[发明专利]一种可变二维码锁、可变二维码及可变二维码锁工作方法

摘要

本发明涉及一种可变二维码锁、可变二维码及可变二维码锁工作方法，属于电子信息和共享锁具技术领域。二维码开关被按压后向单片机发送开关信号，单片机每收到一次二维码开关产生的信号重新生成一个二维码，用户客户端扫描二维码并将二维码发送到服务器，服务器解析二维码后获得密码并将密码发送至客户端，用户读取客户端密码后输入密码实现开锁，锁具不需要与服务器直接通信，减小了服务器的数据处理压力，节约了锁具的制造成本。

主权项

一种可变二维码锁，其特征在于：A、其基于最小单片机系统，包括可变二维码显示模块、二维码内部处理模块、键盘密码输入子模块、供电电路、复位振荡电路、开锁电路、二维码开关、锁具状态检测模块、内部计时模块，以及与该可变二维码锁配合使用的服务器；可变二维码锁内部设置有主控程序，服务器内也设置有服务器控制程序；键盘密码输入子模块、开锁电路、二维码开关通过单片机I/O口连接单片机；供电电路、复位振荡电路采用最小单片机系统相配套的供电电路和复位振荡电路；开锁电路用于控制可变二维码锁的打开和关闭；锁具状态检测模块属于单片机内部主控程序中的一个子程序，通过检测单片机向与开锁电路模块子模块连接的I/O口发出的高电平或低电平信号来判断可变二维码锁的是打开还是关闭的状态，二维码开关被按压后向单片机发送开关信号，单片机每收到一次二维码开关产生的信号重新生成一个二维码；用户客户端扫描二维码并将二维码发送到服务器，服务器解析二维码后获得密码并将密码发送至客户端，用户读取客户端密码后输入密码实现开锁；B、可变二维码显示模块与单片机连接，其显示可变二维码，可变二维码包含二维码校准点(9)、锁具状态信息部分(10)、变量函数信息部分(11)、服务器网站自动连接信息部分(12)；二维码校准点(9)设置在二维码四个角中的任意三个角上，用以系统确认二维码的方向；锁具状态信息部分(10)通过二维码上黑白点的排列组合以显示锁具是打开还是关闭的状态；变量函数信息部分(11)通过二维码上黑白点的排列组合以显示至少一个数值、或显示一个函数代码、或显示至少一个数值及一个函数代码；服务器网站自动连接信息部分(12)通过二维码上黑白点的排列组合以显示服务器的网站，确保二维码被扫描后自动打开控制锁具的APP或者服务器网站，最终通过手机实现与服务器的自动通信；可变二维码还包含锁具识别部分(13)，通过二维码上黑白点的排列组合以显示一个固定的但是却区别于其它锁具上的一个数值，以确保每个二维码锁能够被服务器通过二维码识别并区别开；所述的可变二维码还包含开锁变量识别码(24)，通过二维码上黑白点的排列组合以显示锁具被打开的次数，同一个锁具，其初次产生的开锁变量识别码(24)为0，锁具每打开过一次，其产生的二维码上的开锁变量识别码(24)增加1，例如，起初关闭的锁具，其在关闭状态下无论生成多少次二维码，其生成的二维码中的开锁变量识别码(24)均表示0，当锁具被打开过1次后，其第一次打开后生成了二维码，无论生成多少次，其生成的二维码中的开锁变量识别码(24)均表示1，其在该锁具关闭后没有被再次打开前，其生成的二维码中的开锁变量识别码(24)也均表示1；所述的可变二维码还包含时间显示部分(25)，通过二维码上黑白点的排列组合以显示时间值，该时间值通过单片机内部的计时器记录，该值在锁具打开时清零并开始记录，在锁具关闭是停止并记录为定值；其作用是用户上的APP或者服务器可以直接从二维码上解析出锁具打开的时间，以判断收费数额，减少服务器存储记录的负荷；C、所述的主控程序采用汇编语言进行编程，包括系统的初始化模块、密码扫描模块、调用密码比较判断模块：（a）初始化模块在开机时运行，当二维码开关打开或者系统自动生成二维码开关信号后，系统自动进行初始化，然后查询可变二维码锁的开闭状态生成可变二维码中的锁具状态信息部分；调用单片机内存中的密码库，调取信息生产可变二维码中的变量函数信息部分；调取服务器网站自动连接信息生成部分；调取二维码二维码生生成的其它必要信息部分生成整体可变二维码,其中调取函数信息部分的工作方法是：1）当每个可变二维码锁均设置有自己的编号n,第n个二维码锁对应的二维码内部处理模块的密码库中设置有均含有一个独立的函数Fn及密码改变函数子程序，完全相同的函数Fn及密码改变函数子程序同时也存在于管理服务器函数库中，只要有相同的变量值，就会有相同的运算结果时，调取可变二维码锁的内部编号n，并随机生成变量值c，生产的可变二维码中的可变函数信息部分包含可变二维码锁的内部编号n和随机生成变量值c；单片机根据调取的内部编号n、随机生成变量值c和独立函数Fn，生成本地密码y存储在单片机内存内；2）当每个可变二维锁的二维码内部处理模块的密码库内均设置有相同的函数Fn及密码改变函数子程序，管理服务器函数库中也设置有相同的函数Fn及密码改变函数子程序，只要有相同的变量值，函数Fn就会有相同的运算结果时，随机生产变量值c，生产的可变二维码中的可变函数信息部分仅包含随机生成变量值c，单片机根据随机生成变量值c和独立函数Fn，生成本地密码y存储在单片机内存内；3）每个可变二维锁的二维码内部处理模块的密码库内均设置有多个的函数Fn及以及相对应的密码改变函数子程序，每个函数Fn及以及相对应的密码改变函数子程序均设置有编号m，管理服务器函数库中，也设置有多个的函数Fn及以及相对应的密码改变函数子程序，每个函数Fn及以及相对应的密码改变函数子程序均设置有编号m，函数Fn相同，且有相同的变量值，就会有相同的运算结果时，随机生产变量值c，同时随机调用函数Fn的编号m, 生产的可变二维码中的可变函数信息部分包含随机生产变量值c、随机调用函数Fn的编号m，单片机根据随机生成变量值c和随机调用的独立函数Fn，生成本地密码y存储在单片机内存内；4)当每个可变二维锁的二维码内部处理模块的密码库至少包含有上述a)、b)、c)三种情况中两种情况下的密码库所存储的信息，且服务器上也存储相对应的解析信息时，随机调取可变二维锁的二维码内部处理模块的密码库中存储的信息对应情况的任意一种，并产生相应的二维码和生产相应的本地值y；(b)、密码扫描模块主要是读取键盘输入的密码，并与单片机内部生成的本地密码进行比对；D、可变二维码锁的工作方法如下：1）按压二维码开关或者系统自动生成二维码开关信号，系统自动初始化，查询可变二维码锁的开闭状态生成可变二维码中的锁具状态信息部分；调用单片机内存中的密码库，调取信息生产可变二维码中的变量函数信息部分；调取服务器网站自动连接信息生成部分；调用锁具打开的次数数据，生成开锁变量识别码；调取二维码二维码生生成的其它必要信息部分生成整体可变二维码，并显示在可变二维码显示模块上，同时单片机自身根据该生成的二维码中的变量函数信息部分解析本地密码，并将该二维码的信息储存以备调用；当所述的可变二维码包含锁具识别部分时，服务器解析锁具识别部分以确保每个二维码锁能够被服务器区别开，同时把整个二维码的信息按照不同锁具进行归类存储，以备查询调用；当所述的可变二维码包含时间显示部分时，当锁具状态信息部分显示锁具为打开状态时，其显示锁具打开时的时间点值或者不现显示间值；当锁具状态信息部分显示锁具关闭状态时，其显示上一次锁具打开至关闭时间段的时间值；2）手持客户端扫描，并将扫描的可变二维码交给手持客户端中的APP解析，APP通过解析服务器网站自动连接信息部分自动连接服务器；APP或者服务器通过解析锁具状态信息部分判断锁具是打开还是关闭的状态；服务器通过解析可变二维码上的变量函数信息部分，在服务器中查找相应的函数，并采用变量函数信息部分中给出信息计算生成与单片机生产的本地密码一致的密码Y；当所述的可变二维码包含时间显示部分时，锁具识别部分显示时间值，该时间值通过单片机内部的计时器记录，该值在锁具打开时清零并开始记录，在锁具关闭是停止并记录为定值，服务器通过解析可变二维码上的时间显示部分确定上一次锁具打开至关闭时间段的时间值，以确定用户使用的时间，根据该时间和收费标准确定应向客户收取的费用；当所述的可变二维码不包含时间显示部分时，服务器根据锁具识别部分有针对性的查询和调取服务器内部数据库记录，以确定用户使用的时间，根据该时间和收费标准确定应向客户收取的费用；进一步的，服务器计数服务费的方法是：服务器能够记录每个客户端对应账户向服务器发射的二维码，并能通过识别二维码上的锁具识别部分判断客户端发送的二维码是否来自同一个锁具；针对同一个锁具，服务器检测到具有相同锁具识别部分的两个不同的二维码，且两个二维码均显示锁具处于关闭状态，且后一个显示锁具关闭状态的二维码与前一个显示锁具关闭状态的二维码具有差值为1的开锁变量识别码，那么服务器判断该锁被打开过，并默认的该客户端用户打开的；如果客户端对应的账户在发送具有差值为1的开锁变量识别码且均显示锁具关闭状态的两个二维码之间的时间段没有支付过对应锁具的服务费，则判定两个该具有差值为1的开锁变量识别码且均显示锁具关闭状态的两个二维码之间的时间段为该锁具为用户服务的时间段；当所述的可变二维码包含时间显示部分时，服务器直接读取最后一个显示锁具关闭状态的二维码中的时间显示部分，就能解析确定用户使用的时间，并根据该时间和收费标准确定应向客户收取的费用；当所述的可变二维码不包含时间显示部分时，服务器根据锁具识别部分有针对性的查询和调取服务器内部数据库记录，通过查询用户客户端向服务器发送这两个客户端的时间，求出的时间差即是用户使用的时间，并根据该时间和收费标准确定应向客户收取的费用；3）服务器检测发送二维码的客户端的IP或者帐户信息，以判断该客户端对应账户是否有未支付的情况，如果有则根据步骤2中的情况查询相应费用，并向该客户端APP发送信息,提醒客户支付未付的费用和具体金额，如果该客户端对应的账户没有需要支付的费用则进入下一步骤；4）服务器检测锁具状态信息部分，当锁具状态信息部分显示可变二维码锁处于打开状态时，APP提醒客户报修或关闭锁具；当锁具状态信息部分显示可变二维码锁处于关闭状态时，并将上述步骤2中解析的密码Y密码发送到用户手持客户端上的APP上；5）根据服务器推送的信息并结合实际情况进行报修、付款、关闭锁具，或者根据从服务器获得的密码通过键盘输入密码；6）单片机调取本地密码和服务器获得的密码进行比对，如果单片机检测到密码输入3次后仍不正确，则单片机系统自动生成二维码开关信号，重新生成新的二维码，可变二维码显示模块上显示新的二维码，系统返回到上述步骤1；如果密码正确单片机驱动开锁电路将可变二维码锁打开；7）用户使用完毕后，关闭锁具，按压二维码开关获取新的二维码，并通过手持客户端上的APP将获得的二维码发送到服务器，系统回到上述第1步骤。