本发明涉及挂锁领域，特别涉及一种基于lora技术的物联网挂锁及系统。
背景技术：
锁，是主人为防他人开启而设的简单的机关，在人类文明社会里发挥着“拘系束缚”的功能，规范着社会行为。挂锁，是锁具历史中最古老的分支，其锁体上装有可以扣接的环状或“一”字形状的金属梗，即“锁梁”，使挂锁通过锁梁直接与锁体扣接成为封闭形锁具，使其具有防盗功能。
现有挂锁，历经70年代的球形挂锁、80年代的执手挂锁、到90年代的ic、rf电子门锁，逐渐向远程开锁、便捷式、智能化发展，提高了传统挂锁的安全性和实用性，然而此类挂锁一般基于蓝牙，gprs或nfc模块，选用高频段作为通信信号，进行合法性的远程认证，虽然解决了钥匙携带不方便，钥匙易于复制等问题，但其功耗高，一般需要频繁充电或更换电池，影响挂锁的实用性。其次，仅采用平台端认证通过即完成开锁，容易出现由于用户失误，远程认证成功而误开本地锁，造成安全隐患。
技术实现要素：
针对上述现有技术中，智能挂锁功耗高，容易错开本地锁等缺陷，提供了一种基于lora的物联网挂锁及挂锁系统，实现远程开锁，解决智能挂锁电池寿命短的问题，进一步提高挂锁的实用性和安全性。
为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的。
一种基于lora的物联网挂锁，包括锁体、锁梁及设置在锁体内的主控板、自复位式电磁铁、蓄能弹簧、限位铆钉、开锁按钮。
所述锁体上开有第一盲孔和第二盲孔，所述锁梁包括第一锁柱和第二锁柱，第二锁柱上开设一个梯形锁舌卡槽。
所述自复位式电磁铁包括感应线圈、衔铁、锁舌和复位弹簧，所述衔铁自由端与锁舌连接，当自复位式电磁铁通电时，衔铁在磁力作用下带着锁舌回缩，梯形锁舌卡槽与锁舌脱扣，开锁成功，进一步地所述第二盲孔与限位铆钉配合，保证开锁后第二锁柱在第二盲孔中能旋转一定角度且不能旋出；所述自复位式电磁铁断电时，衔铁在复位弹簧推力作用下带动锁舌前推，梯形锁舌卡槽与锁舌配合形成锁扣，上锁成功，进一步地，第一盲孔用以在挂锁上锁后限制锁梁的第一锁柱旋出。
所述蓄能弹簧设置在第二盲孔底部、锁梁的第二锁柱下方，用户开锁时，向下按压锁梁，所述蓄能弹簧蓄能后弹开锁梁。
所述开锁按钮设置在锁体的第一盲孔底部，用户开锁时向下按压锁梁，带动第一锁柱触发开锁按钮，开锁按钮触发后，唤醒主控板。
所述主控板包括mcu、通信模块、弹簧天线、输出电路、供电模块、迷你usb接口，所述mcu负责向服务器查询开锁命令的有效性，并对自复位式电磁铁发送开锁指令；所述通讯模块采用lora通信模块，与所述mcu连接，将所述mcu的查询指令转换为无线方式发送到服务器，并将服务器下发的开锁指令反馈给所述mcu；所述弹簧天线与所述lora通讯模块连接，内置于锁体中；所述输出电路与所述mcu通用i/o口连接，当mcu发出开锁指令后，输出电路驱动所述自复位式电磁铁短暂通电；所述供电模块内含锂电池，用以给所述主控板供电；所述迷你usb接口与所述供电模块及所述mcu连接，是供电模块内锂电池充电及系统维护升级的外部接口。
一种使用上述基于lora的物联网挂锁的挂锁系统，包括所述lora物联网挂锁、lora网关、服务器、用户终端。
开锁时，用户基于用户终端，向服务器发送开锁请求和授权时长t，服务器收到所述用户终端的开锁请求后验证用户开锁权限，若权限验证失败，向用户终端下发挂锁匹配失败指令；若权限验证通过，服务器将用户终端的这一条开锁请求作为lora物联网挂锁的钥匙存储，若在授权时长t秒内没有收到lora物联网挂锁的钥匙匹配请求，则丢弃该钥匙并向用户终端下发挂锁匹配失败指令，若在授权时长t秒内收到lora物联网挂锁的钥匙匹配请求且两者匹配成功，则向用户终端和lora物联网挂锁同时下发挂锁匹配成功指令。
用户基于用户终端提交开锁请求后，用户在本地向下按动所述lora物联网挂锁的锁梁，带动第一锁柱触发开锁按钮，开锁按钮触发后，唤醒主控板，主控板的mcu通过通讯模块经过lora网关向服务器发送钥匙匹配请求，若收到挂锁匹配失败指令，所述mcu不进行开锁操作并进入休眠状态；如若收到挂锁匹配成功指令，所述mcu通过输出电路，驱动自复位式电磁铁通电200ms，衔铁在磁力作用下带着锁舌回缩，第二锁柱上的锁舌卡槽与锁舌脱扣，开锁成功，所述锁梁在蓄能弹簧作用下弹出。
所述自复位式电磁铁通电200ms后断电，所述主控板进入休眠状态，所述自复位式电磁铁的衔铁在复位弹簧推力作用下带动锁舌前推，用户下压锁梁，锁舌再次进入梯形锁舌卡槽形成锁扣，上锁成功。
本发明提供的基于lora技术的物联网挂锁及挂锁系统，组网方便，无线传输，增加开锁按钮，只有远程开锁请求与本地触发开锁按钮匹配成功才能开锁，防止远程误操作而误开本地锁造成安全隐患。同时开锁按钮作为唤醒开关，若匹配不成功迅速进入休眠，如匹配成功，通过输出电路驱动自复位电磁铁通电200ms后进入休眠，从唤醒到开锁成功后再次休眠时间不超过1s，满足超长待机需求。
附图说明
图1是基于lora技术的物联网挂锁剖面图。
图2是基于lora技术的物联网挂锁锁体剖面图。
图3是基于lora技术的物联网挂锁锁梁结构图。
图4是基于lora技术的物联网挂锁自复位式电磁铁剖面图。
图5是基于lora的物联网挂锁的挂锁系统结构图。
图6是基于lora技术的物联网挂锁开锁流程图。
图7是服务器处理开锁请求流程图。
图8是基于lora技术的物联网挂锁主控板的结构图。
附图标记说明：锁体1；第一盲孔11；第二盲孔12；锁梁2；第一锁柱21；第二锁柱22；梯形锁舌卡槽23；蓄能弹簧3；主控板4；弹簧天线41；迷你usb接口42；限位铆钉5；自复位式电磁铁6；衔铁61；复位弹簧62；锁舌63；开锁按钮7；lora物联网挂锁100。
具体实施方案
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限定于此。
如图5所示，一种基于lora的物联网挂锁的挂锁系统，包括lora物联网挂锁100、lora网关、服务器、用户终端，所述lora网关与所述服务器连接，所述lora物联网挂锁与所述lora网关基于lorawan协议通信，向所述服务器发送钥匙匹配请求，接收所述服务器发送的匹配成功或失败指令，并基于匹配指令进行休眠或开锁；所述用户终端与所述服务器连接，向所述服务器发送开锁请求及授权时限，并接收所述服务器发送的开锁成功或失败的反馈。
如图1所示，一种基于lora的物联网挂锁，包括锁体1、锁梁2及设置在锁体内的主控板4、自复位式电磁铁6、蓄能弹簧3、限位铆钉5、开锁按钮7。
如图2和图3所示，所述锁体1上开有第一盲孔11和第二盲孔12，所述锁梁2包括第一锁柱21和第二锁柱22，第二锁柱22上开设一个梯形锁舌卡槽23。
进一步地，所述第一盲孔可在lora物联网挂锁100上锁后限制锁梁2的第一锁柱21旋出。
如图4所示，所述自复位式电磁铁6包括感应线圈、衔铁61、锁舌63和复位弹簧62，所述衔铁61自由端与锁舌63连接。
如图3所示，所述蓄能弹簧3设置在第二盲孔12底部、锁梁2的第二锁柱22下方，用户开锁时向下按压锁梁2，蓄能弹簧3蓄能后弹开锁梁2。
如图1所示，所述开锁按钮7设置在锁体1的第一盲孔11底部，用户开锁时向下按压锁梁2，带动第一锁柱21触发开锁按钮7，开锁按钮7触发后，唤醒主控板4。
如图8和图1所示，所述主控板4包括mcu、通信模块、弹簧天线41、输出电路、供电模块、迷你usb接口42，mcu负责向服务器查询开锁命令的有效性，并对所述输出电路发送开锁指令，驱动所述自复位式电磁铁6启动；所述通讯模块采用lora通信模块，与所述mcu连接，将mcu的查询指令转换为无线方式发送到服务器，并将服务器下发的开锁指令反馈给所述mcu；所述弹簧天线41与所述lora通信模块连接，内置于锁体1中；所述输出电路与所述mcu通用i/o口连接，当mcu发出开锁指令后，输出电路驱动所述自复位式电磁铁6短暂通电；所述供电模块内含锂电池，用以给所述主控板供电；所述迷你usb接口42与所述供电模块及所述mcu连接，是供电模块内锂电池充电及系统维护升级的外部接口。
如图7及图5所示，用户基于用户终端向服务器发送开锁请求和授权时长后，服务器处理开锁请求的步骤如下：
step1服务器收到用户终端的开锁请求和授权时长t；
step2服务器验证用户开锁权限：
step2-1若用户权限验证失败，服务器向用户终端下发lora物联网挂锁100匹配失败指令；
step2-2若用户权限验证通过，服务器将用户在用户终端的开锁请求作为lora物联网挂锁100钥匙存储；
step3服务器验证用户授权时限t内是否收到lora物联网挂锁100的钥匙匹配请求：
step3-1若服务器在授权时长t秒内没有收到lora物联网挂锁100的钥匙匹配请求，则丢弃该钥匙并向用户终端下发lora物联网挂锁100匹配失败指令；
step3-2若服务器在授权时长t秒内收到lora物联网挂锁100的钥匙匹配请求则进行钥匙匹配验证；
step4钥匙匹配验证：
step4-1若服务器在授权时长t秒内收到lora物联网挂锁100的钥匙匹配请求，但与步骤step2-2所述的钥匙匹配验证失败，服务器向用户终端下发lora物联网挂锁100匹配失败指令；
step4-2若在授权时长t秒内收到lora物联网挂锁100的钥匙匹配请求，且与步骤step2-2所述的钥匙匹配验证成功，服务器则向用户终端和lora物联网挂锁100同时下发匹配成功指令。
如图6、图3、图1、图7、图8、图5、图4所示，用户基于用户终端提交开锁请求后，lora物联网挂锁100的开锁步骤如下：
step1用户向下按动lora物联网挂锁100的锁梁2；
step2锁梁2的第一锁柱21触发开锁按钮7，主控板4被唤醒成功；
step3所述主控板的mcu进行钥匙匹配请求和钥匙匹配判断，具体如下：
step3-1所述主控板4的mcu通过通讯模块向服务器发送钥匙匹配请求，若收到挂锁匹配失败指令，不进行开锁操作并进入休眠状态；
step3-2若所述主控板4的mcu收到服务器发送的挂锁匹配成功指令，则所述mcu通过输出电路驱动自复位式电磁铁6启动；
step4所述自复位式电磁铁6通电200ms，衔铁61在磁力作用下带着锁舌63回缩，梯形锁舌卡槽23与锁舌63脱扣，锁扣弹开，锁梁2在蓄能弹簧3作用下弹出，所述第二盲孔12与限位铆钉5配合，保证锁扣弹开后第二锁柱22在第二盲孔12中能旋转一定角度且不能旋出；
step5自复位式电磁铁6通电200ms后断电，所述主控板进入休眠状态，所述衔铁61在复位弹簧62推力作用下带动锁舌63前推，用户下压锁梁，锁舌63再次进入梯形锁舌卡槽23形成锁扣，上锁成功。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。