CN103093524A - 一种射频识别的智能标签锁 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种射频识别的智能标签锁，实现使用者鉴权、密码运算、工作日志记录、机械传动控制等功能，特征是包括主控制器、射频收发电路、液晶显示电路、键盘电路、存储器电路、位置感应电路、电机驱动电路。本发明还包括边界扫描口仿真电路和电源电路。本发明智能标签锁内置电子标签模块，使用手持式标准识读设备与电子标签模块近距离地进行无线数据交互，电子标签模块对随机数的签码进行设定、识读，然后控制电机旋转并移动挡板，允许机械钥匙开、关锁。该技术在可靠性、灵活性、经济性等方面有着明显的优势，能大大提高锁具管理的安全性指标，也满足电力、市政、金融、物流等行业的迫切需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频识别的智能标签锁。
背景技术
目前，纸质条码、二维码以及传统铅封（塑封）凭借极低成本的优势得到广泛应用，然而随着技术手段的日新月异，使得伪造、冒用条码和铅封（塑封）的案件频发，公众逐渐对纸质条码和铅封（塑封）的安全性担忧，比如电表箱、货箱条码伪造等问题，尽管部分厂家研制了基于有源/无源的RFID电子标签，但都没有完全解决电子标签结构安装、标签被攻击时的主动防御、电子标签的使用记录（方便公安部门侦破）、功耗和性能的矛盾、可配套性等等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种射频识别的智能标签锁，它具有可靠安全，操作使用方便的优点。
本发明是这样来实现的，它使用高性能高集成度的嵌入式处理芯片作为电子标签模块的主控制器，连接外围的射频收发电路和天线实现与手持式标准识读设备的数据交互，同时实现电机旋转和挡板位置控制的功能，达到允许机械钥匙开、关锁的要求。它包括主控制器、射频接收和发射电路、液晶显示电路、键盘电路、边界扫描口仿真电路、存储器电路、位置感应电路、电机驱动电路和电源电路，其特征在于主控制器由主控制器集成电路U2和晶振CR2组成,晶振CR2是无源晶振，晶振CR2的2、4引脚接地，晶振CR2的3引脚连接主控制器集成电路U2的39引脚，晶振CR2的1和3引脚分别接电容C4和C5，然后C4和C5接地，构成时钟电路；射频收发电路由主控制器集成电路U2、射频集成电路U3、晶振CR1、电阻R3、电容C1、C2、C3和天线A1组成，晶振CR1和电容C1、C2构成时钟电路，晶振CR1的一端连接电容C1和射频集成电路U3的时钟输入端第8引脚，而C1的另一端接地，晶振CR1的另一端连接电容C2和射频集成电路U3的10引脚，C2的另一端接地，其中射频集成电路U3的第5引脚连接电阻R3，R3另一端接地，射频集成电路U3的第17引脚连接电容C3，C3另一端接地，射频集成电路U3的第12和13引脚连接天线A1的两端，射频集成电路U3的数据通信1、20、2、7、6、3引脚分别和主控制器集成电路U2的4、8、6、5、1、2引脚连接；液晶显示电路由主控制器集成电路U2和LCD液晶模块组成，主控制器集成电路U2的11：18引脚、21：24引脚、27：30引脚、60：64分别连接LCD液晶模块；键盘电路由主控制器集成电路U2和按键S5-S7组成，主控制器集成电路U2的第50、49、46引脚，分别连接至S5、S6、S7，S5、S6、S7的另一端都接地；存储器电路由主控制器集成电路U2和存储器模块U5组成，主控制器集成电路U2的第37、36引脚和存储器模块U5连接；位置感应电路由主控制器集成电路U2和微动开关S1、S2组成，主控制器集成电路U2的第43、42引脚分别连接微动开关S1、S2的一端，S1、S2的另一端接地；电机驱动电路由主控制器集成电路U2、电机控制集成电路U4和电机MG1组成，主控制器集成电路U2的第35、34、33引脚分别连接电机控制集成电路U4的第1、2、13引脚，电机控制集成电路U4的第3、10引脚连接电机MG1的两端；边界扫描口仿真电路由主控制器集成电路U2、排阻RP1和插接件J3组成，主控制器集成电路U2的方式选择端23引脚、串行数据输出24引脚、串行数据输入28引脚和时钟信号输入27引脚分别连接排阻RP1上拉，再分别接入插接件J1的5、3、9、1端子，插接件J1的4端子接电源，2、10端子接地；电源电路由DC-DC稳压集成电路U1、电阻R1、R2、开关P1和锂电池B1组成，锂电池B1先串联开关P1再接入DC-DC稳压集成电路U1的输入1引脚，DC-DC稳压集成电路U1的使能3引脚与输入1引脚短接，DC-DC稳压集成电路U1的2引脚接地，输出5引脚输出VCC电压，反馈4引脚和输出5引脚通过电阻R1连接，反馈4引脚和地通过电阻R2连接
本发明的技术效果是：本发明具有可靠性、灵活性、经济性等方面有着明显的优势，能大大提高锁具管理的安全性指标，能满足电力、市政、金融、物流等行业的迫切需求。
附图说明
图1是本发明的电路原理方框图。
图2是本发明的电路原理图。
图3是本发明的结构主视图。
图4是本发明的结构侧视图。
在图中，1、锁体 2、电子标签模块 3、电池 4、电机 5、电机凸轮 6、挡板 7、机械钥匙孔 8、微动开关Ⅰ 9、微动开关Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明由主控制器、射频收发电路、液晶显示电路、键盘电路、边界扫描口仿真电路、存储器电路、位置感应电路、电机驱动电路和电源电路组成，如图1；
各个组件的连接具体连接方式如图2，主控制器由主控制器集成电路U2和晶振CR2组成,晶振CR2是无源晶振，晶振CR2的2、4引脚接地，晶振CR2的3引脚连接主控制器集成电路U2的39引脚，晶振CR2的1和3引脚分别接电容C4和C5，然后C4和C5接地，构成时钟电路；
射频收发电路由主控制器集成电路U2、射频集成电路U3、晶振CR1、电阻R3、电容C1、C2、C3和天线A1组成，晶振CR1和电容C1、C2构成时钟电路，晶振CR1的一端连接电容C1和射频集成电路U3的时钟输入端第8引脚，而C1的另一端接地，晶振CR1的另一端连接电容C2和射频集成电路U3的10引脚，C2的另一端接地。射频集成电路U3的第5引脚连接电阻R3，R3另一端接地，射频集成电路U3的第17引脚连接电容C3，C3另一端接地。射频集成电路U3的第12和13引脚连接天线A1的两端。射频集成电路U3的数据通信1、20、2、7、6、3引脚分别和主控制器集成电路U2的4、8、6、5、1、2引脚连接；
液晶显示电路由主控制器集成电路U2和LCD液晶模块组成，主控制器集成电路U2的11：18引脚、21：24引脚、27：30引脚、60：64分别连接LCD液晶模块；
键盘电路由主控制器集成电路U2和按键S5-S7组成，主控制器集成电路U2的第50、49、46引脚，分别连接至S5、S6、S7，S5、S6、S7的另一端都接地；
边界扫描口仿真电路由主控制器集成电路U2、排阻RP1和插接件J3组成，主控制器集成电路U2的方式选择端23引脚、串行数据输出24引脚、串行数据输入28引脚和时钟信号输入27引脚分别连接排阻RP1上拉，再分别接入插接件J1的5、3、9、1端子，插接件J1的4端子接电源，2、10端子接地；
存储器电路由主控制器集成电路U2和存储器模块U5组成，主控制器集成电路U2的第37、36引脚和存储器模块U5连接；
位置感应电路由主控制器集成电路U2和微动开关S1、S2组成，主控制器集成电路U2的第43、42引脚分别连接微动开关S1、S2的一端，S1、S2的另一端接地；
电机驱动电路由主控制器集成电路U2、电机控制集成电路U4和电机MG1组成，主控制器集成电路U2的第35、34、33引脚分别连接电机控制集成电路U4的第1、2、13引脚，电机控制集成电路U4的第3、10引脚连接电机MG1的两端；
电源电路由DC-DC稳压集成电路U1、电阻R1、R2、开关P1和电池B1组成，电池B1先串联开关P1再接入DC-DC稳压集成电路U1的输入1引脚，DC-DC稳压集成电路U1的使能3引脚与输入1引脚短接，DC-DC稳压集成电路U1的2引脚接地，输出5引脚输出VCC电压，反馈4引脚和输出5引脚通过电阻R1连接，反馈4引脚和地通过电阻R2连接。
使用用法，结合附图3和图4，
1. 设定标签的工作程序：
首先必须确认机械钥匙从锁体1的机械钥匙锁孔7中拔出。打开手持式标准识读设备，选择 “准备设定标签”选项，按下电子标签模块2的设定标签功能按键，电子标签模块2驱动电机4（MG1），电池3提供电能，电机4凸轮直到触碰到微动开关Ⅰ8，挡板6挡住机械钥匙孔7，与此同时，电子标签模块2生成一个随机数的签码，电子标签模块2的液晶屏上提示“设定标签成功”，并将设定的随机数的签码发送至手持式标准识读设备上显示、存储。
2. 解开标签的工作程序：
打开手持式标准识读设备，选择“准备解开标签”选项，再输入上次设定的随机数的签码，手持式标准识读设备自动将签码发送至电子标签模块2，主控制器将内部存储的签码与实时接收到的签码比对，如果吻合则在电子标签模块2的液晶屏上提示“解开标签成功”，电子标签模块2驱动电机4（MG1），直到触碰到微动开关Ⅱ9，挡板6移开露出机械钥匙孔7，同时将该信息发送至手持式标准识读设备显示；反之提示“解开标签失败”，也将该信息发送至手持式标准识读设备显示。
3. 应急重置标签的工作程序：
假使忘记设定标签时的随机数的签码，可打开手持式标准识读设备，选择 “应急重置标签”选项，输入重置的特殊签码（用户可在初始化智能标签锁时固化），该特殊签码发送至电子标签模块2，电子标签模块2的液晶屏上提示“重置标签成功”，电子标签模块2驱动电机4（MG1），直到触碰到微动开关Ⅱ9，挡板6移开露出机械钥匙孔7，同时将该信息发送至手持式标准识读设备显示。
Claims (1)
1.一种射频识别的智能标签锁，它包括主控制器、射频收发电路、液晶显示电路、键盘电路、边界扫描口仿真电路、存储器电路、位置感应电路、电机驱动电路和电源电路，其特征在于主控制器由主控制器集成电路U2和晶振CR2组成,晶振CR2是无源晶振，晶振CR2的2、4引脚接地，晶振CR2的3引脚连接主控制器集成电路U2的39引脚，晶振CR2的1和3引脚分别接电容C4和C5，然后C4和C5接地，构成时钟电路；
射频收发电路由主控制器集成电路U2、射频集成电路U3、晶振CR1、电阻R3、电容C1、C2、C3和天线A1组成，晶振CR1和电容C1、C2构成时钟电路，晶振CR1的一端连接电容C1和射频集成电路U3的时钟输入端第8引脚，而C1的另一端接地，晶振CR1的另一端连接电容C2和射频集成电路U3的10引脚，C2的另一端接地，其中射频集成电路U3的第5引脚连接电阻R3，R3另一端接地，射频集成电路U3的第17引脚连接电容C3，C3另一端接地，射频集成电路U3的第12和13引脚连接天线A1的两端，射频集成电路U3的数据通信1、20、2、7、6、3引脚分别和主控制器集成电路U2的4、8、6、5、1、2引脚连接；
液晶显示电路由主控制器集成电路U2和LCD液晶模块组成，主控制器集成电路U2的11：18引脚、21：24引脚、27：30引脚、60：64分别连接LCD液晶模块；
键盘电路由主控制器集成电路U2和按键S5-S7组成，主控制器集成电路U2的第50、49、46引脚，分别连接至S5、S6、S7，S5、S6、S7的另一端都接地；
存储器电路由主控制器集成电路U2和存储器模块U5组成，主控制器集成电路U2的第37、36引脚和存储器模块U5连接；
位置感应电路由主控制器集成电路U2和微动开关S1、S2组成，主控制器集成电路U2的第43、42引脚分别连接微动开关S1、S2的一端，S1、S2的另一端接地；
电机驱动电路由主控制器集成电路U2、电机控制集成电路U4和电机MG1组成，主控制器集成电路U2的第35、34、33引脚分别连接电机控制集成电路U4的第1、2、13引脚，电机控制集成电路U4的第3、10引脚连接电机MG1的两端；
边界扫描口仿真电路由主控制器集成电路U2、排阻RP1和插接件J3组成，主控制器集成电路U2的方式选择端23引脚、串行数据输出24引脚、串行数据输入28引脚和时钟信号输入27引脚分别连接排阻RP1上拉，再分别接入插接件J1的5、3、9、1端子，插接件J1的4端子接电源，2、10端子接地；
电源电路由DC-DC稳压集成电路U1、电阻R1、R2、开关P1和锂电池B1组成，锂电池B1先串联开关P1再接入DC-DC稳压集成电路U1的输入1引脚，DC-DC稳压集成电路U1的使能3引脚与输入1引脚短接，DC-DC稳压集成电路U1的2引脚接地，输出5引脚输出VCC电压，反馈4引脚和输出5引脚通过电阻R1连接，反馈4引脚和地通过电阻R2连接。
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