專利名稱：電子密碼鎖的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自主式電子動態密碼鎖。
現有的電子密碼鎖有兩類，一類在開鎖時要求使用者輸入合法密碼，這就必須記憶密碼。尤其是在多個人使用同一把密碼鎖或一個人使用多把密碼鎖的情況下，如果把密碼設成相同的，則安全性不好，如果把密碼設成不同的，則記憶和操作都太繁復。另一類電子密碼鎖雖然開鎖時不要求使用者輸入合法密碼，而是將約定的密碼存儲在鎖和鑰匙內，但一旦將鑰匙丟失或鑰匙被他人仿制后，使用者不能獨立用簡便的方法廢止原鑰匙的合法性以及另配制合法新鑰匙，必須求助于專用設備和專業技術人員。所以這兩類電子密碼鎖都難以普及到千家萬戶，很難取代傳統的機械鎖和機械密碼鎖。且現有的電子鎖普遍存在著當鎖內電源無電時，無法開鎖的困難。
本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種自主式電子動態密碼鎖。它可使使用者在開鎖時不需要輸入合法密碼，操作簡便，免除記憶密碼的苦惱，用一把鑰匙就可以打開多把使用不同密碼的鎖，且當鎖內電池無電時仍可開鎖。還可使使用者在認為需要的任何時候都可以不求助于專用設備和專業技術人員，獨立配制合法新鑰匙或廢止原鑰匙的合法性。
本實用新型由鎖體、鎖舌、執行機構、控制裝置、鑰匙所組成，其特征在于位于鎖體內的控制裝置是由微處理器微電路IC1、非易失性存儲器微電路IC2、輸出驅動電路、電源及IC1的復位電路、晶振電路所組成。它們之間的連接是復位電路的輸出接IC1的復位口，晶振電路中晶體的兩端分別與IC1的兩個晶振口相接，輸出驅動電路的輸入端與IC1的一個并行口相接，輸出端與位于鎖體內的執行機構相接，電源接IC1的電源口，IC2的時鐘口及數據口分別與IC1的另兩個并行口相接，IC2的電源口、復位電路的輸入及執行機構接正電源。本實用新型的鑰匙分為子鑰匙和母鑰匙，其內分別置有一個非易失性存儲器微電路IC3和IC4，在子鑰匙及母鑰匙的未端分別有三個觸點，它們分別由IC3和IC4各自的數據口、時鐘口、地線口引出。在鎖體的正反兩面分別開有子鑰匙孔及母鑰匙孔，每個鑰匙孔上也分別有三個與鑰匙上的觸點相對應的觸點，其中每個鑰匙孔上有兩個觸點是由IC1的四個并行口分別引出的，并分別與鑰匙上從數據口、時鐘口引出的觸點相對應，每個鑰匙孔上的另一個觸點接地，并與鑰匙上從地線口引出的觸點對應。在每把子鑰匙和母鑰匙的內存中，都存有一組以上的密碼，每組密碼由鎖代號、鑰匙代號和隨機密碼組成，鎖代號、鑰匙代號、隨機密碼根據各自不同的需要選用1個字節以上的字節數，每組密碼以鎖代號與鑰匙代號為索引存放。在子鑰匙和母鑰匙的內存中還各存有一個根據其各自功能不同而設的鑰匙特征碼，在母鑰匙的內存中還存有一個母鑰匙識別碼。在鎖體的內存IC2中存有與鑰匙內存中相應的密碼、鑰匙特征碼和母鑰匙識別碼。本實用新型的工作過程是當子鑰匙或母鑰匙插入子鑰匙孔時，相應的觸點接通，立即使微處理器IC1啟動程序，與子鑰匙的IC3或母鑰匙的IC4進行通訊，取出對應本鎖代號的一組密碼，然后通過IC2的時鐘口與數據口從鎖內存IC2中找到相應鑰匙代號的一組密碼與之進行核對，若密碼相符，則微處理器IC1通過與輸出驅動電路相接的一個并行口輸出高電平，通過輸出驅動電路驅動執行機構，打開鎖舌，即完成開鎖，從而實現了不用輸入密碼即可開鎖的目的。當開鎖成功時，IC1立即自動產生一個新的隨機密碼，找到IC2和IC3或IC4中與它對應鎖號和鑰匙號的隨機密碼的位置同時送入，此時，使用過的密碼即被更換，實現了一次一密。且由于每個鑰匙內存中可存儲多組不同鎖代號的密碼，因而可實現一把鑰匙打開多把使用不同密碼的鎖的目的。同樣，鎖內也存有多組不同鑰匙代號的密碼，因而每把鎖亦允許多把鑰匙打開。上述子鑰匙也可插入母鑰匙孔中完成開鎖功能。當母鑰匙插入母鑰匙孔、任意一把子鑰匙插入子鑰匙孔時，微處理器IC1首先識別母鑰匙特征碼，再讀取母鑰匙識別碼，與IC2中記憶的母鑰匙識別碼進行核對，核對相符，再識別子鑰匙孔中的子鑰匙的特征碼，即執行配鑰匙程序，即自動產生一組由本鎖鎖代號與一個新的鑰匙代號及一個新的隨機密碼組成的新的子鑰匙密碼，并將它們同時寫入子鑰匙內存IC3和鎖體內存IC2中，從而完成自動配鑰匙功能，達到不求助專用設備和專業技術人員，即可獨立配制合法新鑰匙的目的。本實用新型還可以有一把黑鑰匙，其結構同上述鑰匙。在黑鑰匙中存有一個黑鑰匙特征碼。當母鑰匙插入母鑰匙孔中，而子鑰匙孔中插入的為黑鑰匙時，IC1在確認母鑰匙后，識別黑鑰匙特征碼，即執行清除程序，即將鎖體IC2中存儲的所有子鑰匙代號及其對應的密碼清除掉，從而使原來配制的所有合法子鑰匙失效，實現了廢止原鑰匙的合法性之目的。本實用新型還可以在鑰匙內設有電源，鎖體內設有由三個二極管、電源組成的供電電路。在鑰匙孔內和鑰匙未端各有六個觸點。供電電路中的三個二極管的負極相連，并引出二條線分別至子鑰匙孔和母鑰匙孔的一個觸點，其中兩個二極管的正極分別引出一條線至子鑰匙孔和母鑰匙孔的另一個觸點，另一個二極管的正極接電源。子鑰匙孔和母鑰匙孔上還有一個觸點由IC1的電源口引出，其余三個觸點同前述，二個觸點由IC1的兩個并行分別引出，一個觸點接地。鑰匙上的六個觸點中兩個觸點由IC3或IC4的數據口和時鐘口引出對應鑰匙孔中由IC1的兩個并行口引出的兩個觸點，兩個觸點由IC3或IC4的電源口引出分別對應鑰匙孔中由電源口引出的觸點和由三個二極管負極并接后引出的觸點，一個觸點由電源的正極引出對應鑰匙孔中由二極管正極引出的觸點，另一個觸點由IC3或IC4的地線口引出，并接電源負極，此觸點對應鑰匙孔中接地的觸點。當鑰匙插入鑰匙孔時，鎖體內的電源通過與之相接的一個二極管、從二極管負極引出的觸點及鑰匙上與該觸點相應的從IC3或IC4電源口引出的一個觸點向IC3或IC4供電，同時，通過從IC3或IC4電源口引出的另一個觸點及鑰匙孔上與該另一個觸點相應的從IC1電源口引出的觸點向IC1、IC2及復位電路、執行機構供電。當鎖體內的電源電壓低于鑰匙內的電源電壓時，由鑰匙內的電源通過與之相接的觸點、相應鑰匙孔內從二極管正極引出的觸點及該二極管，回至從二二極管負極引出的觸點及鑰匙上與該觸點相應的從IC3或IC4電源口引出的觸點向IC3或IC4供電，同時，通過從IC3或IC4電源口引出的另一個觸點及與IC1電源口相接的觸點向IC1、IC2、復位電路、執行機構供電。采用此種方案，只要鑰匙或鎖體中的一個電源有電，即可同時向鑰匙內和鎖內的微電路供電，而且供電電路的電源線與微電路的電源線平時是分開的，只有當鑰匙插入鎖孔時，才將供電電路的電源線接到微電路的電源線上開始供電，這樣即可省電，又有效地防止了當鎖體電源無電時無法打開鎖的情況發生，實現了本實用新型的又一個目的。本實用新型的IC1的另一個輸出口還可接有一個報警電路，當IC1從鑰匙讀取的密碼與之內存密碼不符時，即可輸出報警信號或有關數字信息，如非法鑰匙的鑰匙代號，本鎖鎖號等。
本實用新型與現有技術相比具有如下優點(1)操作極其簡單，不需記憶密碼，鎖和鑰匙的外形都可以與傳統機械鎖相似，只要把鑰匙插入鎖孔即可開鎖，從而極易取代傳統的機械鎖；(2)安全性好，由鎖代號的字節數即可保證鎖的不重復性，密碼為隱含的，開鎖一次一密，非法鑰匙無法開鎖，而且鑰匙既不怕別人仿制，也不怕丟失；(3)既適合于多人共用一個鎖，又適合一個人用多個鎖，一個人只要帶一把鑰匙在身，就可以打開所有允許開的鎖，從而免除歷來帶一大把鑰匙的苦惱；(4)無需使用專用設備和專門技術，自己很容易配鑰匙或在認為不安全時很容易地隨時修改密碼；(5)有效地解決了鎖內電池無電時無法開鎖的難題。
以下結合附圖給出本實用新型的實施例。
圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例中鎖體內結構示意及電路原理圖。
圖3為本實用新型實施例中子鑰匙內結構示意及電路原理圖。
如圖1所示，本實用新型由鎖體1、鎖舌2、置于鎖體1內的執行機構3和控制裝置4、分別開在鎖體1的正反兩面的子鑰匙孔5和母鑰匙孔6、數把子鑰匙7及一把母鑰匙8、一把黑鑰匙組成。
如圖2所示，本實用新型的控制裝置4有一個單片計算機微電路IC1，可選用美國ATMEL公司的AT89C2051，它在一個芯片內包含有與80C31完全兼容的微處理器和2K字節的電可擦除可重寫存儲器(EEPROM)。IC1的晶振電路由電容C1和C2及一個晶體12組成，IC1的兩個晶振口104和105分別與晶體12的兩端相接。IC1的復位電路由R1及電容C3組成，IC1的復位口101接復位電路的輸出端，電容C3的正極接正電源。控制裝置4還有一個EEPROM存儲器IC2，可選用美國ATMEL公司的AT24C04，IC2的時鐘口205、數據口206分別接IC1的兩個并行口114和115，電源口208接正電源，地線口204接地。控制裝置4的輸出驅動電路由電阻R2和三極管T1串接組成，R2的一端為驅動電路的輸入端與IC1的一個并行口108連接，R2的另一端與T1的基極相接，T1的發射極接地，T1的集電極為驅動電路的輸出端。執行機構3為一個電磁鐵，其一端接驅動電路的輸出端，另一端接正電源。由電阻R3和三極管T2組成報警電路，電阻R3的一端為輸入接IC1的另一個并行口109，另一端接T2的基極，三極管T2的發射極接地，集電極為輸出，接遠程報警器。控制裝置4的供電電路由3個二極管D1、D2和D3及電池10組成，三個二極管的負極并連在一起為結點11，其中一個二極管D1的正極接電池正極，電池負極接地。在子鑰匙孔5和母鑰匙孔6上各有6個觸點，其中觸點501、601由供電電路中的兩個二極管D2和D3的正極分別引出，觸點502和602分別由結點11引出，觸點503和603分別由IC1的電源口120引出，觸點504和505、604和605分別由IC1的四個并行口116和117、118和119引出，觸點506和606接地。IC1的地線口110接地，IC1的電源口110接正電源。
如圖3所示，在子鑰匙內置有EEPROM存儲器IC3和電池9，在子鑰匙的未端有與子鑰匙孔的觸點相對應的6個觸點。其中觸點701接電池9的正極對應子鑰匙孔觸點501，觸點702和703由IC3的電源口308引出，對應子鑰匙孔觸點502、503，觸點704、705由IC3的數據口306和時鐘口305分別引出，對應子鑰匙孔觸點504、505，觸點706由IC3的地線口304引出，對應子鑰匙孔觸點506，地線口304與電池9負極相接。母鑰匙和黑鑰匙的結構同子鑰匙，母鑰匙未端的觸點對應母鑰匙孔或子鑰匙孔中的觸點，黑鑰匙未端的觸點對應子鑰匙孔中的觸點。
在圖2和圖3中，作為一個實施例，可選用如下數據C1＝C2＝20P，C3＝1μF，R1＝100K，R2＝R3＝10K，T1、T2為3DK7，D1、D2、D3為2AK10，電池9、10，分別為兩節7號電池，晶體12頻率為4～6MHZ。
在子鑰匙、母鑰匙和黑鑰匙的內存中，成組排列著密碼，每組密碼由3個字節的鎖代號、1個字節的鑰匙代號、3個字節的隨機密碼組成，每組密碼共7個字節，這樣保證了一百萬把鎖不會重復，一百萬個隨機密碼不會重復。根據每種鑰匙功能的不同，在每把鑰匙中還存有1個字節的鑰匙特征碼。在母鑰匙中還存儲有3字節的母鑰匙識別碼，由購者在購買時自己隨意寫進。在每把鎖的內存中也存儲著相應的密碼組及三個鑰匙特征碼、一個母鑰匙識別碼。在本實施例中鑰匙的存儲器均選用AT2404，鑰匙的內存容量為512字節，所以每把鑰匙可允許開啟64把鎖，每把鎖亦可允許有64把合法鑰匙。
本實用新型的子鑰匙用于開鎖，插進子鑰匙孔或母鑰匙孔中。母鑰匙用于配鑰匙，插進母鑰匙孔，同時子鑰匙插進子鑰匙孔。黑鑰匙用于廢除合法子鑰匙，插入子鑰匙孔，同時母鑰匙插入母鑰匙孔中。母鑰匙和黑鑰匙可代替子鑰匙完成開鎖功能。
本實用新型的黑鑰匙也可專用于廢除合法子鑰匙，選用內存量較小的芯片，如AT2401在其內存中只存有1個字節的黑鑰匙特征碼和數個3個字節的鎖代號，當IC1確認母鑰匙，識別黑鑰匙特征碼并核對鎖代號后執行清除程序。黑鑰匙也可采用通用型的，即在黑鑰匙的內存中只存儲1個黑鑰匙特征碼。
每把鎖只有一把母鑰匙，當母鑰匙丟失后，用戶憑母鑰匙識別碼可到服務站配制新的母鑰匙，即用計算機往一個新的母鑰匙中重新寫進原母鑰匙識別碼即可，此密碼只有用戶自已知道，保證了母鑰匙是唯一屬于用戶的。
權利要求1.一種由鎖體、鎖舌、執行機構、控制裝置、鑰匙所組成的電子密碼鎖，其特征在于位于鎖體內的控制裝置是由微處理器微電路IC1、非易失性存儲器微電路IC2、輸出驅動電路、電源及IC1的復位電路、晶振電路所組成，它們之間的連接是復位電路的輸出接IC1的復位口，晶振電路中晶體的兩端分別與IC1的兩個晶振口相接，輸出驅動電路的輸入端與IC1的一個并行口相接，輸出端與位于鎖體內的執行機構相接，電源接IC1的電源口，IC2的時鐘口及數據口分別與IC1的另兩個并行口相接，IC2的電源口、復位電路的輸入及執行機構接正電源。本實用新型的鑰匙分為子鑰匙和母鑰匙，其內分別置有一個非易失性存儲器微電路IC3和IC4，在子鑰匙及母鑰匙的未端分別有三個觸點，它們分別由IC3和IC4各自的數據口、時鐘口、地線口引出，在鎖體的正反兩面分別開有子鑰匙孔及母鑰匙孔，每個鑰匙孔上也分別有三個與鑰匙上的觸點相對應的觸點，其中每個鑰匙孔上有兩個觸點是由IC1的四個并行口分別引出的，并分別與鑰匙上從數據口、時鐘口引出的觸點相對應，每個鑰匙孔上的另一個觸點接地，并與鑰匙上從地線口引出的觸點對應，在每把子鑰匙和母鑰匙的存儲器中，都存有一組以上的密碼，每組密碼由鎖代號、鑰匙代號和隨機密碼組成，鎖代號、鑰匙代號、隨機密碼選用1個字節以上的字節數，每組密碼以鎖代號與鑰匙代號為索引存放，在子鑰匙和母鑰匙的存儲器中還各存有一個根據其各自功能不同而設的鑰匙特征碼，在母鑰匙的存儲器中還存有一個母鑰匙識別碼，在鎖體的存儲器IC2中存有與鑰匙存儲器中相應的密碼、鑰匙特征碼和母鑰匙識別碼。
2.根據權利要求1所述的電子密碼鎖，其特征在在鑰匙內設有電源，鎖體內設有由三個二極管、電源組成的供電電路，在鑰匙孔內和鑰匙未端各有六個觸點，供電電路中的三個二極管的負極相連，并引出二條線分別至子鑰匙孔和母鑰匙孔的一個觸點，其中兩個二極管的正極分別引出一條線至子鑰匙孔和母鑰匙孔和另一個觸點，另一個二極管的正極接電源，子鑰匙孔和母鑰匙孔上還有一個觸點由IC1的電源口引出，其余三個觸點同前述，二個觸點由IC1的兩個并行分別引出，一個觸點接地，鑰匙上的六個觸點中兩個觸點由IC3或IC4的數據口和時鐘口引出，對應鑰匙孔中由IC1的兩個并行口引出的兩個觸點，兩個觸點由IC3或IC4的電源口引出，分別對應鑰匙孔中由電源口引出的觸點和由三個二極管負極并接后引出的觸點，一個觸點由電源的正極引出對應鑰匙孔中由二極管正極引出的觸點，另一個觸點由IC3或IC4的地線口引出，并接電源負極，此觸點對應鑰匙孔中接地的觸點。
3.根據權利要求1或2所述的電子密碼鎖，其特征在于它還有一把用于廢除原合法子鑰匙的黑鑰匙，黑鑰匙的結構現上述子鑰匙的結構相同，置于黑鑰匙內的非易失性存儲器微電路中存儲著一個黑鑰匙特征碼。
4.根據權利要求3所述的電子密碼鎖，其特征在于它的微處理器微電路IC1還有一個并行口接有報警電路。
5.根據權利要求4所述的電子密碼鎖，其特征在于所說的報警電路是由一個電阻和一個三極管組成的，電阻的一端為報警電路的輸入端接IC1的一個并行口，另一端接三極管的基極，從三極管的集電極引出線接遠程報警器，發射極接地。
6.根據權利要求1所述的電子密碼鎖，其特征在于所說的輸出驅動電路是由一個電阻和一個三極管串接組成，電阻的一端為該電路的輸入端接IC1的一個并行口；另一端接三極管的基極，三極管的集電極為該電路的輸出端，發射極接地。
7.根據權利要求1所述的電子密碼鎖，其特征在于它的執行機構為一個電磁鐵。
專利摘要一種電子密碼鎖，其特征是在鎖體內有一個單片微機和一個非易失性存儲器，鑰匙內有一個非易失性存儲器。鎖體的正反兩面分別開有一個鑰匙孔。每個鑰匙孔內和每把鑰匙末端各有相互對應的觸點。有分別用于開鎖、自配或廢除合法鑰匙等三種不同功能的鑰匙。所使用的密碼為隱含密碼且每次開鎖時自動更換。一把鑰匙可開多把不同密碼的鎖，一把鎖可允許多把合法鑰匙開啟。有報警電路。鎖體和鑰匙內均有電池，當鎖內電池無電時亦可開鎖。
文檔編號G07C9/00GK2217077SQ95216380
公開日1996年1月10日 申請日期1995年7月21日 優先權日1995年7月21日
發明者譚維熾, 朱巧生 申請人:北京億鑫企業發展總公司