一種智能防盜鎖匙系統的製作方法

2023-05-28 02:10:31

專利名稱：一種智能防盜鎖匙系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及帶有掉電存儲信息不丟失的鑰匙和與之配套的智能控制器。通過選擇 不同的執行機構，可用於多種形式的防盜，不僅可用於銀行營業廳各種門的防盜控制並能 向銀行原有的監控系統提供門的監控信號，家庭防盜門的防盜控制；也可用於電動摩託車 防盜報警與電機電源供電控制；還可用於燃油摩託車和汽車防盜報警與啟動控制。
背景技術：
當前使用的防盜門鐨匙流行AB鑰匙， 一種在施工方，另一種在主人方，施工人員施 工完成交付使用方時，使用方用自己擁有的鑰匙使用後，保留在施工方處的鑰匙自動失效， 從某種意義上達到了一定的防盜作用，但使用方鑰匙一旦被他人配置，仍然無法防盜。對於摩託車或汽車的防盜，只要有萬能鎖的存在，就存在被盜的危險，只要有高級專 家和製造廠家的存在，也仍然存在著被盜的風險。因此，無論何種用途的防盜鎖匙，當你的鑰匙丟失或被人竊取，安全均受到威脅。發明內容本實用新型的目的就是針對上述存在的問題，通過計算機系統所形成的動態偽隨機數 據寫入唯一鑰匙和智能控制器內的掉電不丟失數據的存儲器中，完成唯一鑰匙與智能控制 器的密鑰數據信息形成，使鑰匙與控制器具有唯一性，提髙防盜性能。本實用新型通過以下技術方案來實現-一種智能防盜鎖匙系統，它由鑰匙、鎖體與智能控制器組成，其中 所述鑰匙由普通鑰匙、密鑰電控模塊組成，密鑰電控模塊安裝在鑰匙的塑封手柄內， 通過信號引出端形成信號的傳輸線，同時作為鑰匙密鑰電控模塊的供電線。所述密鑰電控 模塊包括有控制器、EapROM存儲器和為它們通過傳輸線產生供電的電源電路，控制器採 用單片機技術，信號傳輸線連接控制器的串行通信接口，控制器與E2PROM存儲器採用 標準的總線結構。所述智能控制器包括有振動檢渕電路、掉電信息不丟失存儲器及讀寫控制電路、可更 換鑰匙人工操作按鍵電路、微控制器系統和輸出控制信號驅動電路，微控制器系統與個電 路之間通過串行通信接口實現連接。所述振動檢淵電路對被控物體受振情況進行振動檢獮，由振動傳感器將振動大小的信 號轉換成電壓大小變化的信號，以形成振動力與脈衝寬度成正比關係的輸出脈衝電信號，
輸出給微控制器的相應接口。所述掉電信息不丟失存儲器及讀寫控制電路為E2PROM存儲器，用於存放密鑰和智 能控制器相關鑰匙的編號以及相關鑰匙已使用次數的記錄，由微控制器系統通過相應得接 口對其進行數據的存取。所述可更換鑰匙人工操作按鍵電路用於將鍵盤狀態變為電平信兮給微控制器系統，由 微控制器根據這一電平信號轉入鑰匙的增加與作廢處理程序，進行鑰匙的更新與作廢；輸出控制信號驅動電路用於在出現警情時產生供報警嘛叭鳴叫和外接執行部件工作 的驅動信號。微控制器系統通過對輸入的振動檢渕信號、串行通信數據信號和鎖芯狀態信號的判 斷，執行相應的功能程序，在主程序中通過判斷振動信號轉入報曹處理程序。所述鎖體由機械鎖芯、鎖帽組成，鎖帽金屬片與鎖體的其他金屬物隔離安裝，鑰匙插 入鎖芯始終保持信號引出端與鎖帽的接觸。所述鑰匙的信號引出端通過鎖帽和一信號傳輸 線與智能控制器的串行接口的一個引腳(如P6.4引腳)連接，鑰匙頭通過鎖體和另一信 號傳輸線與智能控制器的串行接口的另一引腳(如P63引腳)連接。所述智能控制器和鑰匙的密鑰電控模塊內寫入有由計算機系統動態產生的一次性偽 隨機序列數據作為密鑰數據，通過依次插入智能控制器所需配置的二至六把鑰匙，由智能 控制器將密鑰數據+插入鑰匙的順序自動形成編號寫入插入的鑰匙密鑰電控模塊的掉電數 據不丟失的存儲器中，使鑰匙與控制器中的信息保持唯一性。所述智能控制器與插入鎖芯鑰匙的通信格式如下-智能控制器以9600bps按串行異步通信格式(由起始位、數據位、校驗位、停止位組 成)發出索要插入鎖芯鑰匙的編號命令，插入鎖芯的鑰匙接收到此命令後；如果數據正確該鑰匙密鑰電控模塊中的控制器立即發出該鑰匙的編號和已使用次數乘 4形成讀取本鑰匙內密鑰電控模塊中E2PROM的數據的首地址，連續讀出E2PROM中4 個字節密鑰數據並發出，同時自動將使用次數加l送E^ROM保存，完成插入鎖芯的鑰 匙與智能控制器的一次信息傳輸；如果數據不正確，智能控制器不再發送或接收任何信息，並立即發出報警信號。本實用新型的技術效果1、鑰匙與控制器中的信息唯一性和傳輸信息不重複性由於密鑰數據來自計算機系統動態產生的一次性偽隨機數據序列，在寫入本實用新型 所述的智能控制器E2PROM數據存儲器中之後，立即依次插入本智能控制器所霜配置的 二至六把鑰匙，由智能控制器將密鑰數據+插入鑰匙的順序自動形成編號寫入插入的鑰匙
密鑰電控模塊的掉電數據不丟失的存儲器中，並永久性得以保存，使鑰匙與控制輾中的信 息永遠是唯一的。在使用過程中本實用新型所述的智能控制器讀取插入鑰匙的編號、基於當前該鑰匙的 使用次數形成讀取該鑰匙密鑰電控模塊密鑰數據地址，讀出連續的4個字節數據。所以， 在智能控制器與鑰匙信息傳輸中具有不重複性，無論是生產者或是專家都難以解密,提高了 防盜性能和安全性。2、 振動檢測等級可由用戶自己選擇和設定3、 鑰匙可由用戶自由增加與自動作廢處理，是增加的鑰匙被認可，同時丟失的鑰匙 自動作廢，用戶不必再為鑰匙的丟失而擔心。4、 本鑰匙不須配置任何電源設備裝有密鑰電控模塊的鑰匙，其密鑰電控模塊採用掉電信息不丟失存儲器技術，所以具 有永久記憶的特點，密鑰電控模塊採用電源與信息傳輸線的統一，通過信號傳輸協議完成 對密鑰電控模塊的工作電源的供電，所以，鑰匙內不須配置任何電源設備。本系統的輸出控制信號連接不同執行器可產生不同的控制效果，可應用於多種領域-(l)用於防盜門中，所述設備再配置電控插銷、報警喇叭(可選)即可。 安裝方式① 將本實用新型所述智能控制器和電動插銷安裝在門框內，再安裝一塊大於等於 3V、小於等於12V的電池(防停電)，要求電動插銷頭被智能控制器輸出控制信號產生驅 動時伸出能插入門體內，對本實用新型所述智能控制器由22(^丄<:的電源供電，在未停電 的情況下，該電源對所配置的電池自動進行充電。② 將鎖體安裝在門上，只是在安裝鎖體時注意鎖帽的絕緣 作用與效果① 如果是插入正確的鑰匙，你就能正常的開啟此防盜門。② 當有不正確的鑰匙插入或企圖拗門，智能控制器會立即推動電動插銷插頭插入門 體內，同時發出報警聲。(2)用於車輛防盜中，本實用新型所述設備再配置報警喇叭即可。 安裝方式① 將本實用新型所述智能控制器和報審糊叭安裝在車輛易於安裝的位置，連接12V 電源以供電。② 在安裝鎖體時注意鎖賴的絕緣。作用與效果 ① 如果是插入正確的鑰匙，智能控制器將自動解除警戒，你就能正常的使用。② 當有不正確的鑰匙插入、企圖剪斷和短接鎖線，智能控制器會立即控制熄火線， 使車輛無法啟動，同時發出報警聲。③拔除鑰匙後3秒(時間可調)後自動進入替戒狀態。


圖1和圖2分別是鎖和鑰匙的外型結構示意圖；圖3是鎖與智能控制器的信號連接關係示意圖；圖4是鑰匙中密鑰電控模塊的結構框圖；圖5是智能控制器的結構框圖；圖6是智能控制器的電路原理圖；圖7是本系統的主程序流程圖；圖8是鑰匙的增加與作廢處理程序流程圖；圖9是振動等級設定處理程序流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本鎖匙系統做詳細說明-1、 鑰匙和鎖體參見圖2,本實用新型所述的鑰匙可用通常的機械鋨芯的鑰匙，在其手柄處增加密鑰 電控模塊3及信號引出端4後再塑封完成。而與其對應的鎖體部分也採用通常的機械鎖體 結構，見圖1和圖3，主要由機械鎖芯1和鎖權2組成，僅要求在安裝時鎖榍2的金屬片 要與鎖體的其他金屬物隔離即可,如在鎖帽2與機械鎖芯1之間採用了絕緣層5進行隔離， 鑰匙插入鎖芯後能自由旋轉並在自由旋轉的過程中始終保持引出端4與鎖帽2的接觸。2、 鑰匙插入鎖後的信號傳輸線路-鑰匙、鎖與智能控制器的信號連接關係見圖3,插入鎖芯鑰匙的信號引出端4通過鎖 帽2和信號傳輸線A與智能控制器的串行接口的P6.4引腳(見圖6)連接，鑰匙頭通過鎖 芯1和信號傳輸線B與智能控制器的串行接口的P6.3引腳連接。3、 唯一信息寫入鑰匙和智能控制器內的密鑰數據是由計算機系統通過串口將計算機系統產生的一次性 偽隨機序列信息寫入到智能控制器和鑰匙的密鑰電控模塊中的，並利用智能晶片自身的不 可讀性防止他人讀出。同時，由於每臺智能控制器是唯一的一組偽隨機數據，在相同的解 密算法得到的結果也同樣具有偽隨機性。4、 鑰匙中密鑰電控模塊
電路結構框圖如圖4所示，其由控制器、E、ROM存儲器和電源電路組成，採用標準的總線結構連接。電源電路由二極體D3和電容C6組成。智能控制器是通過信號傳輸線對插入鎖芯的鑰匙進行供電，在進行信息傳輸的起始前，智能控制器將發出100 mS的高電 平，對鑰匙內密鑰電控模塊電源電路中的電容C6進行充電，由於在電源電路中採用了二 極管D3，根據二極體的單向導電性，完成對電路供電的快衝慢放功能，使密鑰電控模塊中 的控制器能正常工作達1秒鐘。隨後智能控制器按9600bps的串行傳輸速率發出一個二進 制位的低電平起始信號，該鑰匙密鑰電控模塊中的控制器接收到智能控制器發出的這一信 號後，鑰匙密鑰電控模塊中的控制器立即發出該鑰匙的編號和已使用次數乘4形成讀取 E2PROM數據的首地址，連續讀出E2PROM中4個字節密鑰數據並發出，同時自動將使 用次數加1送E2PROM保存，完成每次輸出數據的不重複性。 5、智能控制器-參見圖5，智能控制器是由振動檢測電路、掉電信息不丟失存儲器及讀寫控制電路、 可更換鑰匙人工操作按鍵電路、微控制器系統和輸出控制信號驅動電路五部分組成，微控 制器系統的微控制器EM78P153S與各電路之間通過I/O接口實現連接。其一種具體實現 的電路原理圖參見圖6，其中(1) 振動檢淵電路由振動傳感器、積分電路、放大電路和微控制器EM78P153S組成。其工作方式是振動傳感器對被控物體進行振動檢溯並發出振動引起的電壓變化信號輸出，當有振動發生時振動傳感器產生感應電動勢，經積分電路對感應電動勢信號進行快 速提升，又經放大器放大，產生高電平信號，振動信號越強高電平維持時間越長，完成振動力與脈衝寬度成正比關係的輸出脈衝信號給微控制器EM78P153S。振動信號根據高電平維持時間的長短分別定義為1 5級，由圖9程序流程圖可知，當鑰匙插入鎖芯連續啟閉4次，會使圖6中的鎖芯狀態產生4次開閉狀態，使微控制器EM78P153S的P6.1上獲得連續4次高低電平，程序通過判斷P6.1的狀態進入相應的搌動等級設定處理程序，完成對振動檢測等級設定的功能。 振動檢測等級的設定方法如下用戶插入鑰匙連續啟閉聽到喇叭鳴笛後停止鑰匙轉動，進入振動等級設定，之後聽到 一聲短鳴，表示為一級等級，聽到兩聲短鳴，表示為二級等級，依次類推，級與級間停止 1秒，周而復始。等級設定數越大，振動檢測靈敏度越高，例如你想設定等級為3，只要聽到3聲短鳴後，將鑰匙啟閉一次即完成。(2) 掉電信息不丟失存儲器為ESpROM存儲器，用於存放密鑰和本智能控制器相關鑰匙的編號以及相關鑰匙已使用次數的記錄，直接由微控制器EM78P153S對其進行數據的存取。(3) 可更換鑰匙人工操作按鍵電路用於將鍵盤狀態變為電平信號連接至微控制器 EM78P153S的2號引腳，由微控制器EM78P153S根據這一電平信號轉入鑰匙的埔加與作 廢處理程序，進行鑰匙的更新與作廢。可更換鑰匙人工操作按鍵電路由電阻R4、開關SW1和徼控制器EM78P153S構成， 將開關SW1的一端接地，另一端直接連到微控制器EM78P153S的P67，通過電阻R4連 接到+5V電源實現上拉電阻的功能。其工作方式是微控制器在系統程序的執行過程中(參見圖7)， 一旦檢測到尚存的 鑰匙插入鎖芯後，通過軟體判斷開關SW1的狀態，當開關SW1被按下時會使P67變為低 電平，程序一旦判斷到P67為低電平時轉入鑰匙的增加與作廢處理程序，該程序將產生一 系列的提示音供用戶正確操作。因此當用戶發現鑰匙丟了，只要還有一把鑰匙尚在，就只 須購買新的鑰匙，首先必須是將尚在的鑰匙插入鎖內，然後按住智能控制器盒表面的按鈕， 喇叭才會發出2聲短鳴和1聲短鳴，否則將立刻引起報警及相關控制，只有當聽到喇叭發 出2聲短鳴和1聲短鳴後拔出鑰匙，插入新鑰匙，智能控制器才會自動向新購置的鑰匙寫 入密鑰和形成編號，喇叭發出短鳴表示認可，同時丟失的鑰匙將自動作廢。如果後來又找 到了過去的鑰匙，此鑰匙便成為了不被本智能控制器所認可的新鑰匙，以後可以按新鑰匙 處理的方法重新使用，用戶不必再為鑰匙的丟失而擔心。鑰匙的增加與作廢處理程序的流程參見圖8。微控制器系統在系統程序的執行過程中， 通過判斷可更換鑰匙人工操作按鍵電路中開關SW1的狀態，當開關SW1被按下時，使 P67變為低電平，程序轉入鑰匙的增加與作廢處理程序，微控制器EP78P153S的8號腳， 發出連續3次40mS高電平和80mS低電平信號，完成3聲短鳴的提示，如此時不是尚存 鑰匙，微控制器EP78P153S的8號腳，發出高電平即報警聲，直到插入尚存鑰匙則使微 控制器EP78P153S的8號腳發出連續1次40 mS高電平和80 mS低電平信號，完成1聲 短鳴的提示使用者拔出鑰匙，插入其他尚存鑰匙或新鑰匙，目前本產品允許保留3把鑰匙， 將三把鑰匙的編號存入E2PEOM中，表明鑰匙的增加與作廢處理完成，丟失的鑰匙自動 取消。(4) 微控制器系統由內部含有監控電路、串行通信接口的微控制器EM78P153S和完 成此系統功能的軟體(包括主程序、增加與作廢鑰匙處理程序、振動等級設定處理程序) 所組成。通過對輸入信號(振動檢測信號、串行通信數據信號和鎖芯狀態信號)的判斷， 執行相應的功能程序，達到本實用新型的技術效果。參見圖7，軟體的主程序流程如下 開啟電源後，程序進入初始化，在初始化完成埠的i/o設置和啟用看門狗工作，微控制器通過判斷P67的狀態，當P67為低電平時，程序轉入增加和廢除鑰匙處理程序，參 見圖8;當P67為高電平時，則將已存入E2PROM的鑰匙編號和已使用次數讀入微控制器的 RAM中，執行延時1秒的循環程序後，主程序進入循環判鑰匙、判振動、判啟動的檢測 程序，按照圖7流程根據判斷執行相應程序段部分。如在沒有檢測到有任何鑰匙插入時， 一旦發現有振動信號的脈衝髙電平寬度大於或 等於了所設定的寬度時，會自動轉入報警處理程序，即通過微控制器的i/o接口發出高電 平信號使報警喇叭發出報警聲和繼電器K1、 K2動作，以向別的設備提供報警狀態信號； 如檢測到的鑰匙是非法鑰匙插入時，會自動轉入報黌處理程序，即通過微控制器的i/o接 口發出高電平信號使報警喇叭發出報警聲和繼電器K1、 K2動作，以向別的設備提供報警 狀態信號；如檢測到的是正確的鑰匙插入時，微控制器系統會執行程序自動取消警戒，同 時通過判斷鎖芯狀態信號如果有連續4次髙、低電平信號出現，則轉入相應的振動等級設 定處理程序；如沒有出現連續4次高、低電平信號，微控制器系統則仍然處於取消整戒狀 態。(5)參見圖6，輸出控制信號驅動電路由可控報警音頻產生電路(由電容C4、語音 晶片、電阻R6、 R5、 Q3、 二極體Dl、線圈Tl和報警喇叭組成)和繼電器及控制電路(Ql、 Q2、 二極體D2、 D3、繼電器K1、 K2組成)組成，在出現養情時產生供報警糊叭鳴叫和 外接執行部件工作的驅動信號， 一旦出現警情，微控制器EP78P153S將使引腳8、 13、 14 輸出高電平，使報警喇叭發出報警聲、使繼電器K1、 K2動作，繼電器K1動作用於控制 機動車的熄火線短路而熄火，繼電器K2的動作產生短路信號可連接到小區防盜報整系統 的任一報蒈輸入端向小區防盜系統報警。
權利要求1、一種智能防盜鎖匙系統，由鑰匙、鎖體與智能控制器組成，特徵在於所述鑰匙由普通鑰匙和安裝在鑰匙塑封手柄內的密鑰電控模塊組成，密鑰電控模塊通過信號引出端形成信號的傳輸線，同時作為鑰匙密鑰電控模塊的供電線；所述密鑰電控模塊包括控制器、E2PROM存儲器和為它們通過傳輸線產生供電的電源電路，控制器採用單片機，信號傳輸線連接控制器的串行通信接口，控制器與E2PROM存儲器採用標準的總線結構；所述智能控制器包括有振動檢測電路、掉電信息不丟失存儲器及讀寫控制電路、可更換鑰匙人工操作按鍵電路、微控制器系統和輸出控制信號驅動電路，微控制器系統與各電路之間通過串行通信接口實現連接；微控制器系統由內部含有監控電路、串行通信接口的微控制器EM78P153S和完成此系統功能的軟體所組成，通過對輸入的振動檢測信號、串行通信數據信號和鎖芯狀態信號的判斷，執行相應的功能程序；所述鎖體由機械鎖芯、鎖帽組成，鎖帽的金屬片與鎖體的其他金屬物隔離安裝，鑰匙插入鎖芯始終保持信號引出端與鎖帽的接觸；所述鑰匙的信號引出端通過鎖帽和由鎖帽引出的信號傳輸線與智能控制器的串行通信接口連接，鑰匙頭通過鎖體和另一信號傳輸線與智能控制器的串行通信接口連接；所述智能控制器和鑰匙的密鑰電控模塊內寫入由計算機系統動態產生的一次性偽隨機序列數據作為密鑰數據。
2、 根據權利要求1所述的智能防盜鎖匙系統，其特徵在於所述振動檢測電路由振 動傳感器、積分電路、放大電路和微控制器EM78P153S組成，振動傳感器的信號連接積 分電路，然後連接放大電路，最後通過串行通信接口連接微控制器EM78P1S3S,輸出脈 衝信號給微控制器EM78P153S。
3、 根據權利要求1或2所述的智能防盜鎖匙系統，其特徵在於所述掉電信息不丟 失存儲器及讀寫控制電路採用E^ROM存儲器，與微控制器系統的微控制器的對應接口 連接，用於存放密鑰和智能控制器相關鑰匙的編號以及相關鑰匙已使用次數的記錄，由微 控制器系統對其進行數據的存取。
4、 根據權利要求1或2所述的智能防盜錟匙系統，其特徵在於所述可更換鑰匙人 工操作按鍵電路由電阻R4、開關SW1和微控制器EM78P153S構成，開關SW1的一端接 地，另一端直接連到微控制器EM78P1S3S的P67,電阻R4連接到+5V電源，通過該電 路將鍵盤狀態變為電平信號給微控制器系統，由微控制器根據這一電平信號轉入鑰匙的增加與作廢處理程序，進行鑰匙的更新與作廢。
5、根據權利要求1或2所述的智能防盜鎖匙系統，其特徵在於所述輸出控制信號 驅動電路由可控報警音頻產生電路和繼電器及控制電路組成，可控報瞀音頻產生電路連接微控制器EM78P153S的P62，繼電器及控制電路連接微控制器EM78P153S的P51和P52。
專利摘要本實用新型涉及一種智能防盜鎖匙系統，由鑰匙、鎖體與智能控制器組成。鑰匙由普通鑰匙和密鑰電控模塊組成，密鑰電控模塊通過信號引出端形成信號傳輸線和供電線；智能控制器包括振動檢測電路、掉電信息不丟失存儲器及讀寫控制電路、可更換鑰匙人工操作按鍵電路、輸出控制信號驅動電路和通過串行通信接口與各電路連接的微控制器系統；鑰匙的信號引出端通過鎖帽與智能控制器的串行通信接口連接，鑰匙頭通過鎖體與智能控制器的串行通信接口連接；智能控制器和鑰匙的密鑰電控模塊內寫入由計算機系統動態產生的一次性偽隨機序列數據作為密鑰數據，使鑰匙與控制器具有唯一性，鑰匙可由用戶自由增加與自動作廢處理，具有更高的防盜性能。
文檔編號E05B49/00GK201050235SQ20072012449
公開日2008年4月23日 申請日期2007年6月13日 優先權日2007年6月13日
發明者偉 劉, 鄒騰躍 申請人:偉 劉