CN108868369A - 机光一体锁、钥匙和锁匙 - Google Patents

机光一体锁、钥匙和锁匙 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机光一体锁、钥匙和锁匙，属于智能锁技术领域。该锁匙包括钥匙和锁两部分，钥匙端包括齿纹和第一光通信单元，其中第一光通信单元包括：第一传输模块和第一处理模块；锁端包括：锁芯和第二光通信单元，所述的第二光通信单元包括：第二传输模块、第二控制模块和第二处理模块。本发明利用光通信速率高和存储芯片高容量的优点，在已有机械钥匙的基础上，通过增加光信号密钥验证，从而提高了验证密钥个数的量级，因此大大提高门锁的安全性能，解决了目前公开技术的安全性不足和成本较高的问题。

Description

机光一体锁、钥匙和锁匙
技术领域
本发明涉及智能锁技术领域，特别涉及一种机光一体锁和钥匙。
背景技术
随着人们对于门锁，保险箱锁、车库等私人住所或者贵重物品保存场所的安全性的要求越来越高。最初的机械锁，也就是通过钥匙的齿纹进行加密的锁具，由于钥匙容易被倒模复制，有些门锁则能直接被万能钥匙或是简单的工具打开，因此出现门锁的安全分级A级、B级和超B级，但即使最高级超B级也只是规定270分钟内无法技术开启，安全性能已无法满足人们的需求，且难以进一步改进。而纯电子锁也存在诸多问题，指纹锁成本较高，使用方法复杂，需要先录入再使用，并且还需录入时和开门时指纹未受污染，否则难以识别；密码锁密码通常为数字，密码过长使用不便，密码过短安全得不到保证。此外，纯电子锁从心理上还不能让人们所接受，年轻人认为技术不够成熟，存在安全隐患，老年人习惯于机械锁，对于电子锁使用不便。
所以，有必要发明一种传统机械锁匙基础上与光通信相结合的智能锁匙，不仅能够技术上的安全性保障，还能满足人们心理上的安全感保障。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本发明提供一种基于机械锁匙的光通信锁匙及开锁方法，以改善机械锁和密码锁安全性能低、指纹锁成本高、使用复杂等问题。
(二)技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种机光一体钥匙。该机光一体钥匙包括：齿纹和第一光通信单元，所述的齿纹与一锁的锁芯相匹配；所述的第一光通信单元包括：
第一传输模块，用于向外部发送携带密钥的光信号；
第一处理模块，用于存储密钥以及向所述第一传输模块传输密钥。
在进一步的实施方案中，所述机光一体钥匙包括：第一电源模块，用于给第一传输模块和第一处理模块提供所需电能。
在进一步的实施方案中，所述机光一体钥匙还包括：正电极和负电极，配置于与外部的电源触点连接后，是所述第一传输模块和第一处理模块与外部电源的电源导体。
在进一步的实施方案中，所述第一传输模块包括信号收发装置，该信号收发装置为可见光二极管、红外发光二极管或两者的组合。
在进一步的实施方案中，所述第一传输模块，还用于开锁后接收新的密钥并传输至第一处理模块保存。
根据本发明的另一方面，提供一种机光一体锁。该机光一体锁包括：锁芯和第二光通信单元，所述的锁芯与一钥匙的齿纹相匹配；所述的第二光通信单元包括：
第二传输模块，接收从一钥匙发出的携带密钥的光信号；
第二控制模块，用于根据第二处理模块发送的匹配结果信号，控制锁栓做出相应操作；
第二处理模块，用于解调所述光信号，并验证密钥是否匹配。
在进一步的实施方案中，所述机光一体锁还包括：第二电源模块，用于为第二传输模块、第二控制模块、第二处理模块提供所需的电能。
在进一步的实施方案中，所述机光一体锁还包括：正电极和负电极，配置于与外部的电源触点连接后，是为外部提供电能的电源导体。
在进一步的实施方案中，所述第二处理模块还用于开锁后更新密钥供下次开锁使用；所述的第二传输模块还用于发送更新后的新密钥至一钥匙。
根据本发明的再一方面，提供一种机光一体锁匙。该机光一体锁匙包括：机光一体钥匙和机光一体锁，
所述的机光一体钥匙包括齿纹和第一光通信单元，所述齿纹与所述机光一体锁的锁芯相匹配；所述第一光通信单元包括：
第一传输模块，用于向机光一体锁发送携带密钥的光信号；
第一处理模块，用于存储密钥以及向所属第一传输模块传输密钥；
所述的机光一体锁包括：锁芯和第二光通信单元，所述的锁芯与所述机光一体钥匙的齿纹相匹配；所述的第二光通信单元包括：
第二传输模块，接收从机光一体钥匙接发出的携带密钥的光信号；
第二控制模块，用于根据第二处理模块发送的匹配结果信号，控制锁栓做出相应操作；
第二处理模块，用于解调所述光信号，并验证密钥是否匹配。
在进一步的实施方案中，所述机光一体锁还包括：电子锁***，所述电子锁***用于开锁的第三重验证，包括：
密码输入模块，用于输入密码；
密码验证模块，用于验证输入密码是否与设置密码匹配；
第三传输模块，用于将验证结果传输给第二光通信单元。
在进一步的实施方案中，所述电子锁***为指纹锁***或密码锁***。
在进一步的实施方案中，所述第一处理模块和第二处理模块包括数据处理芯片和密钥存储芯片。
在进一步的实施方案中，所述数据处理芯片为单片机、现场可编程门阵列或数字信号处理芯片。
在进一步的实施方案中，所述密钥存储芯片存储的密码为有顺序的自然数、真随机码或伪随机码。
(三)有益效果
(1)本发明使用的密钥存储芯片容量高，密钥的位数和组合数多，一次共发送100位，这时的密钥组合就有(28)100≈10240，在已有机械钥匙的基础上，通过增加光信号密钥验证，提高了验证密钥个数的量级，从而大大提高门锁的安全性能。
(2)本发明利用光通信高速率、高容量等优点，1s内传输几兆到几百兆的数据量，1Mb/s的传输速度，只需要1ms，在满足存储量的同时速度也可以满足需求，开锁速度与传统机械钥匙相同，使用方便快捷。
(3)本发明的光通信密钥为一次性的，每次使用后进行密钥更新，不易复刻，安全性提升。
(4)本发明对所需的密钥存储芯片要求不高，成本较为低廉。
附图说明
图1是本发明提供的基于机械锁匙的光通信锁匙的运作流程图。
图2是本发明提供的基于机械锁匙的光通信锁匙的光匙的结构图。
图3是本发明提供的基于机械锁匙的光通信锁匙的光锁的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
在本发明的一个实例性实施例中，提供了一种机光一体钥匙，如图2所示该机光一体钥匙包括：齿纹和第一光通信单元，所述的第一光通信单元包括：第一传输模块11，用于发送携带密钥的光信号；第一处理模块12，用于存储密钥以及对密钥数据进行处理；还包括第一电源模块13，用于给第一传输模块11和第一处理模块12提供所需电能，或包括正电极和负电极作为第一传输模块11和第一处理模块12与外部电源的电源导体。
在本实施例中，将机光一体钥匙***一锁孔，若齿纹与锁芯匹配则将其转动至终端；然后，按动机光一体钥匙的按键启动第一电源模块13或钥匙的正负电极与外部的正负电极触点接触，为第一传输模块11和第一处理模块12提供所需的电压和电流；通电后，第一处理模块12将密钥存储芯片存储的密钥传输至第一传输模块11，第一传输模块11将携带密钥的光信号向外部发出，第一传输模块11包括的信号收发装置为可见光二极管、红外发光二极管或两者的组合。若所对应的锁端具备密钥更新功能，则第一传输模块11还用于开锁后接收新的密钥并传输至第一处理模块12的密钥存储芯片储存。
在本发明的另一个实例性实施例中，提供了一种机光一体锁，如图3所示该机光一体钥匙包括：锁芯和第二光通信单元，所述的锁芯与一钥匙的齿纹相匹配；所述的第二光通信单元包括：第二传输模块22，接收从一钥匙发出的携带密钥的光信号；第二控制模块23，用于根据第二处理模块24发送的匹配结果信号，控制锁栓做出相应操作；第二处理模块24，用于解调所述光信号，并验证密钥是否匹配，还包括第二电源模块21，用于为第二传输模块22、第二控制模块23、第二处理模块24提供所需的电能，以及正电极和负电极作为外部提供电能的电源导体。
在本实施例中，一钥匙***机光一体锁锁孔与其锁芯进行匹配，匹配成功将钥匙转动至终端；第二电源模块21为第二传输模块22、第二控制模块23、第二处理模块24提供所需的电能，若钥匙端无自身的电源模块，则通过机光一体锁的正负电极与钥匙的正负电极触点接触为其提供电能；钥匙通电后向该机光一体锁发送携带密钥的光信号，第二传输模块22将接受到的光信号传输至第二处理模块24；第二处理模块24对接收到的光信号进行解调和验证，随后将验证结果信号发送给第二控制模块23；第二控制模块23则根据收到的验证结果信号控制锁栓做出相应操作，若为正确的验证结果则打开锁栓。
优选的，第二处理模块24还用于开锁后更新密钥供下次开锁使用；所述的第二传输模块22还用于发送更新后的新密钥至一钥匙。
在本发明的再一个实例性实施例中，提供了一种机光一体锁匙，如图2所示该机光一体锁匙包括：机光一体钥匙和机光一体锁，所述的机光一体钥匙包括齿纹和第一光通信单元，所述齿纹与所述机光一体锁的锁芯相匹配；所述第一光通信单元包括：第一传输模块11，用于向机光一体锁发送携带密钥的光信号；第一处理模块12，用于存储密钥以及向所属第一传输模块11传输密钥；所述的机光一体锁包括：锁芯和第二光通信单元，所述的锁芯与所述机光一体钥匙的齿纹相匹配；所述的第二光通信单元包括：第二传输模块22，接收从机光一体钥匙接发出的携带密钥的光信号；第二控制模块23，用于根据第二处理模块24发送的匹配结果信号，控制锁栓做出相应操作；第二处理模块24，用于解调所述光信号，并验证密钥是否匹配，机光一体钥匙还包括第一电源模块13，用于给第一传输模块11和第一处理模块12提供所需电能，或包括正电极和负电极作为第一传输模块11和第一处理模块12与机光一体锁的电源导体，机光一体锁还包括第二电源模块21，用于为第二传输模块22、第二控制模块23、第二处理模块24提供所需的电能，以及正电极和负电极作为钥匙提供电能的电源导体。
在本实施例中，机光一体钥匙***机光一体锁的锁孔，机光一体钥匙的齿纹与机光一体锁的锁芯进行匹配，匹配成功后将机光一体钥匙转动至终端；按动机光一体钥匙的按键启动其电源模块，或第二电源模块21启动后，机光一体锁正负电极与机光一体钥匙的正负电极触点接触为其提供电能；通电后，第一处理模块12将密钥存储芯片存储的密钥传输至第一传输模块11，第一传输模块11向机光一体锁发送携带密钥的光信号，第二传输模块22将接受到的光信号传输至第二处理模块24；第二处理模块24对接收到的光信号进行解调和验证，随后将验证结果信号发送给第二控制模块23；第二控制模块23则根据收到的验证结果信号控制锁栓做出相应操作，若为正确的验证结果则打开锁栓。
优选的，该机光一体锁匙还包括电子锁***，所述电子锁***用于开锁的第三重验证，包括：密码输入模块31，用于输入密码；密码验证模块32，用于验证输入密码是否与设置密码匹配；第三传输模块33，用于将验证结果传输给第二光通信单元。机光一体钥匙的齿纹与机光一体锁的锁芯进行匹配成功并转动至终端后，在密码输入模块31出输入所需验证的密码，之后将验证结果信号通过第三传输模块33发送至第二控制模块23，第二控制模块23则根据所有收到的验证结果信号控制锁栓做出相应操作，若均为正确的验证结果则打开锁栓。
需要说明的是，在附图或说明书描述中，相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，以上实施例中，所述的第一处理模块12和第二处理模块24包括数据处理芯片和密钥存储芯片，其中数据处理芯片为单片机、现场可编程门阵列或数字信号处理芯片，密钥存储芯片存储的密钥为有顺序的自然数、真随机码或伪随机码；提到的信号包括但不局限于数字信号和模拟信号,信号格式包括但不局限于红外编码格式、OOK格式、PWM格式、PCM格式、PDM格式等各种数字调制格式和双边带、单边带等模拟信号调制格式；电子锁包括但不局限于指纹锁和密码锁，密码锁的密码可以是数字、字母、符号，其中数字可以是2、10、16进制；钥匙齿纹与市面上现有的机械钥匙的齿纹相同。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种机光一体钥匙，其特征在于，所述机光一体钥匙包括：齿纹和第一光通信单元，所述的齿纹与一锁的锁芯相匹配；所述的第一光通信单元包括：
第一传输模块(11)，用于向外部发送携带密钥的光信号；
第一处理模块(12)，用于存储密钥以及向所述第一传输模块(11)传输密钥。
2.根据权利要求1所述的机光一体钥匙，其特征在于，所述机光一体钥匙包括：第一电源模块(13)，用于给第一传输模块(11)和第一处理模块(12)提供所需电能。
3.根据权利要求1所述的机光一体钥匙，其特征在于，所述机光一体钥匙还包括：正电极和负电极，配置于与外部的电源触点连接后，是所述第一传输模块(11)和第一处理模块(12)与外部电源的电源导体。
4.根据权利要求1所述的机光一体钥匙，其特征在于，所述的第一传输模块(11)包括信号收发装置，该信号收发装置为可见光二极管、红外发光二极管或两者的组合。
5.根据权利要求1所述的机光一体钥匙，其特征在于，所述的第一传输模块(11)，还用于开锁后接收新的密钥并传输至第一处理模块(12)保存。
6.一种机光一体锁，其特征在于，所述的机光一体锁包括：锁芯和第二光通信单元，所述的锁芯与一钥匙的齿纹相匹配；所述的第二光通信单元包括：
第二传输模块(22)，接收从一钥匙发出的携带密钥的光信号；
第二控制模块(23)，用于根据第二处理模块(24)发送的匹配结果信号，控制锁栓做出相应操作；
第二处理模块(24)，用于解调所述光信号，并验证密钥是否匹配。
7.根据权利要求6所述的机光一体锁，其特征在于，所述的机光一体锁还包括：第二电源模块(21)，用于为第二传输模块(22)、第二控制模块(23)、第二处理模块(24)提供所需的电能。
8.根据权利要求7所述的机光一体锁，其特征在于，所述的机光一体锁还包括：正电极和负电极，配置于与外部的电源触点连接后，是为外部提供电能的电源导体。
9.根据权利要求4所述的机光一体锁，其特征在于：所述的第二处理模块(24)还用于开锁后更新密钥供下次开锁使用；所述的第二传输模块(22)还用于发送更新后的新密钥至一钥匙。
10.一种机光一体锁匙，其特征在于，所述的机光一体锁匙包括：机光一体钥匙和机光一体锁，
所述的机光一体钥匙包括齿纹和第一光通信单元，所述齿纹与所述机光一体锁的锁芯相匹配；所述第一光通信单元包括：
第一传输模块(11)，用于向机光一体锁发送携带密钥的光信号；
第一处理模块(12)，用于存储密钥以及向所述第一传输模块(11)传输密钥；
所述的机光一体锁包括：锁芯和第二光通信单元，所述的锁芯与所述机光一体钥匙的齿纹相匹配；所述的第二光通信单元包括：
第二传输模块(22)，接收从机光一体钥匙发出的携带密钥的光信号；
第二控制模块(23)，用于根据第二处理模块(24)发送的匹配结果信号，控制锁栓做出相应操作；
第二处理模块(24)，用于解调所述光信号，并验证密钥是否匹配。
11.根据权利要求10所述的机光一体锁匙，其特征在于：所述的机光一体锁还包括：电子锁***，所述电子锁***用于开锁的第三重验证，包括：
密码输入模块(31)，用于输入密码；
密码验证模块(32)，用于验证输入密码是否与设置密码匹配；
第三传输模块(33)，用于将验证结果传输给第二光通信单元。
12.根据权利要求11所述的机光一体锁匙，其特征在于：所述的电子锁***为指纹锁***或密码锁***。
13.根据权利要求10所述的机光一体锁匙，其特征在于：所述的第一处理模块(12)和第二处理模块(24)包括数据处理芯片和密钥存储芯片。
14.根据权利要求13所述的机光一体锁匙，其特征在于：所述的数据处理芯片为单片机、现场可编程门阵列或数字信号处理芯片。
15.根据权利要求13所述的机光一体锁匙，其特征在于：所述的密钥存储芯片存储的密码为有顺序的自然数、真随机码或伪随机码。
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