基于无源射频识别标签的智能门锁制造技术

本发明专利技术涉及智能家居技术领域，具体是指一种集机械钥匙的物理配对和无源射频识别加密芯片的密钥配对为一体的智能门锁。本发明专利技术将现有门锁与无源射频识别技术相结合，实现无源射频识别加密芯片的密钥配对与机械钥匙的物理结构配对来进行双重安全认证保护，用户在使用体验上与现有的普通机械钥匙完全无异，但是在门锁的安全性、使用便捷性等方面均强于现在的普通机械门锁和各种智能门锁，并且由于内置于钥匙的无源射频识别标签ID码具有唯一性，用户可识别该钥匙，并对其使用状态进行追溯，对其权限进行管理和配置，极大地提高了锁具的安全性，解决了现有门锁钥匙被仿制、智能门锁因网络故障等因素而导致的安全隐患问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能家居
，具体是指一种集机械钥匙的物理配对和无源射频识别加密芯片的密钥配对为一体的智能门锁。
技术介绍
当前，市场上的通用智能锁主要是用非机械钥匙开门的锁，如现在的酒店、办公场所等通用的感应磁卡式智能锁。通用智能锁的原理为通过外部信息识别系统与内部系统实现信息交换，若交换成功，则驱动锁体内的机械执行机构进行动作从而把门打开。智能锁由于无需用户通过机械方式开门，从而给用户带来了方便。但是由于人们长期以来的开锁习惯及思维方式，这种感应式智能门锁始终无法进入普通家庭中，原因在于这种感应式门锁从心理上给人们一种不安全的感觉，卡片式的钥匙在携带及保管过程中均存在诸多让人们不安的因素，如不容易辨识、易丢失、不灵敏、钥匙容易被复制等，同时，由于人们多年开锁习惯形成的思维方式，用户还是更加喜欢传统的将钥匙插入锁孔、转动锁芯来开锁的方式，这样能够给使用者一种踏实的安全感。随着科技的发展，人们不断研发出各种安全性更高的智能门锁：(1)密码验证，如中国专利技术专利申请CN103982087A公开了一种新型智能电子密码锁。该类专利技术以用户输入正确的密码作为身份验证通过的标志，具有可以省去实体钥匙的优点，但缺点是：密码如果设置过于简单，容易被破解，密码如果设置过于复杂，容易被遗忘。(2)指纹验证，如中国专利技术专利申请CN104036564A公开了一种旅行箱指纹锁。该类专利技术以用户输入正确指纹作为身份验证通过的标志，具有可以省去实体钥匙的优点，但缺点是：有拒识的可能(如手指干燥、油污等)；指纹有可能被伪造。(3)虹膜验证，如中国专利技术专利申请CN103806789A公开了一种具备虹膜识别功能的智能保险柜。该类专利技术以采集到正确的虹膜作为身份验证通过的标志，具有可以省去实体钥匙，安全性较高的优点，但缺点是：虹膜图像不宜采集，且需要使用者摆出特定的姿势配合采集，影响使用的舒适性，且成本过高，对于普通的家庭来说往往承担不起。(4)互联网智能门锁，如中国专利技术专利申请CN104574613A公开了一种基于互联网的智能门锁系统，该门锁通过有线或无线方式连接至使用者家里的网络，并通过网络实现了使用者终端设备与锁具的实时互联，使得使用者可远程查看、控制锁具。这种锁具一般也是刷卡式智能锁，并且这种智能门锁系统需要家里的网络设备和锁具始终保持在线状态，这对于网络资源和供电能源是一种巨大的消耗，并且锁具的正常使用严重依赖于网络，其适用范围存有较大的限制。随着无源射频识别(RadioFrequencyIdentification，RFID)技术的发展，RFID标签以其成本低、识读灵敏、安全性高等特点得到越来越广泛的应用，同样的，将RFID与门锁结合的技术也成为很多锁具行业研发人员的研究方向，如公开号为CN104652964A的专利技术专利申请和公开号为CN2539810Y的技术专利，均公开了将RFID标签与门锁结合的技术方案：将RFID标签封装于钥匙的末端，在门锁端设置RFID标签的读取设备，并设有与该读取设备相连接的控制机构(如电磁闩或电磁开关)，插入钥匙时钥匙锁齿与锁芯进行常规的机械结构匹配认证，同时，门锁端的RFID读取设备读取钥匙末端的RFID标签，对钥匙进行电子识别认证，只有当机械认证和电子认证都成功时，才能打开门锁，否则，控制机构将锁舌锁定，使得无法开门，同时发出警报信息。上述融合了RFID技术的门锁具有较好的代表性，其不但保留了用户现在常规的开锁方式，而且在门锁常规机械认证的基础上，加入了RFID标签的电子识别认证，双重认证方式使得门锁的安全性得到大幅提高。但是上述技术方案仅仅提及了一个概念性的
技术实现思路
，对于门锁和钥匙的具体结构信息完全没有涉及，并且，上述两篇对比文件中关于开锁方法中均存在一个不足的地方：电磁闩(或电磁开关)在未开锁状态下处于空置状态，此种状态下门锁的结构与普通的门锁无异，只有在钥匙认证失败后，电磁闩(或电磁开关)才启动锁定锁舌，这样的结构设计仍然存在技术开锁的可能性，并且如果断开门锁内的电源，则电磁闩(或电磁开关)彻底无法发挥作用，该智能门锁与普通的门锁无异，则存在较大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有智能门锁安全性不高、使用不便等缺陷，提供一种集机械钥匙的物理配对和无源射频识别加密芯片的密钥配对为一体的智能门锁，安全性高同时又不改变大众的开锁习惯。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：基于无源射频识别标签的智能门锁，包括机械钥匙和锁体两部分，所述机械钥匙的末端封装由无源射频识别芯片和线圈构成的射频识别标签，所述锁体包括锁头和插装于锁头内的锁芯，锁头内设有标签的读取装置，锁芯内设有机械钥匙的插孔，所述读取装置包括设置于锁头内的线路板、感应线圈以及电池，所述感应线圈和电池分别电连接至线路板，用于识别机械钥匙末端的射频识别标签，锁头下部设有通孔，锁芯插装于锁头下部的通孔内且可在通孔内旋转，所述锁头内部开设有电磁阀孔，其内固定有电磁阀，所述电磁阀电连接至线路板，所述锁芯上部开设有与所述电磁阀孔相对应的阀芯孔，使得所述电磁阀在未开锁状态下，阀芯在重力作用下自然落入阀芯孔内，阀芯上端位于所述电磁阀内，而下端位于所述阀芯孔内，将所述锁芯锁定，而当插入的机械钥匙匹配成功后，阀芯可全部收回至电磁阀内，将所述锁芯解除锁定。实现本专利技术目的的技术方案还进一步包括，所述机械钥匙末端封装的射频识别标签为管状RFID标签，管状RFID标签的纵向方向朝向于钥匙的前后两端，且纵向中心线与钥匙的中心线重合；所述管状RFID标签包括密封管、线圈、磁棒以及无源射频识别芯片四部分，所述线圈缠绕于磁棒上以增加线圈的磁通量，线圈的两端与无源射频识别芯片焊接固定，所述无源射频识别芯片、线圈和磁棒封装于密封管中。本专利技术实施例的再一目的在于提供一种上述智能门锁的开锁方法，所述开锁方法包括如下流程：(1)将机械钥匙插入钥匙孔，触动锁体内的触点开关；(2)线路板接收到触点开关产生的电平触发信号，唤醒处于休眠状态的主控芯片，主控芯片继而唤醒各种外设；(3)锁体内的锁芯对机械钥匙的锁齿进行匹配，同时，标签读取装置检测机械钥匙上的射频识别标签，并将检测信息传送至主控芯片；(4)主控芯片判断射频识别标签是否合法，若没有发现RFID标签或者RFID标签不包含在开锁授权白名单中，则判定为非法，锁体内的机构均不动作，保持未开锁状态下的锁定结构，锁芯被电磁阀锁定无法开门，LED指示灯显示红色；若RFID标签包含于开锁授权白名单中，且锁芯与机械钥匙的锁齿相匹配，则插入的机械钥匙匹配成功，线路板驱动电磁阀通电工作，阀芯被吸起收回至电磁阀内，解除对锁芯的锁定，此时即可通过机械钥匙转动锁芯，打开锁舌，实现开门，LED指示灯显示绿色；(5)触点开关检测钥匙是否拔出，若是，则主控芯片和外设转入休眠状态，完成整个开锁过程。上述智能门锁的开锁方法，其进一步的技术特征还包括用户终端通过线路板的串口对主控芯片进行设置，包括匹配钥匙、授权钥匙、删除钥匙，对钥匙使用情况进行追溯，对钥匙权限进行管理和配置等。本专利技术将现有门锁与无源射频识别技术相结合，实现无源射频识别加密芯片的密钥配对与机械钥匙的物理结构配对来进行双重安全认证保护，用户在使用体验上与现有的普通机械钥匙完全无异，但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于无源射频识别标签的智能门锁，包括机械钥匙和锁体两部分，所述机械钥匙的末端封装由无源射频识别芯片和线圈构成的射频识别标签，所述锁体包括锁头和插装于锁头内的锁芯，锁头内设有标签的读取装置，锁芯内设有机械钥匙的插孔，其特征在于，所述读取装置包括设置于锁头(2)内的线路板(4)、感应线圈(5)以及电池(9)，所述感应线圈(5)和电池(9)分别电连接至线路板(4)，用于识别机械钥匙末端的射频识别标签，锁头(2)下部设有通孔，锁芯(3)插装于锁头(2)下部的通孔内且可在通孔内旋转，所述锁头(2)内部开设有电磁阀孔(21)，其内固定有电磁阀(6)，所述电磁阀(6)电连接至线路板(4)，所述锁芯(3)上部开设有与所述电磁阀孔(21)相对应的阀芯孔(31)，使得所述电磁阀(6)在未开锁状态下，阀芯(61)在重力作用下自然落入阀芯孔(31)内，阀芯(61)上端位于所述电磁阀(6)内，而下端位于所述阀芯孔(31)内，将所述锁芯(3)锁定，而当插入的机械钥匙匹配成功后，阀芯(61)可全部收回至电磁阀(6)内，将所述锁芯(3)解除锁定。

【技术特征摘要】
1.基于无源射频识别标签的智能门锁，包括机械钥匙和锁体两部分，所述机械钥匙的末端封装由无源射频识别芯片和线圈构成的射频识别标签，所述锁体包括锁头和插装于锁头内的锁芯，锁头内设有标签的读取装置，锁芯内设有机械钥匙的插孔，其特征在于，所述读取装置包括设置于锁头(2)内的线路板(4)、感应线圈(5)以及电池(9)，所述感应线圈(5)和电池(9)分别电连接至线路板(4)，用于识别机械钥匙末端的射频识别标签，锁头(2)下部设有通孔，锁芯(3)插装于锁头(2)下部的通孔内且可在通孔内旋转，所述锁头(2)内部开设有电磁阀孔(21)，其内固定有电磁阀(6)，所述电磁阀(6)电连接至线路板(4)，所述锁芯(3)上部开设有与所述电磁阀孔(21)相对应的阀芯孔(31)，使得所述电磁阀(6)在未开锁状态下，阀芯(61)在重力作用下自然落入阀芯孔(31)内，阀芯(61)上端位于所述电磁阀(6)内，而下端位于所述阀芯孔(31)内，将所述锁芯(3)锁定，而当插入的机械钥匙匹配成功后，阀芯(61)可全部收回至电磁阀(6)内，将所述锁芯(3)解除锁定。2.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述锁体前端部设有面板(11)，所述面板(11)与锁体成垂直结构，面板(11)设有与所述锁芯(3)相对应的钥匙孔(12)，作为机械钥匙的插入口。3.根据权利要求2所述的智能门锁，其特征在于，所述面板(11)内设有至少一个触点开关通道，通道内固定有弹簧(71)，弹簧的前端头固定有连接至线路板的触点开关(7)，所述触点开关(7)位于钥匙孔(12)与锁芯(3)之间，且当钥匙孔(12)中插入钥匙时可将触点开关(7)推入触点开关通道内，用于检测钥匙的插入状态，并启动或关闭标签读取装置。4.根据权利要求2所述的智能门锁，其特征在于，所述面板(11)内设有两组触点开关通道，两组触点开关通道以钥匙孔(12)为中心对称设置，两组触点开关通道内分别固定弹簧(71)，弹簧的前端头固定有连接至线路板的触点开关(7)，两组触点开关在无钥匙插入状态下相互接触于钥匙孔(12)与锁芯(3)之间，且当钥匙孔(12)中插入钥匙时可将各触点开关分离，用于检测钥匙的插入状态，并启动或关闭标签读取装置。5.根据权利要求2所述的智能门锁，其特征在于，所述面板(11)后部设有面板后盖(13)，所述面板后盖(13)扣合固定于面板(11)上并与面板形成密封的空腔体，线路板(4)、触点开关(7)和弹簧(71)均固定于所述面板后盖(13)上，且位于面板后盖(13)与面板(11)形成的空腔体内，面板后盖(13)上设有与钥匙孔(12)相对应的钥匙孔；感应线圈(5)位于面板后盖(13)背部，并以所述锁芯(3)为中心轴环绕于锁芯(3)外部。6.根据权利要求2-5任一所述的智能门锁，其特征在于，所述面板(11)表面固定有至少一个LED指示灯(8)，所述LED指示灯(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海波，吴边，韦明，王家志，戴琰涛，
申请(专利权)人：卓捷创芯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44