无钥匙进入系统的制作方法

[0001]
本发明是一种利用近场数据交互进行解锁、上锁操作的方法，主要应用于数字设备开锁、数字身份识别、家庭和车辆防盗、小区安保等领域。是以声光电智能数字设备为平台，加载和发送个人信息与开锁信息后，以声光电智能锁具设备读取信息后进行解锁、上锁操作的一种方法。
[0002]
技术背景目前的智能锁具系统多采用指纹、人脸等生物密令解锁方式解锁，缺少对临时访客的识别和操作，都是只对具有合法身份的使用者有效，大都无法通过授权给临时合法身份的使用者使用，另外对于部分车辆采用的无钥匙进入系统而言，需要用户随身携带专门的射频设备，而对于合法身份使用者的判定存在不够严谨不够智能的弊端，不管是不是车主，只要是开锁端设备的持有者都被视为合法身份者，而且易在持有者不经意进入感应区时使车辆失去防范，并且存在钥匙丢失后重新配备成本较高的缺点。


技术实现要素：

[0003]
基于目前的点对点近场数据交互技术和数字加密技术已经非常成熟，作为人们日常应用最为广泛的移动终端产品的智能手机也非常普及，而智能手机上通话测距组件也就是通常我们所说的手机接近传感器也已成为智能手机的标配，这也为该发明的广泛应用奠定了物质基础，但是一直以来通话测距组件多是用来防止误触，更多功能一直未被发掘。本发明的目的就是利用数字终端上具有通话测距功能的接近传感组件所具备的发送和接收功能结合智能终端和移动网络组建一套完整的解锁系统，为人们提供一种安全快捷的开锁方法。我们所说的通话测距组件主要是红外或超声等应用在数字终端上用于通话测距并具有交互功能的组件，以及依托上述组件为基础为本系统专门配套的近场交互系统。这里我们将具有通话测距功能的接近传感组件称为交互组件。
[0004]
具体实施方式 本发明的目的是这样实现的：首先用户需要在本系统中注册一个属于自己的专属账号，这里我们称为开锁账号，在完成一系列必要的认证和授权后将自己的相关信息与该账号绑定在一起，并设定独立的系统密令与开锁密令，这样开锁账户建立完成。然后我们以声光电智能数字设备为平台，加载上个人信息和锁具信息后，将解、上锁信息以智能终端上具有通话测距功能的接近传感组件为信息交互通道，结合智能系统与配置有相同交互组件的智能锁具系统经过线上线下信息交互来对锁具系统进行控制。这里的智能系统是由服务器、互联网、数据库及用于该开锁系统的系统软件和供带有交互功能接近传感组件运行的智能客户端系统共同构成。
[0005]
我们先以该发明应用于车辆的无钥匙进入系统为例展开叙述。本系统与车辆中控系统相连，属于中控系统的延伸部分，对相应部件具有控制权。我们将锁具系统的交互组件分别安装于车门把手和后备箱把手附近，由于数字终端采用的通话测距组件存在种类上的差异，主流的通话测距组件主要有红外和超声两种形式，根据这种情况，我们为锁具系统配备超声和红外某一种或这两种交互组件的方法，双组件配置时，两套组件可同时待命工作，
接收到哪种信号哪套系统启动工作。由于交互组件的有效发送和接收范围都设定在很小的范围内，所以需要采用近距离面对面的形式才能完成数据的交互，这种形式我们称为超近场数据交互。目前，智能终端上通话测距组件的作用面都集中在智能终端的正面，而主流的通话测距组件主要有红外和超声两种形式，为了方便我们的使用，我们采用在手机或平板等智能终端的反正两面分别添加某一种或这两种组件作用面的作法以方便我们的使用习惯，同时，为了保证开锁的安全性，我们将近场数据交互的工作环境通过设定交互组件的工作功率和发送方向控制在安全的距离和范围内，通常设定在以交互组件为原点向发散方二十厘米四十五度角左右的范围内，对于全面屏设备可根据使用习惯进行适当调整。这样我们在开锁时只需用户通过密令进入客户端启动开锁后用交互组件作用面的一面近距离靠近车门或后备箱上交互组件的位置，车门会自动打开。开锁信息根据安全级别分为三级，第一级为一对一式的解锁信息，由系统分配给客户端系统和锁具系统相互对应的解锁码，这种解锁码安全级别较低，极易被复制。第二级为用户可自行设置和修改的解锁码，修改后通过交互组件报锁具系统备案使用，但这种解锁码仍然没有从本质上解决防止复制的问题，因而安全级别不是很高。我们重点介绍的是安全级别最高的第三种解锁方式，它可以从根本上解决开锁信息被复制的问题。我们利用数字加密技术，结合双方设备开锁信息通过客户端交互组件与车辆交互组件进行数据交互，车辆设备端系统对客户端发送的开锁信息进行核对，开锁信息包括用户的身份信息和此次开锁的开锁密令信息，为防止开锁信息被复制，每次开锁客户端系统和锁具系统都会结合系统时间采用统一的一次一密随机算法得到的密令进行解锁，密令信息是锁具系统和客户端系统依托数字加密技术结合双方设备信息和当前时间采用同一种一次一密随机算法得到的，因此，每一次都有不同的数值，但只有对应关系的开锁系统与锁具系统的结果在同一时间是相同的，该密令在使用过一次后随即失效。当锁具系统对开锁信息核对无误后通知本地系统开启车锁同时通过交互组件向客户端发送开锁成功信息，信息交互完成，双方设备确认信息交互完毕后交互组件停止工作。如果在一定时长后交互未成功，客户端交互组件停止工作，再次打开车锁需重新启动开锁程序。当用户下车锁车时可通过手机客户端启动锁车按钮进行锁车，也可通过设置在门把手附近的锁车按钮实现一键锁车，当按下锁车按键后，系统会对驻车制动是否拉到位、发动机是否熄火、其他各车门包括后备箱和车窗及天窗是否关好进行检测和关闭，确认处于关闭状态时通知车锁执行锁车操作，锁车后以笛声或灯光语音通知用户锁车成功，通常以短笛声结合短双闪作为提示语言，如用户按下锁车键，锁车不成功，也会有相应提示，由于配置和中控不同，有些操作需用户手动完成后才能启动锁车按键，必须是驻车制动拉到位、熄火和门窗关到位的情况下才能进行锁车操作，否则锁车将失败，用户也可自行设定车窗的采集数据，默认为全关。使用客户端进行锁车时，锁车信息通过交互组件发送给车辆中控系统，上锁指令由系统在绑定锁具设备时针对每个锁具设备的数字身份生成区别于其他锁具设备的专属锁车指令，所以当中控系统在接收到自己的锁车指令后执行锁车操作。在手机上用户也可以绑定自己的指纹对车辆进行解锁和上锁操作，锁具系统采用上锁和解锁交替执行方式，也就是当前状态为上锁状态时按下指纹键或应用中上锁、解锁共用键时执行开锁操作，当处于开锁状态时执行上锁操作。上锁指令也可以由用户通过密令形式自行设定和修改，修改后报系统和车辆中控系统，原有的上锁指令同时作废，锁车后不对车内功能键产生控制，在车内仍然可以打开车门、车窗和后备箱，车内开门不计入密令同步系统，在车辆数
字中控系统中车内功能键与车外功能键分别有自己的数字地址。开门后点火和熄火均采用一键方式启动相关操作。以上交互组件的信息交换都是以交互组件的最高速率完成的，信息读写过程均是在瞬间完成的。
[0006]
当用户不小心将手机遗忘在车内又通过车门上的锁车键把车辆上锁后可通过备用钥匙打开车门，如果备用钥匙不幸也被锁在车里了，那么可以通过以下方式对车辆进行解锁：一，在车辆中控系统配备联网功能情况下，用户在其他客户端设备例如其他智能手机或电脑上通过密令登录自己的开锁账户，通过开锁密令向车辆锁具设备所在的中控系统发送开锁指令进行解锁。二，如果车辆不具备联网功能，可通过其他带有交互组件的智能手机通过账户密令登录自己的开锁账户，再通过解锁密令向系统申请获取与该账户绑定锁具设备的解锁指令，系统将通过注册者的密令信息对申请者进行身份验证，用户在注册开锁账户时，系统会要求注册者的系统密令和开锁密令中至少有一个是指纹或人脸等生物密令。当身份验证通过后向临时的智能手机发放被请求解锁锁具设备的临时解锁指令，解锁指令是系统结合设备识别码采用与锁具系统一致的一次一密临时随机算法得到的，临时解锁指令是系统授权给当前设备临时使用该开锁账户对指定锁具设备进行解锁的权限，在成功使用后随即作废并退出当前账号，使用临时解锁，不计入采用递增类同步随机算法开锁密令的开锁次数内，因此不影响客户端手机的开锁功能。由于每次开锁信息中需要包含该设备的数字地址和手机号信息，所以需要读取该设备的设备识别码和手机号码信息，因此当用户更换手机或更换手机号时需对用户身份进行重新验证，当一切所需信息完全匹配后解锁和上锁功能才能正常使用，但作为临时指令，锁具系统不对临时指令的发送设备进行身份验证，也就是不验证手机信息。当车辆需要注销或过户时，可通过本系统的注销功能或过户功能将该车辆中控系统的开、上锁功能注销或过户给其他已在本系统注册的用户，当原有用户准备进行注销操作时，系统会对用户身份进行二次验证，通过后生成注销指令，该指令包含解锁指令，同开锁操作一样，进行超近场数据交互，车辆系统在收到注销操作指令后通过交互组件向客户端设备回传确认收到信息，客户端进行网上和本地注销操作，注销完成后该账户不再对该锁具系统具有独占控制权。同时车辆对原来与自身中控系统绑定的所有开锁账户进行删除，并将车辆中控锁系统设置为初始状态，该状态下所有注册开锁账户的用户都可通过应用页面中通用的开锁功能打开上锁的车门，系统为初始状态的锁具设备准备了专用的开锁指令已加载于每一部中控锁具和每一位成功注册了开锁账户的用户系统中。当用户购买新车后，首先需要绑定当前车辆，我们为每部锁具配备专门的数字身份，在锁具上以二值码和数字形式隐藏于特殊涂层之下，用户刮开涂层通过系统扫描二值码或输入锁具设备的数字身份号码后从系统获取绑定指令，绑定指令由锁具设备的拥有方进行管理，获取成功后对准锁具的交互组件进行数据交互，将自身信息存于锁具系统，将锁具信息与自身进行绑定，绑定完成系统从初始状态进入用户状态，进入用户状态后将不再接受任何其他用户的绑定请求，用户只可以通过添加子账户的方式添加新用户，子账户受控于主账户，子账户在没有得到相关授权时只具有开锁和上锁功能。绑定成功后初始状态结束，通用开锁功能同时关闭。
[0007]
每一个开锁账户可以绑定多个锁具，在得到授权后，每个锁具可被多个子开锁账户绑定，主账户设备对子开锁账户有管理权限，所以被绑定的子开锁账户信息和主开锁账户信息一并存入系统数据库，当子账户被注销时同时提交系统数据库和门锁系统进行注
销，注销成功后方可在本地智能系统注销，当主账户注销时，其名下的所有子账户同时一并注销，另有设定的除外。锁具系统可长期开启信息接收休眠模式，当有交互信号时接收被唤醒开始读取并执行相应操作。
[0008]
当该发明应用于家用门锁时，同样需要用户登录并绑定锁具设备，如用户之前已有绑定的锁具设备，可通过管理设备页面添加新设备，新设备的绑定过程同之前介绍的锁具绑定过程一样，绑定完成后所有数据送系统数据库备案保存。如果需要为自家的锁具添加新成员来控制锁具，可以通过用户管理页面添加新的家庭成员，新成员为子账户成员，在没有得到主账户授权时，只具有开锁和上锁功能，锁具系统对各个成员采用单独对应数据库随机算法，也就是系统针对每一位成员采用与该成员相同的单独对应随机算法，而不受其他成员开锁的影响。当某一位子账户得到主账户相应授权后，则该账户具备了所授予权利的使用权，例如，主账户授予名称为“爱人”的子账户用户管理权限后，则该账户便可以在管理用户页面进行添加或删除成员的操作，所添加的新成员系统采用添加新的开锁账户的方式进行添加，由于用户在注册开锁账户时系统已采集注册用户的相关信息并报系统备案，所以对新成员的添加系统只作添加，不作验证。对于家用门锁的上锁与解锁及钥匙找回等方式同上述的车辆中控解、上锁和钥匙找回步骤相同，这里不作过多表述。用户也可免登陆使用本系统，但不具备钥匙找回功能和其他相关功能，只能进行安全级别较低的上锁、开锁和注销账户功能。对于免登陆的设备绑定方式我们采用在用户安装了开锁应用程序或扫描二维码引导用户安装解锁程序后，通过扫描设备二值码或输入设备身份识别编号来直接绑定，但绑定完成后锁具将禁止其他用户的绑定，再想添加新用户只能通过注销方式注销当前账户，使锁具系统回到初始状态后重新绑定具有添加新用户功能的开锁账户进行添加新用户操作。对于可联网锁具设备的信息交互，用户可选择通过网络进行数据交换，也可以选择交互组件进行近场交互，对不具备联网条件的锁具系统采用交互组件的近场交互方式进行数据交换。
[0009]
除此之外，本发明还具备对临时合法用户核发开锁指令的功能，用户通过分享授权的形式将自身名下的可控锁具设备的控制权授权给临时合法用户对指定锁具设备进行解锁或上锁操作。比如把自己的车借给朋友开、你家中无人，邻居需要进你家帮你关一下水管，或者有朋友来访无法通过你小区的门禁以及在网上购买了某场所的电子门票等等诸如此类锁具设备与我们客户端设备不在可方便操作的同一空间范围的情况，前提是以上锁具设备都已安装了本系统，那么可通过客户端系统的授权管理页面授权给临时用户使用开锁、上锁功能对指定设备进行解锁和上锁操作，可以授权给本系统的指定账号使用，也可授权给本系统承认的其他应用账号使用，可以在授权管理中设定使用的次数和时间段，系统默认使用次数是一次，默认的时间段是报系统备案后十二小时内。授权给其他应用账号使用时，通过分享开锁信息方式把开锁信息和相关权限打包成可执行指令包发送给对方，对方在收到开锁信息后通过点击分享来的指令包使用相关应用和权限打开交互组件的交互功能与指定锁具设备进行近场交互进行开、上锁操作。分享的开锁信息或者叫开锁口令有两种生成方式，第一种是在相关设备处于同一通讯环境下，由系统生成加密口令下发到相关设备。或由发送方生成后分发给锁具设备和临时开锁口令的接收方，第二种是锁具与发送方、接收方和系统不在同一个可通讯的环境中，这种情况我们采用在发送方账户下预设临时账户的做法，所有接收方都视为该发送方的临时子账户，接收方由于得到了发送方的
相关授权，所以接收方设备和锁具系统采用与该发送方临时子账户相同的临时随机算法来生成解锁密令，锁具系统对接收到的临时开锁信息按临时随机算法进行匹配，匹配成功进行解锁。临时开锁口令在使用过一次或超时后失效，特别设定次数的除外。分享或授权的开锁行为按照临时用户处理。分享的开锁信息具有不可复制性，授权给临时用户后，主账户所有权限不丧失。
[0010]
为了确保安全，登录开锁账户时需要独立的密匙支持，这里的密匙可以是指纹、人脸、手势密码、字符密码等通用的密码解锁方式。解、上锁完成或超时系统都会关闭，再次进入需重新通过密令打开。为了确保安全，解、上锁信息只在有限的时长范围内按照特定频率重复发送，通常设定为几秒时间，如果已完成数据交互或超出特定时长解、上锁信息未成功交互，交互组件都会停止工作，此次解、上锁过程未成功需重新启动解、上锁程序。
[0011]
该系统的启动除了通用的启动方式外还可以通过设置快速启动项来得以实现，我们采用设定成与手机同屏解锁和上锁的方式来对锁具设备进行相应操作，当用户开启此功能后，系统将发送开、上锁指令与屏幕解锁和锁屏绑定在一起，在手机收到合法的解锁屏幕指令或锁屏指令后在打开屏幕锁或进行锁屏操作的同时发送设定好的开、上锁指令。为了不至于每次解、锁屏幕时都发送开、上锁指令，可设置为只在屏幕解锁或锁屏后重力感应组件监测到手机在倾斜到一定角度时发送，默认的倾斜角度是超过屏幕水平方向四十五度角时激发信号发送，也可由用户根据自己的使用习惯自行设定角度。在解锁屏幕后手机倾斜一定角度后发送解锁指令，在锁屏后手机倾斜到一定角度后发送上锁指令，为减少锁屏后的误发，可添加摇一摇激发发送。也可根据使用习惯设置为开、上锁轮流交替执行方式，设定使用解锁屏幕或锁屏操作其中的一种方式或者智能终端上的某一个按键对锁具进行解锁和上锁操作，锁具系统在收到指令后在上锁状态下执行开锁操作，在开锁状态下执行上锁操作。当设定某一按键进行解、上锁操作时，为了区别该键的功能，采用双击或长按再加上重力感应检测手机倾斜角度的方式激发信号发送。开、上锁成功后锁具系统通过交互组件向客户端回传操作成功信息并在所有应用之上使客户端呈现。当用户成功开启了快速启动项后，随即在所有其他应用之上启动相应项，而无需进行选择应用等操作，实现了开锁、上锁功能的快速启动。另外为防止被锁屏关闭程序的应用关闭该应用，应将此应用加入白名单或设定防锁屏关闭保护。为了安全起见开启快速启动功能需使用指纹或人脸等生物密令开启，设定按键开启的方式只对安全级别要求较低的锁具开放。
附图说明
[0012]
图(1)为该发明应用于家用锁具上开锁时的一种工作框图，图(2)为交互系统的工作框图，图(3)为本发明应用于车辆锁具系统的工作流程图。
[0013]
下面我们结合附图对本发明进一步说明。在图(1)中，左侧虚线框内为用户开锁账户的创建环节，首先用户通过客户端进入本系统，我们在这套系统中建立了一个用户注册模块，由系统数据中心为每一位新注册用户颁发一个本系统唯一的注册账号，该账号是用于识别用户身份的专属账号，将作为用户用于管理上锁和解锁信息的载体使用，另外用户也可以直接使用被系统承认的其他应用的账号作为开锁账号并报系统备案和验证。作为解锁系统，安全保障尤为重要，所以接下来我们还需要对用户注册解锁账号的手机号码和使用该手机号码的客户端设备进行验证和绑定，主要读取和绑定用户注册的手机号和使用该
手机号的设备识别码。对于使用环境安全级别要求较高的锁具系统还要对用户身份进行验证和绑定，也就是当注册者是个人时需要对其进行实名认证，验证其身份信息，当注册主体为法人、组织或者团体时需对其组织身份进行审核验证，确保注册者的身份真实有效。接下来注册者设置一个管理该账号的密令来作为今后验明身份和管理开锁账户的密匙。当用户在购买了锁具设备后，需要读取锁具数据中心的锁具数据将锁具设备添加和绑定到自己的开锁账户中，同时将自己的开锁账户信息添加于锁具数据中心，具体添加方法可以直接扫描锁具上出厂时设置的身份二值码或直接输入标注在锁具上的设备统一编码，通过交互组件或线上与锁具系统进行绑定操作，也可以启动绑定新设备程序后通过交互组件向初始状态的锁具系统发送绑定请求，锁具系统读取到绑定请求后回传锁具信息，客户端读取后自动绑定并回传绑定成功信息，双方设备确认绑定成功后关闭交互组件，锁具设备在收到第一个绑定成功的操作后将关闭主账户绑定功能，在该开锁账户没有在该锁具系统注销时不再接受其他主账户的绑定。当该锁具需要添加其他合法成员时，则由主账户直接向锁具数据中心提供所添加的开锁账号即可，所有被添加的开锁账号作为主账户的子账户对待，锁具系统只作添加子账户操作，不再进行相关验证，所添加的子账户在没有得到主账户相关授权时只具有开、上锁功能。同时子账户系统将锁具的相关信息与自身账号进行子账户绑定。每一个锁具系统只允许一个主账户进行绑定，但可以允许多个子账户的添加和绑定。另外，每一个开锁账户可以添加和绑定多个锁具设备，例如，可以把家庭门锁、办公室门锁和自己的汽车门锁添加在一个主账户中，在开、上锁时可以在应用界面选择相应操作，系统将根据用户的选择执行对应锁具的对应操作与运算。为方便一个主账户绑定多个锁具系统用户的操作，我们为用户提供一键开、上锁功能，当用户选择该功能后，每次进行解、上锁操作时无需进行选择设备的操作，只需使用通用的按键进行操作即可，客户端系统会首先采用嗅探模式，先向锁具系统发送嗅探信息，锁具系统收到嗅探信息后回复自身代码信息，客户端根据锁具系统回复的信息进行对应锁具的相应运算与操作。在用户完成这一系列的认证和绑定后所有信息被保存于系统数据中心。由于交互组件发送的开、上锁信息和锁具系统验证的开、上锁信息中通常包含以上绑定信息，所以当这几项中任何一项所需信息不匹配时锁具都无法开启或上锁，需对问题环节进行一系列安全验证，待所需信息完全匹配后系统方可接下来的环节。当该账户在锁具系统注销时，除特别设定外该账户下其他子账户一并注销，如有特别设定以指定的账户为主账户，系统需对新的主账户进行重新验证和绑定，前提是所有在锁具系统的注销和变更需事先或同步在系统数据中心进行方可在锁具系统和本地系统进行。
[0014]
为满足不同人群的使用需要，我们特别为用户设计专门解锁、上锁设备，该设备无需手机作为客户端，而是由供电系统、交互组件和智能系统集成的便携迷你设备，供电系统可以是自带电源也可以是射频供电系统，交互组件采用同手机接近传感组件类似的设备和功率，智能系统采用专用的与交互组件配套的智能交互系统或单片机，该设备将作为主账户的子账户设备使用，主账户对子账户设备具有管理权限，该账户在建立时只读取和绑定设备识别码或设备统一编号，不再读取手机号码。该设备也可在老年手机和儿童手机或智能手环等设备上作添加。
[0015]
图(1)虚线框外的部分包括“锁具数据中心”部分，是用户解锁步骤系统的工作框图，需用户在登录状态下进行，对于专用便携开锁设备则处于免登录状态，通常以自身设备
编号或设备识别码为开锁账号。当用户选择开锁功能后客户端系统会根据要开锁的锁具设备结合一次一密随机算法生成开锁密令，当用户将手机以特定倾斜角度对准锁具上的交互组件进行近场交互时，手机向锁具系统发送解锁信息，锁具系统在读取到解锁信息后进行信息验证，由于解锁信息是锁具系统和客户端系统结合双方设备信息和当前时间采用同一种一次一密随机算法得到的，所以只有合法客户端才能发送与锁具数据中心匹配的指令信息，当所需信息验证通过后锁具数据中心向锁具开锁装置发送开锁指令，开锁装置收到开锁指令后执行开锁操作。
[0016]
图(2)是用户端交互系统的工作框图。基于声电互转和光电互转数字技术，编码模块负责将信息按照本地交互系统所需的特定格式编制成可供交互组件发送的编码，然后提供给交互组件的发送端发送。当有符合特定格式的信息被交互组件的接收端接收后会被送往解码模块对拾取到的信息进行解码读取然后提交本地系统。
[0017]
图(3)为本发明应用于车辆锁具系统的工作流程图。为保证安全锁车，在进行锁门操作时，当启动锁门程序后首先需对车辆的驻车制动进行读取，确保手刹到位，其次对发动机是否熄火进行检测，如果此时发动机未熄火，则锁车失败，需要手动进行熄火操作，或由中控系统直接对发动机进行熄火，然后车锁系统对车门和车窗是否关闭到位进行检测，若不到位则锁车失败，需手动或由系统自动关闭到位，当车辆驻车制动拉到刹车位，车辆处于熄火状态，车辆所有门窗包括后备箱关闭到位后锁车指令才能被锁车系统执行。

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