一种基于近距无线技术的锁装置及开锁方法

本发明属于电子信息技术领域和射频通信技术领域，尤其是提供了一种基于近距 射频技术的智能锁装置及开锁方法，可应用于共享单车、共享电单车、共享汽车、及其他共 享设备等领域。

智能锁可以广泛应用于共享单车等应用场景，现有的智能锁绝大多数都是基于手 机扫描二维码的方式开锁，而二维码存在一系列的缺点和问题：（1）二维码易于被涂改、刮 擦、覆盖、损毁，从而就无法通过扫描二维码对该智能锁进行开锁操作；（2）二维码易于被覆 盖上虚假的二维码，如假冒APP二维码、病毒木马二维码、骗钱二维码等等，而用户却无法辨 别，手机扫描了虚假的二维码后，会造成一系列的严重后果：被骗钱、手机中病毒、手机信息 被盗取、手机支付信息被盗取等；（3）二维码在夜晚则无法被手机扫描，手机需要打开闪光 灯才能扫描，而此时二维码反光会导致扫描困难，用户体验很差；（4）手机扫描二维码的方 式开锁，有相当一部分的智能锁是其云端服务器通过移动通讯网络对智能锁下达开锁指令 进行开锁的，如果此时智能锁的移动通信信号不好，那么就会导致开锁时间延迟或开锁失 败。因此，现有基于扫描二维码开锁的智能锁技术，存在一系列的缺点。针对上述问题，本方 明公开了一种基于近距射频技术的智能锁装置及开锁方法，无需扫描二维码即可实现对智 能锁的开锁操作，操作简便、安全、可靠，适用于共享单车等应用领域。

本发明的目的在于提供一种基于近距射频技术的不扫二维码的智能锁装置及开 锁方法，尤其适用于共享单车、共享电单车、共享汽车、及其他共享设备等领域。

本发明的技术方案如下：

1.如图1所示，“移动终端2”通过近距无线技术与“智能锁装置1”进行双向无线通信； “智能锁装置1”通过移动通信或无线通信方式与“云端服务器3”进行联网通信，“智能锁装 置1”与“云端服务器3”之间亦可以没有直接的联网通信；“移动终端2”通过移动通信或无线 通信方式与“云端服务器3”进行联网通信；

2.所述的双向无线通信包括但不仅限于无线电通信、声波或超声波通信、光通信、磁感 应通信等；所述的近距无线技术包括但不仅限于蓝牙、NFC、RFID、Wi-Fi、ZigBee等近距离通 信技术，所述的移动通信包括但不仅限于2G、3G、4G、5G、eMTC、NB-IOT以及未来演进的移动 通信技术手段；所述的无线通信包括但不仅限于Wi-Fi、ZigBee、蓝牙、无线局域网通信、自 组织网络通信、及其他无线通信方式；所述的移动终端包括但不仅限于手机、平板电脑、智 能硬件等便携式移动设备；所述的“智能锁装置1”即为本发明的基于近距无线技术的智能 锁装置；

3.如图2所示，所述的“智能锁装置1”由“近距无线模块1-1”、“微控制器1-2”、“锁控制 器1-3”、“锁执行机构1-4”、“其他模块1-5”、“电源模块1-6”、“其他机械阻件和结构阻件1- 10”；

4.所述的“近距无线模块1-1”与所述的“微控制器1-2”的一端相连，进行双向数据交 互，“近距无线模块1-1”将接收到的开锁指令等其他数据发送给“微控制器1-2”，并且接受 “微控制器1-2”发送的控制指令和其他数据；

5.所述的“微控制器1-2”的另一端与所述的“锁控制器1-3”的一端相连，进行双向数据 交互，“微控制器1-2”向“锁控制器1-3”发送开锁或关锁指令，并接收“锁控制器1-3”返回的 锁状态数据；

6.所述的“锁控制器1-3”的另一端与所述的“锁执行机构1-4”的一端相连，“锁控制器 1-3”控制“锁执行机构1-4”进行开锁或关锁动作，并接收“锁执行机构1-4”返回的锁状态；

7.所述的“微控制器1-2”的其他端可与所述的“其他模块1-5”相连，进行双向数据交 互，传递操作指令，接收返回数据；

8.所述的“电源模块1-6”包括电池、充电功能和电源管理功能，所述的电池包括但不仅 限于一次性电池、可循环充电电池（锂电池等）；所述的充电功能包括但不仅限于：将太阳 能、发电花鼓、外部充电端口等方式的电能充电至电池中；所述的电源管理功能指的是给 “智能锁装置1”的其他电子和电气模块进行供电和电源管理；

9.所述的“近距无线模块1-1”可以是近距无线电通信模块，包括但不仅限于蓝牙、 ZigBee、Wi-Fi、超高频RFID及其他近距离的基于无线电通信机制的通信模块；可以是声波 或超声波通信模块；可以是光通信模块；可以是磁感应通信模块，包括但不仅限于RFID、NFC 等；

10.所述的“微控制器1-2”可以是独立的模块（或芯片），也可以是集成在“近距无线模 块1-1”中，也可以是集成在“其他模块1-5”中；

11.所述的“锁控制器模块1-3”可以是独立的模块（或芯片），也可以是集成在“微控制 器1-2”中；

12.所述的“锁执行机构1-4”的驱动方式包括但不仅限于：减速电机驱动、步进电机驱 动、其他类型电机驱动、弹簧驱动；执行方式包括但不仅限于：旋转式开锁执行机构、活塞式 开锁执行机构等；

13.所述的“锁执行机构1-4”可以是电机驱动开锁与手动关锁相结合的方式，也可以是 开锁和关锁均为电机驱动的方式；

14.所述的“其他模块1-5”包括但不仅限于：无、移动通信模块、无线通信模块、卫星定 位模块、屏幕、发声模块、接收声音模块、按键信号采集模块、振动传感器、地磁传感器、加速 度传感器等；

15.所述的“其他机械阻件和结构阻件1-10”包括但不仅限于：按键、锁弓、外壳、固定装 置等；

当移动终端靠近多个智能锁装置中的其中一个智能锁时，移动终端可以实现对与其最 靠近的智能锁装置的开锁操作，从而无需扫描二维码，即可对用户期望开锁的智能锁进行 开锁操作。本发明的发明原理如下：

1.如图3所示，“智能锁装置A1-A”、“智能锁装置B1-B”、“智能锁装置C1-C”等智能锁装 置相互靠近，“移动终端”最靠近“智能锁装置B 1-B”，即“智能锁装置B 1-B”为用户期望开 锁的智能锁装置；

2.如图3所示的“通讯过程1-A”、“通讯过程1-B”、“通讯过程1-C”等，智能锁装置通过 “近距无线模块1-1”连续或周期性的向外发射广播信号，该广播信号中带有该智能锁的唯 一ID编号的数据信息；

3.“移动终端2”连续或周期性的监听是否有广播信号，若接收一个或多个广播信号，则 解析该广播信号中的智能锁的ID编号数据，根据该唯一ID编号识别是具体哪个智能锁装置 发出的信号，并且判断该智能锁装置与移动终端的距离；

4.“移动终端2”通过比较各个智能锁装置与自身的距离，从中选择出距离最近的那台 智能锁，从而判定出用户期望开锁的智能锁装置，在图3所示的示意图中，用户期望开锁的 智能锁装置即为“智能锁装置B 1-B”；

5.“移动终端2”进行“密码获取操作”：根据“智能锁装置B 1-B”的唯一ID编号从云端服 务器获取该锁对应的密码；

6.“移动终端2”与“智能锁装置B 1-B”的“近距无线模块1-1”建立稳定的无线通信链 路；

7.“移动终端2”向“智能锁装置B 1-B”的“近距无线模块1-1”发送开锁指令，开锁指令 中携带，即图3中所示的“通讯过程2”；

8.“智能锁装置B 1-B”对接收到的“通讯过程2”中的开锁指令进行解析，并进行“密码 验证”，若密码验证通过的，则进行开锁操作；

9.所述的“密码获取操作”和“密码验证”中的密码，包括但不仅限于：密码信息、特定的 加密协议、特定的加密通信机制、特定的数据编码方式等；

10.所述的“密码获取操作”和“密码验证”中的密码，包括但不仅限于：固定密码、动态 密码、不同智能锁装置相同的密码、不同智能锁装置不同的密码。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）无需扫描二维码，避免了二维码的一系列的缺点，如避免了虚假二维码导致的安全 风险，安全风险包括但不仅限于：虚假二维码骗取用户支付，虚假二维码骗取用户手机中的 身份信息、银行卡信息等，虚假二维码使用户手机中病毒和木马，二维码被涂抹、刮擦或掩 盖之后导致无法开锁，光线暗淡情况下扫描二维码开锁困难，强光照射下扫描二维码开锁 困难，等等；

（2）操作简单，用户体验好，与扫描二维码开锁的方式相比，用户只需进行一步操作即 可；

（3） 在智能锁处在没有移动网络信号的情况下时，依然可以实现开锁功能，保证了良 好的用户体验，而基于扫描二维码的开锁方案此时则无法实现开锁功能；

（4）手机与智能锁之间的通信直接进行开锁操作，因此开锁响应时间快；而基于扫描二 维码的开锁方案，则是云端服务器通过移动网络对智能锁下达开锁指令，因此开锁响应时 间慢；

（5）在智能锁处在移动网络信号不好的情况下时，依然可以实现快速开锁操作；而基于 扫描二维码的开锁方案，则会导致开锁延迟时间很长；

（6）智能锁功耗可以显著降低，从而显著增加智能锁的工作时间，甚至可以不依赖于发 电装置；而基于扫描二维码的开锁方案，智能锁的移动通信功能必须处于时刻待机的状态， 因此功耗要显著高于本发明的方案，因此需要依赖于昂贵的发电装置。

图1 本发明所述的一种基于近距无线技术的锁装置的示意图；

图2 本发明所述的一种基于近距无线技术的锁装置的结构示意图；

图3 本发明所述的一种基于近距无线技术的锁装置及其开锁方法的工作原理示意图；

图4 本发明所述的一种基于近距无线技术的锁装置及其开锁方法的具体实施例示意 图。

为了对本发明进行详细说明，现举一个如下具体实施例：

1.如图4所示，“移动终端2”通过近距无线技术与“智能锁装置1”进行双向无线通信； “智能锁装置1”通过移动通信或无线通信方式与“云端服务器3”进行联网通信，“智能锁装 置1”与“云端服务器3”之间亦可以没有直接的联网通信；“移动终端2”通过移动通信或无线 通信方式与“云端服务器3”进行联网通信；

2.所述的双向无线通信在本实施例中采用无线电通信方式；所述的近距无线技术在本 实施例中采用2G、3G、4G、NB-IOT等；所述的无线通信在本实施例中采用蓝牙、ZigBee等；所 述的移动终端在本实施中位手机；所述的“智能锁装置1”即为本发明的基于近距无线技术 的智能锁装置；

3.如图4所示，所述的“智能锁装置1”由“近距无线模块1-1”、“微控制器1-2”、“锁控制 器1-3”、“锁执行机构1-4”、“移动通讯模块1-5”、“电源模块1-6”、“移动通信天线1-7”、“卫 星定位模块1-8”、“卫星定位天线1-9”、“其他机械阻件和结构阻件1-10”；

4.所述的“近距无线模块1-1”与所述的“微控制器1-2”的一端相连，进行双向数据交 互，“近距无线模块1-1”将接收到的开锁指令等其他数据发送给“微控制器1-2”，并且接受 “微控制器1-2”发送的控制指令和其他数据；

5.所述的“近距无线模块1-1”在本实施例中为蓝牙或NFC模块；

6.所述的“微控制器1-2”的另一端与所述的“锁控制器1-3”的一端相连，进行双向数据 交互，“微控制器1-2”向“锁控制器1-3”发送开锁或关锁指令，并接收“锁控制器1-3”返回的 锁状态数据；

7.所述的“锁控制器1-3”的另一端与所述的“锁执行机构1-4”的一端相连，“锁控制器 1-3”控制“锁执行机构1-4”进行开锁或关锁动作，并接收“锁执行机构1-4”返回的锁状态；

8.所述的“微控制器1-2”的第三端与所述的“移动通信模块1-5”相连，进行双向数据交 互，“微控制器1-2”向“移动通信模块1-2”发送数据、并接收控制指令和控制参数；

9.所述的“微控制器1-2”的第四段与所述的“卫星定位模块1-8”相连，进行双向数据交 互，“微控制器1-2”向“卫星定位模块1-9”发送控制指令、并接收定位数据；

10.所述的“微控制器1-2”在本实施例中，与“近距无线模块1-2”集成在一起；

11.所述的“移动通信模块1-5”在本实施例中为2G、3G、4G、或NB-IOT模块；

12.所述的“卫星定位模块1-8”在本实施例中为GPS、北斗、Galileo或Glonass模块；

13.所述的“移动通信模块1-5”和所述的“卫星定位模块1-8”在本实施例中集成在一 起；

14.所述的“移动通信模块1-5”的另一端与所述的“移动通信天线1-7”的一端相连，进 行双向数据交互，“移动通信模块1-5”向“移动通信天线1-7”发送数据、并接收天线接收到 的数据；

15.所述的“卫星定位模块1-8”的另一端与所述的“卫星定位天线1-9”的一端相连，进 行数据交互，“卫星定位模块1-8”从“卫星定位天线1-9”接收天线接收到的卫星信号；

16.所述的“电源模块1-6”在本实施例中包括可循环充电电池、整流电路、降压电路、电 池充电电路等，实现充电功能；所述的充电功能包括但不仅限于：将太阳能、发电花鼓、外部 充电端口等方式的电能充电至电池中；

17.所述的“其他机械阻件和结构阻件1-10”包括但不仅限于：按键、锁弓、外壳、固定装 置等；

上述实施案例描述了本发明的具体实施例中的一种，本领域的研究人员和技术人员可 以根据上述的步骤作出形式或内容方面的非实质性的改变而不偏离本发明实质保护的范 围，因此，本发明不局限于实施例中所公开的内容。