CN103089077A - 一种识别机械钥匙特征的智能锁头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种识别机械钥匙特征的智能锁头，包括智能锁头以及机械钥匙，其中智能锁头包括机械锁头、止动装置、驱动装置以及控制电路，其中机械锁头的锁芯的开锁/闭锁动作受到止动装置的控制，控制电路进一步包括嵌入锁头弹子后方的序列码生成器；钥匙插入时，钥匙的齿部推动弹子触动序列码生成器产生序列码，控制电路接收并校验所述序列码，进而根据校验结果通过驱动装置控制止动装置的动作。本发明提供了电子和机械双重保障，克服了其他电子锁的电子钥匙的算法泄密或故意设置超级密钥等致命缺陷。在丢失钥匙时，用户能够自己配置钥匙，配钥匙的过程极为简单，而且费用低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种识别机械钥匙特征的智能锁头。
背景技术
现在市场上的锁头一般有两种，纯机械锁或者电子锁。其中，单纯的机械锁，存在着明显的安全隐患，这是众所周知的。
电子锁通常都是通过在钥匙上安装电子芯片来与门锁内的电子系统进行对码匹配。由于与外界存在信息交换接口，因此，该接口也成为破坏分子的攻击对象。还有泄密或故意设置超级密钥也是电子锁的致命缺陷。
另外，电子锁电子钥匙通常都是厂家控制，用户无法自己配置钥匙，配钥匙的过程极为复杂，而且费用很高。
发明内容
针对以上情况，本发明的目的在于提供一套，不使用电子钥匙，而是采用纯粹机械钥匙，通过获取机械钥匙在插入过程通过其钥匙齿所产生的唯一特征量，提高锁具安全性能的整体方案——通过识别机械钥匙齿部特征在插入过程中提取出钥匙特有的数字身份码的智能锁头电子锁头。
大体上，本发明包含两个核心部分，即翠取机械钥匙在插入过程产生的唯一特征量的方法和开锁控制方案，其中：
1) 特征量产生和翠取方法：利用现有机械锁的钥匙的对齿功能，并将智能锁头控制器的序列码生成器（密码板）部分嵌入锁头体内的弹子后方，机械钥匙插入时，钥匙齿顺次推动弹子触动其后方的序列码生成器上的按键，实现对按键的触动，按键按下与按键放开都称之为一次触发；在钥匙插入的整个过程中，会依次按下或放开不同的按键，通过采集每个按键触发时刻的按键的状态而产生的一系列键值码（即所述的数字序列），该数字序列只与钥匙齿部的特征以及锁芯弹子结构相关，因而具有唯一性特征，我们称该序列码为该机械钥匙在该锁头中的电子身份识别码。
2) 开锁控制：智能锁头内建的控制电路接收以上过程所产生的机械钥匙电子身份识别码来判断是否为合法的开锁操作，并据此控制驱动装置推动止动装置动作。简单来说，控制电路将接收的机械钥匙电子身份识别码与预采集保存的机械钥匙电子身份识别码进行比较，当序列码正确时止动装置释放锁芯，一旦检测到序列码错误则驱动止动装置锁定锁芯。
本发明采用的技术方案可以描述为：
一种识别机械钥匙特征的智能锁头，包括智能锁头以及与所述智能锁头相匹配的钥匙。其中，所述钥匙为具有齿部的机械钥匙；所述智能锁头包括机械锁头、与所述机械锁头相连接的止动装置、驱动所述止动装置的驱动装置以及控制所述驱动装置的控制电路，其中机械锁头的锁芯的开锁/闭锁动作除了受其自身弹子控制外还受到止动装置的控制；所述控制电路进一步包括嵌入锁头内与弹子联动的序列码生成器；钥匙插入时，钥匙的齿部推动弹子触动序列码生成器产生序列码，控制电路接收所述序列码并对其进行校验，在序列码正确时通过驱动装置控制止动装置动作释放锁芯，在序列码错误时通过驱动装置控制止动装置动作锁定锁芯。
作为以上技术方案的一种改进，所述机械锁头包括弹子锁结构锁头和叶片锁结构锁头。
作为以上技术方案的一种改进，所述止动装置在常态下对于锁芯处于非锁定状态或者锁定状态
作为以上技术方案的一种改进，其还包括有与控制电路相连接的指示电路。
通过以上技术方案，本发明提供了电子和机械双重保障，因为采用的是常规机械钥匙，克服了其他电子锁的电子钥匙的算法泄密或故意设置超级密钥等致命缺陷。用户能够依据自己的需要采用常规方式增配钥匙，费用低廉。
另外，当本发明所提出的电子锁处于常开设置下时，即便是电路出现故障或缺电等问题，不能工作，由于智能锁头中的电子止动装置部分保持为开锁状态，本锁头也可以采用纯机械的模式临时开启，从而解决了现有各种锁头所存在的缺陷。另外，在常开设置下，本发明只有在翠取的序列码不正确时，才控制微型马达锁定机械锁芯。而在翠取的序列码正确时，马达是不动作的，大幅降低了锁头的耗电量。在正常情况下使用，1个3V镍隔电池可以维持几年的工作时间。
附图说明
以下结合附图对本发明进行进一步的说明，其中：
图1为本发明的电子锁头的系统框图；
图2为开锁流程图。
具体实施方式
参见图1，本发明所提出的通过识别机械钥匙的齿部特征获取数字身份密码的电子锁头包括智能锁头1和机械钥匙2。其中，机械钥匙2可以为常用的机械钥匙类型，通过与锁芯匹配的钥匙齿推动锁芯的弹子实现开锁功能。
在本发明的一个具体实施例中，本发明中的智能锁头1由一个机械锁头11和相嵌在锁头内的一套控制电路12、微型马达13（即驱动装置）及锁销14（即止动装置）组成。机械锁头11的锁芯11的转动除了受其自身弹子控制外还受到锁销14的控制，锁销14的运动只受微形马达13来驱动，外部插入的任何机械件都无法触碰到此锁销。
所述控制电路12进一步包括嵌入锁头弹子后方的按键板15（即序列码生成器），在钥匙2的插入过程中钥匙齿顺次推动各弹子触动按键板15上多个按键按下与放开,产生作为钥匙唯一电子身份识别码的序列码。控制电路12根据在钥匙插入过程触发按键板15所产生的序列码控制微型马达13推动锁销14动作。当然，机械钥匙2无法驱动所述锁销14，在机械钥匙2插入锁体过程中，控制电路12一旦检测到按键序列码错误，立即控制微型马达13推动锁销14动作锁定锁芯，用户无法打开锁头。
智能控制器（即上述的控制电路12）是本方案的核心管理系统，除了具有人机界面，实现常规的人机交互的处理外，最重要是处理和认证钥匙信息，控制微型马达13推动锁销14的运动。智能控制器还与指示电路相连接，所述指示电路带有指示灯16，以显示电子锁的状态。
由上可见，只有机械齿牙完全符合，并且电子身份（即钥匙齿顺次触动按键产生的数字序列）完全匹配，才能合法开启锁头。
如图2所示，本发明的工作原理和流程为：
A、在常态下，智能锁头的电子部分可保持保持为开锁状态（即常开式，此时锁销14并不插入锁芯中）或者闭锁状态（即常闭式，此时锁销14不插入锁芯中）。
B、当使用非法钥匙（如万能钥匙等）试图开锁时，钥匙插入锁芯时，因为万能钥匙或者其它开锁工具插入锁芯时，其无法象合法钥匙那样依次触动弹子（进而触动按键产生特定的数字序列），控制电路12经比较后发现序列码错误后，在常开式设置下则控制微型马达13带动锁销14动作闭锁，门锁不能打开，在常闭式设置下则保持锁销14锁定状态，门锁同样不能打开，进而阻止非法开锁。
C、如使用的是经过匹配授权的钥匙开锁，即钥匙插入过程中顺次产生的数字序列与预设在只能锁头中的身份信息完全匹配，在常开式设置下，微型马达13不动作（保持开锁状态），在常闭式设置时，微型马达13带动锁销14从锁芯中撤出，用户则可以通过机械钥匙开启门锁。
当然，本发明的驱动装置13不只限于微型马达，也可以采用电磁阀或其它控制。智能锁芯的止动装置14，不只限于锁销（也可以称为内弹子），也可以采用偏心锥之类结构，只要能够卡住锁芯的运动的已知部件均可在此使用。
相对于现有的其它锁头，本发明的电子锁头在正常状态下，智能锁头电子控制可选择为常开或者常闭，通过锁芯实现常规闭锁功能。
通过以上技术方案，本发明提供了电子和机械双重保障，克服了常见电子锁的泄密或故意设置超级密钥的致命缺陷。在丢失钥匙时，用户能够自己配置钥匙，配钥匙的过程较为简单，而且费用低廉。
综上所述，当本发明所提出的电子锁处于常开状态下时，即便是电路出现故障或缺电等问题，不能工作，由于智能锁头中的电子止动装置部分保持为开锁状态，本锁头也可以采用纯机械的模式临时开启，从而解决了现有各种锁头所存在的缺陷。另外，在常开状态下，本发明只有在翠取的序列码不正确时，才控制微型马达锁定机械锁芯。而在翠取的序列码正确时，马达是不动作的，大幅降低了锁头的耗电量。在正常情况下使用，1个3V镍隔电池可以维持几年的工作时间。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制，只要是以基本相同的手段实现本发明的目的都应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种识别机械钥匙特征的智能锁头，包括智能锁头以及与所述智能锁头相匹配的机械钥匙，其特征在于：所述智能锁头包括机械锁头、与所述机械锁头相连接的止动装置、驱动所述止动装置的驱动装置以及控制所述驱动装置的控制电路，其中机械锁头的锁芯的开锁/闭锁动作除了受其自身弹子控制外还受到止动装置的控制；所述控制电路进一步包括嵌入锁头内的序列码生成器；钥匙插入时，钥匙的齿部推动弹子触动序列码生成器产生序列码，控制电路接收所述序列码并对其进行校验，在序列码正确时通过驱动装置控制止动装置动作释放锁芯，在序列码错误时通过驱动装置控制止动装置动作锁定锁芯。
2.根据权利要求1所述的识别机械钥匙特征的智能锁头，其特征在于：所述机械锁头包括弹子锁结构锁头和叶片锁结构锁头。
3.根据权利要求1所述的识别机械钥匙特征的智能锁头，其特征在于：所述止动装置在常态下对于锁芯处于非锁定状态或者锁定状态。
4.根据权利要求1所述的识别机械钥匙特征的智能锁头，其特征在于：还包括有与控制电路相连接的指示电路。
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