一种带管理系统的动态密码锁的制作方法

1.本发明涉及一种带管理系统的动态密码锁，属于电子技术领域，可应用房门、柜门、箱子门和设备电控管理，主要应用于安全管理、产品防伪、控制运营、租赁以及共享运营管理的场合。


背景技术：

2.随着科技的进步，智能锁在各行业得以应用，而对操作使用的便利性、安全性的要求也在不断提高，动态密码锁在很多场合的应用也在不断出现。如授权公告号为cn205680158u(申请号为201620609238.9)的中国实用新型专利《基于物联网的动态密封锁》，其中公开的动态密码锁包括密码锁本体模块、移动终端、后台监控模块和加密模块，密码锁本体模块与后台监管模块数据传输连接，移动终端与后台监管模块数据传输连接，后台监管模块与加密模块数据传输连接，密码锁本体模块与移动终端之间通过二维码信息交互连接。在验证移动终端输入至密码锁本体模块内进行验证时，密码锁本体模块需要与后台监管模块进行通讯以比对移动终端输入的密码是否与后台监管模块发送至移动终端密码一致，如果一致则通过验证并开锁。该方案存在一些弊端：密码锁内需要内置通讯模块，这样锁体结构复杂、可靠性不高、成本高；密码锁需要实时在线，在开锁过程中密码锁本体模块需要与后台监管模块进行通讯，信号不好或偶尔掉线就会影响密码锁的正常开启，实时在线需要向电信运营商支付高额的通讯费用，运营成本高；另外，由于需要通信的保障，需要保持待机状态，电池的消耗也是这种锁的一大弊端，安装很大的高能电池组，过一段时间就需要更换电池；联网锁还有一个弊端是安全性，由于网站可能受到病毒入侵或黑客入侵，因此在传输过程中存在安全风险。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种锁具成本低、安全性更高，使用更便捷、运营成本低且能实现多种方式获取动态密码进行开锁的密码锁和管理系统。
4.动态密码锁系统整体包括密码锁、开锁器、数据线和锁管理系统四部分组成，在开锁时先将开锁器通过数据线连接锁孔，在开锁器上查询密码，并显示，将此密码输入到锁体上的密码按键，验证正确即可开锁。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.实现原理：
7.本电路实现原理是，密码锁中有密码控制器、密码按键、锁id存储器和电机，密码锁内不装电池；
8.开锁时使用数据线，一头插开锁器数据接口，另一头插入密码锁数据接口，此时开锁器为密码锁引入了电源，密码锁中的密码控制器开始工作；连接后开锁器读取密码锁内锁id存储器中产品id信息，密码锁中密码控制器从开锁器获取时间信息，计算动态密码；通
过数据线连接开锁器获得了密码锁id编号信息，开始计算密码，计算后得到动态密码在显示屏上显示，操作人将此密码通过密码锁表面的密码按键输入；密码锁中密码控制器接收输入的密码后，计算本锁对应的密码信息，核对正确即可开启，电机动作、锁打开。闭锁时有两种方式：有用弹力锁体的使用机械锁定，无需开锁器可直接闭锁；无弹力的锁体使用开锁器控制锁定，闭锁时一般无需密码，必要时也可另外输入动态密码才能闭锁。
9.开锁器也可以通过从密码锁外表的锁id编号，输入后获取动态密码。
10.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：密码锁内的密码模块与开锁器中密码管理模块采用一致的密码规则算法，每次开锁是由管理后台密码管理模块生成的密码与密码锁锁体内的密码控制器生成的密码进行比较，匹配一致时即可开锁。每一次使用时，由管理后台密码管理模块根据手机上传的请求时间，计算当前密码，密码锁内的密码控制器用同样的算法进行计算，计算密码的方法为当前时间、密码锁id编号结合密码规则，比较结果正确即可开锁。
11.密码管理模块中有密码规则设置功能，在动态密码使用中，可以使用密码管理模块对密码的长度、位数、有效时间、特定的地理位置、有效次数、多人操作的规则进行设置，根据用户使用的要求，进行不同的设置。只有符合密码规则的操作才可以开启密码锁。
12.密码规则使用能够设置有效时间段，例如设置7天内可使用，则7天过期后将不能获取密码；还能够设置密码允许使用次数，如密码可使用10次，则使用10次后更新，正常使用时密码为单次有效，使用后即告失效。再使用时需要重新查询获取。还能够设置允许使用地理位置，在允许的地理区域范围内使用。还能够设置多人密码，如两个人分别输入密码后开启。
13.密码规则根据使用场景的安全性要求设定，对于密码安全要求不高的情景，可以设置简单规则，对于安全要求高的，可以设置复杂一些的规则。
14.动态密码锁的结构：
15.本发明动态密码锁系统包括：动态密码锁、数据线、开锁器。
16.所述动态密码锁，其特征在于：锁体：锁的主体外壳，用于安装锁总体构成的部件；
17.所述动态密码锁，其特征在于：锁扣：用于锁紧扣住锁的机械部件；
18.所述动态密码锁，其特征在于：密码按键：用于开锁时输入密码数字的按键组合；
19.所述动态密码锁，其特征在于：密码控制器：在锁体内部，用于按密码规则和算法计算密码的器件，对比判断密码是否正确，是否发出开锁指令的电子器件带动电机动作开锁；
20.所述动态密码锁，其特征在于：电机：在锁体内部安装有马达电机，开锁时由密码控制器发出开锁指令，电机启动，锁扣打开；闭锁时发出闭锁指令，电机启动，锁扣锁死。
21.所述动态密码锁，其特征在于：密码按键、密码控制器与电机相连接安装在锁体内。
22.进一步，通常情况下密码锁内不需要安装电池，对于一些经常开启的锁，为了方便也可以在锁体内安装电池，安装电池的好处是当设置长期密码或多次密码时，不需要连接手机，直接按键即可开锁。还可增加显示屏，用于按键输入时显示，避免输入错误。
23.所述数据线，其特征在于：数据线一头匹配手机数据接口，另一头匹配动态密码锁数据接口，通常情况下，动态密码锁数据接口采用跟手机数据接口type-c接口、安卓接口或
苹果手机数据接口中任意一种，只要使用接口匹配即可。数据线的作用是连接动态密码锁和开锁器传输数据和为动态密码锁供电。数据线的作用只是将开锁器和密码锁连接，也可做成一端固定，另一端插入的方式，或者可以省去数据线，直接做成阴阳插头插入即可。
24.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：开锁器的硬件形式有两种：一是独立的设备，具有输入按键、扫描器、密码管理模块、存储器、显示屏、时钟电路、登录验证模块和电池的设备，二是利用智能手机实现，在手机中安装软件，通过软件控制功能来获取密码、管理锁。使用独立设备的好处是没有联网功能，安全性高，在不担心网络传输安全情况下开锁器用手机来代替，所有功能都可实现，使用哪种形式根据用户应用场合和对安全性的要求来决定。
25.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：输入按键：字母数字输入键盘，用于开锁时输入管理认证信息及输入锁编号数字的按键组合，
26.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：扫描器：即摄像头用于扫码二维码输入锁的id信息；
27.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：密码管理模块：用于将一系列有规律的数字信息通过使用设定的密码规则和算法计算得出密码的器件；
28.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：存储器：用于存储锁id编号信息、开、闭锁记录和管理、认证信息的器件；
29.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：显示屏：显示字母数字输入键盘按键输入的数字和输出的密码；
30.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：登录验证模块：为了加强安全控制，对使用人员的身份进行验证，可设为登录用户名、密码方式，进一步登录验证模块可设为手机短信密码、指纹识别模块或人脸识别模块。
31.指纹识别模块电路：用于对使用人指纹前期录入和后期验证。
32.人脸识别模块电路：用于对使用人人脸识别前期录入和后期验证。
33.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：开锁器用手机替代的方法是：在手机中安装开锁器app或在其他软件中嵌入开锁功能。
34.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：利用手机做开锁器有两种使用方式：一是单机版，独立运行，数据信息都存储在本机，不依赖网络管理平台，数据可以导出。二是联网管理版，手机通过无线网络与服务器端锁管理系统连接，开锁时手机与锁管理系统数据互通，密码管理模块和数据信息都上传并存储在服务器端锁管理系统中。
35.所述开锁器是用于密码锁管理和开、闭锁的控制设备，其特征在于：利用手机做开锁器的形式有多种：一是独立的app软件，二是在一个综合管理app中的部分功能，三是微信小程序、公众号功能，四是网页浏览器管理页面；
36.三种类型开锁器的开锁和管控方式分别详述如下。
37.类型一，独立型：单机开锁，无通讯、更安全，适用于管理独立、安全级别高，保密信息不得通过网络传输或者在没有移动通信信号的应用场景。
38.一种动态密码锁系统在使用开锁器获取密码，再进行开锁时、其开锁方法特征在
于包括如下步骤：
39.1.用户使用开锁器时先得获得授权；
40.2.开锁时，用数据线连接手机和密码锁，打开开锁器，先进行授权认证，输入登录账号密码、或通过指纹、脸部识别登录；
41.3.登录后输入锁编号，点击获取密码；
42.4.开锁器显示屏显示密码；
43.5.在锁体密码按键上输入密码；
44.6.密码正确，锁打开；
45.7.闭锁时将锁扣恢复到锁定位置，在开锁器上点击闭锁，锁定。
46.开闭锁过程在开锁器中记录，后期可通过数据线通信传输给管理电脑或网络服务器。
47.类型二，手机单机版：手机开锁，可无通讯、更方便，对管理功能要求不高的场景。适用于使用快捷、方便，无需网络通信或不能保证手机网络通信时。
48.一种动态密码锁系统在使用手机进行开锁时、其开锁方法特征在于包括如下步骤：
49.1.用户在手机中提前安装开锁器app或在其他软件中嵌入开锁功能；
50.2.开锁时，用数据线连接手机和密码锁，打开开锁器，先进行授权认证，输入登录账号密码、或通过指纹、脸部识别登录；
51.3.登录后输入锁编号，点击获取密码；
52.4.开锁器上显示密码；
53.5.在锁体上按键输入密码；
54.6.密码正确，锁打开；
55.8.闭锁时将锁扣恢复到锁定位置，在开锁器上点击闭锁，锁定。
56.7.开、闭锁过程在开锁器中记录，可通过有线或无线数据通信传输给管理电脑或网络服务器。
57.类型三，手机联网型：使用网络开锁器，手机开锁，使用方便、信息联网。适用于快捷、多人使用、网络管理更方便，对使用数量多、管理功能要求高的场景。一种动态密码锁系统在使用联网手机进行开锁时、其开锁方法特征在于包括如下步骤：
58.1.用户在手机中提前安装密码锁app或使用浏览器、微信小程序、公众号，由网络管理员给予人员、锁编号、授予开、闭锁权限；
59.2.开锁时，用数据线连接手机和密码锁，打开开锁器app，先登录验证，输入登录账号密码、或通过指纹、脸部识别认证登录；
60.3.数据线插入即可获取或扫描锁体上二维码、输入锁编号，点击获取密码；
61.4.手机屏幕上显示密码；
62.5.在锁体上按键输入密码；
63.6.密码正确，锁打开；
64.9.闭锁时将锁扣恢复到锁定位置，在开锁器上点击闭锁，锁定。
65.7.开闭锁过程在开锁器或网络服务器中记录。
66.所述锁管理系统，对于三种类型的开锁器的使用进行管理，以此对动态密码锁应
用功能进行多种密码规则的设置，在锁管理系统中对锁的开锁授权、开锁限制、使用人的身份、使用时限、次数、可用地点，多人协同开锁管理功能进行设置，对于使用人员、时间、地点、锁编号进行记录，可将数据导出到电脑，手机，联网管理通过在互联网服务器上建立的锁管理系统进行授权和记录的管理。
67.所述锁管理系统，不管是独立的开锁器还是手机单机版、联网的手机开锁器，每次的开锁都需要从锁管理系统获取信息，独立开锁器的锁管理系统内置在设备中，手机单机版的锁管理系统存储在手机app中，联网手机开锁器的锁管理系统数据存储在手机或服务器中。锁管理系统的作用是用于密码管理和开、闭锁授权、以及开、闭锁过程对时间、地点、开锁人的记录。
68.本发明具有的优点:
69.本发明所生成密码具有随机性和单次性,防止密码泄露,利于密码管理；密码锁及开锁器在开闭锁过程中完全不通过有线或无线通讯动作传输动态密码数据,因此更加安全可靠。
70.1.经济方面：动态密码的电路实现更加简单高效，使用器件极少，大大节约成本，减少投资。密码锁的使用方法更像普通锁，没有网络通信费用，经济上更划算。
71.2.实用性强：很多锁通常都是长时间不用的，因此带电池的锁很容易出现缺电的情况，而此发明可以不带电池，使用起来更方便。
72.3.使用方便：使用动态密码的过程中，也可设置为兼容固定密码使用,使开锁方式更灵活。
73.4.开锁速度：密码长度可设可变。可以生成变位密码，密码可长可短，可用最少4位，多则不限位的密码长度。
74.5.安全管理：动态密码的获取可使用独立的开锁器，也可使用手机或电脑，可以网络后台管理，更加方便管理，操作均有记录，便于查询。
75.6.管理人登录验证：对于动态密码使用人的身份可以通过密码登录开锁器或指纹识别、人脸识别手机短信验证等方式进行验证。
76.7.多人操作：动态密码开锁可由单人获取密码操作，也可由2个以上多人各自操作、协同完成。
77.8.网络信息安全：可联网，也可不联网。密码查看的方式可以通过独立不联网的开锁器、可以用不联网的手机或电脑、也可以是联网手机或电脑。
78.9.管理规范：可授权给指定的人员在指定的时间使用密码。
79.10.可追溯管理：开锁有日志，密码开闭锁过程历史全记录，可在本地保存、也可在电脑查看，或联网查看。
附图说明：
80.图1是本发明的动态密码锁整体构成示意图；
81.图2是本发明的密码锁的电路框图；
82.图3是本发明中开锁器的电路框图；
83.图4是本发明中手机开锁器app的结构图；
84.图5是本发明中手机网络开锁器的结构图；
85.图6是本发明中数据线示意图。
具体实施方式：
86.参照图1，本发明的动态密码锁包括：密码锁1、开锁器2、数据线3和锁管理系统4。
87.密码锁1是锁的主体，锁扣4是将锁体锁紧扣住的机械部件；开锁时，使用数据线3连接密码锁1和开锁器2，开锁信息记录在锁管理系统4中。
88.参照图1和图2，密码锁1的构成有锁体5，采用金属或塑料锁壳，内部有空间用于安装电路器件、电机11，头部设计安装有锁扣6。
89.锁扣6，一头插入锁体，另一头可转动，可以打开、锁闭。
90.密码按键7，使用多个按键开关组合可输入多位数字，此实例使用5个数字密码。
91.锁id标识8，外表展示锁id编号，为了联网管理方便可设为二维码编号。
92.密码控制器9采用单片机电路中部分功能，内部设计密码算法，并连接单片机的i/o口。外接并控制电机。
93.锁id存储器10，电子器件保存锁id编号信息及记录信息。
94.电机11，用于开、闭锁控制的电机。
95.参照图1与图3，本发明的动态密码锁使用的开锁器2包括：输入按键14、扫描器13、密码管理模块16、显示屏15、时钟电路17、电池18、存储器19、登录验证模块20。
96.所述的输入按键14：用于开锁时输入用户名密码管理认证信息及输入锁编号数字的按键组合；
97.所述的扫描器13扫码锁体上的二维码，识别锁id标识；
98.所述的密码管理模块16：用于按密码算法计算密码的器件；
99.所述的锁管理系统4：用于存储和传输开、闭锁记录和管理、认证信息的器件；
100.所述的显示屏15：用于显示输入信息和输出的密码；
101.开锁时先使用开锁器，通过信息输入键盘10输入锁编号或使用扫描器11扫码锁体上的二维码，锁内部的密码管理模块9即开始计算密码，生成后，在显示屏12上显示出来供开锁使用，同时存储器将登陆信息、锁编号、开、闭锁时间进行记录保存。
102.本实例参考图4和图5，设计了手机开锁器app，在手机上安装开锁器app31。包括：登录验证模块20、输入按键14、二维码扫描器13、密码管理模块16、锁管理系统4。
103.开锁时打开app，先通过登录验证模块20进行身份验证，获许进入后，使用二维码扫描器13扫一扫锁表面的锁id标识8二维码，也可信息输入键盘14输入用户名密码登录，输入锁编号后，密码管理模块16开始生成密码后在手机显示，同时在锁管理系统4中保存。
104.所述的输入按键14：用于开锁时输入用户名密码登录及输入锁编号数字的按键组合；
105.所述的扫描器13扫码锁体上的锁id标识8二维码，识别锁id编号；
106.所述的登录验证模块20，用于验证使用人的身份，在手机上注册后，凭账号密码可以登录。
107.所述的密码管理模块16，用于进行密码计算的工具，生成后显示。
108.所述的锁管理系统4，用于存储使用人、锁编号、密码、时间信息。
109.参照图5，与图4的区别为密码管理模块位于网络服务器端，手机网络开锁器32连
接密码锁1，获取密码锁信息、为密码锁1供电，数据与服务器端锁管理系统4连接。图5中，网络服务器的锁管理系统功能更加强大，具备人员管理、设备管理、调度管理的大量信息管理，可进行多人员、多设备、分时间综合调度管理的能力。
110.所述的人员管理模块22为，对于不同的人员有身份id，可以分别设置授权规则管理。
111.所述的设备管理模块23为：对于不同区域的密码锁，可以设置不同的多人员管理。
112.所述的调度管理模块24为：对于不同的密码锁，根据管理人员的需要可以分时、分地、以及上、下班次设置不同的管理权限。
113.所述的记录管理模块25：对所有人员和设备使用过程进行电子记录，便于回查统计。
114.参照图6，为本发明中数据线3示意图，数据线的一头是手机数据线接头，为type-c插头，插入手机数据接口21，另一头也是type-c接头，插入密码锁接口12。
115.本实例涉及密码锁的形式为挂锁，以此原理，包含但不仅限于挂锁一种，锁的外形能够做成外挂锁、链锁、暗藏安装、分体安装、以及电控开关等多种形式。