一种蓝牙智能锁的制作方法

本实用新型涉及一种锁。

背景技术：
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现有的电子锁，开锁一般需要专用的感应卡，或者遥控器，或通过键盘输入密码等等，其存在智能程度不高，靠单一秘密开锁，安全性不高，使用、管理不方便等缺点。就算智能程度比较高的生物特征电子锁，也存在认错率高、管理不方便的缺点。

技术实现要素：
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本实用新型的发明目的在于提供一种使用便捷、安全可靠、方便管理、低功耗的蓝牙智能锁。

本实用新型是这样实现的，包括安装有蓝牙锁APP的智能手机、电子锁体，电子锁体由内置的低功耗蓝牙锁控制模块驱动，低功耗蓝牙锁控制模块上设置有设置开关、开锁开关、集成蓝牙芯片及微处理器的低功耗蓝牙模块电路、电机驱动电路，其中低功耗蓝牙模块的微处理器写入控制程序，设置开关、开锁开关与低功耗蓝牙模块的输入脚连接，发出相应的操作信号，低功耗蓝牙模块的输出脚与电机驱动电路连接，发出驱动电子锁电机作开锁或关锁动作的信号，工作时，已安装并运行蓝牙锁APP的智能手机，与低功耗蓝牙锁控制模块通过蓝牙技术互动通讯，进行锁的设置操作或驱动锁的开、关锁动作，蓝牙锁APP的设置及使用如下：

在使用蓝牙智能锁之前，需要确认管理员人选，由管理员授权用户与包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体进行交互注册：首先，用户通过智能手机启动蓝牙锁APPà选择“蓝牙锁设置”à选择“交互注册蓝牙锁”，然后按动低功耗蓝牙锁控制模块上的设置开关，在装有蓝牙锁APP的智能手机与电子锁体的低功耗蓝牙锁控制模块连接成功后à输入管理员密码及用户名称à按“确认”键，此时装有蓝牙锁APP的智能手机自动记录、保存了包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体的的相关信息，同时，包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体也自动记录、保存了 装有蓝牙锁APP的智能手机的相关信息，至此完成了装有蓝牙锁APP的智能手机与包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体的交互注册，装有蓝牙锁APP的智能手机拥有了开启包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体的开启权；

用户开锁过程：当你携带着装有蓝牙锁APP的智能手机靠近将要开启的已经互相进行过交互注册的包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体时，，按动该电子锁体的低功耗蓝牙锁控制模块上的开锁开关，智能手机上的蓝牙锁APP与电子锁体上的低功耗蓝牙锁控制模块通过蓝牙自动连接、传送相关数据，分别识别身份、分别计算密码，低功耗蓝牙锁控制模块确认正确后驱动电子锁体的电机开锁、关锁动作。

这里，所有的数据传输都经过随机加密变形处理。在这里开锁不是仅验证单一密码，而是需要验证注册信息（身份）及验证随机密码，采用这种方法，有效地提升了蓝牙智能锁被破解的难度。

为了防止非合法地知晓用户信息，用户的蓝牙锁APP需要输入用户密码才能进入包括交互注册蓝牙锁过程在内的设置或者浏览。

这里，蓝牙锁APP设置分为管理员权限设置和用户权限设置两部分，为了便于管理，蓝牙锁App设计每具包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体拥有唯一的管理员密码和名称，用户拥有唯一的用户密码及名称，

管理员权限设置时，在智能手机上进入蓝牙锁APP设置时，首先输入用户密码，确认后再进入下面设置操作，

【交互注册蓝牙锁】、【更改管理员密码及蓝牙锁名称】、【浏览、删除在蓝牙锁注册的用户】3项为管理员权限设置，选中3项管理员权限设置中的其中一项时，先按下包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体上的设置开关，智能手机上的蓝牙锁APP将自动搜索、连接并显示当前的电子锁体名称， 并要求输入管理员密码进行管理员授权：

如果是【交互注册蓝牙锁】：包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体将与装有蓝牙锁APP的智能手机进行交互注册，装有蓝牙锁APP的智能手机便拥有对此锁的开启权，

如果选择的是【更改管理员密码及蓝牙锁名称】：则在智能手机上输入新的管理员密码或者电子锁体名称，并按确认键确认，

如果选择的是【浏览、删除在蓝牙锁注册的用户】：列出电子锁体内所储存的所有用户名称，以便浏览或者选择需要注销的用户名称并按确认键注销所选用户。

用户权限设置时，在智能手机上进入蓝牙锁APP设置时，首先输入用户密码，确认后进入设置，用户权限设置包括【注销当前蓝牙锁】、【浏览、删除在本手机注册的蓝牙锁】、【更改用户名称及密码】三项选项：

选择【注销当前蓝牙锁】时：先按下包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体的设置开关，智能手机上的蓝牙锁APP将自动搜索、连接并显示当前的电子锁体的名称，按下确认键，，各自注销双方的注册信息，用户放弃对该电子锁体的开启权，

选择【浏览、删除在本手机注册的蓝牙锁】时：智能手机列出所有已经注册的包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体的名称，以便了解智能手机对哪些电子锁体拥有开启权，并可以选择要注销的电子锁体的名称，并按确认键注销该电子锁体在智能手机上的注册信息，放弃对该电子锁体的开启权，

选择【更改用户名称及密码】时：输入新的用户名称或者密码，按确认键更改。

低功耗蓝牙锁控制模块包括装设在门内侧的门内电路、装设在门外侧的门外电路，门内电路包括电源管理电路，电机驱动电路，门外电路包括低功耗蓝牙模块IC1、开锁开关S1、电阻R9，开锁开关S1、电阻R9串联后与低功耗蓝牙模块IC1的开锁输入脚连接，用于向其发出开锁信号，进入开锁程序，一端接地的设置开关S3和电阻R7串联后与低功耗蓝牙模块IC1的设置输入脚连接，用于向其发出设置信号，进入设置程序；电机驱动电路的正反转开关三极管Q1、Q2的基极与低功耗蓝牙模块IC1的两输出控制信号脚连接。

工作时，需要进行设置时，按动设置开关S3蓝牙锁便进入设置程序；当按动开锁开关S1，低功耗蓝牙锁控制模块便进入开锁程序，低功耗蓝牙模块IC1经过相关信息处理并确认开锁后，通过正向输出脚向电机驱动电路发出迅时正向信号，驱动电子锁体的电机MOTOR做开锁动作，若干妙后，通过反向输出脚发出迅时反向信号驱动电子锁体的电机MOTOR做关锁动作。

本实用新型与已有技术相比，具有使用便捷、安全可靠、方便管理、低功耗的优点，在智能手机应用于我们生活方方面面的今天，利用低功耗蓝牙技术，使我们的智能手机成为“万能钥匙”，扩展了智能手机应用的领域，进一步提高我们的日用安防产品安全智能化，使用管理便捷化。

附图说明：

图1为本实用新型在开锁时的工作流程图；

图2为低功耗蓝牙锁控制模块的电路原理图。

具体实施方式：

现结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述：

如图1、2所示，本实用新型是这样实现的，包括已经安装并运行蓝牙锁APP的智能手机、电子锁体，电子锁体由内置的低功耗蓝牙锁控制模块驱动，低功耗蓝牙锁控制模块包括：已写入控制程序的低功耗蓝牙模块电路、电源管理电路、控制电子锁的电机动作的电机控制电路、开锁及电量指示灯电路、防毁断电电路、设置开关、开锁开关、复位开关，设置开关、开锁开关与低功耗蓝牙模块的信号输入脚连接，电机控制电路的开关元件与低功耗蓝牙模块的控制信号输出脚连接，控制电子锁体的电机动作。在下载安装蓝牙锁APP到智能手机、在门上安装好本发明的电子锁体后，蓝牙锁APP的设置及使用如下： 第一步，交互注册蓝牙锁：首先，用户通过智能手机启动蓝牙锁APPà选择“蓝牙锁设置”à输入用户密码à选择“交互注册蓝牙锁”，然后按动低功耗蓝牙锁控制模块上的设置开关，在带有蓝牙锁APP的智能手机与电子锁体的低功耗蓝牙锁控制模块连接成功后à输入管理员密码及用户名称à按“确认”键，此时装有蓝牙锁APP的智能手机自动记录、保存了包含低功耗蓝牙锁驱动模块的电子锁体的包括名称在内的相关信息，同时，包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体也自动记录、保存了包括用户名称在内的装有蓝牙锁APP的智能手机的相关信息，至此完成了装有蓝牙锁APP的智能手机与包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体的交互注册，该智能手机拥有了该电子锁体的开启权，可以作为“钥匙”开启该电子锁体，

接下来退出”蓝牙锁设置”，选择“启动蓝牙锁”，便进入正常使用状态，用户使用时的开锁过程：当你携带着已经与相应的包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体进行了交互注册的装有蓝牙锁APP的智能手机靠近将要开启的该电子锁体时，按动该电子锁体的低功耗蓝牙锁控制模块上的开锁开关，低功耗蓝牙锁控制模块向外广播、传送数据，智能手机上的蓝牙锁APP与电子锁体上的低功耗蓝牙锁控制模块通过蓝牙自动连接接收或传送数据、分别验证对方身份、分别计算随机密码，蓝牙锁APP向低功耗蓝牙锁控制模块传送随机密码并确认正确后驱动电子锁体的电机开锁，如图1所示。

这里，验证的过程是：首先蓝牙锁APP与低功耗蓝牙锁控制模块各自分别验证对方的身份，是否已经交互注册，否则拒绝开锁；然后再计算、验证随机密码，采用双重验证的方法，可以大大提升锁的安全性。

在传送数据的过程中，所有数据均经过随机加密变形，接收后再还原处理。采用这种方法，有效地提升了蓝牙智能锁在传送密码或其他数据时被截获、被冒充破解的难度。

为了安全有效地管理和使用蓝牙智能锁，在使用前，必须先确定此具锁的管理员人选，管理员负责对锁的维护、使用授权的工作。作为管理员必须执行上述的第一步，紧接着执行【更改管理员密码及蓝牙锁名称】，掌握对此锁的管理权。

这里，蓝牙锁APP设置分为管理员权限设置和用户权限设置两部分，为了便于管理，蓝牙锁App设计每具包含低功耗蓝牙锁控制模块动的电子锁体拥有唯一的管理员密码和名称，用户拥有唯一的用户密码及名称，

管理员权限设置时，在智能手机上进入蓝牙锁APP设置时，首先输入用户密码，确认后再进以下面设置操作，

【交互注册蓝牙锁】、【更改管理员密码及蓝牙锁名称】、【浏览、删除在蓝牙锁注册的用户】为3项管理员权限设置，选中3项管理员权限设置中的其中一项时，先按下电子锁体的低功耗蓝牙锁控制模块上的设置开关，作为“钥匙”的智能手机上的蓝牙锁APP将自动搜索、连接并显示当前的电子锁体名称，然后蓝牙锁APP提示输入管理员密码进行管理员授权：

如果是选择【交互注册蓝牙锁】：包含低功耗蓝牙锁控制模块的电子锁体、装有蓝牙锁APP的智能手机将进行交互注册，双方自动将对方的相关信息记录储存在册，装有蓝牙锁APP的智能手机便拥有此锁的开启权，成为“钥匙”；

如果选择的是【更改管理员密码及蓝牙锁名称】：则在智能手机上输入新的管理员密码或者电子锁体名称，并按确认键确认，作为管理员必须尽快执行此操作，以掌握对此具锁的管理权；

如果选择的是【浏览、删除在蓝牙锁注册的用户】：列出电子锁体内所储存的所有用户名称，以便浏览对此锁拥有开启权的用户，或者选择要注销的用户名称并按确认键进行注销所选用户在本锁注册的相关信息，取消所选用户对此锁的开启权。

用户权限设置时，在智能手机上进入蓝牙锁APP设置时，首先输入用户密码，并进入用户权限设置，用户权限设置包括【注销当前蓝牙锁】、【浏览、删除在本手机注册的蓝牙锁】、【更改用户名称及密码】三项选项：

选择【注销当前蓝牙锁】时：先按下带有低功耗蓝牙锁控制模块驱动的电子锁体的设置开关，智能手机上的蓝牙锁APP将自动搜索、连接并显示当前的电子锁体的名称，通过选择注销确认，可同时注销智能手机上和该电子锁体上所储存的对方的注册信息，用户放弃对该电子锁体的开启权，

选择【浏览、删除在本手机注册的蓝牙锁】时：智能手机列出所有已经注册的电子锁体的名称，以便了解智能手机对哪些电子锁体拥有开启权，并可以选择要注销的电子锁体的名称，按确认键注销所选择的电子锁体在本智能手机的注册信息，放弃对该锁的开启权，

选择【更改用户名称及密码】时：输入新的用户名称或者密码并按确认键完成更改，在智能手机安装蓝牙锁APP后，应尽快执行此操作，以保证日后的使用安全及方便管理。

低功耗蓝牙锁控制模块包括装设在门内侧的门内电路、装设在门外侧的门外电路，门内电路包括具有升稳压功能的电源管理电路、开锁及电量指示灯电路、电机驱动电路、防毁电路，电源管理电路包括充电及升压芯片IC2（型号：TP4313）、电感L、电阻R1、电容C1、C2、C3、C4、C5、发光二极管D1、锂电池BT，电感L两端分别连接在充电及升压芯片IC2的脚1、脚5上，充电输入端分别连接在充电及升压芯片IC2的脚4及通过电阻R1、电容C1接地，充电及升压芯片IC2的脚3接地，充电及升压芯片IC2的脚7通过发光二极管D1接地，充电及升压芯片IC2的脚5通过防毁开关S4与锂电池BT正极连接，电容C2、C5的一端分别连接在电感L两端，另一端接地，充电及升压芯片IC2的脚8输出5V稳压电源与电机驱动电路、开锁及电量指示灯电路连接，电容C3、C4一端与充电及升压芯片IC2的脚8相连，另一端接地，充电及升压芯片IC2的脚5充电时作为输出脚向锂电池BT充电，充电完成后则作为电源升压输入脚，由锂电池BT供电，发光二极管D1显示充电状态；开关S4与二极管D3阳极连接构成防毁电路，D3的阴极连接门外电路提供电源；，电机驱动电路包括电阻R2、R3、三极管Q1、Q2、继电器K1、K2、锁舌电机MOTOR，电源管理电路升压后的电源连接在两继电器K1、K2的线圈输入端及常闭触点A上，两继电器K1、K2的常开触点B连接在充电及升压芯片IC2的脚3上，两继电器K1、K2的线圈回路端分别连接在三极管Q1、Q2的集电极上，三极管Q1、Q2的发射极与充电及升压芯片IC2的脚3连接，三极管Q1、Q2的基极分别通过电阻R2、R3连接在门外电路的低功耗蓝牙模块IC1的B7、B8脚上；电量指示电路包括电阻R4、R5、R6、R8、R11，比较器U1A、U2A，三极管Q3，发光二极管D2-r、D2-g，电源管理电路升压后的电源通过串联的R6、R5、R4连接在三极管Q3的集电极上，电源管理电路升压后的电源连接在比较器U1A、U2A的电源输入端，比较器U1A、U2A的接地端与三极管Q3的集电极连接，比较器U1A的反相端、比较器U2A的同相端与锂电池BT正极连接，比较器U1A的同相端连接在电阻R5、R4间，比较器U2A的反相端连接在电阻R5、R6间，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R8连接在低功耗蓝牙模块IC1的B10脚上，比较器U1A的输出端与发光二极管D2-g的阴极连接、比较器U2A的输出端与发光二极管D2-r的阴极连接，发光二极管D2的共阳极经过电阻R11与防毁电路的二极管D3阴极连接，此外门内电路还包括复位开关S2、设置开关S3、电阻R7；门外电路包括低功耗蓝牙模块IC1（型号：CC2540）、电容C6、C67、C8、电解电容C9、开锁开关S1、电阻R9、R10、R11，低功耗蓝牙模块IC1的A1脚接地、A2脚连接二极管D3阴极输入电源、A5脚通过电阻R10接地、B1脚串联复位开关S2接地、B3脚串联电阻R9和开锁开关S1接地、B6脚串联电阻R7和设置开关S3接地、B7脚串联R2与三极管Q1的基极连接、B8脚串联R3与三极管Q2的基极连接、B10脚串联R8与三极管Q3的基极连接，二极管D4阴极与低功耗蓝牙模块IC1的B11脚连接、阳极与发光二极管D2-g的阴极连接，电容C6、C7、C8一端与二极管D3阴极连接，另一端接地，电解电容C9的正极与二极管D3的阴极连接，负极接地。

低功耗蓝牙锁控制模块电路的工作原理如下：全电路处于长期工作状态，由一块1600mA的锂电池BT（蓄电池）提供4V电源，锂电池BT通过充电升压芯片IC2进行充电，在输出电源时，又通过IC2把4V电压提升、稳压到5V供锁舌电机MOTOR、开锁及电量指示灯工作（IC2的8脚为升压至5V的输出脚，3脚为升压回路地）；通过D3把电压降至3.5V左右，供给门外电路工作。在待机状态下，全电路仅低功耗蓝牙模块处在睡眠状态下工作，功耗极低。

门外电路中的低功耗蓝牙模块IC1，写入有与蓝牙锁APP互动的操控程序，是低功耗蓝牙锁控制模块的控制元件。当按下设置键S3时，使低功耗蓝牙模块IC1的B6脚低电平， IC1进入设置程序，置B11脚低电平，点亮D2-r；当按下开锁键S1时，使IC1的B3脚高电平，IC1进入开锁程序，在验证身份及密码正确后， IC1通过B7、B8脚驱动锁舌电机正反转，作开启或关闭锁动作，其过程是：在待机状态下，B7、B8脚处于低电平，开关三极管Q1、Q2截止，继电器K1、K2不工作，都处于常闭状态，电机MOTOR两端电压均等，不动作；当开启锁时，IC1置B7脚高电平，Q1导通，K1工作，接通常开触点B，电流从K2的常闭触点A经过电机在K1的常开触点B落地，使电机正转150mS，打开锁，然后置B7脚低电平，暂时恢复待机状态；IC1控制开锁时间4秒，之后置B8高电平，Q2导通，K2工作，接通常开触点B接地，电流从K1的常闭触A点经过电机在K2的常开触点B落地，使电机反转150mS，关闭锁，然后置B8脚低电平，恢复待机状态，至此完成开锁动作。

开锁指示灯与电量指示灯合二为一。在其电路中，经IC2升压后的电压较为稳定，所以从IC2的8脚引入参考电压，用R4、R5分出3.3V、3.7V两个比较电压，通过U1A、U2A与BT的输出电压进行比较。当BT的电压大于3.3V时，U1A导通点着D2-g，反之D2-g熄灭；当BT的电压大于3.7V时，U2A截止熄灭D2-r，反之D2r点亮。这样，BT的电量由高到低减少时，指示灯由绿向红变化。IC1在置B7脚高电平的同时，置B10高电平，Q3导通使开锁、电量指示灯电路工作，点亮指示灯；IC1在置B8脚高电平的同时，置B10高低平，使Q3截止，指示灯熄灭。

开关S4为一限位开关，其作用主要用于当锁的外壳遭到破坏时，内外锁壳位移， S4动作截断电源，使全电路无法工作，防止在门外利用引出线驱动锁舌电机，二极管D3起到防止利用引出线在门外反向供电的作用，同时把BT供给的4V电源降至约3.5V供门外电路使用。