專利名稱：鑰匙身份識別鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)電一體化鎖具，能讀取開鎖者身份碼、鑰匙密碼和微 處理器控制的鎖具。
背景技術(shù)：
目前的鎖大多采用單純的機(jī)械鎖或電子鎖，而電子鎖大多采用密碼、指紋、 IC卡或無線遙控。它們必須在有電的情況下才能工作， 一旦沒電，密碼、指紋、 IC卡或無線遙控鎖就無法開鎖，為了在無電下能夠開鎖，必須在原電子鎖上增
加外接電池插孔或機(jī)械鑰匙開鎖鎖芯，不僅帶來了麻煩，而且增加了制造成本， 同時存在不安全因素。對于使用者來說，希望在保持原鑰匙開鎖生活習(xí)慣的基礎(chǔ) 上，不增加任何操作，對開鎖者的身份能進(jìn)行識別，即知道是誰在開鎖，是家人， 還是不速之客，對不速之客禁止開鎖，并能進(jìn)行警示，確保人身和家庭財產(chǎn)的安全。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是針對現(xiàn)有機(jī)械及電子門鎖所存在的缺陷，設(shè)計一種機(jī)械和電路 合為一體的機(jī)械和電子雙控的機(jī)電一體化的鎖具，并在開鎖時能識別開鎖者是 誰，對非許可者禁止開鎖，并行音響報警等功能。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是鑰匙身份識別鎖，包括機(jī)械鑰匙、機(jī)械鎖芯、 鎖芯彈子、音響報警和設(shè)于鎖內(nèi)的微處理器，其特征是機(jī)械鑰匙內(nèi)設(shè)有存儲身份 識別密碼的IC卡芯片和IC卡芯片的復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)電路；鎖體內(nèi)設(shè)有存儲身 份校對密碼的微處理器和讀取鑰匙IC卡數(shù)據(jù)線及IC卡芯片供電電路，電磁線圈 的一端與接在微處理器輸出端的ic卡芯片供電電路和讀鑰匙IC卡數(shù)據(jù)線相連
接，電磁線圈的另一端與ic卡芯片的復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)電路相連接。
本實(shí)用新型的設(shè)計思路和具體實(shí)施結(jié)構(gòu)，既保持了人們用鑰匙鎖門、開鎖的 普通生活習(xí)慣，又增加了鑰匙密碼和身份碼，鑰匙密碼給出了鑰匙能否開鎖的權(quán)
益，身份碼給出了持鑰匙人的權(quán)益范圍持主人鑰匙者可以刪除或增加使用鑰匙， 持普通鑰匙者只能鎖門或開鎖，提高了鑰匙使用的安全性。對非法開鎖者禁止開 鎖，并進(jìn)行音響警告。
本實(shí)用新型的有益效果鑰匙身份識別機(jī)電一體化鎖保持了人們用鑰匙開鎖的傳統(tǒng)習(xí)慣，它與普通機(jī)械鎖相比具有高保密性和非正常鑰匙禁止開鎖及非正常 鑰匙開鎖音響報警的優(yōu)點(diǎn)，確保了家庭成員、財產(chǎn)的安全。它與普通電子門鎖相 比，具有操作簡單、鑰匙攜帶方便的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)上簡化了鑰匙內(nèi)的密碼芯片電路， 將原來各自獨(dú)立的供電、復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)電路接口簡化組合在一起，由電脈沖 供電，電子彈子復(fù)位為重力自動復(fù)位，不需另加電源。密碼鑰匙結(jié)構(gòu)簡化、可靠 性好、體積小便于攜帶。再是通過對開鎖者的身份識別，嚴(yán)格控制非法開鎖者至 關(guān)重要，增加居家或主人的安全感，這種多功能的結(jié)構(gòu)比現(xiàn)有防盜報警鎖又前進(jìn) 許多。

圖1為機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)框圖，其中雙向箭頭表示供電或信號流向，單向箭頭 表示供電或部件動作狀態(tài)。 圖2為實(shí)施電路圖。
圖3為鎖芯結(jié)構(gòu)的剖面及鑰匙與鎖芯電接觸點(diǎn)連接關(guān)系圖。
圖4為鑰匙插入鎖芯時讀IC卡數(shù)據(jù)剖面圖，4-a為電磁彈子狀態(tài)，4-b為導(dǎo) 電彈子觸點(diǎn)與鑰匙IC卡觸點(diǎn)相接狀態(tài)。
圖5為鑰匙在鎖芯轉(zhuǎn)動時剖面圖，5-a為電磁彈子工作狀態(tài)即禁止開鎖，5-b 為導(dǎo)電觸頭接通鎖芯，電磁線圈工作狀態(tài)。
圖6為開鎖監(jiān)控流程圖。
具體實(shí)施方式

圖1所示為在微處理器監(jiān)控系統(tǒng)控制下的信號流向和機(jī)械動作流程，微處理 器監(jiān)控系統(tǒng)包括供電、鑰匙開鎖檢測、讀鑰匙數(shù)據(jù)和音響報警；機(jī)電一體化鎖芯 包括機(jī)械鎖芯l、機(jī)械彈子8和電磁彈子7;機(jī)電一體化鑰匙包括機(jī)械鑰匙、設(shè) 有電子密碼和身份碼的IC卡和IC卡芯片的復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)電路。以下結(jié)合圖 1 圖5簡述各部份的結(jié)構(gòu)和功能。
機(jī)電一體化鑰匙將IC卡的復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)端口連接到電磁線圈L1的一端， 將IC卡芯片V2外圍的復(fù)位、時鐘、數(shù)據(jù)電路通過電磁線圈Ll連接到V2芯片的 供電電路上，如圖2中虛線框內(nèi)所示，采用IC卡作為鑰匙數(shù)據(jù)存儲器，并將IC 卡存儲器安裝在鑰匙內(nèi)，供開鎖時微處理器讀取鑰匙身份密碼，實(shí)現(xiàn)對開鎖者身 份識別。由事先存儲鑰匙身份密碼的IC卡芯片V2和其外圍二極管D2、電容Cl、 C2及電阻R2、 R3組成。二極管D2接在芯片V2的CK和VCC端作時鐘電路，電 容C2接在芯片V2的VCC和RST端，電阻R3接在芯片V2的RST和GND端作復(fù)位
4電路。電容Cl接在芯片V2的VCC和GND端，電阻R2接在芯片V2的CK和D0 端作傳輸數(shù)據(jù)電路。它只有一組觸點(diǎn)與電磁線圈L1串接的IC卡芯片供電電路相 連接，此電源是依靠微處理器VI控制三極管Gl的導(dǎo)通形成脈沖電壓經(jīng)D2整流 C1濾波給V2提供直流電壓，同時此脈沖電壓直接與V2的CK時鐘端連接，觸發(fā) V2工作。電阻R2和電容C2實(shí)現(xiàn)了 IC卡的上電復(fù)位功能，電阻R3實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù) 端口與供電的隔離和數(shù)據(jù)在供電線上的傳輸，二極管D2和電容Cl實(shí)現(xiàn)電源的隔 離和穩(wěn)壓功能，通過對IC卡的改造，做到了單線讀IC卡數(shù)據(jù)的功能。
鎖體4內(nèi)的微處理器VI通過接電阻Rl與數(shù)據(jù)線DIO —端相連接讀取鑰匙 IC卡數(shù)據(jù)，并與三極管G1相連接作IC卡芯片V2供電電路，數(shù)據(jù)線DIO另一端 與二極管D1和電磁線圈L1相連接，音響報警電路由三極管G2、蜂鳴器B01組 成。
圖2中的虛線部分電路表示設(shè)在鑰匙內(nèi)，其它都設(shè)在安裝在門上的鎖體4 內(nèi)， 一般只有鎖芯的鑰匙孔外露以方便鑰匙開鎖，設(shè)在鑰匙中心的觸點(diǎn)10與鎖 芯上的導(dǎo)電彈子6相接觸時，形成電連接回路，完成單片機(jī)V1讀取鑰匙密碼的 過程。圖3的左半部為鎖芯部分剖視圖，包括鎖體4、鎖芯l、鑰匙孔5，鎖芯l 下方前端的第一位為導(dǎo)電彈子6其后為常規(guī)的機(jī)械彈子8，鎖芯下方的后端為電 磁彈子7。
如圖3中所示部份為機(jī)電一體化鎖芯，鎖芯中的彈子包括導(dǎo)電彈子6、電磁 彈子7和機(jī)械彈子8。導(dǎo)電彈子6下設(shè)導(dǎo)電觸頭14，導(dǎo)電觸頭14下端螺旋彈簧 17，包圍導(dǎo)電彈子6的絕緣體15,包在導(dǎo)電觸頭14和螺旋彈簧17外圍的絕緣 套16，導(dǎo)電觸頭14通過下端螺旋彈簧17與電磁線圈3 —端相連接導(dǎo)通。鎖芯1 中的電磁彈子7為鐵磁體，在鐵磁體外設(shè)磁體支撐架13和設(shè)在鐵磁體外圍的電 磁線圈3，及其連接數(shù)據(jù)線DIO。鎖芯l中的導(dǎo)電彈子6設(shè)在機(jī)械彈子8前端的 第一位。電磁彈子7設(shè)在普通機(jī)械彈子8后端的最后位置。IC卡鑰匙上分別設(shè) 有與機(jī)械彈子8相對應(yīng)的彈子孔11和與導(dǎo)電彈子6相對應(yīng)的接觸點(diǎn)10，鑰匙中 IC卡的供電與數(shù)據(jù)觸點(diǎn)10設(shè)在鎖芯機(jī)械彈子前端的第一位置。
圖4和圖5分別表示同意或禁止開鎖兩種狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。鎖芯1設(shè)在鎖 體4內(nèi)，鎖芯1下方設(shè)電磁彈子卡槽2，中間為鑰匙孔5，鑰匙孔5的下方為機(jī) 械彈子8、電磁線圈3和電磁彈子7，電磁彈子7沿著電磁線圈管腔12上下移動。 當(dāng)電磁線圈3通電產(chǎn)生磁場使電磁彈子7向上移動，并伸出電磁線圈管腔12, 頂在鎖芯1下方的電磁彈子卡槽2內(nèi)阻止鎖芯1轉(zhuǎn)動，當(dāng)電磁線圈3失電時電磁場消失，電磁彈子7受重力作用下滑至電磁線圈管腔12底部，鑰匙可在鑰匙孔 5內(nèi)帶動鎖芯1作順時針或反時針的任意轉(zhuǎn)動。若不用電子鎖部份，或電量不足 時，鎖芯的機(jī)械彈子仍然照常工作，它僅是機(jī)械彈子鎖的作用，與普通機(jī)械彈子 鎖一樣使用。
參看圖3和圖5， IC卡供電串接在電磁線圈L1上，當(dāng)鑰匙9在鎖芯孔5內(nèi) 轉(zhuǎn)動時，鎖芯內(nèi)的數(shù)據(jù)線和電磁線圈的共用觸點(diǎn)隨鎖芯的轉(zhuǎn)動而移動，當(dāng)鎖芯沒 轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)電觸頭14與鑰匙IC卡數(shù)據(jù)觸點(diǎn)10接觸，微處理器實(shí)現(xiàn)讀鑰匙IC 卡數(shù)據(jù)功能。當(dāng)鎖芯轉(zhuǎn)動后，如圖5-b所示，導(dǎo)電彈子6離開導(dǎo)電觸頭14使導(dǎo) 電觸頭14與鎖芯1接觸，電源經(jīng)鎖芯1與鎖體4的電源負(fù)極接觸形成回路后， 電磁線圈L1供電，電磁彈子上升，鑰匙無法轉(zhuǎn)動鎖芯，做到了電磁線圈L1和鑰 匙IC卡的共線供電，當(dāng)鎖芯轉(zhuǎn)回與鑰匙IC卡數(shù)據(jù)觸點(diǎn)10接觸時，Dl對供電電 磁線圈L1進(jìn)行放電，實(shí)現(xiàn)了對IC卡的復(fù)位、時鐘、數(shù)據(jù)和電磁彈子供電的共用 單線控制。
電磁彈子在供電且回路接通后鎖閉，鎖芯不能轉(zhuǎn)動， 一旦電池沒電，電子彈 子無法工作，身份識別機(jī)電一體化防盜鎖為普通機(jī)械防盜鎖，消除了電池沒電， 鑰匙無法開鎖的隱患。
參看圖6，簡述本實(shí)用新型的工作狀態(tài)和過程。
微處理器存有使用者身份碼，在鑰匙開鎖時，微處理器VI先讀取鑰匙身份 密碼數(shù)據(jù)，并將讀取的鑰匙身份密碼數(shù)據(jù)與微處理器存儲的使用者身份碼進(jìn)行比 較，比較一致，允許開鎖，否則微處理器V1控制G2，蜂鳴器B01音響報警。
微處理器VI通過電阻Rl和三極管Gl的控制，對鑰匙IC卡和電磁線圈斷續(xù) 供電，對鑰匙IC卡的斷續(xù)供電和供電線電壓的檢測，實(shí)現(xiàn)了單線時分制讀取IC 卡數(shù)據(jù)功能；對電磁線圈子彈子的斷續(xù)供電，使電子彈子工作，實(shí)現(xiàn)了非法鑰匙 禁止開鎖功能。
微處理器VI檢測到有鑰匙插入鎖芯，先讀取鑰匙身份碼，鑰匙身份密碼包 括主人碼和普通碼，如是主人鑰匙，微處理器V1檢測鑰匙識別按鈕K1有沒有按 下，檢測到鑰匙識別按鈕K1確實(shí)按下，微處理器V1控制音響提示進(jìn)入鑰匙識別 程序，當(dāng)識別鑰匙達(dá)到2把，微處理器V1將刪除之前存儲所有鑰匙密碼，并存 儲新的鑰匙密碼，確保至少有2把已識別、可以開鎖的鑰匙，同時，規(guī)定了持鑰 匙者的權(quán)益范圍，防止隨便識別鑰匙而帶來的不良后果。
通過鑰匙身份識別，廢除丟失或多余鑰匙，保留使用鑰匙，鑰匙識別只有持主人鑰匙者才有權(quán)力，防止隨意識別鑰匙帶來的不安全因素，確保鑰匙使用的可 靠性，避免了常規(guī)電子鎖采用專用識別鑰匙帶來的保存麻煩及不安全因素。
權(quán)利要求1、鑰匙身份識別鎖，包括機(jī)械鑰匙、機(jī)械鎖芯、鎖芯彈子、音響報警和設(shè)于鎖內(nèi)的微處理器，其特征是機(jī)械鑰匙內(nèi)設(shè)有存儲身份識別密碼的IC卡芯片和IC卡芯片的復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)電路；鎖體內(nèi)設(shè)有存儲身份校對密碼的微處理器和讀取鑰匙IC卡數(shù)據(jù)線及IC卡芯片供電電路，電磁線圈的一端與接在微處理器輸出端的IC卡芯片供電電路和讀鑰匙IC卡數(shù)據(jù)線相連接，電磁線圈的另一端與IC卡芯片的復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)電路相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑰匙身份識別鎖，其特征是IC卡芯片V2的復(fù)位、 時鐘和數(shù)據(jù)電路由芯片V2和其外圍二極管D2、電容C1、電容C2、電阻R2和電 阻R3組成，二極管D2接在芯片V2的CK和VCC端，電容Cl接在芯片V2的VCC 和GND端，電容C2接在芯片V2的VCC和RST端，電阻R3接在芯片V2的RST和 GND端，電阻R2接在芯片V2的CK和D0端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑰匙身份識別鎖，其特征是將IC卡芯片V2外圍 的復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)電路通過電磁線圈Ll連接到IC卡V2芯片的供電電路上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑰匙身份識別鎖，其特征是微處理器VI通過電 阻Rl與數(shù)據(jù)線D10 —端相連接讀取鑰匙IC卡數(shù)據(jù)，并與三極管Gl相連接作 IC卡芯片V2供電電路，數(shù)據(jù)線D10另一端與二極管Dl和電磁線圈Ll相連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑰匙身份識別鎖，其特征在于鎖芯彈子包括導(dǎo)電 彈子、磁性彈子和機(jī)械彈子，鑰匙中設(shè)IC卡和能與鎖芯中的導(dǎo)電彈子活動接觸 的電觸點(diǎn)，鎖芯中設(shè)向上移動以阻止鎖芯轉(zhuǎn)動的磁性彈子。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑰匙身份識別鎖，其特征是鎖芯中導(dǎo)電彈子(6) 下設(shè)電觸頭(14)、設(shè)在導(dǎo)電觸頭(14)下端的絕緣體(15)和螺旋彈簧(17), 包圍導(dǎo)電彈子的絕緣體(15),包圍導(dǎo)電觸頭(14)和螺旋彈簧外圍的絕緣套(16)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑰匙身份識別鎖，其特征是鎖芯中的電磁彈子(7) 為鐵磁體，在鐵磁體外設(shè)鐵磁體支撐架(13)和設(shè)在鐵磁外圍的電磁線圈(3)。
專利摘要鑰匙身份識別鎖，包括機(jī)械鑰匙、機(jī)械鎖芯、鎖芯彈子、音響報警和設(shè)于鎖內(nèi)的微處理器，機(jī)械鑰匙內(nèi)設(shè)有存儲身份識別密碼的IC卡芯片和IC卡芯片的復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)電路；鎖體內(nèi)設(shè)有存儲身份校對密碼的微處理器和讀取鑰匙IC卡數(shù)據(jù)線及IC卡芯片供電電路。它與普通機(jī)械鎖相比具有高保密性和非正常鑰匙禁止開鎖及非正常鑰匙開鎖音響報警的優(yōu)點(diǎn)。具有操作簡單、鑰匙攜帶方便的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)上簡化了鑰匙內(nèi)的密碼芯片電路，將原來各自獨(dú)立的供電、復(fù)位、時鐘和數(shù)據(jù)電路接口簡化組合在一起，電子彈子復(fù)位為重力自動復(fù)位，不需另加電源。密碼鑰匙結(jié)構(gòu)簡化、可靠性好、體積小便于攜帶。通過對開鎖者的身份識別，嚴(yán)格控制非法開鎖者至關(guān)重要，增加居家或主人的安全感。
文檔編號E05B49/00GK201310241SQ20082016955
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者李云剛, 蔡海善 申請人:李云剛;蔡海善