一种高安全的智能门锁及系统的制作方法

本发明涉及物联网领域，尤其是涉及一种高安全的智能门锁及系统。

技术背景

现如今，物联网的发展与需求已经是各行各业的大趋势，随着物联网的渗透，人们的生活也逐渐发生了翻天覆地的改革与变化。类似车联网、智能家居等市场的兴起，也推动着社会“智慧生活”、“智慧城市”等理念的全面贯彻。

门锁作为家居生活的重要必备品，也是智能家居行业备受关注的核心产品，近几年来得到了蓬勃发展。市面上已经存在了形形色色的不同方案、不同外形及不同功能的智能门锁产品。

一方面，目前的智能门锁产品，主要集中在“智能化”的方向发展，包括指纹、密码键盘、nfc刷卡等功能，但这些产品忽略了物联网技术中对于“联网”的要求。以“互联网化”的方式去操控门锁产品，已经越来越受大众用户的欢迎与认可，也逐渐成为智能门锁产品的标配要求。

另一方面，在不断持续扩大的物联网中，无论是家里的恒温器、监控设备、家用电器还是智能鱼缸，都将与网络安全技术发生关系。缺乏足够安全体系的物联网，对于网络攻击人员来说，犹如探囊取物。

门锁产品是保护家庭财产不受损失的重要装置，也是维护“家的安全”的最重要最关键的屏障。智能门锁的安全性，尤其是大规模“物联网”智能门锁的安全性，就凸显的更为重要。如果缺乏足够安全性的智能门锁在市场上批量化大规模商用后，势必会给网络不法分子造成可乘之机，能够利用网络安全漏洞更加轻松便捷地开启普通用户的家门，给人们的人身安全与财产安全造成重大损失与严重的后果。

因此，提供一款高安全的智能门锁及系统，已经迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明要解决的问题就是提供一种高安全的智能门锁及系统。

为解决上述问题，本发明提供所述的高安全的智能门锁及系统，包括安全智能门锁、门锁系统平台、门锁安全服务器、用户终端、门锁客户端软件和安全电子钥匙。

所述的安全智能门锁，包括主控模块、安全控制模块、网络通信模块、视频监控模块、信息存储模块、人机交互模块、物理锁控模块、电子锁控模块、锁栓驱动模块、电源模块以及门锁锁栓。核心是在传统的智能门锁的基础上，增加了满足物联网技术要求的网络通信模块以及满足应用场景安全级别要求的安全控制模块。所述安全智能门锁在安全机制的保障下完成门锁功能的正常开启与关闭，包括普通的现场开锁与远程的网络开锁，同时在安全机制的保障下完成门锁的状态监控、人机交互、信息存储、物联网通信等综合功能的运行。

所述的门锁系统平台，主要为所述的高安全的智能门锁及系统提供综合性的用户管理、设备管理、安全管理、商户管理、会员管理、业务发行、业务管理等支撑性功能服务。

所述的门锁安全服务器，主要为所述的高安全的智能门锁及系统提供满足应用场景安全级别要求的秘钥管理服务与安全认证服务。

所述的用户终端及所述的门锁客户端软件，主要为所述的高安全的智能门锁及系统提供基于物联网的远程服务功能，包括门锁环境监控与查看、视频通话、远程网络开/关锁、门锁设备状态监控、门锁记录查询及门锁异常报警等。

所述的安全电子钥匙，主要为所述的用户终端上所述的门锁客户端软件在进行远程网络开锁及其他涉及到安全性的远程功能操作时，提供满足应用场景安全级别要求的安全认证服务。

进一步地，所述的安全智能门锁的主控模块，作为所述安全智能门锁的中央处理器，用于连接与控制所述安全智能门锁的其他所有模块，管理所述安全智能门锁的工作状态，控制所述安全智能门锁的工作状态的有序转化，协调所述安全智能门锁的其他所有模块的正常运行，确保所述安全智能门锁的稳定工作。

进一步地，所述的安全智能门锁的安全控制模块，为所述的安全智能门锁提供数据传输与通讯过程中的安全控制及安全保障。其实现方式包括但不限于硬件安全芯片或模块、软件安全算法或机制等，其安全级别包括但不限于民用安全级、金融安全级、工业安全级或其他更高的安全级别，其安全算法包括但不限于口令密钥、token（令牌）、对称算法、非对称算法或其他安全算法。

进一步地，所述的安全智能门锁中网络通信模块，其通信方式包括但不限于gprs模块、2g/3g/4g通信模块、wifi模块、nb-iot模块、zigbee模块、lora模块或其他通信模块。

进一步地，所述的安全智能门锁中人机交互模块，其功能包括但不限于语音、视频、人脸、虹膜、指纹、密码键盘等交流互动方式。

进一步地，所述的安全智能门锁中视频监控模块，主要实现对所述安全智能门锁的周边环境进行视频监控与图像分析，可供所述的用户终端上所述的门锁客户端软件进行实时门锁环境查看、实时视频通话交流、视频监控记录查询等。同时所述视频监控模块对视频内容进行图像分析，发现异常会立即进行警告与主动报警等安全措施。

进一步地，所述的安全智能门锁中信息存储模块，主要完成所述视频监控模块监控信息与记录的保存。其实现方式为包括但不限于一体化板级设计方案与分离式独立实现机制。一体化板级设计方案主要是基于存储芯片、存储模块等在电路板上实现，分离式独立实现机制主要是基于外部的移动硬盘、u盘、sd/tf卡或其他存储设备来完成。

进一步地，所述的安全智能门锁中电子锁控模块，主要完成所述安全智能门锁基于电子技术的多样化、新型时尚的开锁方式。其实现的功能模块包括但不限于无线射频锁控模块、指纹锁控模块、密码键盘锁控模块、人脸识别锁控模块、语音锁控模块、虹膜锁控模块以及插卡式锁控模块等。

进一步地，所述的无线射频锁控模块包括各频段nfc刷卡、蓝牙、红外、音频等常用的无线技术。

进一步地，所述的安全智能门锁中物理锁控模块，主要完成所述安全智能门锁基于普通常用物理钥匙的开门行为。

进一步地，所述的安全智能门锁中锁栓驱动模块，主要实现所述电子锁控模块、所述的用户终端上所述的门锁客户端软件等发起的开/关门锁请求，经过所述主控模块的处理后，完成对所述门锁锁栓的开/关操作。同时完成所述物理锁控模块在操作开/关门锁后，将操作记录及时传递给所述主控模块进行备案或预警通知。

进一步地，所述的安全智能门锁中门锁锁栓，主要是执行具体的开/关门锁指令，完成门锁的开/关功能。

进一步地，所述的安全智能门锁中电源模块，主要负责所述的安全智能门锁电源供给与电源管理，为所述的安全智能门锁提供稳定可靠的电源供给，维持所述的安全智能门锁的正常工作电压与电流。所述电源模块的电源供给方式包括但不限于外部不间断电源、内部可充电蓄电池、可拆卸的干电池以及一次性的大容量干电池等。

进一步地，所述的安全电子钥匙，其实现方式包括独立的硬件电子钥匙产品、运行于所述的用户终端上所述的门锁客户端软件中的软件电子钥匙算法等。

进一步地，所述的硬件电子钥匙产品，其产品类型包括但不限于蓝牙卡、蓝牙key、蓝牙sim卡、sim贴膜卡、sd/tf卡以及其他与用户终端连接的产品。

进一步地，所述的硬件电子钥匙产品，与普通常用物理钥匙相结合，便于用户携带与管理。

进一步地，所述的软件电子钥匙算法，包括但不限于口令密钥、token（令牌）、对称算法、非对称算法或其他安全算法。

进一步地，所述的安全智能门锁的网络通信模块，可独立于所述的安全智能门锁，形成家庭网关与控制中心等产品。

与传统的智能门锁相比，本发明提供了一种支持物联网业务功能的智能门锁以及满足物联网应用场景安全级别要求的安全机制与系统。能够伴随并推进物联网行业大力发展的同时，也能抵御来自互联网各层次的攻击手段。

一方面，基于本发明的大面积推广，能够有效高安全地保护了千家万户的人身不受伤害与财产不受损失，极大地提高了“家”的安全性、便利性与实用性，推动了社会的和谐稳定与人民的安居乐业。

另一方面，基于本发明的大面积推广，为门锁厂家与相关企业，极大地减少了因网络攻击事件带来了负面影响与赔偿损失，也从“安全性”的高度，提升了门锁厂家与相关企业的品牌可信度与知名度，大大增加了门锁厂家与相关企业的无形资产，也增强了门锁厂家与相关企业同大众用户的粘性。

因此，采用上述发明的有益效果是：依照本发明所述的高安全的智能门锁及系统，为门锁推广企业与门锁用户两端都带来了实质性的收益与效果，势必会快速高效地推动该行业与该市场的蓬勃发展。

附图说明

图1是所述的高安全的智能门锁及系统的系统框架示意图。

图2是所述的高安全的智能门锁及系统的安全智能门锁的功能模块示意图。

图3是所述的高安全的智能门锁及系统的安全智能门锁中电子锁控模块的功能模块示意图。

图4是所述的高安全的智能门锁及系统的门锁状态查询流程示意图。

图5是所述的高安全的智能门锁及系统的远程开锁工作流程示意图。

图6是所述的高安全的智能门锁及系统的存储记录查询流程示意图。

图7是所述的高安全的智能门锁及系统的实时监控工作流程示意图。

图8是所述的高安全的智能门锁及系统的电子锁控开锁工作流程示意图。

图9是所述的高安全的智能门锁及系统的物理锁控开锁工作流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明提供的一种高安全的智能门锁及系统，包括安全智能门锁103、门锁系统平台101、门锁安全服务器102、用户终端104、门锁客户端软件105和安全电子钥匙106。

如图2所示，所述的安全智能门锁103，包括主控模块201、安全控制模块202、网络通信模块204、视频监控模块203、信息存储模块205、人机交互模块206、物理锁控模块211、电子锁控模块208、锁栓驱动模块207、电源模块209以及门锁锁栓210。核心是在传统的智能门锁的基础上，增加了满足物联网技术要求的网络通信模块204以及满足应用场景安全级别要求的安全控制模块202。所述安全智能门锁103在安全机制的保障下完成门锁功能的正常开启与关闭，包括普通的现场开锁与远程的网络开锁，同时在安全机制的保障下完成门锁的状态监控、人机交互、信息存储、物联网通信等综合功能的运行。

所述的门锁系统平台101，主要为所述的高安全的智能门锁及系统提供综合性的用户管理、设备管理、安全管理、商户管理、会员管理、业务发行、业务管理等支撑性功能服务。

所述的门锁安全服务器102，主要为所述的高安全的智能门锁及系统提供满足应用场景安全级别要求的秘钥管理服务与安全认证服务。

所述的用户终端104及所述的门锁客户端软件105，主要为所述的高安全的智能门锁及系统提供基于物联网的远程服务功能，包括门锁环境监控与查看、视频通话、远程网络开/关锁、门锁设备状态监控、门锁记录查询及门锁异常报警等。

所述的安全电子钥匙106，主要为所述的用户终端104上所述的门锁客户端软件105在进行远程网络开锁及其他涉及到安全性的远程功能操作时，提供满足应用场景安全级别要求的安全认证服务。

进一步地，所述的安全智能门锁103中主控模块201，作为所述安全智能门锁103的中央处理器，用于连接与控制所述安全智能门锁103的其他所有模块，管理所述安全智能门锁103的工作状态，控制所述安全智能门锁103的工作状态的有序转化，协调所述安全智能门锁103的其他所有模块的正常运行，确保所述安全智能门锁103的稳定工作。

进一步地，所述的安全智能门锁103中安全控制模块202，为所述的安全智能门锁103提供数据传输与通讯过程中的安全控制及安全保障。其实现方式包括但不限于硬件安全芯片或模块、软件安全算法或机制等，其安全级别包括但不限于民用安全级、金融安全级、工业安全级或其他更高的安全级别，其安全算法包括但不限于口令密钥、token（令牌）、对称算法、非对称算法或其他安全算法。

进一步地，所述的安全智能门锁103中网络通信模块204，其通信方式包括但不限于gprs模块、2g/3g/4g通信模块、wifi模块、nb-iot模块、zigbee模块、lora模块或其他通信模块。

进一步地，所述的安全智能门锁103中人机交互模块206，其功能包括但不限于语音、视频、人脸、虹膜、指纹、密码键盘等交流互动方式。

进一步地，所述的安全智能门锁103中视频监控模块203，主要实现对所述安全智能门锁103的周边环境进行视频监控与图像分析，可供所述的用户终端104上所述的门锁客户端软件105进行实时门锁环境查看、实时视频通话交流、视频监控记录查询等。同时所述视频监控模块203对视频内容进行图像分析，发现异常会立即进行警告与主动报警等安全措施。

进一步地，所述的安全智能门锁103中信息存储模块205，主要完成所述视频监控模块203监控信息与记录的保存。其实现方式为包括但不限于一体化板级设计方案与分离式独立实现机制。一体化板级设计方案主要是基于存储芯片、存储模块等在电路板上实现，分离式独立实现机制主要是基于外部的移动硬盘、u盘、sd/tf卡或其他存储设备来完成。

进一步地，所述的安全智能门锁103中电子锁控模块208，主要完成所述安全智能门锁103基于电子技术的多样化、新型时尚的开锁方式。如图3所示，其实现的功能模块包括但不限于无线射频锁控模块301、指纹锁控模块302、密码键盘锁控模块303、人脸识别锁控模块304、语音锁控模块305、虹膜锁控模块306以及插卡式锁控模块307等。

进一步地，所述的无线射频锁控模块301包括各频段nfc刷卡、蓝牙、红外、音频等常用的无线技术。

进一步地，所述的安全智能门锁103中物理锁控模块211，主要完成所述安全智能门锁103基于普通常用物理钥匙的开门行为。

进一步地，所述的安全智能门锁103中锁栓驱动模块207，主要实现所述电子锁控模块208、所述的用户终端104上所述的门锁客户端软件105等发起的开/关门锁请求，经过所述主控模块201的处理后，完成对所述门锁锁栓210的开/关操作。同时完成所述物理锁控模块211在操作开/关门锁后，将操作记录及时传递给所述主控模块201进行备案或预警通知。

进一步地，所述的安全智能门锁103中门锁锁栓210，主要是执行具体的开/关门锁指令，完成门锁的开/关功能。

进一步地，所述的安全智能门锁103中电源模块209，主要负责所述的安全智能门锁103电源供给与电源管理，为所述的安全智能门锁103提供稳定可靠的电源供给，维持所述的安全智能门锁103的正常工作电压与电流。所述电源模块209的电源供给方式包括但不限于外部不间断电源、内部可充电蓄电池、可拆卸的干电池以及一次性的大容量干电池等。

进一步地，所述的安全电子钥匙106，其实现方式包括独立的硬件电子钥匙产品、运行于所述的用户终端104及所述的门锁客户端软件105中的软件电子钥匙算法等。

进一步地，所述的硬件电子钥匙产品，其产品类型包括但不限于蓝牙卡、蓝牙key、蓝牙sim卡、sim贴膜卡、sd/tf卡以及其他与用户终端连接的产品。

进一步地，所述的硬件电子钥匙产品，与普通常用物理钥匙相结合，便于用户携带与管理。

进一步地，所述的软件电子钥匙算法，包括但不限于口令密钥、token（令牌）、对称算法、非对称算法或其他安全算法。

进一步地，所述的安全智能门锁103的网络通信模块204，可独立于所述的安全智能门锁103，形成家庭网关与控制中心等产品。

图4、图5、图6、图7、图8、图9为本发明所述的高安全的智能门锁及系统的几种基本的工作流程示意图，以下做进一步的基本描述。

本发明实施例中所描述的工作流程为基本的业务处理传输流程，实际过程可能包含多次的业务处理传输。

图4描述的基本工作流程，模拟了用户通过所述的用户终端104上所述的客户端软件105查询所述的安全智能门锁103的基本状态的工作流程。首先用户在用户终端104上操作客户端软件105，发起查询请求，用户终端104将该请求通过网络发送到门锁系统平台101（该步骤为401）；门锁系统平台101收到该请求后，将该请求下发到安全智能门锁103（该步骤为402）；安全智能门锁103的网络通信模块204收到该请求后，传到主控模块201（该步骤为403）；主控模块201处理完该请求，并将相关信息传递给网络通信模块204（该步骤为404）；网络通信模块204将相关信息上传到门锁系统平台101（该步骤为405）；门锁系统平台101将相关信息通过网络下传到用户终端104，用户终端104将相关信息在客户端软件105中显示出来（该步骤为406）。

图5描述的基本工作流程，模拟了用户通过所述的用户终端202上所述的客户端软件205对所述的安全智能门锁103实现远程开锁的工作流程。首先用户在用户终端104上操作客户端软件105，发起远程开锁请求，用户终端104将该请求发送到安全电子钥匙106（该步骤为501）；安全电子钥匙106运算生产电子钥匙安全数据域，并将电子钥匙安全数据域发送到用户终端104（该步骤为502）；用户终端104收到电子钥匙安全数据域后，通过网络发送到门锁系统平台101（该步骤为503）；门锁系统平台101收到电子钥匙安全数据域后，传输到门锁安全服务器102进行安全电子钥匙106的身份验证（该步骤为504）；门锁安全服务器102收到电子钥匙安全数据域后，经过运算分析与验证，如果安全电子钥匙106的身份验证通过，则将远程开锁命令安全数据域传输到门锁系统平台101（该步骤为505）；门锁系统平台101收到远程开锁命令安全数据域后下发到安全智能门锁103（该步骤为506）；安全智能门锁103的网络通信模块204收到远程开锁命令安全数据域后，传到到主控模块201（该步骤为507）；主控模块201收到远程开锁命令安全数据域后，传输到安全智能门锁103的安全控制模块202，进行远程开锁命令的合法性验证（该步骤为508）；安全控制模块202收到远程开锁命令安全数据域后，经过运算分析与验证，将验证结果反馈到主控模块201（该步骤为509）；主控模块201收到安全控制模块202的反馈结果后，如果合法性验证通过，主控模块201将开锁命令下发到安全智能门锁103的锁栓驱动模块207（该步骤为510）；锁栓驱动模块207控制门锁锁栓210，执行门锁的打开操作（该步骤为511）；门锁成功打开后，门锁锁栓210将打开结果送回到锁栓驱动模块207（该步骤为512）；锁栓驱动模块207收到结果后，将结果反馈到主控模块201（该步骤为513）；主控模块201收到结果后，将结果保存到信息存储模块205（该步骤为514）；然后主控模块201将结果传递给网络通信模块204（该步骤为515）；网络通信模块204将结果上传到门锁系统平台101（该步骤为516）；门锁系统平台101将结果通过网络下传到用户终端104，用户终端104将结果在客户端软件105中显示出来（该步骤为517）。

图6描述的基本工作流程，模拟了用户通过所述的用户终端104上所述的客户端软件105查询所述的安全智能门锁103的存储记录的工作流程。首先用户在用户终端104上操作客户端软件105，发起查询记录请求，用户终端104将该请求通过网络发送到门锁系统平台101（该步骤为601）；门锁系统平台101收到该请求后，将该请求下发到安全智能门锁103（该步骤为602）；安全智能门锁103的网络通信模块204收到该请求后，传到主控模块201（该步骤为603）；主控模块201收到请求后，将请求下发到信息存储模块205（该步骤为604）；信息存储模块205收到请求并处理完毕后，将查询结果发送到主控模块201（该步骤为605）；主控模块201收到查询结果后，将查询结果传递给网络通信模块204（该步骤为606）；网络通信模块204将查询结果上传到门锁系统平台101（该步骤为607）；门锁系统平台101将查询结果通过网络下传到用户终端104，用户终端104将查询结果在客户端软件105中显示出来（该步骤为608）。

图7描述的基本工作流程，模拟了用户通过所述的用户终端104上所述的客户端软件105实时监控所述的安全智能门锁103环境状态的工作流程。首先用户在用户终端104上操作客户端软件105，发起实时监控请求，用户终端104将该请求通过网络发送到门锁系统平台101（该步骤为701）；门锁系统平台101收到该请求后，将该请求下发到安全智能门锁103（该步骤为702）；安全智能门锁103的网络通信模块204收到该请求后，传到主控模块201（该步骤为703）；主控模块201收到请求后，将请求下发到视频监控模块203（该步骤为704）；视频监控模块203收到请求后，启动实时监控工作流程，将实时影像图案信息发送到主控模块201（该步骤为705）；主控模块201收到实时影像图案信息后，将实时影像图案信息传递给网络通信模块204（该步骤为706）；网络通信模块204将实时影像图案信息上传到门锁系统平台101（该步骤为707）；门锁系统平台101将实时影像图案信息通过网络下传到用户终端104，用户终端104将实时影像图案信息在客户端软件105中显示出来（该步骤为708）。

图8描述的基本工作流程，模拟了用户通过所述的安全智能门锁103的电子锁控模块208完成开锁的工作流程。首先用户通过安全智能门锁103的人机交互模块206，将相关的身份信息数据传递给主控模块201（该步骤为801）；主控模块201收到电子身份信息后，将电子身份信息传输给电子锁控模块208进行身份信息认证（该步骤为802）；电子锁控模块208收到电子身份信息后，经过运算分析与验证，将验证结果反馈到主控模块201（该步骤为803）；主控模块201收到电子锁控模块208的反馈结果后，如果身份验证通过，主控模块201将开锁命令下发到安全智能门锁103的锁栓驱动模块207（该步骤为804）；锁栓驱动模块207控制门锁锁栓210，执行门锁的打开操作（该步骤为805）；门锁成功打开后，门锁锁栓210将打开结果送回到锁栓驱动模块207（该步骤为806）；锁栓驱动模块207收到结果后，将结果反馈到主控模块201（该步骤为807）；主控模块201收到结果后，将结果保存到信息存储模块205（该步骤为808）；然后主控模块201将结果传递给网络通信模块204（该步骤为809）；网络通信模块204将结果上传到门锁系统平台101进行备案（该步骤为810）。

图9描述的基本工作流程，模拟了用户通过所述的安全智能门锁103的物理锁控模块211完成开锁的工作流程。首先用户使用普通物理钥匙插入安全智能门锁103的钥匙孔，打开门锁（该步骤为901）；门锁成功打开后，门锁锁栓210将打开记录发送到锁栓驱动模块207（该步骤为902）；锁栓驱动模块207收到打开记录后，将打开记录反馈到主控模块201（该步骤为903）；主控模块201收到打开记录后，将打开记录保存到信息存储模块205（该步骤为904）；然后主控模块201将打开记录传递给网络通信模块204（该步骤为905）；网络通信模块204将打开记录上传到门锁系统平台101进行备案（该步骤为906）。

上述结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。