專利名稱：投幣機(jī)電子鎖及其開鎖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子鎖，具體的說，涉及了一種投幣機(jī)電子鎖及其開鎖方法。
背景技術(shù)：
公交車投幣機(jī)普遍采用DALLAS單總線紐扣作為電子鎖開鎖鑰匙，隨著科技的發(fā)展，采用該種開鎖方式的投幣機(jī)的安全性已無法完全保證，公交票款的流失問題也越來越受到關(guān)注。目前市場(chǎng)上有采用非接觸式IC卡作為投幣機(jī)的開鎖鑰匙，以下簡稱電子鑰匙，但大多電子鑰匙都是采用Ml卡實(shí)現(xiàn)，該類型卡雖然保密性較好，但還是無法做到百分之百的安全，而且目前也已經(jīng)被破解。CPU卡采用的是國際公認(rèn)的保密性極高的3DES算法，目前沒有任何技術(shù)手段可以破解DES加密算法，使用其作為電子鎖鑰匙具有業(yè)界公認(rèn)的極高安全性，而且CPU卡內(nèi)的COS系統(tǒng)為定制系統(tǒng)，不具備一致性，密鑰的安全性極高。同時(shí)采用非接觸式CPU卡作為投幣機(jī)開鎖鑰匙，由于沒有可見的電氣接口，開鎖接口不易被破環(huán)。為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、安全性高和實(shí)用性強(qiáng)的投幣機(jī)電子鎖；本發(fā)明還提供了該投幣機(jī)電子鎖的開鎖方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目 的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種投幣機(jī)電子鎖，它包括微處理器模塊、CPU卡鑰讀卡器、非接觸式CPU卡鑰、驅(qū)動(dòng)模塊、安裝在投幣機(jī)箱門處的電磁鎖芯和電源控制模塊，其中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器連接所述非接觸式CPU卡鑰以便根據(jù)讀取的所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖密鑰和開鎖次數(shù)產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)并根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次；所述微處理器模塊通過所述驅(qū)動(dòng)模塊連接所述電磁鎖芯以便根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)控制所述電磁鎖芯的開閉動(dòng)作；所述電源控制模塊連接所述微處理器模塊、所述CPU卡鑰讀卡器、所述驅(qū)動(dòng)模塊和所述電磁鎖芯以提供工作電源。基于上述，它還包括時(shí)鐘定時(shí)模塊，其中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器連接所述非接觸式CPU卡鑰以便讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖時(shí)間段，所述微處理器模塊連接所述時(shí)鐘定時(shí)模塊以便獲取系統(tǒng)時(shí)間并根據(jù)所述授權(quán)開鎖時(shí)間段與所述系統(tǒng)時(shí)間的一致性以及所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)?；谏鲜?，它還包括GPS定位模塊，其中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器連接所述非接觸式CPU卡鑰以便讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖區(qū)域，所述微處理器模塊連接所述GPS定位模塊以便獲取開鎖地點(diǎn)并根據(jù)所述授權(quán)開鎖區(qū)域與所述開鎖地點(diǎn)的一致性以及所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)?；谏鲜?，它還包括用于與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)無線通信的GPRS模塊，所述微處理器模塊連接所述GPRS模塊以便將所述微處理器模塊存儲(chǔ)的投幣機(jī)開鎖記錄發(fā)送至所述遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)和接收所述遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的控制指令。一種所述投幣機(jī)電子鎖的開鎖方法，該開鎖方法包括以下步驟:
步驟1:所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器讀取所述非接觸式CPU卡鑰中預(yù)存的開鎖密鑰和開鎖次數(shù)；
步驟2:當(dāng)判斷到所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)符合開鎖條件時(shí)，所述微處理器模塊產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)，并將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次；
步驟3:根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)，所述微處理器模塊控制所述電磁鎖芯的開閉動(dòng)作?；谏鲜?，步驟I中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖時(shí)間段，所述微處理器模塊通過連接時(shí)鐘定時(shí)模塊獲取系統(tǒng)時(shí)間；
步驟2中，當(dāng)判斷到所述開鎖密鑰、所述開鎖次數(shù)符合開鎖條件，且所述授權(quán)開鎖時(shí)間段和所述系統(tǒng)時(shí)間一致時(shí)，所述微處理器模塊產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)，并將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次。基于上述，步驟I中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖區(qū)域，所述微處理器模塊通過連接GPS定位模塊獲取開鎖地
占.步驟2中，當(dāng)判斷到所述開鎖密鑰、所述開鎖次數(shù)符合開鎖條件，且所述授權(quán)開鎖區(qū)域和所述開鎖地點(diǎn)一致時(shí)，所述微處理器模塊產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)，并將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，具體的說，本發(fā)明投幣機(jī)電子鎖通過使用保密性極高的CPU卡作為投幣機(jī)的電子鎖和開鎖鑰匙，解決了現(xiàn)有技術(shù)中非接觸式IC卡保密性差、易于破解的缺陷，而且，通過使用GPRS模塊，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控控制。本發(fā)明開鎖方法通過設(shè)定開鎖密鑰、開鎖次數(shù)、授權(quán)開鎖時(shí)間段和授權(quán)開鎖區(qū)域等授權(quán)開鎖條件，提高了該投幣機(jī)電子鎖的安全性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，一種投幣機(jī)電子鎖，它包括微處理器模塊、CPU卡鑰讀卡器、非接觸式CPU卡鑰、驅(qū)動(dòng)模塊、安裝在投幣機(jī)箱門處的電磁鎖芯和電源控制模塊，其中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器連接所述非接觸式CPU卡鑰以便根據(jù)讀取的所述非接觸式(PU卡鑰預(yù)存的開鎖密鑰和開鎖次數(shù)產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)并根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次；所述微處理器模塊通過所述驅(qū)動(dòng)模塊連接所述電磁鎖芯以便根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)控制所述電磁鎖芯的開閉動(dòng)作；所述電源控制模塊連接所述微處理器模塊、所述CPU卡鑰讀卡器、所述驅(qū)動(dòng)模塊和所述電磁鎖芯以提供工作電源。進(jìn)一步優(yōu)選的， 該投幣機(jī)電子鎖還包括時(shí)鐘定時(shí)模塊，其中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器連接所述非接觸式CPU卡鑰以便讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖時(shí)間段，所述微處理器模塊連接所述時(shí)鐘定時(shí)模塊以便獲取系統(tǒng)時(shí)間并根據(jù)所述授權(quán)開鎖時(shí)間段與所述系統(tǒng)時(shí)間的一致性以及所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)。進(jìn)一步優(yōu)選的，該投幣機(jī)電子鎖還包括GPS定位模塊，其中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器連接所述非接觸式CPU卡鑰以便讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖區(qū)域，所述微處理器模塊連接所述GPS定位模塊以便獲取開鎖地點(diǎn)并根據(jù)所述授權(quán)開鎖區(qū)域與所述開鎖地點(diǎn)的一致性以及所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)。其中，開鎖密鑰、開鎖次數(shù)、授權(quán)開鎖時(shí)間段、授權(quán)開鎖區(qū)域均為授權(quán)開鎖條件。為了便于信息的動(dòng)態(tài)更新及管理，該投幣機(jī)電子鎖設(shè)置與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行無線通信的GPRS模塊，所述微處理器模塊連接所述GPRS模塊。所述非接觸式CPU卡鑰每次的開鎖記錄保存在所述微處理器模塊中，便于日后查閱采集，也可以在開鎖后立即通過所述GPRS模塊將開鎖記錄實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，其中信息包括線路名稱、車輛編號(hào)、開鎖操作員編號(hào)、開鎖時(shí)間、開鎖地點(diǎn)等數(shù)據(jù)，使遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)不僅能夠?qū)崟r(shí)了解各車輛投幣機(jī)的開鎖情況，還可以對(duì)非法開鎖和異常開鎖產(chǎn)生告警信號(hào)而起到警示作用。同時(shí)，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)還可通過所述GPRS模塊向所述微處理器模塊發(fā)送控制指令，動(dòng)態(tài)進(jìn)行功能模式的更改、密鑰的預(yù)置寫入等。該投幣機(jī)電子鎖的開鎖過程如下:
開啟投幣機(jī)電子鎖之前，所述非接觸式CPU卡鑰先通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的授權(quán)終端進(jìn)行授權(quán)開鎖條件的寫入，也就是向所述非接觸式CPU卡鑰寫入開鎖密鑰和開鎖次數(shù)，所述開鎖密鑰包括經(jīng)過保密算法處理的開鎖員信息、投幣機(jī)箱號(hào)等基本信息。開鎖時(shí)，所述CPU卡鎖的CPU卡鑰讀卡器讀取所述非接觸式CPU卡鑰中的開鎖密鑰、開鎖次數(shù)，并將其發(fā)送至所述微處理器模塊；所述微處理器模塊接收到所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)后，先運(yùn)行預(yù)置的解密程序，解密開鎖密鑰，驗(yàn)證開鎖密鑰的合法性，然后檢驗(yàn)開鎖次數(shù)是否為零，當(dāng)判斷符合開鎖條件時(shí)，即開鎖密鑰合法、開鎖次數(shù)不為零，輸出開鎖控制信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)模塊接收到所述微處理器模塊輸出的開鎖控制信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)所述電磁鎖芯開鎖。每使用所述非接觸式CPU卡鑰開鎖一次投幣機(jī)，所述微處理器模塊會(huì)根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次，即為消費(fèi)，當(dāng)所述開鎖次數(shù)消費(fèi)完畢后，所述非接觸式CPU卡鑰將不再具備完整授權(quán)開鎖條件，將無法再進(jìn)行投幣機(jī)開鎖；如果需要繼續(xù)開鎖，所述非接觸式CPU卡鑰需要重新進(jìn)行開鎖次數(shù)的寫入。這種消費(fèi)模式限制了收銀員的超次數(shù)投幣機(jī)開鎖行為，保證了公交票款安全。進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述非接觸式CPU卡鑰寫入授權(quán)開鎖條件時(shí)可以同時(shí)寫入本次授權(quán)開鎖次數(shù)的有效時(shí)間，當(dāng)有效時(shí)間過后，寫入的開鎖次數(shù)即使沒有消費(fèi)完畢也會(huì)自動(dòng)失效，所述非接觸式CPU卡鑰必須等到下一次重新授權(quán)寫入開鎖次數(shù)才能繼續(xù)投幣機(jī)開鎖。在滿足上述開鎖授權(quán)條件的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高本發(fā)明的安全開鎖性能，本發(fā)明還可進(jìn)行下述開鎖方法功能模式的擴(kuò)展:
1、定時(shí)開鎖功能
該投幣機(jī)電子鎖 通過設(shè)置時(shí)鐘定時(shí)模塊來提供系統(tǒng)時(shí)間。遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的授權(quán)管理終端根據(jù)要求向所述非接觸式CPU卡鑰存儲(chǔ)寫入授權(quán)開鎖時(shí)間段。定時(shí)開鎖功能開啟后，所述微處理器模塊先判斷開鎖密鑰和開鎖次數(shù)符合開鎖條件，然后再判斷系統(tǒng)時(shí)間是否在所述授權(quán)開鎖時(shí)間段內(nèi)，只有當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間在設(shè)置的授權(quán)開鎖時(shí)間段內(nèi)時(shí)，所述微處理器模塊才會(huì)發(fā)出開鎖控制信號(hào)，所述電磁鎖芯才會(huì)動(dòng)作開鎖。需要特別說明的是，如果定時(shí)開鎖功能被關(guān)閉，所述CPU卡鎖將不受授權(quán)開鎖時(shí)間段的限制。2、定點(diǎn)開鎖功能
通過設(shè)置GPS定位模塊來獲取車輛實(shí)時(shí)位置，確定開鎖地點(diǎn)；遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的授權(quán)管理系統(tǒng)根據(jù)需要向所述非接觸式CPU卡鑰存儲(chǔ)寫入開鎖坐標(biāo)及開鎖坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的作用半徑，即授權(quán)開鎖區(qū)域。定點(diǎn)開鎖功能開啟后，當(dāng)公交車輛駛?cè)胫付▍^(qū)域，所述微處理器模塊先判斷開鎖密鑰和開鎖次數(shù)符合開鎖條件，然后再根據(jù)獲取的車輛實(shí)時(shí)位置比對(duì)所述非接觸式(PU卡鑰的開鎖坐標(biāo)及開鎖坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的作用半徑，只有當(dāng)二者信息一致時(shí)，所述微處理器模塊才會(huì)發(fā)出開鎖控制信號(hào)，所述電磁鎖芯才會(huì)動(dòng)作開鎖。需要特別說明的是，如果定點(diǎn)開鎖功能被關(guān)閉，所述CPU卡鎖將不受授權(quán)開鎖地點(diǎn)的限制。特別的，定時(shí)開鎖功能和定點(diǎn)開鎖功能可以單獨(dú)開啟，也可以同時(shí)開啟，進(jìn)一步提高開鎖安全。最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本`發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種投幣機(jī)電子鎖，其特征在于:它包括微處理器模塊、CPU卡鑰讀卡器、非接觸式CPU卡鑰、驅(qū)動(dòng)模塊、安裝在投幣機(jī)箱門處的電磁鎖芯和電源控制模塊，其中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器連接所述非接觸式CPU卡鑰以便根據(jù)讀取的所述非接觸式(PU卡鑰預(yù)存的開鎖密鑰和開鎖次數(shù)產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)并根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次；所述微處理器模塊通過所述驅(qū)動(dòng)模塊連接所述電磁鎖芯以便根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)控制所述電磁鎖芯的開閉動(dòng)作；所述電源控制模塊連接所述微處理器模塊、所述CPU卡鑰讀卡器、所述驅(qū)動(dòng)模塊和所述電磁鎖芯以提供工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投幣機(jī)電子鎖，其特征在于:它還包括時(shí)鐘定時(shí)模塊，其中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器連接所述非接觸式CPU卡鑰以便讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖時(shí)間段，所述微處理器模塊連接所述時(shí)鐘定時(shí)模塊以便獲取系統(tǒng)時(shí)間并根據(jù)所述授權(quán)開鎖時(shí)間段與所述系統(tǒng)時(shí)間的一致性以及所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投幣機(jī)電子鎖，其特征在于:它還包括GPS定位模塊，其中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器連接所述非接觸式CPU卡鑰以便讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖區(qū)域，所述微處理器模塊連接所述GPS定位模塊以便獲取開鎖地點(diǎn)并根據(jù)所述授權(quán)開鎖區(qū)域與所述開鎖地點(diǎn)的一致性以及所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投幣機(jī)電子鎖，其特征在于:它還包括用于與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)無線通信的GPRS模塊，所述微處理器模塊連接所述GPRS模塊以便將所述微處理器模塊存儲(chǔ)的投幣機(jī)開鎖記錄發(fā)送至所述遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)和接收所述遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的控制指令。
5.一種權(quán)利要求1所述投幣機(jī)電子鎖的開鎖方法，其特征在于，該開鎖方法包括以下步驟: 步驟1:所述微處理器 模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器讀取所述非接觸式CPU卡鑰中預(yù)存的開鎖密鑰和開鎖次數(shù)； 步驟2:當(dāng)判斷到所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)符合開鎖條件時(shí)，所述微處理器模塊產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)，并將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次； 步驟3:根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)，所述微處理器模塊控制所述電磁鎖芯的開閉動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的投幣機(jī)電子鎖的開鎖方法，其特征在于:步驟I中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖時(shí)間段，所述微處理器模塊通過連接時(shí)鐘定時(shí)模塊獲取系統(tǒng)時(shí)間； 步驟2中，當(dāng)判斷到所述開鎖密鑰、所述開鎖次數(shù)符合開鎖條件，且所述授權(quán)開鎖時(shí)間段和所述系統(tǒng)時(shí)間一致時(shí)，所述微處理器模塊產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)，并將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的投幣機(jī)電子鎖的開鎖方法，其特征在于:步驟I中，所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器讀取所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的授權(quán)開鎖區(qū)域，所述微處理器模塊通過連接GPS定位模塊獲取開鎖地點(diǎn)； 步驟2中，當(dāng)判斷到所述開鎖密鑰、所述開鎖次數(shù)符合開鎖條件，且所述授權(quán)開鎖區(qū)域和所述開鎖地點(diǎn)一致時(shí)，所述微處理器模塊產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)，并將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù) 扣除一次。
全文摘要
本發(fā)明提供一種投幣機(jī)電子鎖及其開鎖方法，該投幣機(jī)電子鎖包括微處理器模塊、CPU卡鑰讀卡器、非接觸式CPU卡鑰、驅(qū)動(dòng)模塊、安裝在投幣機(jī)箱門處的電磁鎖芯和電源控制模塊；該開鎖方法為所述微處理器模塊通過所述CPU卡鑰讀卡器讀取所述非接觸式CPU卡鑰中預(yù)存的開鎖密鑰和開鎖次數(shù)；當(dāng)判斷到所述開鎖密鑰和所述開鎖次數(shù)符合開鎖條件時(shí)，所述微處理器模塊產(chǎn)生開鎖控制信號(hào)，并將所述非接觸式CPU卡鑰預(yù)存的開鎖次數(shù)扣除一次；根據(jù)所述開鎖控制信號(hào)，所述微處理器模塊控制所述電磁鎖芯的開閉動(dòng)作。本發(fā)明投幣機(jī)電子鎖解決了現(xiàn)有技術(shù)中非接觸式IC卡保密性差、易于破解的缺陷。
文檔編號(hào)G07C9/00GK103247096SQ201310184480
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者郭建國, 劉陽忠, 趙紅彬, 王興中 申請(qǐng)人:鄭州天邁科技有限公司