CN208335313U - 手机app可控权限蓝牙智能门锁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了手机APP可控权限蓝牙智能门锁，属于智能门锁技术领域，包括智能门锁、手机APP、服务器和用于智能门锁与手机APP之间通信加密的加密模块，加密模块包括验证密钥、初始密钥、公共密钥以及会话密钥，智能门锁包括电子锁体、驱动电子锁体的驱动模块、蓝牙模块、电源模块、控制芯片模块和储存器模块，手机APP通过蓝牙模块与控制芯片模块无线通信连接，控制芯片模块分别与驱动模块以及储存器模块电连接；本实用新型通过蓝牙交互实现手机APP与智能门锁之间的无线通信，较于传统的网络连接其安全性更好，而且移动终端与智能门锁之间的通信验证通过密钥模块进行加密传输验证，解决了传统智能门锁容易受重放攻击情况，进一步提高了使用安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能门锁技术领域，更具体的，涉及手机APP可控权限蓝牙智能门锁。
背景技术
智能门锁是指区别于传统机械锁的基础上改进的，在用户安全性、识别、管理性方面更加智能化简便化的锁具，随着智能化社区的不断发展，以智能门锁为执行部件的智能控制门禁使用越来越广泛；但是现有的智能门锁大部分都是锁体连接互联网，通过互联网进行连接控制，其安全性仍有所不足，容易受到重放攻击。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出手机 APP可控权限蓝牙智能门锁，通过蓝牙交互实现手机APP与智能门锁之间的无线通信，较于传统的网络连接其安全性更好，手机APP与智能门锁之间的蓝牙连接通信验证通过验证密钥进行加密传输，而且手机APP与智能门锁之间的开锁指令验证分别经过初始密钥、会话密钥以及公开密钥进行多重加密传输，解决了传统智能门锁只是简单对称密钥验证容易受重放攻击情况，进一步提高了使用安全。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：包括智能门锁、用于控制所述智能门锁开关的手机APP、分别与所述手机APP以及与所述智能门锁通信连接的服务器和用于所述智能门锁与所述手机APP之间通信加密或者解密的密钥模块，所述密钥模块包括验证密钥、初始密钥、会话密钥以及公共密钥，所述服务器具有存放、修改用户资料以及对用户身份进行识别的功能模块；
所述智能门锁包括电子锁体、用于驱动所述电子锁体开关的驱动模块、蓝牙模块、电源模块、控制芯片模块和储存器模块，所述手机App通过蓝牙模块与所述控制芯片模块通信连接，所述控制芯片模块分别与所述驱动模块以及所述储存器模块电连接所述驱动模块、所述蓝牙模块、所述控制芯片模块以及所述储存器模块均与所述电源模块电连接，所述服务器与所述蓝牙模块通信连接；
所述控制芯片模块内分别储存有所述验证密钥的解密密钥、所述初始密钥的加密密钥、所述会话密钥的解密密钥以及所述公共密钥的解密密钥，所述服务器内分别储存有所述验证密钥的加密密钥、所述初始密钥的解密密钥以及所述会话密钥的加密密钥，所述手机APP内储存有所述公共密钥的加密密钥；
所述控制芯片模块于手机APP与所述蓝牙模块之间蓝牙连接时生成两组第一随机数，其中一组所述第一随机数用于在控制芯片模块与手机APP之间传输形成蓝牙连接指令，另一所述第一随机数储存于所述储存器模块内并用于与其中一组所述第一随机数进行比对，所述验证密钥用于其中一组所述第一随机数由所述手机APP向所述控制芯片模块回传过程的加密和解密；
所述控制芯片模块于所述第一随机数比对成功时生成两组第二随机数，其中一组所述第二随机数用于在所述控制芯片模块与所述手机APP之间传输形成开锁指令，另一组所述第二随机数储存于所述储存器模块内并用于与其中一组第二随机数进行比对；
所述初始密钥用于其中一组所述第二随机数在所述控制芯片模块向所述手机APP传输过程中的加密与解密，所述会话密钥用于其中一组所述第二随机数在所述手机APP向所述控制芯片模块回传过程中的加密与解密，所述公共密钥用于通过所述会话密钥加密后的所述第二随机数的加密与解密，所述控制芯片模块于所述第二随机数比对成功时驱动所述驱动模块来驱动所述电子锁体开启。
可选地，所述控制芯片模块为型号STM32VET6单片机开发板，所述储存器模块为AT24C128储存器，所述蓝牙模块为CC2540蓝牙模块，驱动模块为L9110 电机驱动模块；
所述AT24C128储存器的引脚A0、引脚A1以及引脚NC均接地，所述AT24C128 储存器的引脚SCL与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PB6连接，所述 AT24C128储存器的引脚SDA与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PB7连接；
所述CC2540蓝牙模块的引脚PIO1接地，所述CC2540蓝牙模块的引脚TX 与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PA10连接，所述CC2540蓝牙模块的引脚RX与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PA9连接；
所述L9110电机驱动模块的引脚IB与所述STM32VET6单片机开发板的引脚 PB0连接，所述L9110电机驱动模块的引脚IA与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PB1连接，所述L9110电机驱动模块的引脚OA与所述电子锁体内的马达正极连接，所述L9110电机驱动模块的引脚OB与所述电子锁体内的马达负极连接。
可选地，所述储存器模块还用于储存智能门锁的操作记录，所述手机APP 具有用户登录模块、操作模块以及操作记录读取模块。
可选地，还包括与所述控制芯片模块电连接的LED信号灯和蜂鸣器，所述 LED信号灯和所述蜂鸣器均与所述电源模块电连接。
可选地，所述第一随机数于比对失败时，所述手机APP与所述蓝牙模块之间的蓝牙连接会于3s～5s的时间内断开。
本实用新型的有益效果为：本实用新型通过蓝牙交互实现手机APP与智能门锁之间的无线通信，较于传统的网络连接其安全性更好，手机APP与智能门锁之间的蓝牙连接通信验证通过验证密钥进行加密传输，而且手机APP与智能门锁之间的开锁指令验证分别经过初始密钥、会话密钥以及公开密钥进行多重加密传输，解决了传统智能门锁只是简单对称密钥验证容易受重放攻击情况，进一步提高了使用安全。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁流程框图。
图2是本实用新型具体实施方式提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁控制芯片模块电路图。
图3是本实用新型具体实施方式提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁蓝牙模块电路图。
图4是本实用新型具体实施方式提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁储存器模块电路图。
图5是本实用新型具体实施方式提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁驱动模块电路图。
图中：1、手机APP；2、蓝牙模块；3、控制芯片模块；4、驱动模块；5、电子锁体；6、储存器模块；7、LED信号灯；8、蜂鸣器；9、电源模块；10、验证密钥；11、初始密钥；12、会话密钥；13、公共密钥；100、第一随机数；200、第二随机数。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
图1示例性地示出了本实用新型提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁流程框图，图2示例性地示出了本实用新型提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁控制芯片模块电路图，图3示例性地示出了本实用新型提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁蓝牙模块电路图，图4示例性地示出了本实用新型提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁储存器模块电路图，图5示例性地示出了本实用新型提供的手机APP可控权限蓝牙智能门锁驱动模块电路图。
包括智能门锁、用于控制智能门锁开关的手机APP1、分别与手机APP1以及与智能门锁通信连接的服务器(图中未示)和用于智能门锁与手机APP1之间通信加密或者解密的密钥模块，密钥模块包括验证密钥10、初始密钥11、会话密钥 12以及公共密钥13，服务器具有存放、修改用户资料以及对用户身份进行识别的功能模块；具体来说，通过服务器来存放修改用户资料，从而形成用户资料储存库，当用户使用不同的账号密码进行登录手机APP1时，服务器通过与服务器内的用户资料进行比对后识别用户并赋予用户相应的操作权限，另外本实施例中的验证密钥10、初始密钥11、会话密钥12以及公共密钥13均各自由解密密钥以及加密密钥组成，加密密钥用于加密传输的数据，解密密钥用于解密加密后的数据。
智能门锁包括电子锁体5、用于驱动电子锁体5开关的驱动模块4、蓝牙模块2、电源模块9、控制芯片模块3和储存器模块6，手机APP1通过蓝牙模块2 与控制芯片模块3通信连接，控制芯片模块3分别与驱动模块4以及储存器模块6电连接驱动模块4、蓝牙模块2、控制芯片模块3以及储存器模块6均与电源模块9电连接，服务器与蓝牙模块2通信连接；具体来说，本实施例中的电子锁体5可以选着市面上通用电子锁体5之一，其驱动模块4通过驱动电子锁体5内的马达从而控制电子锁体5的开启与关闭。
控制芯片模块3内分别储存有验证密钥10的解密密钥、初始密钥11的加密密钥、会话密钥12的解密密钥以及公共密钥13的解密密钥，服务器内分别储存有验证密钥10的加密密钥、初始密钥11的解密密钥以及会话密钥12的加密密钥，手机APP1内储存有公共密钥13的加密密钥；具体来说，本实施例中的服务器作为手机APP1与控制芯片模块3之间通信连接的交互，也就是说相互传输的验证数据先传至服务器再传至手机APP1，再传递过程中通过不同的密钥进行加密传输与解密，提高验证数据的安全性。
控制芯片模块3于手机APP1与蓝牙模块2之间蓝牙连接时生成两组第一随机数100，其中一组第一随机数100用于在控制芯片模块3与手机APP1之间传输形成蓝牙连接指令，另一第一随机数100储存于储存器模块6内并用于与其中一组第一随机数100进行比对，验证密钥10用于其中一组第一随机数100由手机APP1向控制芯片模块3回传过程的加密和解密；具体来说，首先手机APP1 与智能门锁之间需要先进行蓝牙连接，而蓝牙连接后有一个验证阶段，就是控制芯片模块3生产的两组第一随机数100中的其中一组经过服务器传递给手机 APP1，手机APP1回传后的其中一组第一随机数100会与另一组第一随机数100 进行比对，比对成功则验证蓝牙连接成功，可以进行后续的开锁指令操作。
控制芯片模块3于第一随机数100比对成功时生成两组第二随机数200，其中一组第二随机数200用于在控制芯片模块3与手机APP1之间传输形成开锁指令，另一组第二随机数200储存于储存器模块6内并用于与其中一组第二随机数200进行比对；初始密钥11用于其中一组第二随机数200在控制芯片模块3 向手机APP1传输过程中的加密与解密，会话密钥12用于其中一组第二随机数 200在手机APP1向控制芯片模块3回传过程中的加密与解密，公共密钥13用于通过会话密钥12加密后的第二随机数200的加密与解密，控制芯片模块3于第二随机数200比对成功时驱动驱动模块4来驱动电子锁体5开启；具体来说，通上述的第一随机数100比对一样的原理，发送出去的第二随机数200经手机 APP1回传后进行比对，比对成功则通过驱动驱动模块4开启电子锁体5完成开锁操作。
本实用新型的开锁操作步骤：
1、手机APP1搜索蓝牙开始连接智能门锁的蓝牙模块2；
2、手机APP1与智能门锁蓝牙连接成功；
3、智能门锁生成第一随机数100形成连接验证指令并发送给手机APP1；
4、App接收后提取信息中的第一随机数100，再利用储存于服务器内的验证密钥10的加密密钥进行加密，组装成连接验证指令加密内容后发出连接验证指令；
5、智能门锁收到验证连接指令后利用验证密钥10的解密密钥进行解密，得到回传的第一随机数100并进行比对，比对成功则验证蓝牙连接成功可以进行后续指令操作；若比对失败，则操作至此步骤就结束操作，断开蓝牙连接；
6、蓝牙连接验证成功后，手机APP1发出获取设备信息指令；
7、智能门锁接收指令，生成第二随机数200，第二随机数200经过初始密钥11的加密密钥加密后再与智能门锁的编号、版本号、电量信息组装为响应获取设备信息指令，发送至手机APP1；
8、手机APP1接收到步骤7的响应指令后利用服务器内的初始密钥11的解密密钥进行解密，提取第二随机数200后再用服务器内的会话密钥12的加密密钥进行加密形成开锁指令，整体再利用公共密钥13的加密密钥进行加密并回传给智能门锁；其中公共密钥13在这个交互里的作用是混淆指令，即使让别人监听到指令也看不出一些指令格式的作用；
9、智能门锁接收到步骤8的加密指令后，利用公共密钥13的解密密钥解密，识别指令类型为开锁指令，再利用会话免邮解密后提取出第二随机数200 进行比对，若比对成功则驱动智能门锁的驱动模块4来完成电子锁体5的开锁动作；
10、完成智能门锁开锁流程。
总的来说，本实用新型通过蓝牙交互实现手机APP1与智能门锁之间的无线通信，较于传统的网络连接其安全性更好，手机APP1与智能门锁之间的蓝牙连接通信验证通过验证密钥10进行加密传输，而且手机APP1与智能门锁之间的开锁指令验证分别经过初始密钥11、会话密钥12以及公开密钥进行多重加密传输，解决了传统智能门锁只是简单对称密钥验证容易受重放攻击情况，进一步提高了使用安全。
可选地，如图2至图5所示，控制芯片模块3为型号STM32VET6单片机开发板，储存器模块6为AT24C128储存器，蓝牙模块2为CC2540蓝牙模块，驱动模块4为L9110电机驱动模块；AT24C128储存器的引脚A0、引脚A1以及引脚NC均接地，AT24C128储存器的引脚SCL与STM32VET6单片机开发板的引脚 PB6连接，AT24C128储存器的引脚SDA与STM32VET6单片机开发板的引脚PB7 连接；CC2540蓝牙模块的引脚PIO1接地，CC2540蓝牙模块的引脚TX与STM32VET6 单片机开发板的引脚PA10连接，CC2540蓝牙模块的引脚RX与STM32VET6单片机开发板的引脚PA9连接；L9110电机驱动模块的引脚IB与STM32VET6单片机开发板的引脚PB0连接，L9110电机驱动模块的引脚IA与STM32VET6单片机开发板的引脚PB1连接，L9110电机驱动模块的引脚OA与电子锁体5内的马达正极连接，L9110电机驱动模块的引脚OB与电子锁体5内的马达负极连接；具体参考图2以及图3所示，CC2540蓝牙模块的引脚3.3V输入工作电压，CC2540 蓝牙模块的引脚GND接地；具体参考图2以及图4所示，AT24C128储存器的引脚VCC输入工作电压，AT24C128储存器的引脚GND接地；具体参考图2以及图 5所示，图5中的motor+即是电子锁体5内的马达正极连接引脚、motor-即是电子锁体5内的马达负极连接引脚，L9110电机驱动模块的引脚VCC以及引脚 GND均接地。
可选地，储存器模块6还用于储存智能门锁的操作记录，手机APP1具有用户登录模块、操作模块以及操作记录读取模块；用户输入账号密码进行登录，通过操作模块进行门锁的开启指令操作，通过操作记录读取模块门锁所记录开启关闭信息，储存器模块6内储存的智能门锁的操作记录发送给服务器进行储存，手机APP1从从服务器调取操作记录进行查阅。
可选地，还包括与控制芯片模块3电连接的LED信号灯7和蜂鸣器8，LED 信号灯7和蜂鸣器8均与电源模块9电连接；具体来说，LED信号灯77和蜂鸣器88用于提示智能门锁开启关闭状态信息，本实施例中，智能门锁开锁成功后，蜂鸣器8会响，而蜂鸣器8在智能门锁关锁成功三秒后也会响，信号灯伴随着蜂鸣器8响而亮起，提供用户一个提示作用。
可选地，第一随机数100于比对失败时，手机APP1与蓝牙模块2之间的蓝牙连接会于3s～5s的时间内断开；具体来说，本实施例中，述第一随机数100 于比对失败时，蓝牙连接会于3s～5s的时间段内断开，从而拒绝后续的开锁指令操作，提高智能门锁的开锁安全。
本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。
Claims (5)
1.手机APP可控权限蓝牙智能门锁，其特征在于：
包括智能门锁、用于控制所述智能门锁开关的手机APP(1)、分别与所述手机APP(1)以及与所述智能门锁通信连接的服务器和用于所述智能门锁与所述手机APP(1)之间通信加密或者解密的密钥模块，所述密钥模块包括验证密钥(10)、初始密钥(11)、会话密钥(12)以及公共密钥(13)，所述服务器具有存放、修改用户资料以及对用户身份进行识别的功能模块；
所述智能门锁包括电子锁体(5)、用于驱动所述电子锁体(5)开关的驱动模块(4)、蓝牙模块(2)、电源模块(9)、控制芯片模块(3)和储存器模块(6)，所述手机APP(1)通过蓝牙模块(2)与所述控制芯片模块(3)通信连接，所述控制芯片模块(3)分别与所述驱动模块(4)以及所述储存器模块(6)电连接所述驱动模块(4)、所述蓝牙模块(2)、所述控制芯片模块(3)以及所述储存器模块(6)均与所述电源模块(9)电连接，所述服务器与所述蓝牙模块(2)通信连接；
所述控制芯片模块(3)内分别储存有所述验证密钥(10)的解密密钥、所述初始密钥(11)的加密密钥、所述会话密钥(12)的解密密钥以及所述公共密钥(13)的解密密钥，所述服务器内分别储存有所述验证密钥(10)的加密密钥、所述初始密钥(11)的解密密钥以及所述会话密钥(12)的加密密钥，所述手机APP(1)内储存有所述公共密钥(13)的加密密钥；
所述控制芯片模块(3)于手机APP(1)与所述蓝牙模块(2)之间蓝牙连接时生成两组第一随机数(100)，其中一组所述第一随机数(100)用于在控制芯片模块(3)与手机APP(1)之间传输形成蓝牙连接指令，另一所述第一随机数(100)储存于所述储存器模块(6)内并用于与其中一组所述第一随机数(100)进行比对，所述验证密钥(10)用于其中一组所述第一随机数(100) 由所述手机APP(1)向所述控制芯片模块(3)回传过程的加密和解密；
所述控制芯片模块(3)于所述第一随机数(100)比对成功时生成两组第二随机数(200)，其中一组所述第二随机数(200)用于在所述控制芯片模块(3)与所述手机APP(1)之间传输形成开锁指令，另一组所述第二随机数(200)储存于所述储存器模块(6)内并用于与其中一组第二随机数(200)进行比对；
所述初始密钥(11)用于其中一组所述第二随机数(200)在所述控制芯片模块(3)向所述手机APP(1)传输过程中的加密与解密，所述会话密钥(12)用于其中一组所述第二随机数(200)在所述手机APP(1)向所述控制芯片模块(3)回传过程中的加密与解密，所述公共密钥(13)用于通过所述会话密钥(12)加密后的所述第二随机数(200)的加密与解密，所述控制芯片模块(3)于所述第二随机数(200)比对成功时驱动所述驱动模块(4)来驱动所述电子锁体(5)开启。
2.如权利要求1所述的手机APP可控权限蓝牙智能门锁，其特征在于：
所述控制芯片模块(3)为型号STM32VET6单片机开发板，所述储存器模块(6)为AT24C128储存器，所述蓝牙模块(2)为CC2540蓝牙模块，驱动模块(4)为L9110电机驱动模块；
所述AT24C128储存器的引脚A0、引脚A1以及引脚NC均接地，所述AT24C128储存器的引脚SCL与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PB6连接，所述AT24C128储存器的引脚SDA与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PB7连接；
所述CC2540蓝牙模块的引脚PIO1接地，所述CC2540蓝牙模块的引脚TX与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PA10连接，所述CC2540蓝牙模块的引脚RX与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PA9连接；
所述L9110电机驱动模块的引脚IB与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PB0连接，所述L9110电机驱动模块的引脚IA与所述STM32VET6单片机开发板的引脚PB1连接，所述L9110电机驱动模块的引脚OA与所述电子锁体(5)内的马达正极连接，所述L9110电机驱动模块的引脚OB与所述电子锁体(5)内的马达负极连接。
3.如权利要求1所述的手机APP可控权限蓝牙智能门锁，其特征在于：
所述储存器模块(6)还用于储存智能门锁的操作记录，所述手机APP(1)具有用户登录模块、操作模块以及操作记录读取模块。
4.如权利要求1所述的手机APP可控权限蓝牙智能门锁，其特征在于：
还包括与所述控制芯片模块(3)电连接的LED信号灯(7)和蜂鸣器(8)，所述LED信号灯(7)和所述蜂鸣器(8)均与所述电源模块(9)电连接。
5.如权利要求1所述的手机APP可控权限蓝牙智能门锁，其特征在于：
所述第一随机数(100)于比对失败时，所述手机APP(1)与所述蓝牙模块(2)之间的蓝牙连接会于3s～5s的时间内断开。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190104 Termination date: 20200604 |
|
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