专利名称：一种基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电子锁技术领域，具体涉及一种基于随机数开锁的电子锁系统。
背景技术：
目前常见的电子锁控制系统一般通过无线传输控制信号，但传输的数据易被截 取，受外界频率干扰大，安全性不高。市场上出现的蓝牙电子锁系统，基本是两种情况1是 利用蓝牙通信传输开锁数据，由于蓝牙对所有的蓝牙设备都是公开的，而且蓝牙传输数据 可以被其他的通信设备截取，这种系统安全不高；2是一些蓝牙电子锁为了提高安全性，通 过复杂加密或加入过多的硬件控制，这导致系统结构复杂，成本高。本系统通过手机与锁端 的蓝牙模块进行蓝牙通信，锁端的蓝牙模块当无线串口使用，并提出一种新的开锁验证方 法，在大大提高系统安全性的情况下，而且系统结构简单，成本低，实用性高，适用于小型门 锁系统中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全性好、结构简单、成本低的蓝牙电子锁系统。本发明提供的基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统，它包括蓝牙智能手机、单片机、 蓝牙模块、GPRS模块、LCD液晶模块、电子锁具、电源转换。其中蓝牙智能手机构成电子锁系 统的钥匙端。单片机、蓝牙模块、GPRS模块、LCD液晶模块、电子锁具、电源转换等外围器件 构成电子锁系统的锁端。钥匙端和锁端通过蓝牙进行通信，发送开锁数据。其中
钥匙端，通过编制蓝牙智能手机程序，用户输入正确的开启锁的数据，然后蓝牙智能手 机将要开锁的数据通过蓝牙发送到锁端；
锁端，单片机程序实现通过蓝牙模块接收锁端发送的数据，并进行验证，如果通过验证 则开锁，否则不开启并记录；
锁和钥匙之间传输的数据是由锁端通过一定规则产生的随机数，每次开锁的时候，锁 端的蓝牙模块接收手机发送的数据，单片机将此数据与单片机内保存的这次可以开锁的随 机数进行比较，以产生开锁的控制信号；随机数与钥匙和锁相关，锁会保存此数据，并通过 一定的方式告知钥匙，钥匙仅能在下次开锁时使用，并且一次有效，锁将重新生成随机每次开锁结束后，锁端产生下次开锁的随机数，用户可通过蓝牙通信、GPRS通信或 读取LCD模块获取此开锁随机数。锁端通过外围电路实现自动开锁。与传统的电子锁系统相比，此蓝牙电子锁控制系统通过锁端产生的随机数提高了 车锁的安全性，通过蓝牙模块的近距离通信特点，避免了数据通过无线信号被盗取。与以往 的蓝牙电子锁系统相比，通过锁端产生的随机数以及此随机数仅使用一次的特点，增加了 非法开锁的难度和成本。随机数由锁端产生，用户以安全方式获得并保存以便下次使用； 一旦发生手机遗失盗取等情况，用户可以通过GPRS模块与锁进行联系，取消原开锁的随机 数，并产生及获取新的随机数。该系统具有简单、安全的特性。
本发明的主要特点
①每次开锁的钥匙都不一样，是按照一定规则产生一定长度的随机数，没人提前知
道；
②随机数由锁端产生，由用户选择以安全的方式获得，并且一次生效，开完锁后作废；
③对于钥匙丢失或手机被盗以及锁被攻击，通过GPRS模块控制系统安全和重新获得 钥匙。
图1、基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统示意图。图2、基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统钥匙端结构框图。图3、基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统锁端结构框图。图4、基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统软件处理流程图。图中标号1为蓝牙智能手机，2为单片机，3为蓝牙模块，4为GPRS模块，5为IXD 液晶模块，6为电子锁具。
具体实施例方式下面结合图介绍
具体实施例方式
基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统由钥匙和锁两部分组成。钥匙与锁通过蓝牙模块相 互通信。系统的结构框图如图1所示。钥匙端通过在手机上编制程序实现串口发送功能，有建立连接，断开连接，波特率 设置，发送数据格式选择，发送以及发送和接收内容显示的界面。控制界面如图2所示。锁端由Cygnal系列单片机、继电器、LED、GPRS模块、LCD液晶显示器、电源转换以 及电子锁具等构成。单片机运行核心程序，进行对开锁数据的处理、随机数产生、对GPRS模 块的控制、LCD液晶显示器显示等操作；继电器与电子锁系统接口相连，通过继电器对电子 锁具进行具体控制，继电器由放大电路驱动；LED用于指示当前蓝牙模块的工作状态；电源 转换用于满足不同芯片电压的不同要求。锁端结构框图如图3所示。基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统，具体实现方式如下 1、对系统进行初始化，启动锁端工作。2、每次开锁的钥匙都不一样，这个钥匙是由锁端的单片机按照一定规则产生的一 定长度的随机数，可增加随机数长度提高系统安全性。用户在开完一次锁后，锁端将上次开 锁的随机数作废，重新生成下次开锁的钥匙，如果产生的随机数和之前有重复，重新生成， 通过LCD显示。3、在用户进入后，可通过蓝牙通信、GPRS模块通信、读取IXD三种方式获得下次开 锁的随机数，用户可根据安全和方便选择获取方式。4、如果用户丢失或忘记开锁钥匙，通过短消息告知锁端GPRS模块，获取开锁钥 匙。如果手机丢失或被盗，通过GPRS模块让锁端取消丢失手机内的随机数，重新生成开锁 随机数，通过GPRS模块告知用户。5、对于一些非法用户在破解锁端蓝牙模块的PIN码后，尝试开锁或攻击锁时，在连续失败次数超过3次，由单片机停止锁端蓝牙模块工作，通过GPRS模块告知用户，这种情 况下，在下次开锁时先通过GPRS模块启动锁端蓝牙模块工作再通信。系统的软件流程图如 图4所示。 本系统通过实现以上功能，大大提高了系统的安全性。
权利要求
1.一种基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统，其特征在于它包括蓝牙智能手机、单片机、 蓝牙模块、GPRS模块、LCD液晶模块、电子锁具、电源转换；其中蓝牙智能手机构成电子锁系 统的钥匙端，单片机、蓝牙模块、GPRS模块、LCD液晶模块、电子锁具、电源转换等外围器件 构成电子锁系统的锁端；钥匙端和锁端通过蓝牙进行通信，发送开锁数据；其中钥匙端，通过编制蓝牙智能手机程序，用户输入正确的开启锁的数据，然后蓝牙智能手 机将要开锁的数据通过蓝牙发送到锁端；锁端，单片机程序实现通过蓝牙模块接收锁端发送的数据，并进行验证，如果通过验证 则开锁，否则不开启并记录；锁和钥匙之间传输的数据是由锁端通过一定规则产生的随机数，每次开锁的时候，锁 端的蓝牙模块接收蓝牙智能手机发送的数据，单片机将此数据与单片机内保存的这次可以 开锁的随机数进行比较，以产生开锁的控制信号；随机数与钥匙和锁相关，锁保存此数据， 并通过一定的方式告知钥匙，钥匙仅能在下次开锁时使用，并且一次有效，锁将重新生成随 机数。
2.根据权利要求1所述的基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统，其特征在于每次开锁结 束后，锁端产生下次开锁的随机数，用户通过蓝牙通信、GPRS通信或读取IXD模块获取此开 锁随机数；锁端通过外围电路实现自动开锁。
全文摘要
本发明属于电子锁技术领域，具体涉及一种基于随机数开锁的蓝牙电子锁系统。系统分为钥匙和锁两部分。钥匙是带有蓝牙功能的智能手机；锁包括电源转换、单片机、蓝牙收发模块、LCD液晶显示器、GPRS模块、电子锁具。钥匙端和锁端通过蓝牙进行通信，发送开锁数据；锁和钥匙之间传输的数据是由锁端产生的随机数。与以往的蓝牙电子锁系统相比，通过锁端产生的随机数以及此随机数仅使用一次的特点，增加了非法开锁的难度和成本。随机数由锁端产生，用户以安全方式获得并保存以便下次使用；一旦发生手机遗失盗取等情况，用户可以通过GPRS模块与锁进行联系，取消原开锁的随机数，并产生及获取新的随机数。该系统具有简单、安全的特性。
文档编号H04M11/00GK102121335SQ20111005329
公开日2011年7月13日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者张群, 杨絮, 贾思强, 陆起涌 申请人:复旦大学