基于物联网的路灯管理电子锁系统研究

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1、electroniclockmanagementsystemnotonlysolvedthemanagementproblems,butalsogreatlyenhanceditssecurity.Keyword：Bluetoothcommunication;encryptionprocessing;fixedkey;randomkey;1引言城市路灯设施数量大、分布广，多年来，一线工人在路灯站和控制箱的维护作业中使用传统的机械锁具，钥匙易丢失和被盗配，无法确认开锁操作人员的身份，也不能记录出入吋间，

2、责任事故不能追溯。传统锁具既不利于保障路灯设施的安全，也不方便管理一线工人。本文提出了一种物联网电子锁系统，电子锁、电子钥匙与手机之间通过蓝牙通信实现互联，通过手机的数据网与管理平台实现线上线下的互联互通，达到路灯管理重要设施的开锁权限数字验证、开锁过程实吋监控的0的。2功能特点基于物联网的电子锁系统应用在路灯管理中具有实施快速便捷、授权管理到个人、开门操作可监控、场所出入有记录、数字编码更安全的特点。釆用电子锁系统可以很好解决户外路灯控制箱H常运维行为管理问题。无源电子锁不需要接入电源或者更换电池，

3、非常适合用在户外设施的管理上，能详细记荣每次锁被打开和关闭的时间和人员信息，可实现对历史开/关锁过程的追溯，电子钥匙可以采用指纹开启的方式，确保只有指定人员冰能进出。如果结合视频监控的使用，可以进一步对人员的具体活动实施监控，提高行为的规范性和安全性。2.1安装快速便捷锁具无电源设计，不用布线，不用更换电池，可直接替换路灯站、路灯箱上在用的机械锁具，可快速安装部署。2.2授权管理到个人釆用数字身份识别和授权技术，能灵活授权不同人员可以开锁的范围和时间，不同人员可以设置不同的权限范围。2.3开门操作可监

4、控手机蓝牙连接电子钥匙完成开锁，每次的开锁操作，通过手机数据通道实时发送给管理平台，管理员可随时监控。2.4场所出入有记录系统中长期保持进出路灯站、打开路灯箱的事件数据，可随时查询历史时段内的人员进出和操作信息。2.5数字编码更安全钥匙、锁、手机以及管理平台之间的通信采用128位的多重加密技术，每把锁都有唯一的识别码，钥匙复开率为0。钥匙上不存储数据，最大程度降低了钥匙被盗用的风险。3系统方案3.1无源智能锁系统组成无源智能锁系统由无源智能锁、电子钥匙和中心管理软件构成。系统功能如下。(1)软件客户端

5、:钥匙授权与锁具、使用人员档案管理以及人员开锁行为分析等。所有操作均有记录，能对智能钥匙连线通信，也可以无线通信，可读取智能钥匙屮所有记荣，帮助管理人员按工作计划屮对现场人员的作业安排，合理授权人员的进出权限，防止未经授权的人员擅自进入作业区域所带来的安全风险。(2)蓝牙电子钥匙：内罝蓝牙模块，通过蓝牙通信下载开锁权限并上传开锁记录O(3)路灯控制箱电子锁：电子锁具在具备机械锁的原有功能基础上，安装了具有记忆功能的电子芯片，记荥锁具的操作信息，并且控制电子锁的操作。(4)移动客户端:安装一款专用的电子

6、锁管理APP，通过蓝牙模块与蓝牙电子钥匙数据通信，通过3G或4G等方式实现与服务器的数据通信功能，是蓝牙电子钥匙与服务器数据交互的载体。(5)服务器:可将服务器部署在云端，这样有利于移动客户端与服务器之间的数据交互。3.2电子锁系统的关键技术3.2.1无源电子锁技术组成无源智能锁系统的电子钥匙、无源电子锁、身份识別卡等各个部件能实现电子化、数据化和智能化的主要原因是每个部件都是一台应用了单片机和嵌入式软件技术的微电脑，具有计算、存储和通信能力。嵌入式软件由于受到单片机硬件处理性能的制约，在实现应用时需

7、要对算法进行特别的优化。无源智能锁系统在使用钥匙开锁时，需要能快速查找并判別当前使用人员是否有权限对目标锁进行操作，当锁的数量有数万把时，执行效率尤为重要。在将无源智能锁系统应用到配网通信小室设备安全管理时，设计了一种创新性的快速查找算法，用于提高这一处理过程的效率。这个算法申请了国家发明专利，专利名称为“用于嵌入式系统的数据信息存储及快速查询方法”。3.2.2物联网通信技术蓝牙电子钥匙与移动客户端通过蓝牙通信的方式下载钥匙开锁权限数据及开锁日志记录，移动电子设备运算性能有限，如果使用太复杂协议算法会

8、占用设备的处理资源，提高功耗，也会造成通信的延时，影响用户体验，因此必须设计一种高效的算法。3.2.3数字安全技术钥匙和锁之间的通信采用128位的多重加密技术，每把锁都有唯一的识别码，钥匙复开率为0。蓝牙通信时，对数据包本身进行加密处理，即使数据通信过程中因蓝牙协议漏洞被窃听或攻击也不会因为数据丢失造成严重的后果。采用同定密钥和随机密钥结合的加密方式，能有效防止技术破解和伪装。以蓝牙设备与手机APP通信为例，木文设计的蓝牙通信数据伍加密协议的交互步骤如下