本实用新型涉及一种插座控制系统，尤其是涉及一种安全的智能插座控制系统。
背景技术：
智能插座是一种符合智能家居设计理念的智能化产品。用户可以近程或远程开启或关闭智能插座从而控制智能家居的家用电器。用户可以通过手机app、PC机应用程序、物联网云数据平台来实现对智能插座的本地或远程控制。目前常见的智能插座系统有：基于Zigbee的智能插座、基于wifi的智能插座和基于蓝牙的智能插座等。Zigbee协议来源于无线传感器网络技术，其安全性和节能性有了一定的保证；wifi协议是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM射频频段。蓝牙技术是一种无线数据与数字通信的开放性规范。它以低成本、近距离无线连接为基础，为固定与移动设备建立了一种完整的通信方式和技术。蓝牙技术的实质是建立通用无线接口及其控制软件的标准，使移动通信与计算机网络之间能实现无缝连接，由此，为不同厂家生产的便携式设备提供了近距离(10m～100m)范围内的互操作通道。
在目前使用的智能插座中，基于wifi的智能插座占了很大的比例。但是国内外很多厂商在开发相应的手机app控制智能插座时，有一定的局限性和封闭性。厂商开发的手机app只能控制自己的智能插座，具有有一定的局限性。另一方面，智能插座的封闭性使得用户很难做二次开发。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全的智能插座控制系统，具有方便普通用户、可行性高、设备结构清晰和安全性高等优点。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种安全的智能插座控制系统，包括插座、无线路由器、密钥管理服务器和用户端设备，所述插座包括壳体以及设于壳体内的进线端子、电源通断器、单片机、密钥存储器和密钥有效期计时器，所述进线端子通过电源通断器连接电网，所述电源通断器、密钥存储器和密钥有效期计时器均连接单片机，所述单片机、密钥管理服务器和用户端设备分别与无线路由器无线连接。
所述插座为多个。
所述进线端子为多个，每个进线端子通过一电源通断器连接电网。
所述壳体上设有手动开启按钮，所述手动开启按钮连接电源通断器。
所述用户端设备包括手机、平板电脑和PC机。
所述密钥管理服务器采用PC机。
所述无线路由器采用Openwrt无线路由器。
所述单片机采用Arduino单片机。
所述电源通断器采用继电器或者开关管器件。
所述无线网络包括蓝牙无线网络、wifi无线网络和3G无线网络。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型利用无线路由器建立用户端设备、密钥管理服务器和插座内单片机三者之间的通信网络，密钥管理服务器可实现多个接入无线网络的用户端设备和插座的综合管理，便于普通用户的使用，克服现有技术的用户使用环境局限性，同时通过对传统插座内部结构的改进，利用单片机控制电源通断器，实现插座上电与断电的功能，同时单片机配合密钥存储器和密钥有效期计时器，可实现密钥的有效时限管理，起到对插座系统的智能安全保护，可以在很大程度上加强智能插座系统的安全性并方便广大的普通用户。
2、本实用新型还可以针对一个插座内多个进线端子进行一一对应的通断控制，控制精度更高，满足对连接同一插座上的不同用电设备控制的需求。
3、本实用新型的插座上还设有手动开启按钮，即可以作用普通的插座使用，也可以用于远程控制失效时的临时启动，设计更加人性化。
4、本实用新型设备结构清晰，模块化设计，单片机、密钥管理服务器可采用市场上购买到的硬件设备，降低开发成本，将插座系统与密钥管理相结合，确保该插座系统的可靠性。
5、本实用新型生产成本低，实用性强，选用市场上购买到的tplink无线路由器、Arduino单片机开发板和继电器等，硬件成本低，适于推广使用。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图中：1、无线路由器，2、密钥管理服务器，3、用户端设备，4、壳体，5、进线端子，6、电源通断器，7、单片机，8、密钥存储器，9、密钥有效期计时器，10、电网，11、手动开启按钮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
针对目前wifi的智能插座的现状，提供一种安全的智能插座控制系统，如图1所示，包括多个插座、无线路由器1、密钥管理服务器2和用户端设备3，每个插座均包括壳体4以及设于壳体4内的多个进线端子5、电源通断器6、单片机7、密钥存储器8和密钥有效期计时器9，每个进线端子5通过一电源通断器6连接电网10，电源通断器6、密钥存储器8和密钥有效期计时器9均连接单片机7，单片机7、密钥管理服务器2和用户端设备3分别与无线路由器1无线连接，壳体4上设有满足不同用户使用需求的手动开启按钮11，手动开启按钮11连接电源通断器6，插座的整个体积不变，外观同传统插座，但是功能多样。
用户端设备3包括手机、平板电脑和PC机，其中，从方便用户使用的角度才说，智能手机最佳，同时，无线网络包括蓝牙无线网络、wifi无线网络和3G无线网络，用户可根据使用环境选择合适的无线网络进行网络远程/近程操作。
无线路由器1采用Openwrt无线路由器，具体可采用tplink 703n无线路由器1，其原有固件为tplink原厂固件，经改造第三方固件后系统为Openwrt。Openwrt无线路由器会拥有更多的功能，适合于智能家居的智能无线路由器。选用此款无线路由器降低了系统生产成本。
密钥管理服务器2采用PC机搭配无线网卡的方式实现，用于实现智能插座的用户的身份认证的综合管理。无线网卡实现密钥管理服务器2无线网络连接Openwrt无线路由器。密钥管理服务器2可在市场上直接购买到，内部系统采用已经搭配好的Ubuntu Linux系统，同时配置好GPG软件环境，可以预先生成并存储多个合法用户的RSA密钥对，基于RSA公钥对用户身份密码进行加密，用户端设备3使用RSA私钥解密获取用户身份密码，从而获得智能插座控制系统的控制权限，保证智能插座控制系统的安全性，且便于普通用户的使用，克服现有技术的用户使用环境局限性。
单片机7包括核心的Arduino UNO开发板和Arduino ESP 8266wifi板，wifi板实现Arduino单片机通过无线网络连接Openwrt无线路由器。Arduino单片机可以控制电源通断器6的开或关，从而实现对插座的控制，Arduino单片机为市场上可直接购买的集成加解密程序的硬件，利用密钥存储器8实现密钥的临时存储，利用密钥有效期计时器9(计时电路)，实现密钥有效期的管理，当超过密钥有效期后，则自动销毁密钥，保证密钥实时的安全性。
电源通断器6由继电器或者开关管器件以及相关接口构成，电气连接插座内的进线端子5，直接硬件控制插座的开或关，实现快速通断电的功能。
本实施例中插座为20个，每个插座内的进线端子5为2～8个，可满足一个家庭住宅内的所有用电设备的使用。
本实用新型将传统的智能插座的控制方法和网络安全中的RSA非对称密钥技术进行有机的结合，实现安全的智能插座控制系统。RSA算法是安全性非常高的非对称密钥技术，是属于公开密钥体系的技术。理论上，即便公钥放到Internet网上，只要保护好私钥，智能插座系统的安全性仍然很高。首先利用密钥管理服务器2产生RSA密钥对，根据门禁合法用户的数量来产生多少个密钥对。其次，将RSA私钥安全导入到不同的合法用户的用户端设备3中，开启或关闭智能插座的工作过程如下：
1)密钥管理服务器2首先检测有无来自用户端设备3的无线请求信号，当接收到无线请求信号，则生成六到八位的随机数，生成合法用户密码，利用RSA公钥将合法用户密码的明文生成为密文，这是第一种模式的密文；第二种模式的密文是将合法用户密码的明文和有效时间段一起RSA加密。之后，密钥管理服务器2通过Openwrt无线路由器将两种模式的密文都传送到用户端设备3上，例如智能手机。
2)用户端设备3利用RSA私钥对两个密文完成RSA解密操作，获取第一种模式的明文以及第二种模式的明文；合法用户获取两种模式的明文后，即有相应的两种模式控制智能插座。一种是30秒到1分钟之内手机确定合法用户密码即可，每验证一次可以操控插座一天；另一种是智能手机从进行RSA解密后的第二种模式的明文中获取用户密码和有效时间段，在规定的之有效时间段内手机确定合法用户密码才可通过验证，每验证一次可以操控插座一周。密钥管理服务器2同时发送两个认证模式下的数据包，用户可以自由选择。
3)合法用户身份认证通过后，Openwrt无线路由器通过无线网络消息通知Arduino单片机控制打开或关闭插座，Arduino单片机可以控制电源通断器6中的继电器的开或关，从而实现对插座的开或关的控制。
该智能插座控制系统可在用电设备范围内建立智能插座的管理网络，通过用户端设备3、密钥管理服务器2以及插座内的单片机7实现智能插座的远程控制，便于用户自由接入，用户等设备综合管理效果好。
该智能插座控制系统适用于智能插座的领域，属于主动的安全防护系统，该系统经测试成功后就可安装到智能家居系统设备上，克服传统的家居系统加解密简单、不安全的缺陷，利用密钥管理服务器2进行RSA加密，同时用户端设备3利用私钥进行RSA解密，实现安全用户身份认证，认证通过的用户才能通过Ardunio单片机7控制系统打开或关闭智能插座，综上，本实用新型提出了崭新的智能插座安全系统的设计方案和模块整合技术，起到对插座系统的智能安全保护，可以在很大程度上加强智能插座系统的安全性并方便广大的普通用户。