门锁控制系统、方法及智能门锁与流程

本申请涉及智能门锁技术领域，更具体的说，是涉及一种门锁控制系统、方法及智能门锁。

背景技术：

随着科技的进步和物联网技术的普及，具有指纹解锁、蓝牙解锁、手机app解锁等功能的“智能化门锁”(简称“智能门锁”)逐渐普及，改变人们的生活方式，可以让使用者出门即使不带钥匙也可以开锁，带来了极大的便利。

常用的门锁控制由主控模块、锁体控制模块、执行单元三部分组成，如图1所示。门锁开关的控制流程一般是：主控模块将控制信号发送给锁体控制模块，后者接收控制信号后转发给执行单元，由执行单元完成相应动作，如打开或关闭电磁阀等，从而完成开门或关门的流程。

现有的这种控制方式，主控模块和锁体控制模块间的通信数据容易被截获破解，这样就可以伪造通信数据控制执行单元执行非法开关门动作，破坏了门锁的安全性。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种门锁控制系统、方法及智能门锁，以解决现有技术中主控模块和锁体控制模块间通信数据易被截获破解，破坏门锁安全性的问题。具体方案如下：

一种门锁控制系统，包括：主控模块、锁体控制模块；

所述主控模块用于，在收到开关锁的控制信号时，向所述锁体控制模块请求并获取随机数，对所述随机数及所述控制信号进行加密，并将加密后的密文发送给所述锁体控制模块；

所述锁体控制模块用于，在收到所述主控模块请求随机数的指令时，生成随机数并发送给所述主控模块，并在收到所述密文时，对所述密文进行解密，并验证解密得到的随机数与生成的随机数是否一致，一致则执行解密得到的控制信号，不一致则拒绝执行解密得到的控制信号。

优选地，所述主控模块对所述随机数及所述控制信号进行加密的过程，包括：

主控模块利用预先与锁体控制模块约定的密钥，对所述随机数及所述控制信号进行加密；

所述锁体控制模块对所述密文进行解密的过程，包括：

锁体控制模块利用预先与主控模块约定的密钥，对所述密文进行解密。

优选地，所述主控模块与所述锁体控制模块约定密钥的过程，包括：

所述锁体控制模块将自身的标识信息发送至所述主控模块；

所述主控模块基于所述锁体控制模块的标识信息生成唯一的密钥，将所述密钥存储在本地，及向所述锁体控制模块发送生成的密钥，由锁体控制模块存储。

优选地，所述主控模块与所述锁体控制模块约定密钥的过程，包括：

所述主控模块基于自身的标识信息生成唯一的密钥，将所述密钥存储在本地，及向所述锁体控制模块发送生成的密钥；

所述锁体控制模块接收并存储所述密钥。

优选地，所述锁体控制模块在验证随机数一致的情况下，在执行解密得到的控制信号之前，还用于：

判断解密得到的控制信号是否与本地存储的标准开锁控制信号或标准关锁控制信号一致，若是，则执行解密得到的控制信号，若否，判定解密得到的控制信号错误。

优选地，所述主控模块及所述锁体控制模块对各自存储的数据具备加密功能。

一种门锁控制方法，应用于主控模块，该方法包括：

在收到开关锁的控制信号时，向锁体控制模块请求并获取随机数；

对所述随机数及所述控制信号进行加密，得到密文；

将所述密文发送给所述锁体控制模块，以供锁体控制模块对密文进行解密，并基于解密后的随机数的验证结果，决定是否执行解密后的控制信号。

优选地，所述对所述随机数及所述控制信号进行加密，得到密文，包括：

利用预先与锁体控制模块约定的密钥，对所述随机数及所述控制信号进行加密，得到密文。

优选地，还包括：

与锁体控制模块约定密钥过程，该过程中，接收锁体控制模块发送的锁体控制模块自身的标识信息，基于所述锁体控制模块的标识信息生成唯一的密钥，将所述密钥存储在本地，及向所述锁体控制模块发送生成的密钥，由锁体控制模块存储。

优选地，还包括：

与锁体控制模块约定密钥过程，该过程中，基于主控模块自身的标识信息生成唯一的密钥，将所述密钥存储在本地，及向所述锁体控制模块发送生成的密钥。

一种门锁控制方法，应用于锁体控制模块，该方法包括：

响应主控模块请求随机数的指令，生成并存储随机数；

将所述随机数发送至所述主控模块；

接收所述主控模块发送的密文，并进行解密，得到解密后的随机数及控制信号；

验证解密得到的随机数与生成的随机数是否一致，一致则执行解密得到的控制信号，不一致则拒绝执行解密得到的控制信号。

优选地，对主控模块发送的密文进行解密的过程，包括：

利用预先与主控模块约定的密钥，对所述密文进行解密。

优选地，还包括：

与主控模块约定密钥过程，该过程中，将锁体控制模块自身的标识信息发送至所述主控模块，接收并存储所述主控模块基于所述标识信息所生成的唯一的密钥。

优选地，还包括：

与主控模块约定密钥过程，该过程中，接收并存储所述主控模块基于其自身的标识信息所生成的唯一的密钥。

优选地，在验证随机数一致的情况下，执行解密得到的控制信号之前，该方法还包括：

判断解密得到的控制信号是否与本地存储的标准开锁控制信号或标准关锁控制信号一致，若是，则执行解密得到的控制信号，若否，判定解密得到的控制信号错误。

一种智能门锁，包括处理器、执行模块及上述的门锁控制系统，其中：

所述处理器用于，响应并验证开关锁操作指令，基于验证结果生成开关锁的控制信号，将所述控制信号发送至所述门锁控制系统；

所述执行模块用于，响应锁体控制模块发出的控制信号，执行与所述控制信号相应的动作。

借由上述技术方案，本申请的门锁控制系统，包括主控模块和锁体控制模块，其中主控模块用于在收到开关锁的控制信号时，向所述锁体控制模块请求并获取随机数，对所述随机数及所述控制信号进行加密，并将加密后的密文发送给所述锁体控制模块；所述锁体控制模块用于在收到所述主控模块请求随机数的指令时，生成随机数并发送给所述主控模块，并在收到所述密文时，对所述密文进行解密，并验证解密得到的随机数与生成的随机数是否一致，一致则执行解密得到的控制信号，不一致则拒绝执行解密得到的控制信号。由此可见，本申请门锁控制系统主控模块和门锁控制模块之间的通信数据进行了加密，从而保护了通信数据的安全性，不容易被截获破解。

同时，主控模块每次收到开关锁的控制信号时，均会从锁体控制模块请求随机数，该随机数由锁体控制模块生成，进而主控模块可以将随机数与控制信号一起加密，使得每次开关门时主控模块发送的密文都是不一样的，进一步提高了密文被破解的难度。

进一步的，门锁控制模块对密文解密后可以对随机数进行验证，可以有效鉴别非法主控模块伪造密文，进一步提升了门锁控制的安全性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例提供的门锁控制系统的一结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种主控模块和锁体控制模块间信令交互图；

图3为本申请实施例提供的一种主控模块和锁体控制模块间约定密钥的信令交互图；

图4为本申请实施例提供的另一种主控模块和锁体控制模块间约定密钥的信令交互图；

图5为从主控模块角度提供的一种门锁控制方法流程图；

图6为从锁体控制模块角度提供的一种门锁控制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种门锁控制方案，能够提高门锁控制的安全性。接下来，首先对本申请的门锁控制系统进行介绍，

结合图1所示，本申请的门锁控制系统可以包括：主控模块11和锁体控制模块12。

主控模块11用于，在收到开关锁的控制信号时，向锁体控制模块12请求并获取随机数，对所述随机数及所述控制信号进行加密，并将加密后的密文发送给锁体控制模块12。

其中，主控模块11收到的开关锁的控制信号可以是其它模块对用户操作验证后所发出的控制信号，该控制信号用于打开门锁，或关闭门锁。

锁体控制模块12用于，在收到主控模块11请求随机数的指令时，生成随机数并发送给主控模块11，并在收到所述密文时，对所述密文进行解密，并验证解密得到的随机数与生成的随机数是否一致，一致则执行解密得到的控制信号，不一致则拒绝执行解密得到的控制信号。

本申请实施例提供的门锁控制系统，其中主控模块和门锁控制模块之间的通信数据进行了加密，从而保护了通信数据的安全性，不容易被截获破解。

同时，主控模块每次收到开关锁的控制信号时，均会从锁体控制模块请求随机数，该随机数由锁体控制模块生成，进而主控模块可以将随机数与控制信号一起加密，使得每次开关门时主控模块发送的密文都是不一样的，进一步提高了密文被破解的难度。

进一步的，门锁控制模块对密文解密后可以对随机数进行验证，可以有效鉴别非法主控模块伪造密文，进一步提升了门锁控制的安全性。

可选的，本申请中主控模块11和锁体控制模块12之间可以预先约定好加密用的密钥。该过程可以是在门锁使用前的注册过程。密钥约定过程只需执行一次，后续即可实现门锁的智能控制。

在此基础上，主控模块11对随机数及控制信号进行加密的过程，可以包括：

主控模块11利用预先与锁体控制模块12约定的密钥，对所述随机数及所述控制信号进行加密。

同时，锁体控制模块12对所述密文进行解密的过程，可以包括：

锁体控制模块12利用预先与主控模块11约定的密钥，对所述密文进行解密。

进一步的，对上述主控模块11和锁体控制模块12之间约定加密用的密钥的过程进行介绍。

为了保证密钥的唯一性，本实施例提供了两种密钥约定方式，分别介绍如下：

第一种：

锁体控制模块12将自身的标识信息发送至主控模块11，由主控模块11基于该标识信息生成唯一的密钥，将密钥存储在主控模块11本地，并想锁体控制模块12发送生成的密钥，由锁体控制模块12进行存储。

其中，锁体控制模块12的标识信息唯一标识锁体控制模块的身份，该标识信息可以是uid(useridentification)，不同锁体控制模块的uid均不一样。

由于锁体控制模块12的标识信息具有唯一性，因此基于该标识信息可以生成唯一的密钥，由锁体控制模块12和主控模块11各自存储该密钥，作为后续数据加密、解密时使用。

第二种：

主控模块11基于自身的标识信息生成唯一的密钥，将所述密钥存储在主控模块11本地，并向锁体控制模块12发送生成的密钥。锁体控制模块12接收并存储所述密钥。

其中，主控模块11的标识信息唯一标识主控模块的身份，该标识信息可以是uid(useridentification)，不同主控模块的uid均不一样。

由于主控模块11的标识信息具有唯一性，因此基于该标识信息可以生成唯一的密钥，由锁体控制模块12和主控模块11各自存储该密钥，作为后续数据加密、解密时使用。

除了上述介绍的两种密钥约定方式之外，还可以采用其它方式来生成唯一的密钥，由主控模块11和锁体控制模块12各自存储，供后续加解密使用。

进一步可选的，为了保证主控模块11和锁体控制模块12存储的数据的安全，防止被外部设备窃取，本实施例中，可以设置主控模块11和锁体控制模块12对各自存储的数据具备加密功能。如选用具有数据加密功能的微控制器mcu作为主控模块11和锁体控制模块12。这样，存储的数据只能够被自身读取，其它外部设备无法窃取存储的数据，从而大大提高了存储数据的安全性。

在本申请的另一个实施例中，对锁体控制模块12的处理流程做进一步介绍。

上述实施例已经介绍了，锁体控制模块12对密文解密后，可以验证解密得到的随机数与生成的随机数是否一致。

本实施例中，当锁体控制模块12验证随机数一致的情况下，在执行解密得到的控制信号之前，可以进一步执行如下处理流程：

判断解密得到的控制信号是否与本地存储的标准开锁控制信号或标准关锁控制信号一致。

其中，锁体控制模块12本地可以预先存储有标准开锁控制信号和标准关锁控制信号，如以“1”表示标准开锁控制信号，以“0”表示标准关锁控制信号。则锁体控制模块12对密文解密后可以得到解密的随机数和控制信号，在随机数验证一致时，可以进一步判断控制信号是否为本地预存储的标准开锁控制信号或标准关锁控制信号，若是，说明该控制信号正确，可以执行控制信号，若否，说明该控制信号并非标准控制信号，可以判定解密得到的控制信号错误。示例如，解密得到的控制信号为“3”，其不同于本地预存储的“0”和“1”，可以判定该控制信号出错。

若判断控制信号出错，锁体控制模块12可以通知主控模块11收到的控制信号不正确，由主控模块11决定后续的处理流程，如重新发送或放弃等操作。

在本申请的另一个实施例中，从主控模块11和锁体控制模块12间的信令交互角度介绍一种门锁控制方法，结合图2所示，该方法包括：

步骤s10、主控模块11向锁体控制模块12请求随机数。

具体的，主控模块11在收到开关锁的控制信号时，可以向锁体控制模块12请求随机数。

步骤s11、锁体控制模块12生成并存储随机数。

具体的，锁体控制模块12收到主控模块11请求随机数的指令后，可以调用随机数生成器生成随机数，并对生成的随机数进行存储。

步骤s12、锁体控制模块12向主控模块11发送生成的随机数。

步骤s13、主控模块11对随机数和控制信号进行加密，得到密文。

可选的，主控模块11可以利用预先与锁体控制模块12预定的密钥，对随机数和控制信号进行加密，得到密文。

步骤s14、主控模块11将密文发送至锁体控制模块12。

步骤s15、锁体控制模块12对密文进行解密，得到解密后的随机数和控制信号。

可选的，锁体控制模块12可以利用预先与锁体控制模块12预定的密钥，对密文进行解密，得到解密后的随机数和控制信号。

步骤s16、锁体控制模块12验证解密得到的随机数与生成的随机数是否一致，一致则执行步骤s17，不一致，则拒绝执行解密得到的控制信号。

步骤s17、执行解密得到的控制信号。

本申请实施例介绍的门锁控制方法，对主控模块和门锁控制模块之间的通信数据进行了加密，从而保护了通信数据的安全性，不容易被截获破解。

同时，主控模块每次收到开关锁的控制信号时，均会从锁体控制模块请求随机数，该随机数由锁体控制模块生成，进而主控模块可以将随机数与控制信号一起加密，使得每次开关门时主控模块发送的密文都是不一样的，进一步提高了密文被破解的难度。

进一步的，门锁控制模块对密文解密后可以对随机数进行验证，可以有效鉴别非法主控模块伪造密文，进一步提升了门锁控制的安全性。

在上述实施例基础上，本实施例中进一步对主控模块11和门锁控制模块12间约定密钥的过程进行介绍。

本实施例中介绍了两种实现方式，分别参照图3和图4。

首先，结合图3对第一种方式进行介绍：

步骤s20、锁体控制模块12将自身的标识信息发送至主控模块11。

步骤s21、主控模块11基于标识信息生成唯一的密钥，并存储在本地。

步骤s22、主控模块11将密钥发送至锁体控制模块12。

步骤s23、锁体控制模块12存储密钥。

按照上述流程可以实现主控模块11和锁体控制模块12间的密钥约定，且锁体控制模块12的标识信息是唯一的，进而主控模块11基于锁体控制模块12的标识信息能够生成唯一的密钥，保证了密钥的唯一性。

进一步，结合图4对第二种方式进行介绍：

步骤s30、主控模块11基于自身的标识信息生成唯一的密钥，并存储在本地。

步骤s31、主控模块11将密钥发送至锁体控制模块12。

步骤s32、锁体控制模块12存储密钥。

按照上述流程可以实现主控模块11和锁体控制模块12间的密钥约定。并且，相比于前一种方式，本实施流程中主控模块11基于自身的标识生成密钥，由于主控模块11的标识信息也是唯一的，因此也可以生成唯一的密钥，同样能够保证密钥的唯一性。

在本申请的又一个实施例中，从主控模块11的角度，对门锁控制方法进行介绍，结合图5所示，门锁控制方法可以包括如下步骤：

步骤s100、在收到开关锁的控制信号时，向锁体控制模块请求并获取随机数。

其中，主控模块11收到的开关锁的控制信号可以是其它模块对用户操作验证后所发出的控制信号，该控制信号用于打开门锁，或关闭门锁。

步骤s110、对所述随机数及所述控制信号进行加密，得到密文。

可选的，加密过程可以是，主控模块11利用预先与锁体控制模块12约定的密钥，对所述随机数及所述控制信号进行加密，得到密文。

步骤s120、将所述密文发送给所述锁体控制模块，以供锁体控制模块对密文进行解密，并基于解密后的随机数的验证结果，决定是否执行解密后的控制信号。

本申请实施例介绍的门锁控制方法，主控模块向门锁控制模块发送的通信数据进行了加密，从而保护了通信数据的安全性，不容易被截获破解。

同时，主控模块每次收到开关锁的控制信号时，均会从锁体控制模块请求随机数，该随机数由锁体控制模块生成，进而主控模块可以将随机数与控制信号一起加密，使得每次开关门时主控模块发送的密文都是不一样的，进一步提高了密文被破解的难度。

可选的，门锁控制过程还可以包括：主控模块11与锁体控制模块12约定密钥的过程，该过程可以有两种实现方式，分别如下：

第一种：

主控模块11接收锁体控制模块12发送的锁体控制模块12自身的标识信息，基于所述锁体控制模块12的标识信息生成唯一的密钥，将所述密钥存储在本地，及向所述锁体控制模块12发送生成的密钥，由锁体控制模块12存储。

第二种：

主控模块11与锁体控制模块12约定密钥过程，该过程中，基于主控模块11自身的标识信息生成唯一的密钥，将所述密钥存储在本地，及向所述锁体控制模块12发送生成的密钥。

在本申请的又一个实施例中，从锁体控制模块12的角度，对门锁控制方法进行介绍，结合图6所示，门锁控制方法可以包括如下步骤：

步骤s200、响应主控模块请求随机数的指令，生成并存储随机数。

具体的，主控模块在收到开关锁的控制信号后，可以向锁体控制模块发送随机数的请求指令。基于此，锁体控制模块可以响应该指令，进而生成随机数并存储在本地。该存储的随机数用于供后续对密文中的随机数进行一致性验证。

步骤s210、将所述随机数发送至所述主控模块。

步骤s220、接收所述主控模块发送的密文，并进行解密，得到解密后的随机数及控制信号。

可选的，锁体控制模块可以利用预先与主控模块约定的密钥，对所述密文进行解密。

步骤s230、验证解密得到的随机数与生成的随机数是否一致，一致则执行解密得到的控制信号，不一致则拒绝执行解密得到的控制信号。

本申请实施例介绍的门锁控制方法，门锁控制模块接收的由主控模块发送的通信数据是经过加密的数据，从而保护了通信数据的安全性，不容易被截获破解。

同时，门锁控制模块接收的密文中包含有随机数，该随机数是门锁控制模块生成并发送给主控模块的，由于不同密文所包含的随机数基本是不同的，使得主控模块和门锁控制模块间每次传输的密文都是不一样的，进一步提高了密文被破解的难度。

进一步的，门锁控制模块对密文解密后可以对随机数进行验证，可以有效鉴别非法主控模块伪造密文，进一步提升了门锁控制的安全性。

可选的，门锁控制过程还可以包括：主控模块11与锁体控制模块12约定密钥的过程，该过程可以有两种实现方式，分别如下：

第一种：

锁体控制模块12将自身的标识信息发送至所述主控模块11，接收并存储所述主控模块11基于所述标识信息所生成的唯一的密钥。

第二种：

锁体控制模块12接收并存储所述主控模块11基于其自身的标识信息所生成的唯一的密钥。

进一步的，在上述图6示例的门锁控制方法的基础上，锁体控制模块12在验证随机数一致的情况下，执行解密得到的控制信号之前，还可以执行如下处理操作：

判断解密得到的控制信号是否与本地存储的标准开锁控制信号或标准关锁控制信号一致，若是，则执行解密得到的控制信号，若否，判定解密得到的控制信号错误。

其中，锁体控制模块12本地可以预先存储有标准开锁控制信号和标准关锁控制信号，如以“1”表示标准开锁控制信号，以“0”表示标准关锁控制信号。则锁体控制模块12对密文解密后可以得到解密的随机数和控制信号，在随机数验证一致时，可以进一步判断控制信号是否为本地预存储的标准开锁控制信号或标准关锁控制信号，若是，说明该控制信号正确，可以执行控制信号，若否，说明该控制信号并非标准控制信号，可以判定解密得到的控制信号错误。示例如，解密得到的控制信号为“3”，其不同于本地预存储的“0”和“1”，可以判定该控制信号出错。

若判断控制信号出错，锁体控制模块12可以通知主控模块11收到的控制信号不正确，由主控模块11决定后续的处理流程，如重新发送或放弃等操作。

本申请的又一个实施例中，进一步公开了一种智能门锁。智能门锁可以包括处理器、执行模块和上述实施例中的门锁控制系统，其中：

所述处理器用于，响应并验证开关锁操作指令，基于验证结果生成开关锁的控制信号，将所述控制信号发送至所述门锁控制系统。

其中，开关锁操作指令可以是通过指纹形式、蓝牙形式、刷卡形式等发出的开关所操作指令。

所述执行模块用于，响应锁体控制模块发出的控制信号，执行与所述控制信号相应的动作。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。