一种智能锁USB应急重启方法和系统与流程

一种智能锁usb应急重启方法和系统
技术领域
1.本发明涉及智能锁领域，尤其涉及的是，一种智能锁usb应急重启方法和系统。


背景技术：

2.智能锁作为电子设备，存在出现死机的可能。当死机时必须拆卸电池，断电重启。但如果出现死机时人被关在门外，则无法拆卸电池，此时如果没有带应急机械钥匙，则没有任何办法开门，只能暴力破拆。
3.有些智能锁在锁外侧设有重启按钮，按下后可以断电重启。但是这需要在外侧多保留一个按钮位置，而且需要给用户培训，让用户知道如何重启。更重要的是，这样会导致存在安全漏洞，容易被人恶意利用。
4.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

5.本发明提供一种智能锁usb应急重启方法和系统，所要解决的技术问题包括：如何避免采用门外重启按钮以消除安全漏洞，如何克服断电不彻底导致的残留死机隐患，如何易于实现等。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种智能锁usb应急重启方法，其包括：
8.判断智能锁是否处于死机状态，是则进行下一步；
9.判断主电路是否断电，是则进行下一步；
10.停止供电并进行放电至智能锁控制电路完全失电；
11.采用备用usb电路供电。
12.优选的，所述主电路为电池供电电路或主线供电电路，所述电池供电电路的电源为智能锁内置电池，所述主线供电电路的电源为入户市电。
13.优选的，所述备用usb电路为外接电路及其外接电源，所述外接电源包括手机电池和移动电源。
14.优选的，采用备用usb电路供电之前，或者停止供电并进行放电之前，所述智能锁usb应急重启方法还包括步骤：接入所述备用usb电路。
15.优选的，判断主电路是否断电之前，所述智能锁usb应急重启方法还包括步骤：
16.在移动终端上通过app交互进行软启动；
17.判断智能锁是否仍处于死机状态，是则进行下一步，否则中止，不再进行其它步骤。
18.优选的，采用备用usb电路供电之后，所述智能锁usb应急重启方法还包括：对智能锁控制电路进行上电。
19.优选的，对智能锁控制电路进行上电之前，所述智能锁usb应急重启方法还包括：进行上电权限认证。
20.优选的，在移动终端上进行上电权限认证。
21.优选的，在移动终端上通过app交互进行上电权限认证。
22.一种智能锁usb应急重启系统，其包括：主电路连接端、备用usb电路连接端、电源切换电路、电压变换电路、放电电路和智能锁控制电路；
23.电源切换电路分别连接主电路连接端和备用usb电路连接端；
24.放电电路分别连接备用usb电路连接端和智能锁控制电路；
25.电压变换电路分别连接电源切换电路、备用usb电路连接端和智能锁控制电路。
26.采用上述方案，本发明不需要采用门外重启按钮，就可以采用备用usb电路供电，而且通过放电至智能锁控制电路完全失电，则能够真正实现无残留的重启，从而消除导致智能锁死机的多种问题，克服了断电不彻底导致的残留死机隐患，真正实现恢复性的重启效果，可应用在各种供电方式的智能锁中；而且备用usb电路供电有易于实现的优点，基本上不需要额外增设硬件。
附图说明
27.图1为本发明智能锁usb应急重启方法的一个实施例的流程示意图；
28.图2为本发明智能锁usb应急重启系统的模块结构示意图；
29.图3为本发明智能锁usb应急重启系统的电路结构示意图。
具体实施方式
30.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
31.除非另有定义，本说明书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。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“及/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。
32.鉴于智能锁外侧都有应急供电用的usb插口。因此，本发明提出一种通过usb插口实现断电重启功能的方法。当出现死机时，只需要把usb备用电源插入智能锁的usb接口，即可实现断电重启功能，解决死机问题。如图1所示，本发明智能锁usb应急重启方法的一个实施例是，其包括：判断智能锁是否处于死机状态，是则进行下一步；判断主电路是否断电，是则进行下一步；停止供电并进行放电至智能锁控制电路完全失电；采用备用usb电路供电。采用上述方案，本发明不需要采用门外重启按钮，就可以采用备用usb电路供电，而且通过放电至智能锁控制电路完全失电，则能够真正实现无残留的重启，从而消除导致智能锁死机的多种问题，克服了断电不彻底导致的残留死机隐患，真正实现恢复性的重启效果，可应用在各种供电方式的智能锁中；而且备用usb电路供电有易于实现的优点，基本上不需要额外增设硬件。
33.智能锁死机是本发明所需要解决的重要技术问题，优选的，判断智能锁是否处于
死机状态，是则进行下一步；死机状态往往是带电状态，是在正常工作时突然或者逐渐发生的，死机状态下，智能锁对于输入指令或者控制指令缺乏反馈或者反馈超时，因此，较好的是，可以通过获取反馈信息或者发送心跳信号等方式，判断智能锁是否处于死机状态。
34.当确定智能锁死机时，还需要判断有没有持续供电，优选的，判断主电路是否断电，是则进行下一步；较好的是，判断主电路是否断电，是则进行下一步，否则对主电路进行断电，然后进行下一步。主电路如果持续供电，则无法使智能锁控制电路完全失电，从而导致重启不彻底，残留死机隐患，因此需要对主电路进行断电才能进行下一步。主电路其实就是正常供电线路，是与后面步骤的备用usb电路相区分的，优选的，所述主电路为电池供电电路或主线供电电路，所述电池供电电路的电源为智能锁内置电池，所述主线供电电路的电源为入户市电。通过检测电压或者电流即可方便地判断主电路是否断电。由此可以实现彻底的重启效果，免除残留死机隐患。
35.优选的，判断主电路是否断电之前，所述智能锁usb应急重启方法还包括步骤：在移动终端上通过app交互进行软启动；判断智能锁是否仍处于死机状态，是则进行下一步，否则中止，不再进行其它步骤。例如，一种智能锁usb应急重启方法，其包括：判断智能锁是否处于死机状态，是则进行下一步；在移动终端上通过app交互进行软启动；判断智能锁是否仍处于死机状态，是则进行下一步，否则中止，不再进行其它步骤；判断主电路是否断电，是则进行下一步；停止供电并进行放电至智能锁控制电路完全失电；采用备用usb电路供电。其他实施例以此类推，下面不再赘述。
36.当主电路确定断电时，例如开关被切断，优选的，停止供电并进行放电至智能锁控制电路完全失电；较好的是，以物理断路方式停止供电；较好的是，采用继电器或三极管作为电控开关，以物理断路方式停止供电。停止供电也就是保持主电路处于断电状态，让智能锁控制电路一直得不到供电，直至智能锁控制电路完全失电，这一步非常关键，能够真正实现无残留的重启，从而消除导致智能锁死机的多种问题，克服了断电不彻底导致的残留死机隐患，真正实现恢复性的重启效果。
37.较好的是，采用延时电路控制停止供电并控制进行放电至智能锁控制电路完全失电。较好的是，停止供电并进行放电至智能锁控制电路完全失电，包括：采用电压变换电路向智能锁控制电路停止供电，采用放电电路对智能锁控制电路进行放电至智能锁控制电路完全失电。较好的是，采用延时电路控制电压变换电路向智能锁控制电路停止供电并控制放电电路对智能锁控制电路进行放电至智能锁控制电路完全失电。较好的是，延时电路包括mos管，也就是说，延时电路采用mos管实现。由此可以实现简单有效的延时控制，也可以简化控制电路，节约硬件成本。
38.较好的是，采用备用usb电路供电，包括：采用电源切换电路选取备用usb电路供电；较好的是，对智能锁控制电路进行上电，包括：采用电源切换电路选取主电路对智能锁控制电路进行上电；或者，对智能锁控制电路进行上电之后，所述智能锁usb应急重启方法还包括：采用电源切换电路选取主电路对智能锁控制电路进行供电，并且停止选取备用usb电路供电。较好的是，主电路和备用usb电路分别通过电压变换电路对智能锁控制电路进行供电。较好的是，电源切换电路包括两个二极管，两个二极管分别是二极管d1和二极管d2，主电路或者主电路连接端连接一个二极管d1的正极，并且该二极管d1的负极连接电压变换电路；备用usb电路或者备用usb电路连接端连接一个二极管d2的正极，并且该二极管d2的
负极连接电压变换电路。较好的是，停止供电包括：电压变换电路停止主电路和备用usb电路向智能锁控制电路供电；较好的是，采用备用usb电路供电包括：电压变换电路采用备用usb电路向智能锁控制电路供电。较好的是，电压变换电路包括线性稳压器集成电路u1和四个滤波电容，四个滤波电容包括滤波电容c2、滤波电容c3、滤波电容c4、滤波电容c5；滤波电容c2和滤波电容c3并联，一端分别连接线性稳压器集成电路u1的输入端和两个二极管的负极，也就是二极管d1的负极和二极管d2的负极，另一端接地并且连接线性稳压器集成电路u1的接地端；滤波电容c4和滤波电容c5并联，一端分别连接线性稳压器集成电路u1的输出端和智能锁控制电路的输入端，另一端接地。线性稳压器集成电路u1的使能端连接延时电路，以作为电压变换电路的停止端；当延时电路包括mos管时，线性稳压器集成电路u1的使能端连接mos管例如nmos管的漏极。优选的，线性稳压器集成电路u1为sot23-5封装体；优选的，线性稳压器集成电路u1的型号为qx6219或者cx9058等。线性稳压器集成电路是非常成熟的现有产品，质量可靠，有效工作寿命长，而且价格低廉。
39.较好的是，放电电路包括相串联的一个二极管d4和一个电阻r4，该电阻r4一端连接线性稳压器集成电路u1的输出端，另一端连接该二极管d4的正极，该二极管d4的负极连接延时电路，以作为放电电路的使能端；当延时电路包括mos管时，该二极管d4的负极连接mos管例如nmos管的漏极。由此可以实现简单有效的放电控制，也可以简化控制电路，节约硬件成本。
40.较好的是，延时电路包括三个电阻、一个电容c1和一个nmos管，三个电阻包括电阻r1、电阻r2、电阻r3；电阻r1和电阻r2串联后整体与电容c1并联形成一个并联结构，该并联结构一端连接备用usb电路或者备用usb电路连接端，另一端连接nmos管的门极；电阻r1和电阻r2的连接段接地，nmos管的源极接地；nmos管的漏极连接线性稳压器集成电路u1的使能端以作为线性稳压器集成电路u1的停止端，nmos管的漏极还连接放电电路的使能端例如放电电路的二极管d4的负极，还通过电阻r3连接线性稳压器集成电路u1的输入端。
41.为了保证完全失电后的应急重启能够获得成功，优选的，采用备用usb电路供电，也就是说，进行放电至智能锁控制电路完全失电之后，采用备用usb电路供电。优选的，所述备用usb电路为外接电路及其外接电源，所述外接电源包括手机电池和移动电源。因此具有易于实现的优点，基本上不需要额外增设硬件，而且方便用户操作，只要接上手机或者充电宝即可。从安全的角度来看，较好的是，智能锁不设置门外部接电端，也就是智能锁只设置门内部的接电端，以防破解，增强安全性能，此实施例中，智能锁设有无线供电线路，采用备用usb电路以无线充电方式进行供电。这样做在很大程度上提升了智能锁的防破解性能，在门外部几乎不留攻击性缺陷；但是对于供电硬件则需要有所改进，不能直接用现有的手机电池和移动电源，必须具备无线充电功能，才能对备用usb电路进行供电，根据用户实际需求进行灵活选择，提升了最终产品的灵活性。
42.优选的，采用备用usb电路供电之前，或者停止供电并进行放电之前，所述智能锁usb应急重启方法还包括步骤：接入所述备用usb电路。这样做可以在门外采用备用usb电路进行供电，特别是利用现在很多手机都有的逆向供电功能，易于实现。
43.为了保证接入备用usb电路后不会直接输电，优选的，采用备用usb电路供电之后，所述智能锁usb应急重启方法还包括：对智能锁控制电路进行上电。由此实现完整的重启作用。例如，一种智能锁usb应急重启方法，其包括：判断智能锁是否处于死机状态，是则进行
下一步；判断主电路是否断电，是则进行下一步；停止供电并进行放电至智能锁控制电路完全失电；采用备用usb电路供电；对智能锁控制电路进行上电。例如，一种智能锁usb应急重启方法，其包括：判断智能锁是否处于死机状态，是则进行下一步；在移动终端上通过app交互进行软启动；判断智能锁是否仍处于死机状态，是则进行下一步，否则中止，不再进行其它步骤；判断主电路是否断电，是则进行下一步；停止供电并进行放电至智能锁控制电路完全失电；采用备用usb电路供电；对智能锁控制电路进行上电。其他实施例以此类推，下面不再赘述。也就是说，在采用备用usb电路供电之后，还要额外进行一个上电操作，例如手机软件控制上电开关，以保证采用备用usb电路供电完全受控。
44.为了避免非法侵入控制智能锁重启，优选的，对智能锁控制电路进行上电之前，所述智能锁usb应急重启方法还包括：进行上电权限认证。优选的，在移动终端上进行上电权限认证。优选的，在移动终端上通过app交互进行上电权限认证。较好的是，在移动终端上通过app与管理终端进行交互，进行上电权限认证；管理终端认证通过时，则发送密钥给移动终端；移动终端根据密钥对智能锁控制电路进行上电。
45.优选的，一种智能锁usb应急重启系统，其包括：主电路连接端、备用usb电路连接端、电源切换电路、电压变换电路、放电电路和智能锁控制电路；电源切换电路分别连接主电路连接端和备用usb电路连接端；放电电路分别连接备用usb电路连接端和智能锁控制电路；电压变换电路分别连接电源切换电路、备用usb电路连接端和智能锁控制电路。较好的是，所述智能锁usb应急重启系统采用本发明任一实施例所述智能锁usb应急重启方法实现；也就是说，所述智能锁usb应急重启系统设置有多个功能模块，每个功能模块用于对应执行任一实施例所述智能锁usb应急重启方法的相应步骤。本发明所述智能锁usb应急重启系统不需要采用门外重启按钮，就可以采用备用usb电路供电，而且通过放电至智能锁控制电路完全失电，则能够真正实现无残留的重启，从而消除导致智能锁死机的多种问题，克服了断电不彻底导致的残留死机隐患，真正实现恢复性的重启效果，可应用在各种供电方式的智能锁中；而且备用usb电路供电有易于实现的优点，基本上不需要额外增设硬件。
46.如图2所示，本发明智能锁usb应急重启系统的一个实施例是，主电路连接端用于接入电池，备用usb电路连接端用于接入usb电源，电源切换电路分别连接主电路连接端和备用usb电路连接端，也就是电源切换电路分别接受电池输入和usb电源输入，电源切换电路用来切换电池和usb电源，选择合适电源作为供电电压，输出给电压变换电路。电源切换电路可以用于选择电压高的电源供电，或者，也可以用于在usb电源有电时选择usb电源，没电时选择电池；也就是说，电源切换电路用于选择主电路连接端和备用usb电路连接端中的电压较高的一项为电压变换电路的供电电压；或者，电源切换电路用于在备用usb电路连接端有电时选择备用usb电路连接端，在备用usb电路连接端没电时选择主电路连接端。较好的是，电压变换电路把供电电压变换和稳压到智能锁控制电路需要的工作电压，一般是3.3v。较好的是，电压变换电路有停止端，当停止端给信号时，输出工作电压停止输出。较好的是，所述智能锁usb应急重启系统还包括延时电路，放电电路通过延时电路连接备用usb电路连接端，延时电路还连接电压变换电路；也就是所述延时电路分别连接备用usb电路连接端、放电电路和电压变换电路。较好的是，所述延时电路分别连接放电电路的使能端和电压变换电路的停止端，所述延时电路用于控制电压变换电路停止并在延时之后工作，并且控制放电电路工作并在延时之后关闭。智能锁控制电路用于实现智能锁的全部功能。放电
电路用来给工作电压放电。
47.较好的是，电压变换电路和智能锁控制电路都设有滤波电容，滤波电容的容值通常选用较大以使智能锁正常工作，而智能锁正常工作的电流很小，这样电压变换电路停止工作后只靠智能锁控制电路放电一般需要几十秒才能把电放完，因此相对于现有技术有必要增加放电电路加速放电。放电电路有使能端，延时电路向使能端给信号后，放电电路工作，在几十毫秒内，滤波电容上的电压即可放到接近于零，智能锁控制电路停止工作；延时电路向电压变换电路的停止端给信号后，电压变换电路停止工作一段时间，也就是停止供电，直到智能锁控制电路完全失电。
48.所述智能锁usb应急重启方法及所述智能锁usb应急重启系统的具体工作原理说明如下：当用电池供电，usb不供电时，电源切换电路选择电池作为供电电压，延时电路不工作。放电电路使能端无信号，放电电路不工作。电压变换电路停止端无信号，电压变换电路工作。工作电压正常，智能锁控制电路正常工作。当智能锁出现死机故障时。用户给usb供电，电源切换电路选择合适的供电电源。延时电路在usb供电时先给电压变换电路停止端和放电电路使能端发信号，一段时间后停止发送信号；例如约200毫秒到1秒左右后停止发送信号。在这段时间内电压变换电路停止工作，放电电路工作，最终工作电压降到接近于零，智能锁控制电路停止工作。当延时电路停止发送信号后，放电电路停止工作，电压变换电路开始工作，工作电压变为正常，智能锁控制电路重新开始工作。这样当usb供电时，智能锁会先断电一段时间，然后再重启，从而解决了死机的情况。
49.如图3所示，本发明所述智能锁usb应急重启系统的一个实施例是，其包括：主电路连接端vbat、备用usb电路连接端usb_5v、电源切换电路110、电压变换电路120、延时电路130、放电电路140和智能锁控制电路，图中仅标示了智能锁控制电路的输入端v3.3；也就是vbat表示电池电源或其连接端，usb_5v表示usb电源或其连接端，v3.3表示输出给智能锁控制电路的3.3v电压。电源切换电路110采用两个二极管实现，两个二极管分别是二极管d1和二极管d2，主电路连接端vbat连接二极管d1的正极，备用usb电路连接端usb_5v连接二极管d2的正极，二极管d1的负极和二极管d2的负极分别连接线性稳压器集成电路u1的输入端vin，电池和usb电源哪路电压高就选择哪路作为电压变换电路或其线性稳压器集成电路u1的供电电源。延时电路130用nmos管d1，电阻r1、电阻r2、电阻r3和电容c1实现；电阻r1和电阻r2串联并在串联的中间段接地；电阻r1和电阻r2串联后又整体和电容c1并联形成一个并联结构，该并联结构一端连接备用usb电路连接端usb_5v，该并联结构另一端连接nmos管d1的门极(g脚)。nmos管d1的源极(s脚)接地，可以和电阻r1、电阻r2共地。在usb电源不供电时，nmos管d1不导通，nmos管d1的漏极(d脚)输出高电平。当usb电源也就是备用usb电路连接端usb_5v供电时，电容c1开始充电，电容c1上电压从0逐渐增加。nmos管d1导通，漏极输出低电平，线性稳压器集成电路u1停止工作；一段时间后电容c1上电压足够高，nmos管d1关闭，漏极输出高电平，线性稳压器集成电路u1恢复工作。r1为放电电阻，当usb不供电时，电容c1上电荷通过电阻r1、电阻r2放电，保证下次延时电路能正常工作。
50.电压变换电路120由线性稳压器集成电路u1和滤波电容c2、滤波电容c3、滤波电容c4、滤波电容c5组成。滤波电容c2和滤波电容c3并联，一端分别连接线性稳压器集成电路u1的输入端vin、二极管d1的负极和二极管d2的负极，另一端接地并且连接线性稳压器集成电路u1的接地端vss；ce为线性稳压器集成电路u1的使能端，连接nmos管d1的漏极，ce为高电
平时线性稳压器集成电路u1工作，线性稳压器集成电路u1的输出端vout输出3.3v电压，ce为低电平时线性稳压器集成电路u1不工作，线性稳压器集成电路u1的输出端vout停止输出，从而作为电压变换电路的停止端来实现放电时的停止供电。滤波电容c4和滤波电容c5并联，一端分别连接线性稳压器集成电路u1的输出端vout和智能锁控制电路的输入端v3.3，另一端接地。nc为线性稳压器集成电路u1的未定义功能端，空置。
51.放电电路140由二极管d4和限流电阻r4组成。电阻r4一端连接线性稳压器集成电路u1的输出端vout，另一端连接该二极管d4的正极，该二极管d4的负极连接延时电路130的二极管nmos管d1的漏极；二极管d4当nmos管d1的漏极高电平时不放电，当nmos管d1的漏极低电平时通过nmos管d1放电。
52.工作原理急需说明如下：当usb不供电时，电源切换电路110选择电池供电，也就是从主电路连接端vbat获得供电。nmos管d1的漏极输出高电平，线性稳压器集成电路u1工作，输出3.3v，给智能锁控制电路供电。
53.usb供电时，电源切换电路110选择电压高的电源供电，也就是从备用usb电路连接端usb_5v获得供电。nmos管d1的漏极先输出低电平，延时一段时间后再输出高电平。因此线性稳压器集成电路u1先停止工作，放电电路140工作，延时一段时间后线性稳压器集成电路u1开始工作，放电电路140停止工作。输出的3.3v会先降到接近于0，一段时间后再恢复正常。由此可以实现智能锁控制电路先断电直到完全失电，然后再重启，能够真正实现无残留的重启，从而消除导致智能锁死机的多种问题，克服了断电不彻底导致的残留死机隐患，真正实现恢复性的重启效果。
54.进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的智能锁usb应急重启方法和系统。
55.需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。