電子門鎖系統及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種電子門鎖系統及控制方法，包括電子門鎖和電子開鎖器，電子開鎖器包括第一天線、觸發電路、第一無線信號收發電路、控制電路和第一電源；第一電源與控制電路連接，控制電路分別與第一無線信號收發電路和觸發電路連接，第一無線信號收發電路和觸發電路均與第一天線連接；電子門鎖包括門內手柄、鎖芯和門外手柄，鎖芯分別通過第一開關和第二開關與門內手柄和門外手柄連接。本發明的電子開鎖器設有第一天線，第一天線用于發射無線信號，發射無線信號的范圍比RFID或NFC等無線信號的范圍大，所以，當電子開鎖器無需拿出來放到電子門鎖上，也能起到開鎖的作用。
【專利說明】
電子門鎖系統及控制方法
技術領域
[0001]本發明涉及電子鎖具領域，特別是指一種電子門鎖系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]現時市面上的無匙開門門鎖主要有四大類。
[0003]第一類是密碼鎖，此類鎖依靠用戶輸入正確的密碼來開鎖，密碼鎖有早期的全機械式密碼鎖及較后期的電子密碼鎖，此類鎖解決了需要使用鎖匙開鎖的問題，但保安性就一般，因密碼容易外泄。
[0004]第二類是無線搖控電子鎖，此類鎖使用一個無線搖控切備，發送正確密碼開鎖，一般的車用搖控開鎖即為此類電子鎖。其缺點是無線通訊距離較遠，無線電密碼訊息容易被截聽。即使現今的無線搖控器都會使用滾動碼密碼，即搖控器每次發出的密碼都不一樣，使一般盜賊即使截聽到密碼也不容易推算下一個正確密碼，但現今坊間的不法份子已有破解此類電子鎖的方案。
[0005]第三類是RFID電子鎖，此類鎖依靠一個RFID的匙牌或卡，開門時只需把匙牌或卡放近讀卡器即可開鎖，保安性較好，因匙牌或卡與讀卡器的通訊距離很近，通訊資料不易外泄，但匙牌或卡容易被人復制，做成保安漏洞。
[0006]第四類是手機搖控開鎖，這是最新的無鎖電子鎖，使用者利用手機的預載程序，利用WIFI或藍牙或NFC與電子鎖通訊開鎖。此類鎖的保安性較強。
[0007]用鎖匙開鎖的最大缺點是每次開鎖，用者都要先從身上取出鎖匙，才可開鎖。如使用者忘了鎖匙放在那個衣袋或手提包內那個地方，又或使用者雙手都拿著東西時就十分不方便了。以上四類無匙鎖除密碼鎖外各類鎖的開鎖方式雖有不同，但基本上都離不開用鎖匙開鎖的模式，即要先取到開鎖器后才能開鎖。即使密碼鎖不需開鎖器，但如使用者雙手都拿著東西時，要輸入密碼也是十分不方便的。
【發明內容】
[0008]本發明提出一種電子門鎖系統及控制方法，解決了現有的鎖匙需要拿出來才能開鎖的問題。
[0009]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0010]—種電子門鎖系統，包括電子門鎖和電子開鎖器，電子開鎖器包括第一天線、觸發電路、第一無線信號收發電路、控制電路和第一電源;第一電源與控制電路連接，控制電路分別與第一無線信號收發電路和觸發電路連接，第一無線信號收發電路和觸發電路均與第一天線連接;電子門鎖包括門內手柄、鎖芯和門外手柄，鎖芯分別通過第一開關和第二開關與門內手柄和門外手柄連接。
[0011]進一步的，鎖芯包括依次串聯的第二電源、門鎖控制模塊、主控電路、第二無線信號收發電路和第二天線，主控電路分別與第一開關和第二開關連接。
[0012]進一步的，第一開關和第二開關分別為微動開關或金屬觸控開關。
[0013]進一步的，門鎖控制模塊為馬達或電磁伸縮桿。
[0014]進一步的，第二天線包括向內天線和向外天線，向內天線和向外天線均為定向微形天線。
[0015]進一步的，門內手柄和門外手柄上均設有人體感應電路，人體感應電路與鎖芯電連接。
[0016]進一步的，主控電路包括微處理器和加密保護電路，微處理器與加密保護電路連接;主控電路還連接有用于指示電量的紅色指示燈和用于指示開門信息的綠色指示燈。
[0017]—種電子門鎖控制方法，基于上述的電子門鎖系統進行，包括以下步驟:
[0018]從室內開門包括以下步驟:
[0019]當人手接觸并轉動門內手柄時，第一開關向主控電路發送開關信號，觸發主控電路，使得主控電路從休眠狀態進入工作狀態，主控電路啟動門鎖控制模塊，門鎖控制模塊進行開鎖;主控電路在感應到開門后再關門的動作，或者在預定時間內沒有感應到開門的動作，主控電路向門鎖控制模塊發送控制信號，門鎖控制模塊進行關鎖；
[0020]從室外開門包括以下步驟:
[0021]當人手接觸并轉動門外手柄時，第二開關會觸發主控電路，使得主控電路從休眠狀態進入工作狀態；主控電路將門鎖身份認證碼，查巡指令和一組隨機碼合成并加密為開門查巡指令，并啟動第二無線信號收發電路和第二天線定時發出此開門查巡指令，直至收到電子開鎖器發來的開鎖密碼或過時操作為止。
[0022]電子開鎖器的觸發電路從開門查巡指令收到足夠的能量時，就會對控制電路發出觸發訊號，使控制電路從休眠狀態進入工作狀態，控制電路啟動第一無線信號收發電路和第一天線，接收開門查巡指令；
[0023]電子開鎖器收到開鎖查巡指令會進行解密并確認收到的門鎖身份認證碼和巡查指令正確無誤；
[0024]電子開鎖器會先把自身的身份認證碼及之前從電子門鎖發過來的開鎖密碼合成為開鎖指令，用新的密碼鑰重新加密，并通過第一無線信號收發電路和第一天線發出；
[0025]電子門鎖在發送開門查巡指令時會不停地嘗試用第二天線同時接收開鎖器發回的開鎖指令，然后對開鎖指令進行解密:一、確認電子開鎖器的身份認證碼為已登記的身份認證碼;二、確認開鎖密碼為之前對此身份認證碼的電子開鎖器發出的開鎖密碼;確認無誤后會啟動門鎖控制模塊進行開鎖。
[0026]進一步的，從室外開門，當電子門鎖開鎖后，還包括以下步驟:
[0027]主控電路將電子開鎖器的身份認證碼及一個隨機的開鎖密碼合成為開鎖成功指令并加密，再用第二無線信號收發電路和第二天線發送給電子開鎖器；
[0028]電子開鎖器收到開鎖成功指令后會進行解密，得到新的自身的身份認證碼和用于下次開門的開鎖密碼。
[0029]進一步的，電子門鎖和電子開鎖器一般都處于休眠狀態。
[0030]本發明的有益效果在于:電子開鎖器設有第一天線，第一天線用于發射無線信號，發射無線信號的范圍比RFID或NFC等無線信號的范圍大，所以，當電子開鎖器無需拿出來放到電子門鎖上，也能起到開鎖的作用。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發明電子門鎖系統中的電子開鎖器的原理框圖；
[0033]圖2為本發明電子門鎖系統中的電子門鎖的原理框圖。
[0034]圖中，1-電子開鎖器;2-第一電源;3-控制電路;4-第一無線信號收發電路;5-觸發電路;6-第一天線;7-電子門鎖;8-門內手柄;9-門外手柄；10-鎖芯；11-第二電源；12-門鎖控制模塊;13-主控電路；14-第二無線信號收發電路；15-第一開關；16-第二開關;17-第二天線。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0036]如圖1和圖2所示，本發明為了實現無匙開鎖功能，提出了一種電子門鎖7系統，包括電子門鎖7和電子開鎖器I，使用者只需把電子開鎖器I放在身上任何地方，如衣袋、背包等，開門時不需取出電子開鎖器I，只需用手握著電子門鎖7的門內手柄8或門外手柄9，推門即可自動開鎖開門。如使用者沒有電子開鎖器I在身上，電子門鎖7是不會自動開的。電子開鎖器I包括第一天線6、觸發電路5、第一無線信號收發電路4、控制電路3和第一電源2;第一電源2與控制電路3連接，控制電路3分別與第一無線信號收發電路4和觸發電路5連接，第一無線信號收發電路4和觸發電路5均與第一天線6連接。第一電源2為控制電路3和第一無線信號收發電路4提供電能。第一天線6用于接收和發射無線信號;觸發電路5為一無源電路，本身不需能源，主要依靠接收周邊的無線信號作為工作能源，當接收到一特定頻率的無線信號后，在一定的信號強度下即會對控制電路3發出觸發訊號。控制電路3利用先進的微電腦控制技術，控制第一無線信號收發電路4發送及接收密碼，對發射的密碼加密及對接收的密碼解密及驗證。
[0037]電子門鎖7包括門內手柄8、鎖芯10和門外手柄9，鎖芯10分別通過第一開關15和第二開關16與門內手柄8和門外手柄9連接。鎖芯10包括依次串聯的第二電源11、門鎖控制模塊12、主控電路13、第二無線信號收發電路14和第二天線17，主控電路13分別與第一開關15和第二開關16連接。第二電源11為主控電路13、門鎖控制模塊12和第二無線信號收發電路14提供電量，門鎖控制模塊12為馬達或電磁伸縮桿。門鎖控制模塊12通過馬達或電磁伸縮桿達到開鎖或關鎖的功能。主控電路13利用先進的微電腦控制技術，控制第一無線信號收發電路4發送及接收密碼，對發射的密碼加密及對接收的密碼解密及驗證。主控電路13包括微處理器和加密保護電路，微處理器與加密保護電路連接。主控電路13還連接有用于指示電量的紅色指示燈和用于指示開門信息的綠色指示燈。
[0038]第一開關15和第二開關16分別為微動開關或金屬觸控開關。
[0039]第二天線17包括向內天線和向外天線，向內天線和向外天線均為定向微形天線。向內天線的特點是主波瓣與后波瓣的比例很大。向內天線的安裝位置是使主波瓣向正室內，主要是用來判斷電子開鎖器的位置。如向內天線收集的訊號(RSSI接收信號強度指示)比向外天線收集的訊號強，即電子開鎖器是在室內。反之，即電子開鎖器是在室外。向外天線的特點是主波瓣與后波瓣的比例很大。向外天線的安裝位置是使主波瓣向室外，主要是與室外的電子開鎖器通訊。
[0040]門內手柄8和門外手柄9上均設有人體感應電路，人體感應電路與鎖芯10電連接。門內外的手柄均為金屬制作，確保耐用安全，同時亦是最先感應是否有人要開門的感應器。內有微動開關或金屬感應開關，感應人手接觸手柄。當人手接觸門內手柄或門外手柄時，人體感應電路即會發出觸發訊號到主控電路使其從低耗電的休眠狀態進入正常的正作狀態。[0041 ] 第一電源2和第二電源11均采用3.3V電源。如果第一電源2和第二電源11的電壓值超過3.3V，則可以連接降壓電路，將電壓值穩定在3.3V。
[0042]本發明還提出了一種電子門鎖控制方法，基于圖1和圖2的電子門鎖系統進行，包括以下步驟:
[0043]從室內開門包括以下步驟:
[0044]當人手接觸并轉動門內手柄時，第一開關向主控電路發送開關信號，觸發主控電路，使得主控電路從休眠狀態進入工作狀態，主控電路啟動門鎖控制模塊，門鎖控制模塊進行開鎖;主控電路在感應到開門后再關門的動作，或者在預定時間內沒有感應到開門的動作，主控電路向門鎖控制模塊發送控制信號，門鎖控制模塊進行關鎖；
[0045]主控電路連接有磁場感應電路，磁場感應電路用于感應安裝在門框相應位置上的磁鐵，如果感應到磁鐵的磁場即表示門在關門狀態，反之即表示門在開門狀態。
[0046]從室外開門包括以下步驟:
[0047]當人手接觸并轉動門外手柄時，第二開關會觸發主控電路，使得主控電路從休眠狀態進入工作狀態；主控電路將門鎖身份認證碼，查巡指令和一組隨機碼合成并加密為開門查巡指令，并啟動第二無線信號收發電路和第二天線定時發出此開門查巡指令，直至收到電子開鎖器發來的開鎖密碼或過時操作為止。
[0048]電子開鎖器的觸發電路從開門查巡指令收到足夠的能量時，就會對控制電路發出觸發訊號，使控制電路從休眠狀態進入工作狀態，控制電路啟動第一無線信號收發電路和第一天線，接收開門查巡指令；
[0049]電子開鎖器收到開鎖查巡指令會進行解密并確認收到的門鎖身份認證碼和巡查指令正確無誤；
[0050]電子開鎖器會先把自身的身份認證碼及之前從電子門鎖發過來的開鎖密碼合成為開鎖指令，用新的密碼鑰重新加密，并通過第一無線信號收發電路和第一天線發出；
[0051]電子門鎖在發送開門查巡指令時會不停地嘗試用第二天線同時接收開鎖器發回的開鎖指令，第二天線包括向內天線和向外天線，兩條天線會同時接受開鎖指令，當收到開鎖指令后主控電路就會比較兩條天線接收的信號強度。如向外天線接收的訊號較強，即表示電子開鎖器是在門外，反之即表示電子開鎖器是在門內。只有在電子門鎖確認電子開鎖器是在門外時，電子門鎖才會開啟。當門鎖確認收到的開門指令是從門外發出，然后就會對開鎖指令進行解密:一、確認電子開鎖器的身份認證碼為已登記的身份認證碼；二、確認開鎖密碼為之前對此身份認證碼的電子開鎖器發出的開鎖密碼;確認無誤后會啟動門鎖控制模塊進行開鎖。
[0052]從室外開門，當電子門鎖開鎖后，還包括以下步驟:
[0053]主控電路將電子開鎖器的身份認證碼及一個隨機的開鎖密碼合成為開鎖成功指令并加密，再用第二無線信號收發電路和第二天線發送給電子開鎖器；
[0054]電子開鎖器收到開鎖成功指令后會進行解密，得到新的自身的身份認證碼和用于下次開門的開鎖密碼。
[0055]電子門鎖和電子開鎖器的各部件一般都處于休眠狀態，只有感應到人手接觸并轉動門內手柄或門外手柄時，才會從休眠狀態進入工作狀態，休眠狀態下的各部件比較省電。
[0056]本發明的電子門鎖7及電子開鎖器I都只需電池操作，不用外接電源，簡化安裝的步驟。但同時電子門鎖7及電子開鎖器I 一般大部份時間都是在極省電的休眠狀態下。只有在真正需要工作時才退出休眠狀態。如電子門鎖7就需有人接觸門內手柄或門外手柄后才退出休眠狀態。而電子開鎖器I只有在收到正確頻率的無線信號后才退出休眠狀態。而且即使退出休眠狀態后，真正的工作時間是十分短暫的，沒有像其他電子門鎖7—樣需要不斷巡查是否需要開門而耗電，因此電池的壽命比一般電子門鎖7長得多。
[0057]本發明的電子門鎖7及電子開鎖器I需與普通的無線搖控門鎖一樣，利用無線信號作較遠距離通訊(雖然本發明設計通訊距離為不超過一米，但比起RFID或NFC，通訊距離較短，一般在數厘米內)，但由于獨有的加密方式，即在整個通訊過程中，即使通訊的內容有些是不變的，如巡查指令，電子開鎖器I的身份認證碼等，但在每一次加密時都會加入一些新的隨機參數，因此即使用同一條加密碼鑰加密，加密后的內容都不一樣。更何況電子開鎖器I每次都會使用一條新的密碼鑰加密。因此理論上在所有不同或相同的門鎖系統內，沒有一次會發出相同的信號。因此即使在無線通訊中被人截聽到通訊的訊息，內容也不是容易破解的。
[0058]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種電子門鎖系統，包括電子門鎖和電子開鎖器，其特征在于:所述電子開鎖器包括第一天線、觸發電路、第一無線信號收發電路、控制電路和第一電源;所述第一電源與所述控制電路連接，所述控制電路分別與所述第一無線信號收發電路和所述觸發電路連接，所述第一無線信號收發電路和所述觸發電路均與所述第一天線連接;所述電子門鎖包括門內手柄、鎖芯和門外手柄，所述鎖芯分別通過第一開關和第二開關與所述門內手柄和所述門外手柄連接。2.根據權利要求1所述的電子門鎖系統，其特征在于:所述鎖芯包括依次串聯的第二電源、門鎖控制模塊、主控電路、第二無線信號收發電路和第二天線，所述主控電路分別與所述第一開關和所述第二開關連接。3.根據權利要求1或2所述的電子門鎖系統，其特征在于:所述第一開關和所述第二開關分別為微動開關或金屬觸控開關。4.根據權利要求2所述的電子門鎖系統，其特征在于:所述門鎖控制模塊為馬達或電磁伸縮桿。5.根據權利要求2或4所述的電子門鎖系統，其特征在于:所述第二天線包括向內天線和向外天線，所述向內天線和所述向外天線均為定向微形天線。6.根據權利要求1所述的電子門鎖系統，其特征在于:所述門內手柄和所述門外手柄上均設有人體感應電路，所述人體感應電路與所述鎖芯電連接。7.根據權利要求2所述的電子門鎖系統，其特征在于:所述主控電路包括微處理器和加密保護電路，所述微處理器與所述加密保護電路連接;所述主控電路還連接有用于指示電量的紅色指示燈和用于指示開門信息的綠色指示燈。8.—種電子門鎖控制方法，基于權利要求2所述的電子門鎖系統進行，其特征在于，包括以下步驟: 從室內開門包括以下步驟: 當人手接觸并轉動所述門內手柄時，所述第一開關向所述主控電路發送開關信號，觸發所述主控電路，使得所述主控電路從休眠狀態進入工作狀態，所述主控電路啟動所述門鎖控制模塊，所述門鎖控制模塊進行開鎖;所述主控電路在感應到開門后再關門的動作，或者在預定時間內沒有感應到開門的動作，所述主控電路向所述門鎖控制模塊發送控制信號，所述門鎖控制模塊進行關鎖； 從室外開門包括以下步驟: 當人手接觸并轉動所述門外手柄時，所述第二開關會觸發所述主控電路，使得所述主控電路從休眠狀態進入工作狀態;所述主控電路將門鎖身份認證碼，查巡指令和一組隨機碼合成并加密為開門查巡指令，并啟動所述第二無線信號收發電路和所述第二天線定時發出此開門查巡指令，直至收到所述電子開鎖器發來的開鎖密碼或過時操作為止。 所述電子開鎖器的觸發電路從開門查巡指令收到足夠的能量時，就會對所述控制電路發出觸發訊號，使所述控制電路從休眠狀態進入工作狀態，所述控制電路啟動所述第一無線信號收發電路和所述第一天線，接收開門查巡指令;所述電子開鎖器收到開鎖查巡指令會進行解密并確認收到的門鎖身份認證碼和巡查指令正確無誤； 所述電子開鎖器會先把自身的身份認證碼及之前從電子門鎖發過來的開鎖密碼合成為開鎖指令，用新的密碼鑰重新加密，并通過所述第一無線信號收發電路和所述第一天線發出； 所述電子門鎖在發送開門查巡指令時會不停地嘗試用所述第二天線同時接收開鎖器發回的開鎖指令，然后對開鎖指令進行解密:一、確認所述電子開鎖器的身份認證碼為已登記的身份認證碼;二、確認開鎖密碼為之前對此身份認證碼的電子開鎖器發出的開鎖密碼；確認無誤后會啟動所述門鎖控制模塊進行開鎖。9.根據權利要求8所述的電子門鎖控制方法，其特征在于:從室外開門，當所述電子門鎖開鎖后，還包括以下步驟: 所述主控電路將所述電子開鎖器的身份認證碼及一個隨機的開鎖密碼合成為開鎖成功指令并加密，再用所述第二無線信號收發電路和第二天線發送給所述電子開鎖器； 所述電子開鎖器收到開鎖成功指令后會進行解密，得到新的自身的身份認證碼和用于下次開門的開鎖密碼。10.根據權利要求8所述的電子門鎖控制方法，其特征在于:所述電子門鎖和電子開鎖器一般都處于休眠狀態。
【文檔編號】G07C9/00GK105825560SQ201610147806
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月14日
【發明人】駱兆雄
【申請人】廣州市宇飛電子有限公司