一种适合租赁的智能锁具以及适用其的抗干扰方法与流程

本发明涉及一种适合租赁的智能锁具以及适用其的抗干扰方法，属于智能锁具技术领域。

背景技术

随着社会发展，传统机械锁由于安全性及方便性无法满足当前日益增长的需求；如在网络上，可以仅根据照片即可配钥匙，具有一定的安全隐患；并且机械锁必须携带钥匙，一旦钥匙忘带或丢失，则会出现不必要的麻烦，在这种情况下，智能锁应运而生。

智能锁使用起来非常方便，给用户极佳的用户体验。现有的智能锁比较昂贵，普通消费者很难承受，如果采用租赁方法，消费者根据租赁时间进行付费，对于相对较低的租赁费用，普通消费者一般都可以承受，但如何管理租赁锁具是厂家以及销售者即租赁方的难题，如果租赁方可以通过后台服务器远程更改开锁密码以及开锁权限，则使得消费者缺乏安全感，无法让消费者放心使用。

进一步，现有的智能锁在特斯拉线圈等强电场以及馈电干扰下，很容易被打开，并且现有的智能锁缺乏有效防暴力强拆的机制，锁具的安全性低。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种内置实时时钟，根据租赁时间控制锁具功能的适合租赁的智能锁具。

本发明的目的在于提供一种抗强电场以及馈电干扰，并且能够防暴力强拆的适用于智能锁的抗干扰方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种适合租赁的智能锁具，包括锁芯、用于驱动锁芯往复移动的驱动电机、用于控制驱动电机的微控制器、用于获取用户操作信息的用户交互接口，还包括用于对租赁时间进行计时的实时时钟模块、用于监控异常干扰的监控模块、用于本地存储用户开锁信息的存储模块；所述微控制器分别与驱动电机、用户交互接口、实时时钟模块、监控模块、存储模块相连接，所述驱动电机与锁芯相连接；当实时时钟模块检测智能锁具使用时间到期后或监控模块检测到异常干扰时，微控制器关闭智能锁具的部分或者全部功能。

本发明内置实时时钟模块，实时时钟模块不仅对用户租赁时间进行计时，由于时间的唯一性，还为服务器与设备端通信加密过程提供可变参数依据。通过实时时钟模块保持锁具时间与服务器相同步，便于服务器对锁具进行管理，同时实时时钟模块能够对锁具使用时长进行统计计时，进而服务器能够根据租赁时间控制锁具功能，确保服务器能够对租赁的智能锁具进行有效控制，使得智能锁具的租赁方案能够实现。

开锁密码只储存在消费者的手机客户端或锁具的存储模块中，并不会上传到服务器，将智能锁具的安全放大到最大，即使服务器被攻击或崩溃，也不会对消费者数据安全/正常使用开关门锁，造成影响；同时当消费者了解到开锁信息只保存在本地时，会更加放心的租赁智能锁具，利于智能锁具的推广使用。

监控模块主要用于监控人为暴力破坏，如强拆锁体，还有市场上常见的特斯拉线圈干扰、电脉冲干扰等，这些干扰往往伴随较强脉冲能量，当监控模块检测到较强能量干扰时，监控模块把干扰信息发送给微控制器，微控制器可根据干扰等级决定是否对开门权限进行限制，进一步判断是否需要发出必要报警音以及是否需要向服务器推送告警信息；当监控模块检测不到干扰时，微控制器控制锁具恢复正常，使得本发明的智能锁具能够抗强电场以及馈电干扰，并且能够防暴力强拆，提升智能锁具安全性。

作为优选技术措施，所述监控模块为单键触摸开关芯片，其内置在智能锁具内的线路板上，并与内核心板相连接。单键触摸开关芯片对电源及空间电性能参数变化感应非常敏感，因此可利用较低成本，完成对强电场脉冲干扰或馈电干扰的检测。

作为优选技术措施，所述微控制器包括用于处理用户操作信息的外核心板、用于数据处理以及控制驱动电机的内核心板，所述外核心板安装在锁具外侧，内核心板安装在锁具内侧，外核心板与内核心板通讯连接。设置内核心板主要为驱动电机提供电平信号，内核心板安装在锁具内侧，提高其安全性；如果内核心板安装在锁具外侧，若被暴力破坏，容易破解锁具。外核心板采用编解码通信方式控制驱动电机，提升锁具的安全性。

作为优选技术措施，所述外核心板与一备用电机相连接。本发明包含两路电机驱动，以保障系统稳定性，当有一路出现异常，仍不影响用户开关门，在维修期间内，用户还能够正常使用。

作为优选技术措施，用户交互接口分为方便用户室外操作的外用户交互接口、方便用户室内操作的内用户交互接口；所述外用户交互接口包括按键模块、显示模块；内用户交互接口包括按键模块、显示模块、语音模块。功能齐全，便于消费者使用。

作为优选技术措施，所述外核心板分别与外用户交互接口、实时时钟模块、id卡/ic卡模块、rf遥控模块、指纹模块相连接；所述内核心板分别与无线模块、内用户交互接口、驱动电机、电源管理模块、存储模块、监控模块相连接。充分考虑消费者使用习惯，具有多种开锁模块，适合各类群体使用。

作为优选技术措施，所述外用户交互接口设有外端口检测模块，用于检测外接口按键端口的电平信号变化；所述指纹模块设有接口检测模块，用于检测触摸感应接口的电平信号变化；所述内用户交互接口设有内端口检测模块，用于检测内接口按键端口的电平信号变化；所述电源管理模块设有电压采样模块，用于检测系统电压变化；所述微控制器核心内置温度检测模块，用于检测微控制器的温度变化。利用现有的元器件，对智能锁具的各个区域都进行监控，实现智能锁具的立体防护。

作为优选技术措施，所述无线模块为蓝牙和/或wifi和/或gprs和/或zigbee和/或nbiot和/或2.4g频段无线通信模块。功能齐全，便于智能锁具与其他设备进行通讯。

适用智能锁具的抗干扰方法，如果遇到以下任一种情形，智能锁具则启动保护策略，避免被外界干扰：

a）由于外核心板离干扰源最近，电源最容易受到干扰，当外核心板采样到系统电源电压波动值达到设定阈值ov_lev1，且外面板上的检测模块有两个及以上io口电平变化信息，经过d1时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；由于这种情况，在正常使用过程几乎不会出现，因此不会影响用户使用；

b）由于外核心板离干扰源最近，电源最容易受到干扰，当外核心板采样到系统电源电压波动值达到设定更高阈值ov_lev2，ov_lev2>ov_lev1，经过d2时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；

c）由于微控制器核心内置温度检测采接口的值也与系统供电电源稳定性相关，当内核心板采样到系统电源电压波动值达到设定阈值iv_lev1，且此时内面板上的检测模块有io口电平变化，经过d3时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；

d）当内面板和外面板上的检测模块同时检测到io口电平变化，经过d4时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；

f）当内、外核心板之间出现通信数据异常，也极有可能是强干扰导致数据异常，若此时有io口电平变化，经过d5时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；

g）当监控模块检测到异常干扰电平，经过d6时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略。

所述d1、d2、d3、d4、d5、d6为延时时间，其取值根据经验所得，取值范围为1-60秒。

本发明对各种异常情形，进行监控，并设置合理的启动保护策略条件以及延时时间，避免误判，方案详尽，切实可行，不会影响消费者正常使用，同时能够有效避免误判。

作为优选技术措施，所述保护策略至少包括其中一项：a）禁用开门功能，根据干扰强度等级，禁用时间d或者锁具重新上电后恢复；b）强制驱动电机驱动锁芯锁死房门；c）根据强度等级选择报警。本发明根据实际情况确定多种保护策略，可根据实际需求，进行预设，以达到实际方便消费者使用的目的。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明内置实时时钟模块，实时时钟模块不仅对用户租赁时间进行计时，由于时间的唯一性，还为服务器与设备端通信加密过程提供可变参数依据。通过实时时钟模块保持锁具时间与服务器相同步，便于服务器对锁具进行管理，同时实时时钟模块能够对锁具使用时长进行统计计时，进而服务器能够根据租赁时间控制锁具功能，确保服务器能够对租赁的智能锁具进行有效控制，使得智能锁具的租赁方案能够实现。

开锁密码只储存在消费者的手机客户端或锁具的存储模块中，并不会上传到服务器，将智能锁具的安全放大到最大，即使服务器被攻击或崩溃，也不会对消费者数据安全/正常使用开关门锁，造成影响；同时当消费者了解到开锁信息只保存在本地时，会更加放心的租赁智能锁具，利于智能锁具的推广使用。

监控模块主要用于监控人为暴力破坏，如强拆锁体，还有市场上常见的特斯拉线圈干扰、电脉冲干扰等，这些干扰往往伴随较强脉冲能量，当监控模块检测到较强能量干扰时，监控模块把干扰信息发送给微控制器，微控制器可根据干扰等级决定是否对开门权限进行限制，进一步判断是否需要发出必要报警音以及是否需要向服务器推送告警信息；当监控模块检测不到干扰时，微控制器控制锁具恢复正常，使得本发明的智能锁具能够抗强电场以及馈电干扰，并且能够防暴力强拆，提升智能锁具安全性。

本发明对各种异常情形，进行监控，并设置合理的启动保护策略条件以及延时时间，避免误判，方案详尽，切实可行，不会影响消费者正常使用，同时能够有效避免误判。

附图说明

图1为本发明智能锁具结构示图；

图2为应用本发明的租赁装置结构示图；

图3为本发明锁具租赁流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一种适合租赁的智能锁具，包括锁芯、用于驱动锁芯往复移动的驱动电机、用于控制驱动电机的微控制器、用于获取用户操作信息的用户交互接口，还包括用于对租赁时间进行计时的实时时钟模块、用于监控异常干扰的监控模块、用于本地存储用户开锁信息的存储模块；所述微控制器分别与驱动电机、用户交互接口、实时时钟模块、监控模块、存储模块相连接，所述驱动电机与锁芯相连接；当实时时钟模块检测智能锁具使用时间到期后或监控模块检测到异常干扰时，微控制器关闭智能锁具的部分或者全部功能。

本发明内置实时时钟模块，实时时钟模块不仅对用户租赁时间进行计时，由于时间的唯一性，还为服务器与设备端通信加密过程提供可变参数依据。通过实时时钟模块保持锁具时间与服务器相同步，便于服务器对锁具进行管理，同时实时时钟模块能够对锁具使用时长进行统计计时，进而服务器能够根据租赁时间控制锁具功能，确保服务器能够对租赁的智能锁具进行有效控制，使得智能锁具的租赁方案能够实现。

开锁密码只储存在消费者的手机客户端或锁具的存储模块中，并不会上传到服务器，将智能锁具的安全放大到最大，即使服务器被攻击或崩溃，也不会对消费者数据安全/正常使用开关门锁，造成影响；同时当消费者了解到开锁信息只保存在本地时，会更加放心的租赁智能锁具，利于智能锁具的推广使用。

监控模块主要用于监控人为暴力破坏，如强拆锁体，还有市场上常见的特斯拉线圈干扰、电脉冲干扰等，这些干扰往往伴随较强脉冲能量，当监控模块检测到较强能量干扰时，监控模块把干扰信息发送给微控制器，微控制器可根据干扰等级决定是否对开门权限进行限制，进一步判断是否需要发出必要报警音以及是否需要向服务器推送告警信息；当监控模块检测不到干扰时，微控制器控制锁具恢复正常，使得本发明的智能锁具能够抗强电场以及馈电干扰，并且能够防暴力强拆，提升智能锁具安全性。

所述监控模块为单键触摸开关芯片，其内置在智能锁具内的线路板上，并与内核心板相连接。单键触摸开关芯片对电源及空间电性能参数变化感应非常敏感，因此可利用较低成本，完成对强电场脉冲干扰或馈电干扰的检测。

所述微控制器包括用于处理用户操作信息的外核心板、用于数据处理以及控制驱动电机的内核心板，所述外核心板安装在锁具外侧，内核心板安装在锁具内侧，外核心板与内核心板通讯连接。设置内核心板主要为驱动电机提供电平信号，内核心板安装在锁具内侧，提高其安全性；如果内核心板安装在锁具外侧，若被暴力破坏，容易破解锁具。外核心板采用编解码通信方式控制驱动电机，提升锁具的安全性。

所述外核心板与一备用电机相连接。本发明包含两路电机驱动，以保障系统稳定性，当有一路出现异常，仍不影响用户开关门，在维修期间内，用户还能够正常使用。

用户交互接口分为方便用户室外操作的外用户交互接口、方便用户室内操作的内用户交互接口；所述外用户交互接口包括按键模块、显示模块；内用户交互接口包括按键模块、显示模块、语音模块。功能齐全，便于消费者使用。

所述外核心板分别与外用户交互接口、实时时钟模块、id卡/ic卡模块、rf遥控模块、指纹模块相连接；所述内核心板分别与无线模块、内用户交互接口、驱动电机、电源管理模块、存储模块、监控模块相连接。充分考虑消费者使用习惯，具有多种开锁模块，适合各类群体使用。

所述外用户交互接口设有外端口检测模块，用于检测外接口按键端口的电平信号变化；所述指纹模块设有接口检测模块，用于检测触摸感应接口的电平信号变化；所述内用户交互接口设有内端口检测模块，用于检测内接口按键端口的电平信号变化；所述电源管理模块设有电压采样模块，用于检测系统电压变化；所述微控制器核心内置温度检测模块，用于检测微控制器的温度变化。利用现有的元器件，对智能锁具的各个区域都进行监控，实现智能锁具的立体防护。

所述无线模块为蓝牙和/或wifi和/或gprs和/或zigbee和/或nbiot和/或2.4g频段无线通信模块。功能齐全，便于智能锁具与其他设备进行通讯。

适用智能锁具的抗干扰方法，如果遇到以下任一种情形，智能锁具则启动保护策略，避免被外界干扰：

a）由于外核心板离干扰源最近，电源最容易受到干扰，当外核心板采样到系统电源电压波动值达到设定阈值ov_lev1，且外面板上的检测模块有两个及以上io口电平变化信息，经过d1时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；由于这种情况，在正常使用过程几乎不会出现，因此不会影响用户使用；

b）由于外核心板离干扰源最近，电源最容易受到干扰，当外核心板采样到系统电源电压波动值达到设定更高阈值ov_lev2，ov_lev2>ov_lev1，经过d2时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；

c）由于微控制器核心内置温度检测采接口的值也与系统供电电源稳定性相关，当内核心板采样到系统电源电压波动值达到设定阈值iv_lev1，且此时内面板上的检测模块有io口电平变化，经过d3时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；

d）当内面板和外面板上的检测模块同时检测到io口电平变化，经过d4时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；

f）当内、外核心板之间出现通信数据异常，也极有可能是强干扰导致数据异常，若此时有io口电平变化，经过d5时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略；

g）当监控模块检测到异常干扰电平，经过d6时间后，再次采样，如果上述异常依旧存在，则启动保护策略。

所述d1、d2、d3、d4、d5、d6为延时时间，其取值根据经验所得。

本发明对各种异常情形，进行监控，并设置合理的启动保护策略条件以及延时时间，避免误判，方案详尽，切实可行，不会影响消费者正常使用，同时能够有效避免误判。

所述保护策略至少包括其中一项：a）禁用开门功能，根据干扰强度等级，禁用时间d或者锁具重新上电后恢复；b）强制驱动电机驱动锁芯锁死房门；c）根据强度等级选择报警。本发明根据实际情况确定多种保护策略，可根据实际需求，进行预设，以达到实际方便消费者使用的目的。

如图2-3所示，本发明智能锁具具体租赁方法包括以下步骤;

第一步，消费者通过线上或线下的渠道，获得智能锁具；

消费者填写租赁请求，租赁方对消费者租赁请求进行审核，租赁方对符合要求的消费者，发放智能锁具给消费者并安排工作人员进行上门安装。消费者只需要填一下简单的信息，租赁方即派工作人员进行联系以及上门安装，消费者省心省力，利于智能锁具的推广。租赁请求信息包括消费者的称谓、联系方式、安装地址，所述安装地址为模糊地址，当工作人员上门安装时，消费者再告诉工作人员详细地址，消费者的详细地址不上传服务器，能够有效保护消费者的隐私。

第二步，消费者使用客户端连接到所述智能锁具；

第三步，消费者根据自己的实际需求，选择要租赁时间，并在客户端上完成付款；

第四步，完成付款后，客户端把付款信息上传给服务器，服务器会将消费者的租赁数据加密后发送到消费者的客户端；所述租赁数据包括到期时间以及服务器时间，服务器通过到期时间来控制智能锁具的使用，方案易于实现，让消费者用的放心。到期时间和服务器时间传输到智能锁具后，并对智能锁具上的到期时间以及本地时间进行同步。服务器的时间与智能锁具的时间相一致，便于服务器管理智能锁具。

第五步，当客户端连接到消费者所租赁的智能锁具时，会将加密的租赁数据传送到智能锁具内；

第六步，智能锁具收到租赁数据后，将租赁数据解密后根据租赁数据对智能锁具的储存信息进行同步更新；

第七步，数据同步成功后，智能锁具开放权限，消费者能够正常使用智能锁具；

第八步，消费者可根据需求进行续费，进行第三步到第七步的工序。

本发明提供一种锁具租赁方法，消费者能够以非常低价格获得智能锁的使用权，消费者按租赁时间付费，费用较低便于消费者承受，便于智能锁普及，方便消费者使用。本发明为锁具租赁服务平台，给消费者提供了智能锁具以及客户端，消费者可按租赁时间付费，能够有效解决消费者个人单次支出费用较高问题，租赁期间，产品质量及售后由厂家即租赁方全权负责，可打消消费者对智能锁具本身质量问题的疑虑。

当消费者到期未续费后，智能锁具的电子锁处于关闭状态，机械锁能够正常使用，充分考虑消费者实际需求，人性化设置，不会因为消费者不付费，就进不了门；同时对于租赁方来说，当消费者使用过智能锁具的电子锁后，体验过智能锁具的方便后，再使用机械锁，会出现排斥心理，当消费者习惯电子锁后，很容易继续续费。

开锁密码只保存在智能锁具内或消费者的客户端上，服务器通过到期时间控制智能锁具的电子锁开闭；所述开锁密码包括数字密码、指纹密码、图形密码。通过客户端实现对智能锁具的管控，其中包括智能锁密码修改、开门方式修改、管理员密码修改、锁具信息管理、锁具租赁体验、锁具固件升级等，其中开门密码、管理员密码、指纹密码、id卡配置信息，只储存在客户端中，并不会上传到服务器，其目的就是将安全放大到最大，即使服务器被攻击或崩溃，也不会对消费者数据安全/正常使用开关门锁，造成影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。