锁具、蓝牙钥匙及电子锁系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电子锁相关领域。更具体地说，本实用新型涉及锁具、蓝牙钥匙及电子锁系统。


背景技术：

[0002]
随着信息产业的快速发展、电子锁、智能锁也开始进入家庭和办公场所，特别是对安全要求比较高的场所。但是，在使用过程中人们也发现其存在一些安全隐患，如受干扰、传送信息易被窃取等。因此，亟需设计一种改进的锁具、蓝牙钥匙及电子锁系统。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的一个目的是提供锁具、蓝牙钥匙及电子锁系统，提升了电子锁的安全性。
[0004]
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了锁具，包括：
[0005]
锁体，其包括电机和锁定机构，所述电机为所述锁定机构提供动力，所述锁体上还形成有钥匙孔，所述钥匙孔内设置有电源触点和通信触点；
[0006]
电机控制芯片，其与所述电机连接；
[0007]
第一接口电路，其与所述电源触点和所述通信触点连接；
[0008]
处理器芯片，其与所述电机控制芯片和所述第一接口电路均连接。
[0009]
优选的是，所述的锁具，所述处理器芯片的型号为csc03。
[0010]
优选的是，所述的锁具，所述电机控制芯片的型号为cscx01。
[0011]
本实用新型还提供了蓝牙钥匙，包括：
[0012]
钥匙主体，其表面设置有按键，所述钥匙主体上还设置有电源探针和通信探针；
[0013]
电源、安全芯片、存储器；
[0014]
第二接口电路，其与所述电源探针和所述通信探针连接；
[0015]
主处理器芯片，其与所述按键、所述电源、所述安全芯片、所述存储器和所述第二接口电路均连接，所述主处理器芯片包括蓝牙模块。
[0016]
优选的是，所述的蓝牙钥匙，还包括：
[0017]
指示灯，其与所述主处理器芯片连接。
[0018]
优选的是，所述的蓝牙钥匙，还包括：
[0019]
蜂鸣器，其与所述主处理器芯片连接。
[0020]
优选的是，所述的蓝牙钥匙，所述主处理器芯片的型号为nrf52840。
[0021]
优选的是，所述的蓝牙钥匙，所述安全芯片的型号为csch04。
[0022]
优选的是，所述的蓝牙钥匙，所述存储器型号为xt25f64bdsig7。
[0023]
本实用新型还提供了电子锁系统，包括：
[0024]
锁具，其包括锁体、电机控制芯片、第一接口电路和处理器芯片，所述锁体包括电机和锁定机构，所述电机为所述锁定机构提供动力，所述锁体上还形成有钥匙孔，所述钥匙
孔内设置有电源触点和通信触点，所述电机控制芯片与所述电机连接，所述第一接口电路与所述电源触点和所述通信触点连接，所述处理器芯片与所述电机控制芯片和所述第一接口电路均连接；
[0025]
蓝牙钥匙，其包括钥匙主体、电源、安全芯片、存储器、第二接口电路和主处理器芯片，所述钥匙主体表面设置有按键，所述钥匙主体上还设置有电源探针和通信探针，所述第二接口电路与所述电源探针和所述通信探针连接，所述主处理器芯片与所述按键、所述电源、所述安全芯片、所述存储器和所述第二接口电路均连接，所述主处理器芯片包括蓝牙模块，当所述钥匙主体插入所述钥匙孔，所述电源探针和所述通信探针分别和所述电源触点和所述通信触点接触；
[0026]
移动终端，其与所述蓝牙钥匙蓝牙连接；
[0027]
服务器，其与所述移动终端通信连接。
[0028]
本实用新型至少包括以下有益效果：
[0029]
本实用新型的锁具不含有电源，结构紧凑。本实用新型的蓝牙钥匙包含的电源可以为锁具供电，以使得锁具执行解锁动作。本实用新型在服务器和移动终端间使用远程通信方式进行通信，在移动终端和蓝牙钥匙间通过蓝牙进行通信，在蓝牙钥匙和锁具间通过有线接触方式通信，信息通过安全芯片加密处理，通过服务器授权来开启电子锁，具有较好的安全性、可靠性。
[0030]
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0031]
图1为本实用新型的锁具的框架图；
[0032]
图2为本实用新型处理器芯片的电路图；
[0033]
图3为本实用新型电机控制芯片的电路图；
[0034]
图4为本实用新型第一接口电路的电路图一；
[0035]
图5为本实用新型第一接口电路的电路图二；
[0036]
图6为本实用新型蓝牙钥匙的框架图；
[0037]
图7为本实用新型蓝牙钥匙的结构示意图；
[0038]
图8为本实用新型蓝牙主处理器芯片的电路图一；
[0039]
图9为本实用新型蓝牙主处理器芯片的电路图二；
[0040]
图10为本实用新型指示灯的电路图；
[0041]
图11为本实用新型按键的电路图；
[0042]
图12为本实用新型安全芯片的电路图；
[0043]
图13为本实用新型电源充电电路的电路图；
[0044]
图14为本实用新型电源的电路图；
[0045]
图15为本实用新型存储器的电路图；
[0046]
图16为本实用新型蜂鸣器的电路图；
[0047]
图17为本实用新型第二接口电路的电路图；
[0048]
图18为本实用新电流采集电路的电路图。
具体实施方式
[0049]
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0050]
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0051]
如图1～5所示，本实用新型提供了锁具，包括：
[0052]
锁体，其包括电机和锁定机构，所述电机为所述锁定机构提供动力，所述锁体上还形成有钥匙孔，所述钥匙孔内设置有电源触点和通信触点；
[0053]
电机控制芯片，其与所述电机连接；
[0054]
第一接口电路，其与所述电源触点和所述通信触点连接；
[0055]
处理器芯片，其与所述电机控制芯片和所述第一接口电路均连接。
[0056]
在上述技术方案中，电机和锁定机构的具体形式不作限定，可使用现有技术，只要电机能够驱动锁定机构执行锁定和解锁动作即可。锁体上形成有钥匙孔，如圆柱形孔，钥匙孔内设置有电源触点和通信触点，优选在钥匙孔底部设置电源触点和通信触点，电源触点和通信触点分别用于接入外部电源，如接入蓝牙钥匙，对锁具进行供电和通信。电机控制芯片用于驱动和逻辑控制电机工作。第一接口电路用于接入电流和通信信号。可以看出，本实用新型的锁具不含有电源，结构可以做得更紧凑。
[0057]
在另一种技术方案中，所述的锁具，所述处理器芯片的型号为csc03。处理器芯片的电路图如图2所示，负责锁具的各种控制、数据加解密处理，它通过io口控制电机、通过uart口与蓝牙钥匙通信；系统采用内部晶振；芯片内部有1.8v、1.2v的ldo来提供芯片和外围工作电源。
[0058]
接口电路的电路图见图4和图5，u4(图5)是模拟开关，处理器芯片u3(图2)的d3、e5脚输出、输入信号在此进行切换，分时与蓝牙钥匙双向通信，u1、rv1是io口、电源保护器件。
[0059]
在另一种技术方案中，所述的锁具，所述电机控制芯片的型号为cscx01。图3为电机控制芯片的电路图，电机控制芯片的9、10脚分别接到处理器芯片的d6、d5脚，其7、8接地，6脚接到处理器芯片的b4脚，进行故障检测，1、3脚接电机两端。
[0060]
如图6～18所示，基于相同的发明构思，本实用新型还提供了蓝牙钥匙，包括：
[0061]
钥匙主体1，其表面设置有按键103，所述钥匙主体上还设置有电源探针101和通信
[0062]
探针102；
[0063]
电源、安全芯片、存储器；
[0064]
第二接口电路，其与所述电源探针101和所述通信探针102连接；
[0065]
主处理器芯片，其与所述按键103、所述电源、所述安全芯片、所述存储器和所述第二接口电路均连接，所述主处理器芯片包括蓝牙模块。
[0066]
本技术方案中，钥匙主体1的形状不作限定，可与现有的钥匙形状一致，例如图7，钥匙主体上需要留有设置按键103的空间，钥匙主体的插入端需要留有设置电源探针101和通信探针102的区域。按键用于对蓝牙钥匙执行操作。电源采用可充电电池。安全芯片用于对数据信息加、解密处理，支持各种国密算法。第二接口电路连接电源探针和通信探针，用于向锁具供电以及通信。主处理器芯片用于处理数据，控制和移动终端蓝牙通信、控制对锁具供电和通信，并与各个功能模块的协调工作。
[0067]
在一些技术方案中，接口电路的电路图见图17，u8是模拟开关，主处理器芯片u1的j1、b13脚输出、输入信号在此进行切换，分时对锁具双向通信，u9、f1、f4、z2是io口、电源保护器件。
[0068]
在一些技术方案中，电源相关的电路图见图13和图14，u15(图13)是电源充电电路，其1、2脚外接5v电源，如锂电池，3、4脚接锂电池+端，6、9脚接系统地和电池负端，5脚是充电状态检测，经q15反相隔离后接到u1的t2脚；u30(图14)是系统电源，它的输入有两个来源，一是充电时外加5v，二是电池，它的输出是3.3v；
[0069]
在一些技术方案中，还包括电流采集电路，电路图见图18，q13用于控制给锁具供电开关，其受控于主处理器芯片u1的t23脚，u22是电流采集电路，其1脚输出的电压信号幅度与通过电阻r114的电流成正比，该芯片的1脚接到主处理器芯片u1的ad采集口a12脚。在另一种技术方案中，所述的蓝牙钥匙，还包括：
[0070]
指示灯，其与所述主处理器芯片连接，指示灯优选采用三色led进行工作状态指示，三色led的三控制口在板上接到主处理器的w24、v23、u24口，见图10。
[0071]
按键优选为四个，按键的口线分别接到主处理器的ac15、ad16、ac17、ad18口上，见图11。
[0072]
在另一种技术方案中，所述的蓝牙钥匙，还包括：
[0073]
蜂鸣器，其与所述主处理器芯片连接，产生提示音，对操作进行提示，蜂鸣器的电路图见图16，由主处理器芯片的ac21脚驱动三极管控制蜂鸣器产生一个声音。
[0074]
在另一种技术方案中，所述的蓝牙钥匙，所述主处理器芯片的型号为nrf52840。图8和图9二部分构成了主处理器芯片，它负责终端各种控制、数据采集处理，图8，是处理器对外接口部分，它通过i2c、spi、qpi、io、uart等接口方式与其他模块连接；图9，是处理器的jtag、usb、主晶振、芯片电源等接口，用于下载程序，系统工作时钟等；u1a(图8)、u1b(图9)还支持蓝牙5.0，构成了蓝牙通信功能，图8的h23脚是芯片的rf信号口，rf通过lc带通滤波器后接到fpc天线。
[0075]
在另一种技术方案中，所述的蓝牙钥匙，所述安全芯片的型号为csch04。安全芯片支持多种国密算法，可对来自主处理器的明文进行加密，也可把密文解密成明文，送给主处理器；见图14，安全芯片u10的18、19、20、22脚以spim2方式接到主处理器芯片u1的k2、l1、m2、n1脚，u10的23、24脚以握手信号io方式接到主处理器u1的ad10、ac9脚。
[0076]
在另一种技术方案中，所述的蓝牙钥匙，所述存储器型号为xt25f64bdsig7，存储器的电路图见图15，用来存放系统工作的程序和系统配置等信息，它是通过qpi接口与主处理器芯片连接，存储器的u28的1、2、3、5、6、7脚分别接到主处理器芯片a20、a16、b15、b17、b19、a14脚。
[0077]
基于相同的发明构思，本实用新型还提供了电子锁系统，包括：
[0078]
锁具，其包括锁体、电机控制芯片、第一接口电路和处理器芯片，所述锁体包括电机和锁定机构，所述电机为所述锁定机构提供动力，所述锁体上还形成有钥匙孔，所述钥匙孔内设置有电源触点和通信触点，所述电机控制芯片与所述电机连接，所述第一接口电路与所述电源触点和所述通信触点连接，所述处理器芯片与所述电机控制芯片和所述第一接口电路均连接；
[0079]
蓝牙钥匙，其包括钥匙主体、电源、安全芯片、存储器、第二接口电路和主处理器芯
片，所述钥匙主体表面设置有按键，所述钥匙主体上还设置有电源探针和通信探针，所述第二接口电路与所述电源探针和所述通信探针连接，所述主处理器芯片与所述按键、所述电源、所述安全芯片、所述存储器和所述第二接口电路均连接，所述主处理器芯片包括蓝牙模块，当所述钥匙主体插入所述钥匙孔，所述电源探针和所述通信探针分别和所述电源触点和所述通信触点接触；
[0080]
移动终端，其与所述蓝牙钥匙蓝牙连接；
[0081]
服务器，其与所述移动终端通信连接。
[0082]
对于本技术方案的细节，如连接关系和电路图可参见锁具和蓝牙钥匙部分的描述。本技术方案的电子锁系统包括锁具、蓝牙钥匙、移动终端和服务器。锁具与蓝牙钥匙匹配，蓝牙钥匙插入钥匙孔后，电源探针和通信探针分别和电源触点和通信触点接触，使得蓝牙钥匙的电源可以为锁具供电。蓝牙钥匙通过蓝牙与移动终端连接，移动终端通过2g/3g/4g等网络连接服务器。操作时，移动终端先接通服务器，再将蓝牙钥匙与移动终端蓝牙连接，然后蓝牙钥匙插入钥匙孔内，按蓝牙钥匙上的按键，开锁信息经处理器芯片加密后，通过通信探针和通信触点建立的物理连接、蓝牙钥匙和移动终端间的蓝牙通道传给移动终端，移动终端再通过2g/3g/4g网络连接到服务器，服务器对解锁信息解密后，进行处理，然后决定是否授权开锁。若授权，则授权信息加密后，发给移动终端，再经蓝牙通道发送给蓝牙钥匙，蓝牙钥匙通过通信探针和通信触点建立的物理连接将授权信息发送给锁具，锁具利用处理器芯片解密后，控制电机驱动锁定机构进行开锁。作为现有技术，电机上设置有回复机构，在拔出蓝牙钥匙后，使得锁定机构回复至原位，锁具锁定。
[0083]
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型锁具、蓝牙钥匙及电子锁系统的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
[0084]
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。