基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁及开锁方法与流程

1.本发明涉及智能技术领域，具体涉及一种基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁及开锁方法。


背景技术：

2.变电站、配电房是电网进行电力传输的重要节点，日常管理相关电力设备设施大多用的是机械锁具，机械钥匙必须随身携带，这就导致存在遗失的风险；根据电网安全管理要求，电力设备设施管理有严格的权限制度，只有有权限的工作人员才能开锁，而市面上的智能锁具运行都是基于互联网，存在密钥外泄的风险，不能满足电网安全管理要求，并且锁体不能满足现场室外、铁门的安装要求。


技术实现要素：

3.本发明主要是为了解决市面上的智能锁具不适用于电力设备设施管理的问题，提供了一种基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁，包括电器件结构、锁体、用户app和短信授信平台，所述电器件结构包括主控单元、显示屏、电源模块和密码按键，所述主控单元内集成有离线密钥自动生成模块；所述用户app与所述短信授信平台建立双向通信连接；所述离线密钥自动生成模块用于自动生成离线密钥，所述短信授信平台用于生成在线密钥，本装置降低密钥外泄的风险，有效保障使用安全性，满足电网安全管理要求；且生产制造成本低、安装便捷、运行维护技术门槛低、功能针对性强、性能优良、实用性强。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁，包括电器件结构、锁体、用户app和短信授信平台，所述电器件结构包括主控单元、显示屏、电源模块和密码按键，所述主控单元内集成有离线密钥自动生成模块；所述锁体包括机械锁和控制所述机械锁的电动马达；所述电源模块、密码按键、显示屏、电动马达均与所述主控单元电性连接；所述用户app与所述短信授信平台建立双向通信连接；所述离线密钥自动生成模块用于自动生成离线密钥；所述短信授信平台用于生成在线密钥。
5.本发明提供了一种基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁，主控单元为主控电路板，是本装置的核心器件，实现对各功能模块的统筹控制；离线密钥自动生成模块通过不可逆国密算法自动生成离线密钥，离线密钥超过有效时间自动作废；短信授信平台通过不可逆国密算法生成在线密钥，在对位置信息、身份信息鉴权后将在线密钥发送给用户；用户通过密码按键将在线密钥输入至主控单元；主控单元通过设定的算法将输入的在线密钥转化成解锁密钥，然后比对解锁密钥和离线密钥，若两者相等，则控制电动马达打开机械锁的锁头。前端配套使用程序除了用户app，还可以是微信小程序或微信公众号，用户app、微信小程序、微信公众号均基于i国网平台运行。本装置适用于当前仍采用集中管理机械钥匙或通用型钥匙的变电站、配电房出入大门以及类似的设备间、控制柜等应用场景，以及需要经常更换解锁密钥的智能锁具，降低密钥外泄风险，满足电网安全管理需求；生产制造成
本低，安装便捷，运行维护技术门槛低，功能针对性强，性能优良，实用性强。
6.作为优选，所述显示屏用于显示二维码，所述二维码包含时间信息、位置信息、锁的id信息及密钥信息。显示屏为高清电容屏，具备自助休眠和手动唤醒功能，需要手动触摸唤醒才能显示，内置密钥信息转换模块，每次唤醒所显示的密钥内容会实时更新。二维码有效时间随着密钥的变换周期而自动更新。
7.作为优选，所述电源模块包括内置的锂电池和外置的充电接口，所述充电接口连接电网或外置电源。电源模块采用三种供电模式，日常工作模式采用稳定的外部供电模式，充电接口连接电网；电源模块内置有可重复充电的锂电池，在外部断电的情况下通过锂电池可保持正常工作状态；当前两种电源都无法正常供电时还能通过外置电源进行临时供电，保障智能锁能够正常工作。
8.作为优选，所述主控单元还集成有语音播报模块。语音播报模块用于语音提示用户密码错误或语音提醒用户随手关锁。
9.基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁的开锁方法，适用于上述的基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁，包括以下步骤：步骤s1：离线密钥自动生成模块采用不可逆国密算法生成离线密钥，短信授信平台采用不可逆国密算法生成在线密钥；步骤s2：用户app通过扫描二维码向短信授信平台发送密钥申请指令；步骤s3：短信授信平台在接收到密钥申请指令后以短信方式向用户app发送在线密钥；步骤s4：通过密码按键将在线密钥手动输入主控单元；步骤s5：主控单元通过算法将在线密钥转化为解锁密钥；步骤s6：主控单元将解锁密钥与离线密钥进行比对，若解锁密钥等于离线密钥，则主控单元控制智能锁开锁。
10.本发明提供了一种基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁的密钥传输方法，离线密钥自动生成模块和短信授信平台采用不可逆国密算法生成相同的密钥并且设定同样的密钥有效时间；用户app通过扫描显示屏上显示的二维码获取智能锁的相关信息及密钥信息；主控单元将密钥信息解锁获得解锁密钥，通过比对解锁密钥与离线密钥来判断是否开锁。用户app运行的基础部署在i国网平台上，i国网平台是国家电网专属外网运行平台，只有通过权限认证后才具备使用权限，有效保障用户使用的安全性，满足电网安全管理要求，适用于当前仍采用集中管理机械钥匙或通用型钥匙的变电站、配电房出入大门以及类似的设备间、控制柜等应用场景。
11.作为优选，步骤s1中，所述离线密钥自动生成模块生成的离线密钥与所述短信授信平台生成的在线密钥一致，且离线密钥与在线密钥的密钥有效时间也一致。短信授信平台，通过与离线密钥自动生成模块一致的不可逆国密算法生成在线密钥，并设定与离线密钥自动生成模块一致的密钥有效时间，短信授信平台与离线密钥自动生成模块的时间节点一致。主控单元（离线密钥自动生成模块）和短信授信平台每次都会变更不同的密钥，有效密钥每次只能使用一次。
12.作为优选，步骤s2中，所述密钥申请指令包括身份信息和申请信息。身份信息用于进行权限认证。
13.作为优选，步骤s3的具体过程，包括以下步骤：步骤s31：短信授信平台在接收到密钥申请指令后，对所述密钥申请指令进行解析获得密钥申请指令的身份信息和申请信息；步骤s32：鉴定身份信息是否正确，若身份信息正确，短信授信平台将密钥申请指令标注为有效密钥申请指令，并以短信方式向用户app发送在线密钥；若身份信息不正确，显示屏直接提示无权限或无票据关联。
14.作为优选，使用用户app扫描显示屏上的二维码时，显示屏上会显示安全离线智能锁的相关信息，包括时间信息、位置信息和锁的id信息。
15.作为优选，步骤s6的具体过程：主控单元将解锁密钥与离线密钥进行比对，若解锁密钥等于离线密钥，则主控单元控制电动马达打开机械锁的锁头，控制显示屏显示“开锁成功”并通过语音播报模块语音提示用户；若解锁密钥不等于离线密钥，则主控单元控制显示屏显示“密码错误，开锁失败”并通过语音播报模块语音提示用户。
16.因此，本发明的优点是：（1）只有通过权限认证后才具备使用权限，有效保障用户使用的安全性，满足电网安全管理要求；（2）适用于当前仍采用集中管理机械钥匙或通用型钥匙的变电站、配电房出入大门以及类似的设备间、控制柜等应用场景，以及需要经常更换解锁密钥的智能锁具；（3）生产制造成本低，安装便捷，运行维护技术门槛低，功能针对性强，性能优良，实用性强。
附图说明
17.图1是本发明实施例一中基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁的结构示意图。
18.图2是本发明实施例二中基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁的开锁方法的流程图。
19.1、主控单元 2、显示屏 3、电源模块 4、密码按键 5、锁体 6、用户app7、i国网平台 8、短信授信平台 9、离线密钥自动生成模块。
具体实施方式
20.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
21.实施例一：基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁，如图1所示，包括电器件结构、锁体5、用户app6和短信授信平台8，电器件结构包括主控单元1、显示屏2、电源模块3和密码按键4，主控单元1内集成有离线密钥自动生成模块9和语音播报模块；锁体5包括机械锁和控制机械锁的电动马达；电源模块3、密码按键4、显示屏2、锁体5的电动马达均与主控单元1电性连接；用户app6与短信授信平台8通过i国网平台7建立双向通信连接；用户app6通过扫描显示屏2上的二维码进行信息交流；离线密钥自动生成模块9采用不可逆国密算法自动生成离线密钥；短信授信平台8采用不可逆国密算法生成在线密钥，并将在线密钥以短信方式发送给用户app6；用户通过密码按键4手动输入在线密钥至主控单元1。本实施例采用的不可
逆国密算法为国密aes128加密算法。
22.本实施例提供了一种基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁，主控单元1为主控电路板，是本装置的核心器件，实现对各功能模块的统筹控制。语音播报模块用于语音提示用户密码错误或语音提醒用户随手关锁。显示屏2用于显示二维码，二维码包含时间信息、位置信息、锁的id信息及密钥信息；显示屏2为高清电容屏，具备自助休眠和手动唤醒功能，需要手动触摸唤醒才能显示，内置密钥信息转换模块，每次唤醒所显示的密钥内容会实时更新，二维码有效时间随着密钥的变换周期而自动更新。电源模块3包括内置的锂电池和外置的充电接口，充电接口连接电网或外置电源。电源模块3采用三种供电模式，日常工作模式采用稳定的外部供电模式，充电接口连接电网；电源模块3内置有可重复充电的锂电池，在外部断电的情况下通过锂电池可保持正常工作状态；当前两种电源都无法正常供电时还能通过外置电源进行临时供电，保障智能锁能够正常工作。使用本装置时，离线密钥自动生成模块9通过不可逆国密算法自动生成离线密钥，离线密钥超过有效时间自动作废；短信授信平台8通过不可逆国密算法生成在线密钥，在对位置信息、身份信息鉴权后将在线密钥发送给用户；用户通过密码按键4将在线密钥手动输入至主控单元1；主控单元1通过设定的算法将输入的在线密钥转化成解锁密钥，然后比对解锁密钥与离线密钥，若两者相等，则控制电动马达打开机械锁的锁头，实现智能开锁。前端配套使用程序除了用户app6，还可以是微信小程序或微信公众号，用户app6、微信小程序、微信公众号均基于i国网平台7运行。
23.实施例二：基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁的开锁方法，适用于上述的基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁，如图2所示，包括以下步骤：步骤s1：离线密钥自动生成模块采用不可逆国密算法生成离线密钥，短信授信平台采用不可逆国密算法生成在线密钥；步骤s2：用户app通过扫描二维码向短信授信平台发送密钥申请指令；步骤s3：短信授信平台在接收到密钥申请指令后以短信方式向用户app发送在线密钥；步骤s4：通过密码按键将在线密钥手动输入主控单元；步骤s5：主控单元通过算法将在线密钥转化为解锁密钥；步骤s6：主控单元将解锁密钥与离线密钥进行比对，若解锁密钥等于离线密钥，则主控单元控制智能锁开锁。
24.步骤s1中，离线密钥自动生成模块生成的离线密钥与短信授信平台生成的在线密钥一致，且离线密钥与在线密钥的密钥有效时间也一致。短信授信平台，通过与离线密钥自动生成模块一致的不可逆国密算法生成在线密钥，并设定与离线密钥自动生成模块一致的密钥有效时间，短信授信平台与离线密钥自动生成模块的时间节点一致。主控单元（离线密钥自动生成模块）和短信授信平台每次都会变更不同的密钥，有效密钥每次只能使用一次。
25.步骤s2中，密钥申请指令包括身份信息和申请信息。
26.步骤s3的具体过程，包括以下步骤：步骤s31：短信授信平台在接收到密钥申请指令后，对密钥申请指令进行解析获得密钥申请指令的身份信息和申请信息；步骤s32：鉴定身份信息是否正确，若身份信息正确，短信授信平台将密钥申请指
令标注为有效密钥申请指令，并以短信方式向用户app发送在线密钥；若身份信息不正确，显示屏直接提示无权限或无票据关联。
27.使用用户app扫描显示屏上的二维码时，显示屏上会显示安全离线智能锁的相关信息，包括时间信息、位置信息和锁的id信息。
28.步骤s6的具体过程：主控单元将解锁密钥与离线密钥进行比对，若解锁密钥等于离线密钥，则主控单元控制电动马达打开机械锁的锁头，控制显示屏显示“开锁成功”并通过语音播报模块语音提示用户；若解锁密钥不等于离线密钥，则主控单元控制显示屏显示“密码错误，开锁失败”并通过语音播报模块语音提示用户。
29.本实施例还提供了一种基于二维码及短信传输密钥的安全离线智能锁的密钥传输方法，离线密钥自动生成模块和短信授信平台采用不可逆国密算法生成相同的密钥并且设定同样的密钥有效时间；用户app通过扫描显示屏上显示的二维码获取智能锁的相关信息及密钥信息；主控单元将密钥信息解锁获得解锁密钥，通过比对解锁密钥与离线密钥来判断是否开锁。用户app运行的基础部署在i国网平台上，i国网平台是国家电网专属外网运行平台，只有通过权限认证后才具备使用权限。
30.以上内容，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。