專利名稱：數(shù)字編碼電子鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是針對保安防范報(bào)警技術(shù)中使用的數(shù)字編碼識別控制器。譬如用按鍵按入預(yù)定數(shù)碼來開鎖的數(shù)字編碼電子鎖中使用的最佳數(shù)字編碼控制器。
現(xiàn)有的數(shù)字編碼電子鎖，例如我國從美國進(jìn)口的美CK公司制造的電子鎖、我國國際服務(wù)中心研制的MDS-1型電子鎖、美國約漢E肯寧漢著《電子防盜報(bào)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(diǎn)1、都是采用布線邏輯編碼，通過改變按鍵連接線的不同接法設(shè)定編碼。2、可以從接線盤上的接線位置看出所設(shè)定的數(shù)碼。保密性不夠高，對內(nèi)部人員不易防范。3、每種鎖的編碼位數(shù)是固定的，編碼率越高編碼的位數(shù)也越多，因此為了提高安全性而增多編碼位數(shù)會帶來操作繁瑣的問題。4、提高編碼率增加編碼位數(shù)會使制造成本急劇增加，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(xiàn)有電子鎖普遍使用有活動按鍵的鍵盤。這種鍵盤由于有活動的機(jī)械結(jié)構(gòu)，防水、防破壞性能欠佳。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有數(shù)字編碼電子鎖的缺點(diǎn)或不足之處進(jìn)行改進(jìn)和提高。
通過上述目的和對鎖進(jìn)行功能分析，作為發(fā)明的基礎(chǔ)提出的課題是用按鍵進(jìn)行脈沖編碼，并存入隨機(jī)存儲器，用所存編碼脈沖來識別由開鎖鍵盤輸入的編碼。
根據(jù)所提出的課題，本發(fā)明的解決方案區(qū)別于現(xiàn)有數(shù)字編碼電子鎖的布線邏輯控制方式而是用存儲脈沖編碼對比識別方式進(jìn)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(jī)存儲器、串行輸出編碼脈沖的集成電路單元。例如具有存儲功能的電話脈沖撥號集成電路、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(wěn)態(tài)觸發(fā)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輸出串行脈沖的速率相等。以便于用異或邏輯對兩串脈沖進(jìn)行對比(模二運(yùn)算)。時鐘振蕩器的頻率與輸出串行脈沖的速率相關(guān)，時鐘振蕩頻率越高，輸出脈沖串的速率也越高。在輸出脈沖串的速率相同時，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?？梢钥闯鲎詈檬沁x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(shí)現(xiàn)輸出脈沖串速率相同，并且脈沖的占空比也相同，如果使用不同型號集成電路，輸出的脈沖占空比可能不一樣。這時應(yīng)在單元3的輸出端接一個脈沖寬度鑒別電路單元，其輸出接單元4。
這個系統(tǒng)的工作過程是通過單元1的鍵盤輸入一個任選的數(shù)字，經(jīng)脈沖編碼存儲在單元1中，作為預(yù)先設(shè)定的密碼。開鎖時通過單元2的鍵盤輸入數(shù)碼經(jīng)脈沖編碼后存儲在單元2中。然后啟動控制電路單元7，在7的按鍵被接通的t1時刻輸出一個脈沖信號。同時接通1和2的重放鍵并通過微分電路使單元4復(fù)位。1和2以相同的速率同時串行輸出各自存儲的編碼脈沖，輸入單元3。根據(jù)異或門邏輯原理，當(dāng)1和2輸出的兩串脈沖相同時，電路單元3將沒有輸出信號，否則將有信號脈沖輸出并觸發(fā)單元4，使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器變?yōu)橹梦粻顟B(tài)。在1和2所存儲的編碼脈沖全部輸出完之后的t2時刻，控制電路單元7輸出第二個脈沖，啟動邏輯判別單元6對單元4的工作狀態(tài)進(jìn)行判別。如果單元4仍處于復(fù)位狀態(tài)說明開鎖輸入的數(shù)碼與預(yù)先設(shè)定的數(shù)碼一致，單元6輸出開鎖脈沖A。如果單元4處于置位狀態(tài)，說明開鎖輸入的數(shù)碼與預(yù)先設(shè)定的數(shù)碼不相同，單元6輸出脈沖B觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。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(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)。單元1中存儲的編碼繼續(xù)保持，直到輸入新的數(shù)字替換。
區(qū)別于普通具有活動按鍵的鍵盤，本發(fā)明采用磁控按鍵。見附圖2導(dǎo)磁螺栓1穿過門板3用螺母6固定，導(dǎo)磁螺栓1的端面中心沿軸線鉆有一盲孔，干簧管2的一端套上絕緣套管7插在盲孔中。8是干簧管一端的引出導(dǎo)線。4是用低導(dǎo)磁率金屬材料制成的鍵盤面板通過導(dǎo)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的一磁級接近并觸及螺栓1的外端面由導(dǎo)磁螺栓傳導(dǎo)磁力線使干簧管受磁力作用而接通。由于采用了導(dǎo)磁螺栓結(jié)構(gòu)，提高了干簧管的磁控靈敏度和分辨率。可用很小的永磁體，(一般重3克到10克)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、可以很容易的達(dá)到極高的編碼率而不增加電路的復(fù)雜程度，本實(shí)例的編碼率是十億億，最多可編17位的數(shù)碼，在已知的電子鎖中是最高的。比現(xiàn)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于10萬)。按這個編碼率計(jì)算，要試完全部編碼需時六百多億年。在產(chǎn)品的使用期限內(nèi)被破譯的可能近似為零。2、使用按鍵輸入設(shè)定編碼，無法用肉眼看出已設(shè)定的編碼，保密性強(qiáng)。即可防范外部人員又可防范內(nèi)部人員。3、編碼位數(shù)可以在最多位數(shù)以內(nèi)自由設(shè)定(本例最多17位)。由于編碼位數(shù)也是秘密，所以可減少按鍵次數(shù)又可保證高度的不可破譯性。4、制造成本低。由于采用國內(nèi)外大量使用的電子原器件，所以價格低廉、代用品種多、技術(shù)成熟、性能可靠。本例電子部分的制作成本低于美國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(biāo)均已超過該電子鎖。(美CK電子鎖1988年底售價為527元)。5、本鎖采用磁控按鍵，在鍵盤表面無活動部件。因此抗破壞能力強(qiáng)，防水、防高壓靜電具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。
數(shù)字編碼電子鎖實(shí)例的電原理圖見附圖3。IC1、IC2是電話脈沖撥號電路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(wěn)態(tài)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(shù)字，再按k1鍵，由IC1進(jìn)行脈沖編碼并存儲。由IC2鍵盤(即開鎖用的鍵盤)輸入的數(shù)字由IC2進(jìn)行脈沖編碼并存儲。然后按開鎖鍵盤上的k1鍵為IC2重放編碼脈沖作好準(zhǔn)備。再按k2鍵觸發(fā)IC4組成的延時電路由IC4的Q端輸出一正脈沖經(jīng)C3、R1微分后對IC3進(jìn)行復(fù)位，同時使BG3BG4導(dǎo)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沖。由于C1C2的同步作用IC1IC2輸出脈沖的速率相同。BG1BG2對這兩串脈沖進(jìn)行對比，如果完全一致BG1與BG2將無脈沖輸出否則將會有脈沖輸出觸發(fā)IC3使其變?yōu)橹梦粻顟B(tài)。IC4的延遲時間略長于重放脈沖編碼的最長時間，所以編碼脈沖重放完畢后，IC4復(fù)位同時觸發(fā)IC5組成的延時電路，由IC5Q端輸出一正脈沖。使與門IC6IC7對IC3的工作狀態(tài)進(jìn)行判別。如果IC3Q端為高電位則IC6輸出-正脈沖B去觸發(fā)警報(bào)器如果IC3Q端為高電位則IC7輸出-正脈沖A去驅(qū)動繼電器接通電磁鐵的電源把鎖打開。IC5的正脈沖同時使IC8輸出-正脈沖使IC1作好下一次重放的準(zhǔn)備，并使BG5導(dǎo)通消除掉IC2的內(nèi)存編碼為下一工作周期做好準(zhǔn)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(dāng)穩(wěn)壓電源停電時，由3V鋰電池給IC1供電以保證IC1內(nèi)存儲的編碼不消失。
IC3IC4IC5是CMOS D型觸發(fā)器(CD4013)。IC6IC7IC8是CMOS二輸入端與門(CD4081)。
本例數(shù)字編碼電子鎖編碼率大于十億億，編碼位數(shù)在1到17位內(nèi)任選。整機(jī)靜態(tài)耗電小于1毫安。數(shù)據(jù)保持耗電1微安。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字編碼電子鎖，其技術(shù)特征是具有兩個基本功能相同的，由包含編碼器、隨機(jī)存儲器、時鐘振蕩器，并以串行方式輸出編碼脈沖的集成電路及其外圍電路組成的單元1和2，把由用戶設(shè)定做為開鎖密碼的數(shù)字由編碼鍵盤輸入單元1進(jìn)行脈沖編碼并儲存在隨機(jī)存儲器中；把由開鎖鍵盤輸入的數(shù)字輸入單元2進(jìn)行脈沖編碼并儲存在隨機(jī)存儲器中；使這兩個存儲的編碼脈沖同時重放，并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(jù)異或門邏輯電路輸出的脈沖信號來判定開鎖鍵盤輸入的數(shù)字與預(yù)先設(shè)定的開鎖密碼是否一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的數(shù)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沖以相同的速率串行輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的數(shù)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沖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(jù)權(quán)利要求1所要求的數(shù)字編碼電子鎖使用的磁控的按鍵是由干簧管和導(dǎo)磁桿組成。
全文摘要
一種數(shù)字編碼電字鎖。用脈沖編碼存儲，邏輯運(yùn)算識別的原理進(jìn)行編碼和解碼，電路由編碼存儲器、運(yùn)算器、寄存器、控制電路和輸出電路組成。特點(diǎn)是1、所設(shè)定的密碼無法用肉眼看出。2、編碼位數(shù)可變。3、編碼率高，超過1萬億。4、采用磁控鍵盤，防水、防靜電、機(jī)械強(qiáng)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(yōu)先權(quán)日1989年3月17日
發(fā)明者苑曉明 申請人:苑曉明