本發(fā)明涉及一種電子鑰匙、電子門鎖系統(tǒng)及其開門權(quán)鑒方法，屬于門禁技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

指紋鎖等電子門鎖安全而方便，應(yīng)用越來越普及。機(jī)械鎖由于自身的局限，往往都存在被技術(shù)開啟的風(fēng)險(xiǎn)。為了安全起見，現(xiàn)有電子鎖已經(jīng)逐步取消機(jī)械鎖。如果取消機(jī)械鎖，就存在需要臨時(shí)開門的情況也要授權(quán)指紋，使得指紋鎖的應(yīng)用變得不方便，比如，機(jī)房、酒店客房等場(chǎng)所。同時(shí)，現(xiàn)有指紋鎖，特別激光指紋模塊往往也存在指紋模塊老化，或者受周圍環(huán)境溫度和光線的影響，無法正常識(shí)別指紋，以及存在電子鎖內(nèi)置電池電量不足等情況，導(dǎo)致無法正常開門，而其它的，如射頻卡等開門卡又不能供電，在電子門鎖內(nèi)置電池電量不足的情況下，也無法正常開門。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電子鑰匙及具有該電子鑰匙的電子門鎖系統(tǒng)，能夠利用所述電子鑰匙在電子門鎖自身電量不足的情況下也能正常開門。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種電子鑰匙，應(yīng)用于電子門鎖系統(tǒng)，包括外殼及封裝在外殼內(nèi)的電子裝置，其特征在于，所述電子裝置包括：第二電池、第二單片機(jī)、時(shí)鐘芯片、第二存儲(chǔ)芯片、第二電源及通信接口；所述第二電池與第二單片機(jī)及第二電源及通信接口的電源端連接，用于向第二單片機(jī)及外部設(shè)備供電，所述時(shí)鐘芯片、第二存儲(chǔ)芯片通過I2C總線與第二單片機(jī)連接，所述第二單片機(jī)與第二電源及通信接口的通信端連接。

所述的電子鑰匙還包括：指示燈、開關(guān)，所述指示燈與第二單片機(jī)連接，所述第二電池通過所述開關(guān)與第二單片機(jī)及第二電源及通信接口的電源端連接。所述第二電源及通信接口為USB插頭。

一種電子門鎖系統(tǒng)，包括上述的電子鑰匙以及電子門鎖，所述電子門鎖包括第一單片機(jī)、控制電路、第一存儲(chǔ)芯片、指紋模塊、第一電池、第一電源及通信接口、鎖體以及嵌入鎖體內(nèi)的電機(jī)；所述第一單片機(jī)通過控制電路與電機(jī)連接，所述第一單片機(jī)與第一電源及通信接口的通信端連接，用于與所述電子鑰匙通信；所述第一電源及通信接口的電源端與第一電池的輸出端連接，用于向第一單片機(jī)供電及電子鎖。所述第一電源及通信接口為USB插座。所述第二電源及通信接口電源輸出端的正極還連接了二極管，所述二極管的正極與第電池輸出端正極連接，負(fù)極連接第二電源及通信接口電源輸出端的正極。

所述電子鑰匙與電子門鎖開門權(quán)鑒的方法包括：

a、在電子門鎖的第一存儲(chǔ)芯片和電子鑰匙的第二存儲(chǔ)芯片中存儲(chǔ)記錄數(shù)為60的同樣的密鑰列表以及固定密鑰K，在電子鑰匙的第二存儲(chǔ)芯片中還預(yù)先存儲(chǔ)了開門口令列表，電子鑰匙上電后，開門口令列表的開門口令記錄指針P置0，電子門鎖中第一存儲(chǔ)芯片還預(yù)先存儲(chǔ)了一個(gè)電子門鎖的開門口令。

b、當(dāng)電子鑰匙通過第二電源及通信接口與電子門鎖的第一電源及通信接口連接后，電子鑰匙讀取時(shí)鐘芯片上的時(shí)間，將所讀取的時(shí)間的秒數(shù)S以固定密鑰K加密后發(fā)送給電子門鎖，電子鑰匙的第二單片機(jī)的密鑰記錄指針設(shè)置為S。

c、電子門鎖讀取電子鑰匙所發(fā)送的數(shù)據(jù)并用固定密鑰K解密后得到秒數(shù)S，電子門鎖的第一單片機(jī)的密鑰記錄指針設(shè)置為所述秒數(shù)S。

d、電子鑰匙的第二單片機(jī)選擇密鑰記錄指針?biāo)赶虻拿荑€對(duì)以及開門口令記錄指針指向的開門口令加密后發(fā)送給電子門鎖的第一單片機(jī)，第一單片機(jī)接收加密的開門口令后，利用密鑰記錄指針指向的密鑰解密，并與第一存儲(chǔ)芯片預(yù)先存儲(chǔ)的開門口令匹配，如果完全匹配，則通過控制電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使電子門鎖處于開啟狀態(tài)，并向所述電子鑰匙的第二單片機(jī)發(fā)送匹配成功的應(yīng)答信號(hào)。

e、如果匹配失敗，電子門鎖第一單片機(jī)向電子鑰匙第二單片機(jī)發(fā)送匹配失敗的應(yīng)答信號(hào)，電子鑰匙第二單片機(jī)的開門口令記錄指針、密鑰記錄指針均加1，電子門鎖的第一單片機(jī)的密鑰記錄指針加1，繼續(xù)執(zhí)行步驟d；當(dāng)電子鑰匙的第二單片機(jī)的開門口令記錄指針指向最后一個(gè)開門口令，仍然匹配失敗，則表明本次開門權(quán)鑒失敗，無法開啟電子門鎖；當(dāng)電子門鎖的第一單片機(jī)及電子鑰匙的第二單片機(jī)的密鑰記錄指針指向最后一個(gè)密鑰時(shí)，則指針置0，即從頭開始選擇加密密鑰。

本發(fā)明的有益效果是：公開了一種電子鑰匙及具有該電子鑰匙的電子門鎖系統(tǒng)，本發(fā)明所提供的電子鑰匙及電子門鎖系統(tǒng)不僅能起到開門卡的作用而且還能為電子門鎖供電，更加方便了電子門鎖的使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電子門鎖系統(tǒng)組成框圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電子鑰匙的硬件電路原理圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的電子鑰匙的外觀示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的電子鑰匙系統(tǒng)開門權(quán)鑒方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種電子鑰匙20，應(yīng)用于電子門鎖系統(tǒng)，包括外殼及封裝在外殼內(nèi)的電子裝置，其特征在于，所述電子裝置包括：第二電池205、第二單片機(jī)201、時(shí)鐘芯片203、第二存儲(chǔ)芯片202、第二電源及通信接口207；所述第二電池205與第二單片機(jī)201及第二電源及通信接口207的電源端連接，用于向第二單片機(jī)201及外部設(shè)備供電，所述時(shí)鐘芯片203、第二存儲(chǔ)芯片202通過I2C總線與第二單片機(jī)201連接，所述第二單片機(jī)201與第二電源及通信接口207的通信端連接。

所述的電子鑰匙20還包括：指示燈208、開關(guān)206，所述指示燈208與第二單片機(jī)201連接，所述第二電池205通過所述開關(guān)206與第二單片機(jī)201及第二電源及通信接口207的電源端連接。所述第二電源及通信接口207為USB插頭。

如圖2所示，為一種電子鑰匙20的硬件電路原理圖。BAT1為第二電池205，由4接1.5V干電池組成，輸出電壓為6V。U1為第二單片機(jī)201，采用單片機(jī)STC15W401AS、U3為時(shí)鐘芯片203，采用PCF8563，時(shí)鐘芯片電路還包括BAT2，為3V紐扣電池。U2為第二存儲(chǔ)芯片202，采用24C256。時(shí)鐘芯片203和第二存儲(chǔ)芯片202與第二單機(jī)201通過I2C總線連接。JUSB為第二電源及通信接口207，采用USB插座；所述第二電池205與第二單片機(jī)201及第二電源及通信接口207的電源端連接，用于向第二單片機(jī)201及外部設(shè)備供電，所述第二單片機(jī)201與第二電源及通信接口207的通信端連接。所述第一電源及通信接口107為USB插座。通常USB插頭有4個(gè)接線端：1、2、3、4，其中1接VCC，2接第二單片機(jī)201的TxD引腳，3接第二單片機(jī)201的RxD引腳，4接地。與之對(duì)應(yīng)，電子門鎖10的USB插座的4個(gè)接線端，1接VCC，2接第一單片機(jī)101的RxD引腳，3接第一單片機(jī)101的TxD引腳，4接地。也就是說，第一單片機(jī)101與第二單片機(jī)201之間通過UART方式通信，必須確保第一單片機(jī)101的TxD引腳與第二單片機(jī)201的RxD引腳連接，第一單片機(jī)101的RxD引腳與第二單片機(jī)201的TxD引腳連接，單片機(jī)之間才能夠正常通信。第二電源及通信接口207的電源輸出端的正極還連接了二極管D2，所述二極管D2的正極與電池輸出端連接，負(fù)極連接電源輸出端的正極，以保護(hù)電子鑰匙20，避免外部電源對(duì)電子鑰匙20供電。

如圖3所示，為一種電子鑰匙20的外觀示意圖。包括：電子鑰匙20的第二電源及通信接口207采用的USB插頭：USB插頭237；電子鑰匙20的外殼：外殼230；電子鑰匙20的開關(guān)206：開關(guān)236；電子鑰匙20的指示燈208：指示燈238。

如圖1所示，一種電子門鎖系統(tǒng)，包括上述的電子鑰匙20以及電子門鎖10，所述電子門鎖10包括第一單片機(jī)101、控制電路102、第一存儲(chǔ)芯片103、指紋模塊105、第一電池106、第一電源及通信接口107、鎖體108以及嵌入鎖體內(nèi)的電機(jī)104；所述第一單片機(jī)101通過控制電路102與電機(jī)104連接，所述第一單片機(jī)101與第一電源及通信接口107的通信端連接，用于與所述電子鑰匙20通信；所述第一電源及通信接口107的電源端與第一電池106的輸出端連接，用于向第一單片機(jī)101及電子鎖10供電。

電子鑰匙20具有向電子門鎖10供電的功能是一項(xiàng)重要的功能，接下來，一項(xiàng)重要的功能就是開門權(quán)鑒的方法，必須提供一種安全而方便的開門權(quán)鑒功能才能充分發(fā)揮電子鑰匙的作用。這里需要提供一種有效的方法，實(shí)現(xiàn)僅對(duì)電子鑰匙進(jìn)行授權(quán)開門電子門鎖而不必每次都在電子門鎖上授權(quán)鑰匙，這樣將大大的提高電子鑰匙應(yīng)用的便捷性，而且必須安全可靠。

采用開門口令方式進(jìn)行開門就存在，如果電子鑰匙開門口令被破解或者被復(fù)制的風(fēng)險(xiǎn)，降低了電子鑰匙的安全性，因此有必要在電子鑰匙使用的過程中采用一種安全的權(quán)鑒方法。

所述電子鑰匙20與電子門鎖10開門權(quán)鑒的方法包括如下步驟：

a、在電子門鎖10的第一存儲(chǔ)芯片103和電子鑰匙20的第二存儲(chǔ)芯片202中存儲(chǔ)記錄數(shù)為60的同樣的密鑰列表以及固定密鑰K，在電子鑰匙20的第二存儲(chǔ)芯片202中還預(yù)先存儲(chǔ)了開門口令列表，電子鑰匙20上電后，開門口令列表的開門口令記錄指針P置0，電子門鎖10中第一存儲(chǔ)芯片103還預(yù)先存儲(chǔ)了一個(gè)電子門鎖的開門口令。

在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過電腦軟件工具編輯電子鑰匙的開門口令列表，同時(shí)設(shè)置每個(gè)電子鎖的設(shè)置開門口令，通常情況下，為了安全起見，不同的電子鎖需要設(shè)置不同的開門口令。記錄數(shù)使用60使得與秒數(shù)的取值范圍一致，避免溢出，同時(shí)簡(jiǎn)化了編程。而開門口令、密鑰一般取6~8個(gè)字符（字節(jié)）。

b、當(dāng)電子鑰匙20通過第二電源及通信接口207與電子門鎖的第一電源及通信接口10連接后，電子鑰匙20讀取時(shí)鐘芯片203上的時(shí)間，將所讀取的時(shí)間的秒數(shù)S以固定密鑰K加密后發(fā)送給電子門鎖10，電子鑰匙20的第二單片機(jī)201的密鑰記錄指針設(shè)置為S。

本質(zhì)上，讀取時(shí)鐘芯片的上的時(shí)間取秒數(shù)的方法是一種隨機(jī)數(shù)的方法，這種方法可以進(jìn)一步減少電子鑰匙在使用過程中丟失后帶來的密鑰被破解的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提高安全性。

c、電子門鎖10讀取電子鑰匙20所發(fā)送的數(shù)據(jù)并用固定密鑰K解密后得到秒數(shù)S，電子門鎖10的第一單片機(jī)101的密鑰記錄指針設(shè)置為所述秒數(shù)S。

電子鑰匙與電子門鎖之間在傳送密鑰記錄指針時(shí)可以采用明文方式，此處采用固定密鑰加密是為了減少被破解的風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)施的中的加密及解密方式均可以采用比較簡(jiǎn)單而便于單片機(jī)運(yùn)算的異或方式的對(duì)稱加密方式。

d、電子鑰匙20的第二單片機(jī)201選擇密鑰記錄指針?biāo)赶虻拿荑€對(duì)以及開門口令記錄指針指向的開門口令加密后發(fā)送給電子門鎖10的第一單片機(jī)101，第一單片機(jī)101接收加密的開門口令后，利用密鑰記錄指針指向的密鑰解密，并與第一存儲(chǔ)芯片103預(yù)先存儲(chǔ)的開門口令匹配，如果完全匹配，則通過控制電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使電子門鎖10處于開啟狀態(tài)，并向所述電子鑰匙20第二單片機(jī)201發(fā)送匹配成功的應(yīng)答信號(hào)。

實(shí)際應(yīng)用中必須保證電子鑰匙與電子門鎖的密鑰記錄指針是同步的，在本實(shí)施例中，采用通過應(yīng)答方式來確保密鑰記錄指針的同步。

e、如果匹配失敗，電子門鎖10第一單片機(jī)101向電子鑰匙20第二單片機(jī)201發(fā)送匹配失敗的應(yīng)答信號(hào)，電子鑰匙20第二單片機(jī)201的開門口令記錄指針、密鑰記錄指針均加1，電子門鎖10的第一單片機(jī)101的密鑰記錄指針加1，繼續(xù)執(zhí)行步驟d；當(dāng)電子鑰匙20第二單片機(jī)201的開門口令記錄指針指向最后一個(gè)開門口令，仍然匹配失敗，則表明本次開門權(quán)鑒失敗，無法開啟電子門鎖10；當(dāng)電子門鎖10的第一單片機(jī)101及電子鑰匙20的第二單片機(jī)201的密鑰記錄指針指向最后一個(gè)密鑰時(shí)，則指針置0，即從頭開始選擇加密密鑰。

開門口令記錄指針從開門口令列表的頭開始到結(jié)尾，表明所有開門口令都嘗試過，此時(shí)需要結(jié)束開門權(quán)鑒，而密鑰記錄指針是循環(huán)使用的。

本發(fā)明所提供的電子鑰匙及電子門鎖系統(tǒng)不僅能起到開門卡的作用而且還能為電子門鎖供電，同時(shí)，采用了安全的加密方法，防止了開門口令被破解被復(fù)制的風(fēng)險(xiǎn)，安全可靠，更加方便了電子門鎖的使用。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。