具體地：
該第一控制模組11包括電流發送模組111、驗證模組113和解鎖模組115。
該第二控制模組21包括電流接收模組211、電流轉換模組213和資訊發送模組214。
該指紋識別模組23包括指紋採集模組231、資訊轉換模組233及資訊傳輸模組235。
該電流發送模組111電連接於該電源單元12和該發射線圈13之間，該電流發送模組111用於接收由該電源單元12提供之電能，並控制該發射線圈13將電能以無線電磁輻射之形式發出。
該電流接收模組211電連接於該接收線圈22，用於通過該接收線圈22接收由該發射線圈13輻射之無線電磁輻射並轉化為電能，具體為通過電磁感應之形式使接收線圈22產生感應電流，該感應電流為交流電。
該電流轉換模組213用於將該轉化之電能轉換為直流電，並為該免電源智慧鑰匙20供電，使該免電源智慧鑰匙20如同配備電池一樣。
該指紋識別模組23電連接於該電流轉換模組213及該第二存儲單元24。該指紋採集模組231用於獲取用戶輸入之指紋圖像資訊，該資訊轉換模組233用於將該指紋圖像資訊轉換為一待驗證指紋資訊，該資訊傳輸模組235用於將該轉換後之待驗證指紋資訊傳輸並存儲至該第二存儲單元24內。
進一步地，該指紋採集模組231為設置在免電源智慧鑰匙20表面之接收屏。具體在本實施方式中，該接收屏為觸控式螢幕，其用於接收用戶之指紋圖像資訊。當用戶需要輸入指紋圖像資訊時，其將手指按壓於該接收屏上， 該接收屏採集該用戶之指紋圖像資訊，並通過該資訊轉換模組233將該指紋資訊轉換為一待驗證指紋資訊。
該資訊發送模組214電連接於該第二存儲單元24和該無線發射單元26，用於在該免電源智慧鑰匙20被供電後，從該第二存儲單元24中讀取該唯一識別碼，並控制無線發射單元26發射一包含該唯一識別碼及該待驗證指紋資訊之無線信號。
該驗證模組113電連接於該無線接收單元15和該第一存儲單元14之間，該驗證模組113用於通過該無線接收單元15接收該無線信號，從該無線信號中獲取該唯一識別碼及該待驗證指紋資訊，並從該第一存儲單元14讀取該預設識別碼以與該唯一識別碼進行比較，同時讀取該預設指紋資訊以與該待驗證指紋資訊進行比較。
該解鎖模組115電連接於該驗證模組113，該解鎖模組115在該驗證模組113確定該預設識別碼匹配該唯一識別碼，同時該預設指紋資訊匹配該待驗證指紋信息時，控制該門禁10進行解鎖，在該驗證模組113確定該預設識別碼不能與該唯一識別碼相匹配，或該預設指紋資訊不能與該待驗證指紋資訊相匹配時，不控制該門禁10進行解鎖。
可以理解，在本實施方式中，該第一控制模組11還可以包括一第一穩流模組112，該第一穩流模組112電連接於該電源單元12和該電流發送模組111之間，該第一穩流模組112用於對該電源單元12向該電流發送模組111提供之電流進行穩流，防止電流暫態過大而燒毀門禁10之各電子元件。
可以理解，在本實施方式中，該第一控制模組11包括一發光控制模組114，該門禁10還包括一發光單元16，該發光控制模組114電連接於該驗證模組113和該發光單元16之間，且該發光控制模組114在該驗證模組113確定該預設識別碼匹配該唯一識別碼，同時該預設指紋資訊匹配該待驗證指紋資訊時，控制該發光單元16發出一種顏色之光以提示用戶驗證成功，在該驗證模組113確定該預設識別碼不匹配該唯一識別碼，或該預設指紋資訊不能與該待 驗證指紋資訊相匹配時，控制該發光單元16發出另一種顏色之光以提示用戶驗證失敗。
可以理解，在本實施方式中，該第二控制模組21還包括第二穩流模組212，該第二穩流模組212電連接於該電流接收模組211和電流轉換模組213之間。該第二穩流模組212用於對該電流接收模組211所接收電流進行穩流，防止電流暫態過大而燒毀免電源智能鑰匙20之各電子元件。
可以理解，在其它實施方式中，如果該免電源智慧鑰匙20之接收線圈22轉化之電能為直流電，則該電流轉換模組213可省略。
可以理解，上述該唯一識別碼與該預設識別碼相匹配之“匹配”，可以是該唯一識別碼與該預設識別碼相同或者唯一對應；上述待驗證指紋資訊與該預設指紋資訊相匹配之“匹配”，可以是該待驗證指紋資訊與該預設指紋資訊完全一致，也可以是該待驗證指紋資訊與該預設指紋資訊在誤差允許範圍內相一致。
請參考圖2，為本發明一實施方式中門禁解鎖方法之流程圖。該門禁解鎖方法應用於如圖1所示之一種門禁解鎖系統S1上，該門禁解鎖系統S1包括門禁10和免電源智慧鑰匙20，該門禁10包括第一控制模組11、電源單元12、發射線圈13、第一存儲單元14和無線接收單元15。該第一控制模組11包括電流發送模組111、驗證模組113和解鎖模組115。該免電源智慧鑰匙20包括第二控制模組21、接收線圈22、指紋識別模組23、第二存儲單元24和無線發射單元26。該第二控制模組21包括電流接收模組211、電流轉換模組213和資訊發送模組214。該指紋識別模組23包括指紋採集模組231、資訊轉換模組233及資訊傳輸模組235。
該門禁解鎖方法包括如下步驟：
步驟201：該門禁10實時地將電能以電磁輻射之形式發出。具體地，該電流發送模組111接收由該電源單元12提供之電能，並控制該發射線圈13將電能以電磁輻射之形式發出。
步驟202：該免電源智能鑰匙20在距該門禁10一預設距離之內時接收該無線電磁輻射並轉化為電能。具體地，該電流接收模組211通過該接收線圈22以電磁感應之形式接收由該發射線圈13輻射之無線電磁輻射並轉化為電能。
步驟203：該免電源智慧鑰匙20將該電能轉換為直流電，以向該免電源智慧鑰匙20供電並開始工作。具體地，該電流轉換模組213將該轉化之電能轉換為直流電，並為該免電源智慧鑰匙20供電，是之該免電源智慧鑰匙20開始工作。
步驟204：該免電源智慧鑰匙20獲取用戶之指紋圖像資訊。具體地，該指紋採集模組231獲取用戶輸入之指紋圖像資訊，該資訊轉換模組233將該指紋圖像資訊轉換為一待驗證指紋資訊，該資訊傳輸模組235將該轉換後之待驗證指紋資訊傳輸並存儲至該第二存儲單元24內。
步驟205：該免電源智慧鑰匙20發射一包含該唯一識別碼之無線信號。具體地，該資訊發送模組214從該第二存儲單元24中讀取該待驗證指紋資訊，並控制無線發射單元26發射一包含該待驗證指紋資訊之無線信號。
步驟206：該門禁10接收該無線信號以獲取該待驗證指紋資訊，並與該門禁10預存之預設指紋資訊相比較，若該預設指紋資訊與該待驗證指紋資訊相匹配，則進入步驟206，否則，結束。具體地，該驗證模組113通過該無線接收單元15接收該無線信號，從該無線信號中獲取該待驗證指紋資訊，並從該第一存儲單元14讀取該預設指紋資訊以與該待驗證指紋資訊進行比較，判斷該預設指紋資訊是否匹配該待驗證指紋資訊，若是，則進入步驟206，否則，結束。
步驟207：該門禁10進行解鎖。具體地，該解鎖模組115控制該門禁10進行解鎖。
本發明之門禁解鎖系統S1中，當免電源智慧鑰匙20進入門禁10之感應範圍後，能夠接收門禁10發送之電能，即使免電源智能鑰匙20之電池電量耗盡後，仍可實現用戶身份驗證並解鎖，極大方便了用戶。另外，由於門禁 解鎖系統S1採用了指紋作為用戶身份認證資訊，該用戶之指紋資訊在門禁10上存儲有預設指紋資訊，當免電源智慧鑰匙20採集用戶之指紋資訊後將該資訊轉換為待驗證指紋資訊，並傳輸至門禁10中與預設指紋資訊進行比對。由於指紋資訊之加密性好，且每一用戶之指紋具有唯一性及永久不變性，保證了門禁解鎖系統S1之認證機制安全可靠。同時，僅通過按壓或者觸摸免電源智慧鑰匙20之指紋採集模組231之觸控式螢幕，便可實現用戶身份認證資訊之輸入動作，免除了在免電源智慧鑰匙20上額外設置操作按鈕或功能表，簡化了免電源智慧鑰匙20之結構，且操作便捷。
可以理解，所述指紋採集模組231之類型可以不局限於觸控式螢幕，還可以為其他之資訊接收結構。例如，所述指紋採集模組231可以設計為單按鈕之形式，只要用戶之手指觸摸並按壓該按鈕，該按鈕便能採集用戶之指紋資訊。
可以理解，上述門禁解鎖系統為廣義之門禁解鎖系統，其不局限於應用在具體之狹義之門上，還可以應用在需要身份認證之安全機制內。例如，所述門禁解鎖系統可以用在汽車門、房門之開啟及鎖閉，亦可用在箱包、抽屜、櫃門之開啟及鎖閉，同樣可用在電子裝置之啟動及關閉或者其他任意適用之場合，本說明書不作一一贅述。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims (3)

  1. 一種門禁解鎖系統，包括門禁和免電源智慧鑰匙，其改良在於：該門禁包括第一存儲單元、電源單元、無線接收單元、發射線圈、電流發送模組、驗證模組和解鎖模組，該第一存儲單元用於存儲一預設指紋資訊，該電流發送模組用於控制該發射線圈將該電源單元提供之電能以無線電磁輻射之形式發出；該免電源智慧鑰匙包括無線發射單元、接收線圈、電流接收模組、指紋識別模組、第二存儲單元、資訊發送模組和電流轉換模組，該電流接收模組用於控制該接收線圈接收該無線電磁輻射並轉化為電能以向該免電源智慧鑰匙供電，使該免電源智慧鑰匙開始工作；該指紋識別模組用於獲取一用戶之指紋圖像資訊並將該指紋圖像資訊轉換為一待驗證指紋資訊；該第二存儲單元用於存儲該免電源智慧鑰匙之待驗證指紋資訊，該資訊發送模組用於控制該無線發射單元發送包含該待驗證指紋資訊之無線信號至該門禁；該電流轉換模組電連接於該電流接收模組，用於將該電流接收模組接收的電能轉換為直流電，以為該免電源智慧鑰匙供電，使該免電源智慧鑰匙開始工作；該驗證模組用於根據該待驗證指紋資訊和該預設指紋資訊來驗證該免電源智慧鑰匙和該門禁是否匹配，該門禁解鎖模組用於在該免電源智慧鑰匙和該門禁匹配時，對該門禁進行解鎖；該門禁包括一發光控制模組和一發光單元，該發光控制模組電連接於該驗證模組和該發光單元之間，且該發光控制模組在該驗證模組確定該預設指紋資訊與該待驗證指紋資訊相匹配時，控制該發光單元發出一種顏色之光以提示用戶驗證成功，在該驗證模組確定該預設指紋資訊與該待驗證指紋資訊不匹配時，控制該發光單元發出另一種顏色之光以提示用戶驗證失敗。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之門禁解鎖系統，其改良在於：該門禁還包括一第一穩流模組，該第一穩流模組電連接於該電源單元和該電流發送模組之間，該第一穩流模組用於對該電源單元向該電流發送模組提供之電流進行穩流；該免電源智慧鑰匙還包括第二穩流模組，該第二穩流模組電連接於該電流接收模組和該電流轉換模組之間，該第二穩流模組用於對所接收電能對應之電流進行穩流，防止電流暫態過大。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之門禁解鎖系統，其改良在於：該指紋識別模組包括指紋採集模組、資訊轉換模組及資訊傳輸模組，該指紋採集模組用於獲取用戶輸入之指紋圖像資訊，該資訊轉換模組用於將該指紋圖像資訊轉換為該待驗證指紋資訊，該資訊傳輸模組用於將該轉換後之待驗證指紋資訊傳輸並存儲至該存儲單元內；該指紋採集模組為觸控式螢幕，該觸控式螢幕用於當該用戶觸摸時採集該用戶之指紋資訊。
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