专利名称：Ble设备控制的ble隐形智能锁系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线隐形智能锁领域，具体涉及集成蓝牙低功耗BLE技术来实现移动设备控制隐形智能锁系统。
背景技术：
锁是人们生活中不可或缺的防盗装置，随着锁行业的不停发展，锁具也衍生出各种类型。然而，纵观现有的锁具，各有其优势，却也有着各自的严重缺点。本发明集成BLE技术实现的可携式隐形智能锁系统，克服了其它锁具的缺点，满足了人们对锁具安全性高，使用方便，价格便宜和美观时尚等各方面的需求。传统的机械门锁，安全性差，且使用不方便。这类锁使用钥匙插入锁孔，随后转动锁芯带动锁舌开关锁。然而，无论锁芯多么复杂，只要有锁孔安装在门外，就为不法之徒提供了撬锁或复制钥匙的机会。另外，使用钥匙开门，步骤复杂，而钥匙一旦丢失或被有心人士盗走，主人为安全起见只能换锁，给生活带来极大的不便。为了解决传统机械门锁的这些问题，指纹锁，密码锁，感应卡锁等应运而生，这些锁用指纹，密码或感应卡等取代传统的钥匙来开锁，如此不法分子很难通过复制钥匙或者撬锁进门，安全性能大大提高；然而这些锁具有一个共同的缺陷，一旦安装在门外的感应装置被人蓄意破坏，主人即使有指纹，密码或感应卡等也无法开锁。此外，这类锁因为制作工艺复杂，价格通常很高，普通人难以承受。另外较流行的还有电子遥控锁，这类锁利用RF或红外等信号来遥控门锁，使用方便，价格相对便宜，广泛应用于汽车领域。然而这类锁却有着很大的安全隐患，RF或红外信号均为单向信号，不能双向通信，这就决定了其信号传输过程并不安全。如今人们已经可以非常容易的购买到针对这类锁的拦截器，解码器等。不法分子以极低的价格购买到这类解码器，就相当于拥有了一把万能钥匙，严重威胁到人们的财产安全。近年来兴起的智能家居系统,采用wifi, Zigbee等无线传输技术,利用网络终端设备控制家用电器，门锁等。这类系统安全性能高，使用方便。然而，其主要针对整个家居系统，未考虑人们对锁具的特殊需求，使用时均需要连接有线电源，且未对锁具进行特殊的设计，使得这类科技尚未在锁具行业得到广泛的应用。
发明内容
本发明结合了现有的蓝牙低功耗BLE科技，对锁具进行了隐形设计，实现了由BLE设备控制BLE隐形智能锁系统。本发明解决了其它锁具或锁系统在设计概念，技术，结构，成本及使用上存在的各种缺陷，同时满足了用户在安全，便捷，可靠，价格及外观方面的要求。本发明的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，主要包含一个或多个BLE隐形智能锁，一个或多个BLE设备,一个或多个可在BLE设备上运行的应用程序(APP), —个或多个BLE网关；此系统根据不同的配置主要有以下三种实现方案: (1)第一种方案是使用集成了BLE技术的智能手机，平板电脑等设备，用户只需免费下载并安装应用程序APP至此类BLE设备上，然后通过应用程序将BLE设备与BLE锁进行配对，即可使用这些BLE设备控制BLE锁。为了安全起见，只有与目标BLE锁配对过的BLE设备，才能控制目标BLE锁，仅仅安装了 BLE应用程序而未与目标BLE锁配对过的BLE设备，是无法控制目标BLE锁的。BLE应用程序，不仅能使用户控制BLE锁，还具有自行设定开关锁密码，为配对过的锁定义名字，查询锁的状态，以及删除配对过的BLE锁等功能；
(2)第二种方案是使用BLE遥控器控制BLE锁，适用于因各种原因而无法使用智能手机或平板电脑等的用户，只要BLE遥控器与BLE锁完成配对，BLE遥控器即可操作BLE锁，BLE遥控器可通过遥控器上的多向选择开关与一个或多个BLE锁配对，BLE锁亦可与一个或多个BLE遥控器配对；
(3)第三种方案即通过BLE网关来控制锁，首先将BLE网关与一个或多个BLE锁进行配对，然后将BLE设备与该BLE网关进行配对，这样BLE设备即可通过BLE网关控制BLE锁。因蓝牙信号作用范围有限，用户可通过BLE网关来扩大BLE移动设备的作用范围；另外，用户亦可根据自身需要，使用BLE设备或其他非BLE网络终端设备，通过互联网或局域网经BLE网关来控制配置于不同地点的一个或多个BLE锁。本发明在安全方面主要具有以下特征:
(1)本发明使用BLE设备控制BLE隐形锁，只有配对完成，两者间才能通讯，而通讯使用的蓝牙信号启用128-bit AES完全加密，为数据封包提供高度加密性及认证度，极大完善了无限信号传输中的安全问题，各种拦截器，解码器对与本系统均束手无策；
(2)BLE锁采用隐形式设计，剔除了锁孔，锁芯，钥匙等部分，仅将BLE锁装在门内，而从门外则完全看不到BLE锁的存在，让不法分子无从下手；
(3)若与BLE隐形锁配对过的BLE设备丢失，使用BLE隐形锁的重置功能即可清除所有与之配对过的BLE设备记录，不用担心不法分子利用丢失的设备盗取财物；
(4)安装在BLE设备上的应用程序APP，使用户能自行定义开关锁的密码，这样即使不法分子持有配对过的BLE设备，也会因不知开关锁密码而束手无策。本发明在使用便捷方面主要有以下特征:
(1)本发明采用蓝牙低功耗BLE技术，极大降低了开关锁和待机时BLE锁及BLE设备的耗电量，实现了仅用电池供电，即可使BLE锁连续工作I年以上(假设由4节AA电池为BLE锁供电，平均每天开关锁共10次)，用户不需另外在室内和门上铺设电源线路为锁供电，不仅方便了用户的使用，也避免了因走线造成的安全隐患；
(2)BLE设备例如智能手机，平板电脑等已经成为人们日常生活中的必备品，用户只需使用这类BLE设备来开关锁，而不需另外携带钥匙，感应卡等物品，简化日常生活；
(3)若与BLE隐形锁配对过的BLE设备丢失，用户使用重置功能后，仅需将其他BLE设备与BLE隐形锁重新配对即可，根本无需因担心安全问题而换锁；
(4)BLE隐形锁无锁芯锁孔等，不需专业人士帮助，也不需使用专业工具，用户即可自行安装。本发明在可靠性方面主要由以下特征:
(I)BLE锁具有警报功能，当电源电量低时，BLE锁将会自动发出警报提示用户更换电池，警报提示将持续到用户更换电池为止； (2)BLE锁由双电源系统供电，当主要电源电池耗尽时，备用电源开始工作，且备用电源为充电电源，可由主电源为其充电，亦可由震动(例如开关门或敲门时产生的震动)充电，这样用户不用担心因忘记换电池而无法开门。在价格方面，因本发明的应用程序APP为免费提供，BLE移动设备为用户已有无需另买，而BLE锁仅增加了 BLE模块(价格低廉)，去除了锁孔，锁芯，钥匙等部分，使其制造容易，成本较低，让广大普通消费者均能承受。在外观时尚方面，因BLE锁的外壳可由金属，塑料等材料制成，且去除了锁孔，锁芯等部分，外观设计发挥空间大；其次，因BLE锁仅需电池供电，无需另外走线破坏已有家居设计风格；再者，使用BLE设备例如智能手机等来开关锁，也满足了人们对时尚的追求。
图1为各类门锁及本发明的BLE锁示意 图2为BLE锁内部结构示意图,标示了 BLE锁的主要电子及机械部件；
图3为BLE遥控器的示意 图4a，图4b，图4c和图4d为基于当前设计的BLE智能手机的应用程序示意 图5显示了 BLE系统的直接通信模式；
图6显示了 BLE系统的间接通信模式；
图7显示了 BLE系统的网络通信模式。
具体实施例方式下面参照图1至图7对本发明的实施方式进行详尽的说明，所用术语及图示部分仅为举例说明，不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；在不背离本发明的原理和实质的前提下做出的变更或修改，都属于本发明的保护范围。图1显示了本发明BLE锁的隐形特征。一般的门锁安装在门101上后，从门外均为可见的，例如指纹锁102，密码锁103，机械锁104，或感应卡锁105 ;而本发明的BLE锁106，是安装在门内的“隐形锁”，从门外是不可见的。图2例举了 BLE锁201的内部组件。其内部组件主要有:印刷电路板202，BLE模块203，BLE天线204，配对按钮205，重置按钮206，蜂鸣器207，主要电源系统(由四节AA电池组成)208，备用电源系统(充电电池)209，马达210，与马达相连的齿轮或传动带211，锁舌212，手动开关213等。这些组件的工作原理相关技术人员应当理解，这里不再解释。图3显示了 BLE遥控器301主要由五部分构成:配对按钮302，LED状态显示灯303，开锁按钮304，关锁按钮305，选择开关306。其中LED状态显示灯303可根据BLE遥控器301的不同状态显示不同颜色，而选择开关306使BLE遥控器301能与多个BLE锁106配对。图4a，图4b，图4c和图4d例举了 BLE智能手机应用程序APP的操作界面。其操作流程如下:
(1)将APP下载并安装在BLE智能手机上；
(2)按下配对按钮401，使手机处于配对模式。在配对模式下，BLE智能手机搜索BLE作用范围内处于配对模式下的BLE锁；
(3)搜索完成，配对界面402显示搜索到的BLE锁403及404。若需要重新搜索，按下重新搜索按钮405即可；
(4)编辑界面406显示配对过的BLE锁的相关信息，并使用户能对其中一些项目自定义。其中407显示了 BLE锁的出厂序列号，此项为不可编辑项；而锁的名称408及是否需要设定密码选项409，用户可自行定义修改。若用户决定修改BLE锁的名称，选中408后即可通过标准键盘410自定义BLE锁的名称；若用户决定使用密码控制BLE锁，则在选择是否需要设定密码选项409的[是]后，输入密码界面419自动弹出，用户可使用标准键盘420设定密码。当用户自定义选项均编辑完成后，按下保存按钮411即完成编辑，修改过的信息被保存；若用户放弃编辑，按下取消按钮412即可退出编辑界面，所作的修改不被保存；
(5)主页界面413显示已配对的3个BLE锁，根据其显示的颜色可判断，显示为绿色的BLE锁414和415在智能手机作用范围以内可以操控，而显示为灰色的BLE锁416则因在作用范围以外而无法操控。如果用户想要控制作用范围内的BLE锁，则可以触控该BLE锁对应的开关锁按钮417。若用户想要编辑一个BLE锁(例如AWDL_3E875C)，则只需按下编辑按钮418，编辑界面406将随即弹出。结合图2和图3，列举了 BLE锁与BLE遥控器间通信方式及使用方法:
(1)BLE遥控器301的选择开关306，可使BLE遥控器与一个或多个BLE锁201进行配对。若与目标BLE锁201配对时选择开关306置于A频道，则需要将遥控器301的选择开关306置于A频道才能控制目标BLE锁，其他频道依次类推；
(2)当用户尝试建立BLE锁201与BLE遥控器301之间的通信时，首先需要将BLE锁与BLE遥控器进行配对。具体操作流程为:按下位于BLE锁201上的配对按钮205，蜂鸣器207随即发出的蜂鸣声，指示BLE锁201处于配对状态；同时将BLE遥控器301的选择开关306置于A频道，当按下配对按钮302后，LED指示灯303闪蓝光，指示BLE遥控器也处于配对状态。当BLE锁201与BLE遥控器301配对成功后，蜂鸣器207将在发出连续警示声三秒后结束警示，而LED指示灯303将停止发蓝光。至此BLE遥控器301与BLE锁201配对完成，当选择开关306置于A频道时，BLE遥控器301即可控制BLE锁201 ；
(3)BLE遥控器301与BLE锁201配对完成后，若按下关锁按钮305，BLE遥控器201发出蓝牙信号，BLE锁201通过蓝牙天线204接受到信号后，将信号传至BLE模块203进行分析处理，然后BLE模块203发出关锁信号至微型马达210，微型马达210通过齿轮或传送带211驱动锁舌212向前移动至锁栓，并最终完成关锁。同理，当开锁按钮304按下后，BLE锁将完成开锁动作。结合图2和图4，列举了 BLE锁与BLE智能手机间的通信方式及使用方法，BLE锁与BLE平板电脑间的通信方式及使用方法与此类似:
(O当用户尝试建立BLE锁201与BLE智能手机之间的通信时，首先需要将BLE锁与BLE智能手机进行配对。具体操作流程为:按下位于BLE锁201上的配对按钮205，蜂鸣器207随即发出的蜂鸣声，指示BLE锁201处于配对状态；同时，用户将智能手机中的BLE应用程序(APP)打开，并按下APP中的配对按钮401进入配对界面402，此时APP将自动搜寻处于BLE作用范围内的所有处于配对模式的BLE锁，并将搜寻到的BLE锁显示在配对界面402 上； (2)如图4a中403显示，搜寻到BLE锁AWDL-3E875C，若用户想要将BLE智能手机与之配对，直接按403即可，403按下后“编辑”界面406自动弹出，而BLE锁蜂鸣器207将在发出连续警示声三秒后结束警示表示配对成功。无论用户是否编辑此锁，BLE锁与BLE智能手机均配对成功。编辑功能406已在前面的章节中介绍，这里不再解释；
(3)BLE锁与BLE智能手机配对成功后，用户可返回至主页413。当BLE锁201在BLE智能手机作用范围内时，显示该BLE锁的颜色为绿色(如锁414或415)。若用户触及区域417至关锁位置，BLE智能手机将发送蓝牙信号至BLE锁201，BLE锁201通过蓝牙天线204接受到信号后，将信号传至BLE模块203进行分析处理，然后BLE模块203发出关锁信号至微型马达210，微型马达210通过齿轮或传送带211驱动锁舌212向前移动至锁栓，并最终完成关锁。开锁动作依次类推；
(4)若用户决定使用前面提到的使用密码功能409时，APP工作的流程略有不同。当某个BLE锁的区域417被触及至关锁位置，输入密码界面419将随即弹出，用户需要通过标准键盘420正确输入设置的密码才能完成关锁功能。若密码输入错误或用户决定取消关锁动作，BLE智能手机不会发出蓝牙信号至BLE锁，BLE锁亦不会有任何动作；
(5)使用BLE智能手机的另一项功能，即可通过智能手机上APP的查询状态按钮随时检测BLE锁的开关记录及当前状态等。图5显示了 BLE系统的直接通信工作模式。BLE智能手机501或者BLE遥控器502能直接控制作用范围内与之配对过的一个或多个BLE锁，包括家门锁503，后院锁504，办公室锁505，及父母家大门锁506等。图6显示了 BLE系统的间接通信工作模式。首先将BLE智能手机601和BLE网关602配对完成，并将BLE网关602与需要控制的BLE锁603、604、605等配对完成。完成配对后，用户即可使用BLE智能手机601通过BLE网关602来控制大门604，后院门603，车库门605等。通过BLE网关能扩展BLE智能手机601的作用范围。例如当BLE智能手机601与后院门603之间的距离超过了 BLE智能手机的作用范围时，若BLE网关602安装在这段距离之间，智能手机即可通过BLE网关602控制后院门锁603，为用户的生活提供进一步的方便。图7显示了 BLE系统的网络工作模式。首先与BLE系统间接通信工作模式一致，将BLE网关与BLE锁配置完成，这样搭建的局域系统如703，704和705分别位于不同地点。用户通过互联网702使用网络终端设备701 (台式电脑，智能手机，平板电脑等)即可控制位于不同地点的一个或多个BLE锁。
权利要求
1.一种BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征是，基于无线通信技术控制BLE隐形智能锁；其包含一个或多个BLE隐形智能锁，一个或多个BLE设备，一个或多个可在BLE设备上运行的应用程序APP，一个或多个BLE网关。
2.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其中所述基于无线通信技术控制为通过蓝牙低功耗BLE技术，使用安装了 APP的BLE设备直接控制、使用安装了APP的BLE设备通过BLE网关控制、使用安装了 APP的BLE移动设备通过互联网及BLE网关远程控制或使用其他非BLE网络终端设备通过互联网或局域网以及BLE网关控制。
3.如权利要求1或2所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于，其中所述的BLE为蓝牙低功耗Bluetooth low energy简称BLE技术,包括Bluetooth 4.0及所有集成了 BLE的无线通信技术。
4.如权利要 求1或2所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于，所述的BLE设备是指集成了蓝牙低功耗BLE技术的个人电脑，笔记型电脑，平板电脑，智能手机，PDA,遥控器等；其中BLE遥控器具有多路选择开关，使BLE遥控器能控制一个或多个BLE锁。
5.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于:所述BLE隐形智能锁采用无锁芯隐形设计，仅安装在门内，从门外无法辨别是否装有锁以及锁安装的位置。
6.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于:所述BLE隐形智能锁通过电池供电，所述电池为碱性电池，锂电池或充电电池。
7.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于:所述BLE隐形智能锁具有警报机制，提示用户电池电量过低；具有配对功能，能与一个或多个BLE设备进行配对，且仅有配对过的BLE设备能对其操控；具有重置功能，该功能可删除所有配对记录，使用重置功能后配对过的所有BLE设备将无法对其进行操控。
8.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于:所述BLE隐形智能锁由主电源和备用电源两个电源供电，所述备用电源由主电源为其充电的普通充电电池或震动充电电池供电，当所述主要电源工作时，所述备用电源不工作，当所述主要电源不工作时，所述备用电源工作。
9.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于:所述BLE隐形智能锁具有可通过USB连接外围电源为所述备用电源充电以及为锁供电的通用的USB接口 ；具有内置的BLE模块；具有连接至印刷电路板PCB的、有接收和发送信号的功能的蓝牙天线。
10.如权利要求1所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于:所述BLE隐形智能锁具有触摸屏幕，用户能使用触摸屏直接对其进行操控；所述BLE隐形智能锁的外壳部分使用不锈钢，合金，塑料，或其他材料。
11.如权利要求1或2所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于:BLE设备能与一个或多个BLE锁配对，BLE设备能与一个或多个BLE网关配对，BLE锁能与一个或多个BLE设备或BLE网关配对，其配对方式遵从蓝牙技术的配对原理。
12.如权利要求1或2所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于:BLE网关为BLE锁与BLE设备间建立通信平台，使得一个或多个BLE设备能直接通过BLE网关操控一个或多个BLE锁，或通过局域网或互联网经BLE网关操控一个或多个BLE锁；同时，BLE网关也为BLE锁与未集成BLE技术的网络终端设备建立通信平台，使得一个或多个未集成BLE技术的网络终端设备通过局域网或互联网经BLE网关操控一个或多个BLE锁。
13.如权利要求1或2所述的BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统，其特征在于:针对BLE隐形智能锁系统开发的应用程序APP，能够安装在BLE设备或未集成BLE技术的其他网络终端设备上，该APP能够在Windows，Android及iOS等操作系统上运行，能够使BLE设备具有与一个或多个BLE锁配对，添加或删除BLE锁，开关BLE锁，检测BLE锁的状态，存储BLE锁的工作记录，设置开关BLE锁的密码，更改BLE锁的名称等功能；使未集成BLE技术的其他网络终端设备通过BLE网关具有开关BLE锁，检测BLE锁的状态，存储BLE锁的工作记录等功 能。
全文摘要
本发明基于蓝牙低功耗Bluetooth Low Energy(BLE)无线通信技术，实现了一种由BLE设备控制的BLE隐形智能锁系统。系统包含BLE隐形智能锁，BLE设备，可在BLE设备上运行的应用程序APP，BLE网关等。本系统由日常使用的智能手机等BLE设备取代钥匙来控制BLE智能锁，其采用的蓝牙低功耗BLE技术在保证数据传输安全性的同时，更实现了BLE智能锁仅由电池供电即可正常工作一年以上。本发明满足了用户对锁具系统安全性，便利性及价格等方面的要求，仅增加一个BLE模块即剔除了钥匙，锁芯等部分的使用，推动锁行业跨入节能环保的低碳时代。
文档编号E05B49/00GK103174337SQ20131006769
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者鲁亚诗, 吴政哲 申请人:鲁亚诗, 吴政哲