數字編碼電子鎖的製作方法

2023-07-07 00:50:11

專利名稱：數字編碼電子鎖的製作方法
技術領域：
本發明是針對保安防範報警技術中使用的數字編碼識別控制器。譬如用按鍵按入預定數碼來開鎖的數字編碼電子鎖中使用的最佳數字編碼控制器。
現有的數字編碼電子鎖，例如我國從美國進口的美CK公司製造的電子鎖、我國國際服務中心研製的MDS-1型電子鎖、美國約漢E肯寧漢著《電子防盜報警裝置》一書中例舉的LS7220、LS7225電子鎖等，它們都具有幾個共同點1、都是採用布線邏輯編碼，通過改變按鍵連接線的不同接法設定編碼。2、可以從接線盤上的接線位置看出所設定的數碼。保密性不夠高，對內部人員不易防範。3、每種鎖的編碼位數是固定的，編碼率越高編碼的位數也越多，因此為了提高安全性而增多編碼位數會帶來操作繁瑣的問題。4、提高編碼率增加編碼位數會使製造成本急劇增加，上述幾種電子鎖的編碼率一般在幾千到幾萬，最多不超過二百萬，5、現有電子鎖普遍使用有活動按鍵的鍵盤。這種鍵盤由於有活動的機械結構，防水、防破壞性能欠佳。
本發明的目的是針對現有數字編碼電子鎖的缺點或不足之處進行改進和提高。
通過上述目的和對鎖進行功能分析，作為發明的基礎提出的課題是用按鍵進行脈衝編碼，並存入隨機存儲器，用所存編碼脈衝來識別由開鎖鍵盤輸入的編碼。
根據所提出的課題，本發明的解決方案區別於現有數字編碼電子鎖的布線邏輯控制方式而是用存儲脈衝編碼對比識別方式進行編碼和解碼。見附

圖1、1和2是兩個基本功能相同的、具有按鍵編碼功能、有隨機存儲器、串行輸出編碼脈衝的集成電路單元。例如具有存儲功能的電話脈衝撥號集成電路、具有存儲功能的電子琴集成電路等。單元1和單元2的輸出端分別接到具有異或門邏輯功能的電路單元3的兩個輸入端。單元3的輸出端接到具有寄存器功能的雙穩態觸發器4的輸入端。單元4的輸出端接邏輯判別電路單元6。單元1和單元2的時鐘振蕩器接有控制頻率的電路單元5，可以使單元1和單元2輸出串行脈衝的速率相等。以便於用異或邏輯對兩串脈衝進行對比(模二運算)。時鐘振蕩器的頻率與輸出串行脈衝的速率相關，時鐘振蕩頻率越高，輸出脈衝串的速率也越高。在輸出脈衝串的速率相同時，不同型號的集成電路時鐘頻率可能不一樣，在這種情況下單元5可以是兩個石英振蕩器，也可以是鎖相分頻電路，其作用是使兩個時鐘振蕩頻率保持固定比例。可以看出最好是選用兩個完全相同的集成電路，這時它們的時鐘頻率相同，單元5可以用簡單的同步電路，就可實現輸出脈衝串速率相同，並且脈衝的佔空比也相同，如果使用不同型號集成電路，輸出的脈衝佔空比可能不一樣。這時應在單元3的輸出端接一個脈衝寬度鑑別電路單元，其輸出接單元4。
這個系統的工作過程是通過單元1的鍵盤輸入一個任選的數字，經脈衝編碼存儲在單元1中，作為預先設定的密碼。開鎖時通過單元2的鍵盤輸入數碼經脈衝編碼後存儲在單元2中。然後啟動控制電路單元7，在7的按鍵被接通的t1時刻輸出一個脈衝信號。同時接通1和2的重放鍵並通過微分電路使單元4復位。1和2以相同的速率同時串行輸出各自存儲的編碼脈衝，輸入單元3。根據異或門邏輯原理，當1和2輸出的兩串脈衝相同時，電路單元3將沒有輸出信號，否則將有信號脈衝輸出並觸發單元4，使雙穩態觸發器變為置位狀態。在1和2所存儲的編碼脈衝全部輸出完之後的t2時刻，控制電路單元7輸出第二個脈衝，啟動邏輯判別單元6對單元4的工作狀態進行判別。如果單元4仍處於復位狀態說明開鎖輸入的數碼與預先設定的數碼一致，單元6輸出開鎖脈衝A。如果單元4處於置位狀態，說明開鎖輸入的數碼與預先設定的數碼不相同，單元6輸出脈衝B觸發報警系統。控制單元7在t2時刻同時也把單元2的存儲編碼清除掉使電路系統恢復初始狀態。單元1中存儲的編碼繼續保持，直到輸入新的數字替換。
區別於普通具有活動按鍵的鍵盤，本發明採用磁控按鍵。見附圖2導磁螺栓1穿過門板3用螺母6固定，導磁螺栓1的端面中心沿軸線鑽有一盲孔，幹簧管2的一端套上絕緣套管7插在盲孔中。8是幹簧管一端的引出導線。4是用低導磁率金屬材料製成的鍵盤面板通過導磁螺栓接地線。使用方法是用由用戶隨身攜帶的小永磁體5的一磁級接近並觸及螺栓1的外端面由導磁螺栓傳導磁力線使幹簧管受磁力作用而接通。由於採用了導磁螺栓結構，提高了幹簧管的磁控靈敏度和解析度。可用很小的永磁體，(一般重3克到10克)。
本發明與現有技術相比具有以下優點1、可以很容易的達到極高的編碼率而不增加電路的複雜程度，本實例的編碼率是十億億，最多可編17位的數碼，在已知的電子鎖中是最高的。比現有電子鎖高一百多億倍，(MDS-1型編碼率為200萬，美Ck公司電子鎖編碼率小於10萬)。按這個編碼率計算，要試完全部編碼需時六百多億年。在產品的使用期限內被破譯的可能近似為零。2、使用按鍵輸入設定編碼，無法用肉眼看出已設定的編碼，保密性強。即可防範外部人員又可防範內部人員。3、編碼位數可以在最多位數以內自由設定(本例最多17位)。由於編碼位數也是秘密，所以可減少按鍵次數又可保證高度的不可破譯性。4、製造成本低。由於採用國內外大量使用的電子原器件，所以價格低廉、代用品種多、技術成熟、性能可靠。本例電子部分的製作成本低於美國CK公司電子鎖市場銷售價格的十二分之一，而主要性能指標均已超過該電子鎖。(美CK電子鎖1988年底售價為527元)。5、本鎖採用磁控按鍵，在鍵盤表面無活動部件。因此抗破壞能力強，防水、防高壓靜電具有很高的機械強度。
數字編碼電子鎖實例的電原理圖見附圖3。IC1、IC2是電話脈衝撥號電路TP50981N，組成編碼存儲部分。C1C2是同步電路。BG1與BG2組成異或邏輯電路。IC3是雙穩態寄存器。IC4IC5IC8組成控制部分。IC6IC7是邏輯判別電路。具體工作過程如下通過IC1的鍵盤輸入用戶自行選定的數字，再按k1鍵，由IC1進行脈衝編碼並存儲。由IC2鍵盤(即開鎖用的鍵盤)輸入的數字由IC2進行脈衝編碼並存儲。然後按開鎖鍵盤上的k1鍵為IC2重放編碼脈衝作好準備。再按k2鍵觸發IC4組成的延時電路由IC4的Q端輸出一正脈衝經C3、R1微分後對IC3進行復位，同時使BG3BG4導通，接通IC1IC2的重放鍵。IC1IC2由116腳同時串行輸出所存儲的編碼脈衝。由於C1C2的同步作用IC1IC2輸出脈衝的速率相同。BG1BG2對這兩串脈衝進行對比，如果完全一致BG1與BG2將無脈衝輸出否則將會有脈衝輸出觸發IC3使其變為置位狀態。IC4的延遲時間略長於重放脈衝編碼的最長時間，所以編碼脈衝重放完畢後，IC4復位同時觸發IC5組成的延時電路，由IC5Q端輸出一正脈衝。使與門IC6IC7對IC3的工作狀態進行判別。如果IC3Q端為高電位則IC6輸出-正脈衝B去觸發警報器如果IC3Q端為高電位則IC7輸出-正脈衝A去驅動繼電器接通電磁鐵的電源把鎖打開。IC5的正脈衝同時使IC8輸出-正脈衝使IC1作好下一次重放的準備，並使BG5導通消除掉IC2的內存編碼為下一工作周期做好準備。LED1是編碼按鍵指示燈。LED2是開鎖按鍵指示燈。IC1的1腳通過D3接有備用電池，當穩壓電源停電時，由3V鋰電池給IC1供電以保證IC1內存儲的編碼不消失。
IC3IC4IC5是CMOS D型觸發器(CD4013)。IC6IC7IC8是CMOS二輸入端與門(CD4081)。
本例數字編碼電子鎖編碼率大於十億億，編碼位數在1到17位內任選。整機靜態耗電小於1毫安。數據保持耗電1微安。
權利要求
1.一種數字編碼電子鎖，其技術特徵是具有兩個基本功能相同的，由包含編碼器、隨機存儲器、時鐘振蕩器，並以串行方式輸出編碼脈衝的集成電路及其外圍電路組成的單元1和2，把由用戶設定做為開鎖密碼的數字由編碼鍵盤輸入單元1進行脈衝編碼並儲存在隨機存儲器中；把由開鎖鍵盤輸入的數字輸入單元2進行脈衝編碼並儲存在隨機存儲器中；使這兩個存儲的編碼脈衝同時重放，並以相同的速率串行輸出，分別輸入異或門邏輯電路的兩個輸入端，根據異或門邏輯電路輸出的脈衝信號來判定開鎖鍵盤輸入的數字與預先設定的開鎖密碼是否一致。
2.根據權利要求1所要求的數字編碼電子鎖，上述兩個集成電路的時鐘振蕩器電路接有控制振蕩頻率的電路單元，以使兩個所存儲的編碼脈衝以相同的速率串行輸出。
3.根據權利要求1所要求的數字編碼電子鎖，上述單元1和單元2是由兩個相同的具有存儲編碼功能的電話脈衝撥號集成電路及其外圍電路分別組成的;這兩個集成電路的時鐘振蕩電路之間接有同步電路。
4.根據權利要求1所要求的數字編碼電子鎖使用的磁控的按鍵是由幹簧管和導磁杆組成。
全文摘要
一種數字編碼電字鎖。用脈衝編碼存儲，邏輯運算識別的原理進行編碼和解碼，電路由編碼存儲器、運算器、寄存器、控制電路和輸出電路組成。特點是1、所設定的密碼無法用肉眼看出。2、編碼位數可變。3、編碼率高，超過1萬億。4、採用磁控鍵盤，防水、防靜電、機械強度高。
文檔編號E05B49/00GK1045625SQ8910138
公開日1990年9月26日 申請日期1989年3月17日 優先權日1989年3月17日
發明者苑曉明 申請人:苑曉明