CN108474217B - 用于电动锁与电动锁改装的通用控制模块及其操作方法 - Google Patents

Abstract

改装至电动机械门锁或磁力门锁(2)的控制单元(23)。该控制单元(23)包括具有连接到标准电动机械门锁(2)的电连接器的电出口端口(35a、35b、35c、35d)的外壳(20)，以便提供控制锁(2)的附加方式。特别地，外部控制单元(23)从移动设备，如电话(22)接收用于锁定或解锁门锁(2)的锁定指令。

Description

用于电动锁与电动锁改装的通用控制模块及其操作方法

技术领域

本发明涉及用于电动机械锁的无线控制模块。特别地，涉及对现有电动门锁进行控制单元改装，以提供用以操作现有锁的辅助工具。

背景技术

通过多种方法操作电动机械门锁，例如通过有线遥控器，其最简单的形式就是在远离门处如在远离建筑物入口门的房间里提供的按钮。为了进入建筑物，已知使用设置为当接收到预设字母数字密码的输入信息时打开锁的小键盘。此外，锁与遥控器之间的无线通信系统是普遍的，例如基于红外信号。后一种通信通常用于车库门，此处的术语“门”包括各种类型的车库出入口。通常对于各种类型的锁，存在特定类型的通信，且一个红外遥控器通常只能够用于单个锁。

通常地，由电话操作锁定和打开的最新的现代锁正在变得越来越普遍，不仅为用户提供了更好的舒适性，还提高了安全性。然而，从较旧的、较简单的类型的锁变换至现代的先进的锁系统是昂贵的，并且在机械上并不总是简单的任务。特别地，将门锁装配至门板中可能需要门本身进行改进或改变，这通常是不想要的。而且，门锁现有的遥控操作通常必须进行改变，这并不总是想要的，特别是当已经建好某个系统时。

由于此原因，为电动机械门锁提供易于安装的改装锁系统是有利的。特别地，对于这样的系统，提供与现代类型的电话操作门锁具有同样的高安全性的改装系统，包括加密通信以及多功能性是有利的，优选地，包括使用一个电话操作各种门锁。而且，提供改装改进，使得用单个无线设备能够操作各种各样的锁是有利的。

发明内容

因此本发明目的是提供本领域的改进。特别地，本发明的目的是提供通用模块，该模块能够通过无线信号操作，特别是来自手机的无线信号，其能够设置为用于各种电动机械门锁的控制。还有一个目的是提供用于对现有锁进行改装的模块。这些目的通过下文中详细描述的用于电动机械锁的改装无线控制系统和方法实现。

下文中的该改装系统涉及改装和操作设置在现有电子致动门锁上的外部控制单元，以通过改装的外部控制单元引发锁定和开锁。这样的系统特别适用于以下类型的锁。

该门锁包括可电控的锁机构，用于在通过电力激活锁定机构时保持门关闭或打开。例如，门锁为电动机械类型的，并包括门板中的可伸缩锁舌，其与门框上的凹口配合。或者，锁定机构包括与锁舌配合的活动盖，活动盖通常设置在门框内。这两个的组合也是可能的。锁舌或盖由电动机械驱动单元驱动，例如电机或电磁线圈，在锁舌的情况下，电动机械驱动单元通常安装在门板内，也叫门扇内，而在盖的情况下，电动机械驱动单元通常安装在门框内，这在撞击锁中是常见的。

在这样的电动机械锁中，锁定机构被来自第一电力供应的电流激活，第一电力供应通过第一电线连接电气连接至锁定机构，借助从第一电力供应通过第一电线连接到锁定机构的电力，引发锁定机构的激活或解除激活，第一电力供应例如包括电继电器。第一电源例如电池、发电机或到公共电网的连接，通过第二电线连接电气连接至第一电力供应，以向第一电力供应提供电力。第一电力供应，例如包括继电器，可选地设置在锁的外壳上或外壳内，但是也能够远离锁外壳设置。

作为不同的替换方案，锁定机构为没有驱动单元的磁力锁。

为了控制例如包括电气继电器的第一电力供应，第一控制器功能性连接至第一电力供应以引发第一电力供应打开或关闭从第一电源通过第二电线连接、进一步通过第一电力供应并通过第一电线连接至锁定机构的电力。在最简单的形式中，控制器为按钮或门把手。在更高级的系统中，控制器为字母数字小键盘、遥控器或移动设备，例如移动电话或传呼机。这种锁的类型为传统类型并普遍使用。

为了扩展控制门锁的能力，在第一电力供应、第一电源和第一控制器之外提供外部控制单元。因此，它是用于改装的附加控制单元，在门锁安装很久之后，例如至少一个月或者甚至至少一年之后，尽管通常是几年后，对附加控制单元进行设置、安装和操作。

外部控制单元包括不同于第一电源的第二电源，其除了设置为通过来自第一电源的电流驱动锁定机构，还设置为供应适于驱动锁定机构的电流。

外部控制单元包括壳体，其中设有微处理器和能够与无线设备通信的近程无线数字数据信号收发器，无线设备例如移动电话。收发器电气连接至微处理器用于在收发器和微处理器之间交换数字数据信号。该微处理器是可编程的，用于在锁收到来自移动设备如移动电话，特别是智能手机的指令时，对锁进行操作。

例如，在这样的情况下，智能手机将配有计算机应用，所谓的APP，其在智能手机显示器上向用户提供合适的用户界面，以便门锁的锁定和解锁。此外，借助使用外部控制单元，当智能手机在外部控制单元附近时，这样的APP能够用于自动引发门的打开。

外部控制单元包括壳体中的第一电气连接端口，用于借助连接端口与锁之间的电线连接提供电力至锁。通常地，根据驱动单元的位置，外部控制单元将设置在门板上或门框上，但是它也能够在一定距离内安装，尽管通常在几米的距离内，并很少超过10米的距离。在壳体内，第一电气连接端口经由第一开关机构可连接至第二电源，以接收来自第二电源的电流。微处理器可操作地连接至第一开关机构，并设置为根据微处理器中编程的操作步骤，引发第一开关机构接通和断开通过第一连接端口的电流。

来自第一电气连接端口的电流能够可选地用于直接操作锁定机构，例如电磁线圈或电机。然而，一些锁包括具有电动继电器的第一电力供应，电动继电器接通或断开来自第一电源的电流。外部控制单元随后能够改为用于直接操作锁或者操作第一电力供应的电动继电器。

例如，用户或安装人员识别门锁包括继电器是否作为电力供应的一部分，如果电力供应不包括继电器，识别提供到锁定机构的电力通道的第一连接，第三电线连接电气连接至外部控制单元的第一连接端口，并连接至第一电线连接。一旦借助微处理器收到数字指令，锁定机构借助外部控制单元用以下方式操作。电流从第二电源经由第三电线连接和第一电线连接，通过外部控制单元的第一连接端口馈送到锁定机构。外部控制单元由此作为直接操作锁的进一步的机构工作。

在电力供应包括继电器的情况下，用户或安装人员识别继电器是否包括到继电器的电流输入用于借助外部电流操作继电器。确认的话，将第三电线连接电气连接至第一连接端口。一旦借助微处理器收到数字指令，锁定机构借助外部控制单元用以下方式操作。电流从第二电力供应经由第一连接端口和第三电线连接馈送到继电器。外部控制单元由此作为借助操作第一电力供应的继电器来操作锁的进一步的机构工作。

一些继电器不借助外部电力供应引发锁定或解锁，而是使用电路，当闭合或打断电路时引发继电器启动门的锁定或解锁。例如，这样的电路能够被简单的按钮闭合。

对于第一电力供应中这样类型的继电器，进一步的特征是有用的。对这种情况，外部控制单元包括进一步的电气连接端口，该电气连接端口设置有双极电线连接器，在双极之间设有第二开关机构用于双极彼此间的电气连接或断开。使用这些以借助连接或断开电路来操作锁。微处理器可操作地连接至第二开关机构，以根据微处理器中编程的操作步骤，使第二开关机构引发两极彼此之间电气连接或断开。外部控制单元的进一步的电气连接端口或多个端口能够因此借助电线连接电气连接至锁，作为将锁锁定或解锁的附加控制。

例如，用户或安装人员识别门锁包括继电器是否作为电力供应的一部分，在电力供应包括继电器的情况下，识别继电器是否包括两个电流输出极，两个电流输出极用于操作依赖于电流输出极彼此电气连接的第一电力供应。若得到肯定答复，进一步的连接端口的双极电线连接器与第一电力供应中继电器的两个电流输出极借助第三电线连接电气连接。由于接收微处理器的数字指令，锁定机构借助外部控制单元以下列方式操作。双极电线连接器的两个极借助第二开关机构彼此电气连接或彼此断开连接，这是为闭合或断开第一电力供应中电流电路而设置。由于闭合或断开电流电路，引发第一电力供应经由第一电线连接从第一电源向锁定机构进行供电操作。

在有利的实施例中，外部控制单元包括能够向锁提供电流的连接端口和能够用于闭合或断开现有电路的端口。这使得外部控制单元通用。

例如，相对上面的说明，外部控制包括

-壳体；

-第二电力供应，例如电池，电池可选地设置在壳体内；

-壳体内设有微处理器和短距离无线数字数据信号收发器，短距离无线数字数据信号收发器设置为接收来自移动设备的数字数据指令，其电气连接至微处理器并设置为在收发器和微处理器之间传输数字数据信号；

-壳体中的第一电气连接端口用于接收来自第二电力供应的电力，并借助第一连接端口和锁之间的电线连接向锁提供此电力；其中微处理器可操作地经由第一开关机构连接至第一连接端口，用于根据编程的操作步骤引发打开和关闭通过第一连接端口的电流，

-进一步的电气连接端口设置有双极连接器和第二开关机构，第二开关机构设置在双极连接器的双极之间用于两极彼此之间的电气连接或断开，以借助连通或打断电流电路操作锁；微处理器可操作地连接至第二开关机构，用于引发第二开关机构根据编程的操作步骤将两极彼此之间电气连接或断开。

可选地，进一步的连接端口包括具有双极连接器的第二电气连接端口，且第二开关机构包括失效打开继电器，其在默认情况下断开第二双极连接器的两极之间的连接，并在运行激活情况下连接第二双极连接器的两极，运行激活情况借助向失效打开继电器供应电流引发；其中进一步的连接端口包括具有第三双极连接器的第三电气连接端口，且第二开关机构包括失效闭合继电器，其在默认情况下连接第三双极连接器的两极，并在激活情况下断开第三双极连接器的两极之间的连接，激活情况借助向失效闭合继电器供应电流引发。

为了调节电压，第一开关机构数字连接至微处理器，以接收并执行用于在变压器电流出口调节电压的数字指令，电流出口连接至第一电气连接端口。

这样的外部控制单元能够作为第一电子门锁定机构之外的辅助工具，用于门锁的电操作。

例如实际上，移动设备设置为用于短距离无线数字数据信号通信。在锁定或解锁前，在移动设备和外部控制单元的微处理器之间建立短距离无线数字数据通信链路，移动设备和微处理器之间借助短距离无线数字数据通信链路进行数字数据交换。例如，此初始数据交换用于识别、信号交换、并可能用于创建加密的通信线路。

一旦微处理器准备好接收锁门或解锁门的指令，发起移动设备与微处理器之间的指令会话，并且，作为指令会话的一部分，移动设备向锁发出操作指令，用于锁的锁定或解锁。借助微处理器接收操作指令的结果是，功能性连接至外部控制单元中第一连接端口的微处理器，引发第一连接端口经由第三电线连接为锁提供电流。此电流引发锁相应地锁定或解锁。此电流直接向驱动单元或者向继电器提供，继电器控制电流通过驱动单元。相应地，磁力锁能够以这种方式操作。

在改装不同类型旧锁的情况下，必须调节外部控制单元适合门锁的电气要求。例如，借助对微处理器编程、借助在外部控制单元中设置适合的变压器或借助在外部控制单元中重新布线能够完成。然而，为了便于安装，有利地，外部控制单元已经设有用于连接到各种锁的许多安装的替代方案。在这种情况下，对于各种替代方案，提供多个连接端口，例如连接端口中的一个或多个被设置为提供12V-24V范围内的电流以直接控制锁中的锁定机构的驱动单元，或者在门锁是失效打开或失效关闭类型的锁的情况下，被设置为提供引发门锁的继电器锁定或解锁门锁的电信号对。在一个简单的版本中，外部控制单元可以根据微处理器的指令在12V和24V之间进行变换，后者可编程以引发正确的电压调整。

例如，如果电源持续向继电器提供电力以向锁定机构持续提供电力保持门关闭，即“失效打开”情况，连接端口可串联在电力供应和继电器之间的电线中，并设有开关断开向继电器的电力，以借助外部控制单元引发门锁的打开。

在没有改装外部控制单元时门锁已经具备的功能以外，驱动单元被来自外部控制单元的电流激活。例如，驱动单元然后可以由来自外部控制单元的电流决定，将锁舌伸入到门框中的凹口中或从门框中的凹口中缩回。或者，门框中的活动盖将借助驱动单元移动，以释放锁定插销。

可选地，外部控制单元能够通过连接到外部控制单元的外部电源运行。可替换地或附加地，外部控制单元在壳体内部设有电池，其中电池电气连接到微处理器以向微处理器提供电流。

在一些实施例中，电池功能性连接至连接端口，例如第一连接端口，以向其提供电流。在这种情况下，电池提供适当的电压是必要的。如果电池的电压低于12V，可设置变压器，电压从电池电压升高至所需值，通常在12V-24V的区间内。该增强电流随后提供至相应的连接端口。

在一些实施例中，该系统还提供增强的安全性以对抗所谓的嗅探和随后的欺骗性开门。嗅探是一种未经授权的行为，其中由未经授权的人操作的电子接收器读取无线信号，所谓的“中间人”稍后使用读取的信号在盗窃企图中打开门。

为了增强安全性，特别是对抗嗅探和黑客，如果锁定或解锁指令使用数字加密是非常有利的。例如，作为指令会话的一部分，会话加密密钥由移动设备或由外部控制单元的微处理器创建，或由两者合作创建。然后将该加密密钥用于借助短程无线数字数据通信在移动设备和微处理器之间交换的数字数据的加密和解密

为了阻止对加密信号的嗅探及其随后的未授权使用，有利地，加密密钥仅在短时间内有效。这意味着如果执行是在预定的时间限制内的，则仅由外部控制单元执行操作指令。例如，这样的预定时限按照从数字时间戳开始的预定时间段计算，该数字时间戳作为加密操作指令的一部分提交。例如，时间段的持续时间是几秒，可选地为3秒。

在一个实际的实施例中，会话加密密钥至多在预定的时间限制之前具有有效性，并且只有会话加密密钥在解密时有效的情况下，才由外部控制单元执行操作指令。如果加密密钥无效，则可能不执行解密，并且外部控制单元不执行任何锁定或解锁操作。应该强调的是，由于与预定时间段相比，解密指令和执行指令之间的时间跨度短，所以实际上，操作指令的解密和执行被视为准同时。这些措施降低了欺骗性解锁门的风险。

在特定实施例中，如果在预设时间限制之前锁定或解锁，加密密钥仅到借助外部控制单元锁定或解锁的阶段之前是有效的。因此，解锁或锁定动作在预设时间限制前进行的情况下，此动作影响预设时间限制，且一旦执行锁定或解锁，加密密钥就失去其有效性，即使是在预设时间限制晚于操作指令的解密和执行的情况下。这意味着一个加密密钥只能用于一次锁定或解锁的优势；对于重复锁定或解锁，会话加密密钥不再次使用是可能的。例如，在借助授权人员锁定的情况下，未授权第三方不能使用同样的加密密钥用于后续的解锁动作，即使锁定和解锁之间的时间跨度很短。

与移动设备合作的外部控制单元能够定期数字连接至远程服务器系统。服务器系统能够用于接收和储存日志文件，并涉及外部控制单元的专用参数设置，例如每天在特定时间自动锁定或解锁。对于这样的会话，如果希望为这样的其他会话加密数据传输，则也使用会话加密密钥。

正如从上面关于加密通信所看到的那样，改装允许以最小的努力和成本将旧型锁升级到高度先进的现代门锁。

如上所述的移动设备，例如智能手机，可以提供合适的计算机应用，即所谓的APP，以增强系统的多功能性。例如，APP可用于将智能手机与多个外部控制单元相关联，每个单元连接到多个门锁中的一个。

如果移动设备与连接到相似数量的改装门锁的多个外部控制单元相关联，则该方法可选地涉及以下更详细的步骤。在移动设备与控制单元中的一个之间建立指令会话之前，在移动设备与所有多个外部控制单元中的微处理器之间建立短距离无线数字数据通信链路，并且无线数字数据，例如没有加密的数据在移动设备和多个外部控制单元之间进行交换。从多个外部控制单元的每个微处理器中，将对应的外部控制单元的唯一标识符ID提交给移动设备并用于授权检查。授权的个体ID在移动设备上被接收并显示在移动设备的用户界面上。然后，用户可以在用户界面上的其他标识符中的选择一个或多个ID，并且给出指示，例如用户界面上的指针动作或者移动设备上的键盘动作，用于门锁的锁定或解锁。作为对该指示的响应，指令会话仅以特定的外部控制单元或与特定选择的一个或多个ID所对应的那些特定选择的外部控制单元来发起和执行。

可替换地或附加地，使用简化方法。在此实施例中，一旦移动设备处于外部控制单元的通信距离内，就在移动设备如智能手机与外部通信单元之间建立短距离无线数字数据通信链路。因此，不需要用户的动作。作为建立具有高于预设水平的短距离通信信号强度的通信链路的响应，例如预设水平在最大信号强度的20％以上，不需要用户干涉就自动发起指令会话，引发解锁动作。这对用户来说是非常实用的，因为移动设备能够保持在口袋或包内，而门将在靠近时打开。

此控制单元特别适用于改装旧的、现有的并且已经安装的电动机械门锁或磁力门锁。然而，也可能将该系统使用于具有简单特征的新锁以增强功能性。

术语“门锁”应广泛理解，并且其中还涵盖车库出入口和房地产出入口等。

附图说明

将参照附图详细描述本发明，其中：

图1为具有门锁的门的原理图；

图2为具有电动机械门锁的门的图；

图3为具有控制系统的门锁的原理图；

图4为用于控制门锁的外部控制单元和系统的原理图，如该外部控制单元和系统作为一种改装；

图5为具有三个连接端口的集成电路板的图。

具体实施方式

图1示出了具有门板1’的门1，门板1’在框架1”中向内和外摆动。门1包括门锁2，门锁2包括门板1’中的第一锁部2’和框架1”中的第二锁部2”。第一锁部2’和第二锁部2”相互作用以锁定门1。例如，第一锁部2’为具有可动锁舌的锁模块，且第二锁部2”为凹槽，锁舌接合其中用于锁定。或者，第二锁部2”为可动锁扣板，通过移动远离锁舌来将锁舌从被锁的位置释放。进一步的可替换方案为磁力锁，其中电力产生磁场以保持电磁铁抵靠相对的磁力相互作用极。

在下文中，关于可动锁舌对该设备进行描述，然而，该原理是通用的并且也适用于上文提到的所有三种类型的锁以及其他电动机械类型的锁。

图2示出了具有门板1’的门1，其中安装了门锁2的第一门锁部2’。第一门锁部2’包括把手3，当压下把手3时，把手3使可动锁定元件收缩，在此处示出的例子中为可动锁舌4，当锁舌4伸出时与门框1”中的扣槽相接合，当锁舌4收缩时摆脱扣槽。使用具有字母数字键的小键盘5，作为用于操作锁定元件打开或锁上门1的把手3的替换方案或附加手段。输入字母数字密码使小键盘5向集成电路提交表示该密码的电子数据，这转而激活驱动单元，例如电机或电磁线圈，该驱动单元激活锁定元件，特别地将锁舌4移入或移出门板1’，并分别移出或移入扣槽。或者，门锁2可为不同类型，把手3将锁扣板收缩入打开位置。作为小键盘5和/或把手3的另一替换方案或附加手段，第一门锁2装配有与锁定元件功能性连接的无线接收器，用于接收并执行无线数字指令以将门锁定或解锁。

图3示出了具有外壳20的锁部2’的实例。第一锁部2’包括锁舌4，锁舌4延伸进入外壳20并通过连接器7连接至外壳20中的驱动单元6如电机或电磁线圈，如双箭头8所示出的，这样使得锁舌4能够被驱动进出外壳20。驱动单元6通过电线11接收电流。接收该电流有多种可能，例如通过伸出外壳20并连接至电源的电线11、或者连接至电气端口18的电线11，通常为用于多芯插头的插座。电气端口18、或电线11直接地接收电力，通常为12V或24V电压信号，该供应引发激活驱动单元6以收缩和/或伸出锁舌4。

如上所述，锁2能够为不同类型，其中来自这样的电气端口或来自电线11的电力用于激活框架1”或磁性锁中的锁扣板。该原理同样适用。

输送至端口18，或直接输送到电线11的电力由第一电力供应10提供，如图3所示。例如，第一电力供应10包括开关17，当开关闭合时导通由第一电力供应10接收的来自电源19的电力，经过第一电力供应10并通过端口18将该电力传递到驱动单元6，或者如果锁2不具有这样的端口18时，直接通过电线11传递。例如，电源19为外部电源。

在最简单的情况下，第一电力供应10包括手动按钮，一旦按下或者，可替换地，一旦解除开关17的闭合，将关闭从电源19经过电线21，可选的经过端口18，并经过电线11到达驱动单元6的电源电路。

或者，第一电力供应10包括通过电信号电力地激活或解除激活的电气继电器12。例如，这样的信号通过电线连接13从小键盘5接收和/或通过不同的电线连接13’从手动按钮开关17’接收，可选地，是来自电池19’或其他类型电力供应的电流的电馈送。或者，按钮开关17’用于断开来自第一电力供应10的电流电路。第一电力供应10的激活是通过向继电器12供应电流、还是通过断开来自继电器12的电流电路、或者是通过闭合到继电器12的电流电路来产生，取决于继电器12的类型。

可选方案或附加手段为遥控器14，其无线信号15由接收器9接收，当激活时，其例如通过将电流经过电线连接13”传输至第一电力供应10的继电器12或者通过断开来自第一电力供应10中的继电器12的电流来操作开关17。

例如，从外部控制单元提供到端口18或者直接到电线11的第三电线连接24用于控制锁2。可选地，从外部控制单元提供的可替换的第三电线连接24’进入第一电力供应10的继电器12，作为附加电控制机构。这样的选择在下文中更详细描述。

在电力供应包括继电器12的情况下，传递至第一电力供应10的电流脉冲，可选地用于解锁门1、保持门解锁、或锁上门1。或者，来自第一电力供应10的稳定电流电路被断开或闭合以引发门的锁定或解锁。存在不同的系统并且各种组合都是可能的。

例如，集成电路包括基于定时器的编程，这样使得门1默认在白天解锁并在夜间锁定。为了在白天锁门，输入到继电器12的电力是必要的，并且为了在夜间打开门，必须断开电力供应。

传递至第一电力供应10的电脉冲有各种类型，这取决于目的和必要性。例如，为了驱动具有锁舌4的驱动单元6，用于解锁和锁定所需的脉冲可以相对较长。相比之下，对于撞击锁所需的脉冲长度通常相对较短。在磁力门锁中，断开门板1'与门框1”之间的磁力所需的脉冲可以相对较短，而保持其关闭所需的电流相对较长。根据锁2的类型，必须相应地管理到继电器12的信号。电流是导致锁定还是解锁取决于门锁2是停电时锁定的类型还是停电时解锁的类型，其通常分别被称为“失效锁定”和“失效解锁”。术语还可以使用“失效闭合”和“失效打开”。

第一电力供应10示为在外壳20的外部，但是原则上也可设置在外壳20上或外壳20内。电源19通常设置在外壳20外，尽管这并不是严格必要的。

关于遥控器14，通常地，对于每种类型的锁2，存在特定通信系统使得为一个锁2或一种类型的锁2工作的遥控器14对另一个锁2或另一种类型锁2不起作用。为了提供通用的锁定和解锁系统，提供以下改进。

参考图2，外部控制单元23设置为锁2的附加控制。外部控制单元23通过外部电线24电气连接至电动机械锁2，或者可替换地，如图3所示，通过外部电线24’电气连接至第一电力供应10，特别是如果此第一电力供应10包括电气继电器12。这样的外部控制单元23可能集成入或插入门板1’。或者，这样的外部控制单元23’安装在门板1’上，或者等同地安装在围绕门板1’的门框1”上。电线能够用于从门框1”横穿到门板1’，例如通过铰链。门1附近的位置是可能的，例如墙壁安装。如果门锁2为门框1”中具有锁扣板的撞击锁，外部控制单元23和电线24将相应地位于门框1”内或门框1”上。

需要指出的是，具有锁舌4的系统是示范性的，且外部控制单元23也能够应用于门板1’通过磁性相互作用保持抵靠门框1”的磁力锁。

图4示出了这样的外部控制单元23的功能的实例。外部控制单元23通过具有移动设备22的无线通信26操作，通常为移动电话。外部控制单元23包括功能性连接并电气连接的收发器25和微处理器33。它们通常并入外部控制单元23的壳体34中，尽管它们也可设置在外部并功能性连接至外部控制单元23。在下文中，认为收发器25和微处理器33位于外部控制单元23的壳体34内，尽管本发明能够易于为外部通信和控制模块25改装。微处理器33存储并执行用于运行外部控制单元23的计算机程序。当移动设备22在外部控制单元23的收发器25附近时，收发器25设置为经由短距离无线协议通信线路26与移动设备22数字通信。

在收发器25接收数字无线控制信号用于解锁或锁定门锁2的情况下，该信号经由收发器25传送至微处理器33，根据外部控制单元23的设置通过连接端口35a、35b、35c、35d之一发起相应的电信号。

术语电信号在此处用于外部控制单元23的各种电气操作，例如：

-从第一连接端口35a或第一替换连接端口35b发送电压脉冲，通常为12-24V的脉冲；

-闭合连接至第二双极连接端口35c的两个电线之间的电流电路；或

-断开连接至第三双极连接端口35d的两个电线之间的电流电路。

由于用于操作门锁2的各种信号的数量相对少，外部控制单元23设有具有电缆插座的多个连接端口35a、35b、35c、35d。为了说明，端口的数量示为4个，然而，端口的不同数量是可能的，例如3、5、6、7、8、9或10个端口。然而，通常使用至少三个端口，例如四个，使外部控制单元23如下文所述为多功能的。

在一些实施例中，外部控制单元包括一个电力出口35a用于将电流直接供给驱动单元，例如通过电线24和电线11的12V-24V的电力，以及用于向继电器10供电的附加连接端口35b。在其他实施例中，两个端口35a和35b在单个的第一连接端口35a中合并。

例如，为了从外部控制单元23提供12-24V电力信号，外部控制电源23电气连接至电力网，例如连接至110V或220V电流，可选地，包括变压器40用于降低电压。可替换地或附加地，电池系统36并入外部控制单元23。例如，外部控制单元23设有变压器40，且3.3V电池使用变压器40升高至12-24V，在此情况下，可补充停电时来自电力网的电力供应或者不需要电网连接。后者是优势，因为其便于安装，特别是在改装的情况下。在图4中，变压器40以及微处理器及收发器25示为集成电路板41的一部分，集成电路板41用电线连接至连接端口35a、35b、35c、35d，还连接至电池36的触点。为了简便，并未对集成电路板41上的所有部件进行说明。

例如，外部控制单元23设置为从第一电气连接端口35a经由电线24向门锁2的端口18发送电流，通常为12V-24V的电流，并进一步通过电线11发送至驱动单元6用于引发驱动单元6通过激活锁舌4或者可替换地激活锁扣板分别锁定门或解锁门。除了结合图3一起描述的锁2的现有控制系统，还提供了借助外部控制单元23通过第一电气连接端口35A锁定门或者解锁门的可能性。

或者，外部控制单元23设置为经由可替换的第一连接端口35b和可替换的电线24’发送电流至锁2的第一电力供应10，特别是继电器12，以引发门锁2的打开或锁定。然而，如果用于继电器12的信号与用于直接供给锁2的类型相同，例如12-24V的信号，能够使用该可替换的第一连接端口35a，并且该可替换的第一连接端口35a可编程为直接向锁2供应电流，例如供至端口18，并向继电器12供应电流。如果能够借助与调节变压器合作的微处理器33正确地、适当地调节第一连接端口中的电压和电流，后者也是可能的。

用于继电器12的电流是引发锁定还是引发解锁取决于门锁2在停电的情况下是锁定的还是解锁的，这通常分别被称为“失效锁定”和“失效解锁”。

可能地，不同的连接端口35a、35b、35c、35d不仅设置为用于通过锁2的电气端口18的不同标准的电流，而且可选地，还可以设置为用于不同类型连接器的不同类型插座。

对一些类型的继电器，继电器12具有双极继电器端口，其中双极之间的电气连接引发一种运行类型，而断开引发另一种运行类型。为了运行这样的继电器，外部控制单元23具有两个端口35c和35d，其中之一通过电线24’连接至此类型继电器12。两个端口35c、35d中的每一个具有双极连接器。第二连接端口35c默认断开两极，并在电激活时引发两极连接。另一端口35d默认两极连接，并在电激活时引发断开。通过使用第二连接端口35c或第三连接35d中的任一个经由电线24’连接至继电器12，外部控制单元23能够适用于特定类型继电器12。根据哪个端口最合适也取决于它是否是用于“失效锁定”的系统而另一个是否是用于“失效解锁”的系统。

图5示出了集成电路板41的实例，其中示出了微处理器33和变压器40，尽管能够集成其他元件，例如收发器25。为了简便，集成电路板41上的所有部件并未都示出。电路板41中的电流供应连接43示为粗线，然而电子指令线44示为细线。板41通过来自电池36的电力输入42接收电力，其电压由开关机构45控制借助变压器提高至12V或24V，开关机构45电气连接至微处理器33并接收来自微处理器33的电子指令，以根据来自微处理器33的指令，将来自变压器的电流在开闭之间以及在各种电压例如12V和24V或者在预设范围内的电压之间切换。具有升高电压的电流能够借助第一电气端口35a中的电线连接器48a接入。第一电气端口35a也起到上文描述的可替换的第一电气端口35b的作用。取代电池36的是，不同电源是可能的，例如来自电网的电力。参考图3和图5，连接端口35a和驱动单元6之间的第三电线连接24是连通的或者第一连接端口35a和第一电力供应10之间的可替换的第三电线连接24’是连通的。

微处理器33也控制电路板41的第一继电器46c以及第一继电器开关47c，第一继电器46c为失效打开继电器，当根据来自微处理器33的指令将电力供应至第一继电器时，第一继电器开关47c是关闭的。当第一继电器开关47c关闭时，第二连接端口35c中的双极连接器48c电连通，这样使得如图3所示的来自第一电力供应10的继电器12的电路回路关闭。此外，微处理器33还控制电路板41的第二继电器46d以及第二继电器开关47d，第二继电器46d为失效闭合继电器，当根据来自微处理器33的指令，将电力供应至第二继电器46d时，第二继电器开关47d是打开的。当第二继电器开关47d打开时，第三连接端口35d中的双极连接器48d电断开，这样使得如图3所示的来自第一电力供应10的继电器12的电路回路断开。参照图3，连接端口35c或35d与第一电力供应10之间的可替换的第三电线连接24’连通。

外部控制单元23适用于对现有的电动机械门锁2的改装和升级。对消费者的优势是可用包括借助移动设备22如手机的无线应用的高科技门锁控制系统升级现有门锁2，而不需要更换门锁2。如上所详述，该改装系统不仅可能电气连接至驱动单元6，还可能连接至继电器12，如图3中由第一电力供应10所示出的。

对于这样的改装系统，对于必须施加的电流存在不同的要求。有些锁需要12V的电压，而另一些需要24V的电压。一些锁，例如具有电锁扣板的门锁，需要短的信号，例如小于1秒，用于使用电磁线圈抽出锁定元件如锁扣板，而其他锁则需要更长的信号，例如在1-5秒之间，这时电机驱动锁定元件如锁舌，进入或脱离锁定接合。此外，其他锁需要一个短信号来打破磁力锁中的恒定磁力。尽管各种锁具有各种各样的信号要求，国际标准化意味着对于市场上大多数电动机械锁具来说，关于通过电气端口18输入的需求，不同系统的总数量相对较少。相应地，对于市场上也配备有外部端口的大多数锁2，通过端口18进行外部控制的标准相对较少。例如，许多门锁在12V-24V范围内的电压下操作。微控制器33相应地是可编程的，用于控制对所连接的锁2有用的脉冲长度和电压的传送。

如图4所示，该系统还包括数字数据服务器系统31，用于外部控制单元23和移动设备22的初始认证，并且用于与移动设备22和外部控制单元23之间的通信有关的数据的更新。移动设备22和服务器系统31之间的通信28、30经由因特网29完成。服务器系统31包括计算机可读存储器32和用于存储和执行计算机程序的处理器，并且包括加密引擎，该加密引擎被设置为处理来自移动设备22的认证请求，移动设备22与外部控制单元23的控制功能的启动相关。而且，日志文件被发送到服务器并存储在数据库中。

当移动设备22靠近外部控制单元23时，通过外部控制单元23的收发器25在移动设备22和微控制器33之间建立无线连接26。无线连接26通常根据短距离无线协议例如蓝牙、无线局域网(Wi-Fi)或无线个域网(Zigbee)来建立。如果外部控制单元23已经预先配置在移动设备22的存储器中，则移动设备22例如通过无线连接26向外部控制单元23的收发器25和微处理器33发送操作指令，例如根据用户从移动设备22上显示的用户界面27，如触摸屏界面输入。因此，移动设备22配备有相应的计算机应用。例如，移动设备22是包括所谓的“App”的智能手机，“App”是智能手机中交互式计算机应用的特定术语。例如，可以提示用户通过指针动作或其他指示方法在移动设备22的用户界面27上的列表中选择外部控制单元23的唯一个体标识符ID，并启动具体所选择的外部控制单元23的操作。外部控制单元23中的微处理器33是可编程的，用于激活连接端口35a，35b，35c，35d中正确的一个，用于经由端口18或经由继电器10，或者通过电流回路是必须闭合还是断开来向锁2中的驱动单元6提供电流。

或者，移动设备22被编程为自动指示外部控制单元23的微处理器33提供电流到锁2，用于当移动设备22处在外部控制单元23的短距离内时引发解锁，该距离范围由无线连接26上的短程通信链路所需的范围给出。

如从上文描述看来的那样，具有外部控制单元23的系统对现有的锁2的改装是非常有用的，其中可以保持锁2的正常和原始运行模式，例如具有数字小键盘5或遥控器14的操作，并且可以以简单的方式添加具有移动设备22的高科技操作。添加移动设备22功能意味着提升用户舒适度的选项，还意味着增加了安全性的选项，因为软件系统可以经由因特网29通过服务器系统31经常更新最新安全特征，包括高级加密算法，这降低了未授权访问的风险，例如通过所谓的黑客或遥控器14的无线信号嗅探。

如上所述，可以对具有锁舌或锁扣的锁进行改造。即使对于磁力锁，也可以使用改装。本领域中还有其他选择，本发明的重要方面在于具有端口18的电动机械锁可以升级为具有移动设备22，通常为移动电话的高科技打开系统。外部控制单元23的连接端口35a、35b、35c、35d可以被设置为适合特定类型的锁。为了便于使用，外部控制单元23设置有相应的连接端口35a、35b、35c、35d，这些连接端口适用于销售外部控制单元23的相应市场中的主要类型锁。用户因此能够从用于连接到门锁2的多个连接端口35a、35b、35c、35d中选择正确的。

术语“门”也意在涵盖广义上的门，例如，还包括车库出入口和一般地产的入口端。

数字列表

1 门

1’ 门板

1” 门框

2 电激活门锁

2’ 第一锁部

2” 第二锁部

3 把手

4 锁舌

5 小键盘，可选作为控制器

6 驱动单元

7 驱动单元6与锁舌4之间的连接器

8 指示锁舌移动的箭头

9 接收器

10 第一电力供应

11 到驱动单元6的电力的第一电线连接

12 第一电力供应10中的继电器

13 从小键盘5到第一电力供应10的电线连接

13’ 按钮开关17’与第一电力供应10之间的电线连接

13” 接收器9和第一电力供应10之间的电线连接

14 遥控器，可选作为第一控制器

15 来自遥控器14的无线信号

17 第一电力供应10中的开关

17’ 按钮开关，可选作为第一控制器

18 锁2中的电气端口，用于将电流供应至驱动单元6

19 电源

20 外部控制单元23的外壳

21 第二电线连接

22 移动设备

23 外部控制单元

24 连接端口35a和驱动单元6之间的第三电线连接

24’ 连接端口35b、35c、35d和第一电力供应10之间的可替换的第三电线连接

25 外部控制单元23中的收发器

26 移动设备22和收发器25之间的无线连接

27 移动设备22的用户界面

28 移动设备和因特网29之间的通信

29 因特网

30 因特网29和服务器系统31之间的通信

31 服务器系统

32 服务器系统31的存储器

33 外部控制单元23中的微处理器

34 外部控制单元23的壳体

35a 用于直接馈送电线11的外部控制单元23的第一电气连接端口

35b 用于馈送第一电力供应10的外部控制单元24的可替换的第一电气连接端口

35c 用于闭合来自第一电力供应10的电路的第二电气连接端口

35d 用于断开来自第一电力供应10的电路的第三电气连接端口

36 电源，例如电池

37 端口35a-d与电源36之间的电气连接

40 变压器

41 外部控制单元23中的集成电路板

42 电路板电力输入

43 电路板中的电气连接

44 控制线

45 变压器40的开关机构

46c 失效打开继电器

46d 失效闭合继电器

47c 失效打开继电器46a中的开关

47d 失效闭合继电器46b中的开关

48a 第一电气连接端口35a中的电双极电线连接器

48c 第二电气连接端口35c中的电双极电线连接器

48d 第三电气连接端口35d中的电双极电线连接器

Claims (15)

1.一种用于将外部控制单元(23)改装至门(1)中的现有电激活门锁(2)的，并借助所述改装的外部控制单元(23)引发门锁(2)的锁定和解锁的方法，

其中，所述门锁(2)包括

-电气可控的锁定机构(4、6、7)，在所述锁定机构(4、6、7)被电力激活时用于保持门(1)关闭或打开；

-第一电力供应(10)，其借助第一电线连接(11)电气连接至所述锁定机构(4、6、7)，用于借助从所述第一电力供应(10)通过所述第一电线连接(11)到所述锁定机构(4、6、7)的电流引发所述锁定机构(4、6、7)的激活或解除激活；

-第一电源(19)，其借助第二电线连接(21)电气连接至所述第一电力供应(10)，用于经由所述第一电力供应(10)向所述锁定机构(4、6、7)提供电流；

-第一控制器(5、14、17、17’)，其功能性连接至第一电力供应(10)，用于引发第一电力供应(10)接通或断开从所述第一电源(19)通过所述第二电线连接(21)、通过所述第一电力供应(10)、并通过所述第一电线连接(11)到所述所述锁定机构(4、6、7)的电流；

其中所述方法包括提供所述第一电力供应(10)、所述第一电源(19)和所述第一控制器(5、14、17、17’)之外，还提供外部控制单元(23)；

其中所述外部控制单元(23)包括

-第二电源(36、40)，其不同于所述第一电源(19)，设置为供应电流以激活所述锁定机构(4、6、7)；

-壳体(34)，所述壳体内设有微处理器(33)和电气连接至所述微处理器(33)的短距离无线数字数据信号收发器(25)，用于借助微处理器(33)在收发器(25)之间传递数字数据信号；

-壳体内的第一电气连接端口(35a、35b)，可经由第一开关机构(45)连接至第二电源(36、40)，用于接收来自第二电源(36、40)的电流；其中所述微处理器(33)可操作地连接至第一开关机构(45)，并设置为根据微处理器(3)中编程的操作步骤引发接通和断开通过第一连接端口(35a、35b)的电流，

-进一步的电气连接端口(35c、35d)，其设置有双极电线连接器(48c、48d)，双极电线连接器(48c、48d)的双极之间设有第二开关机构(46c、47c、46d、47d)用于两极彼此之间的电气连接或断开，以借助接通或断开电流电路操作锁(2)；所述微处理器(33)可操作地连接至第二开关机构(46c、47c、46d、47d)，用于引发第二开关机构(46c、47c、46d、47d)根据微处理器(33)中编程的操作步骤将两极彼此之间电气连接或断开，

所述方法还包括

-所述第一连接端口(35a、35b)或另外的连接端口(35c、35d)借助第三电线连接(24、24’)电气连接至锁(2)，作为将锁(2)锁定或解锁的附加控制机构；

-提供移动设备(22)，将其设置为用于短距离无线数字数据信号通信，并在移动设备(22)和收发器(25)之间建立短距离无线数字数据通信链路(26)，并在移动设备(22)和微处理器(33)之间经由收发器(25)进行数字数据交换；

-作为移动设备(22)和微处理器(33)之间数字数据交换的一部分，启动指令会话并从移动设备(22)向微处理器(33)发送数字锁定或解锁指令，并借助微处理器(33)根据数字锁定或解锁指令操作第一开关机构(45)或第二开关机构(46c、47c、46d、47d)，以引发所述锁(2)的相应锁定或解锁。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括识别所述门锁(2)是否包括作为第一电力供应(10)部分的继电器(12)，在第一电力供应(10)不包括继电器(12)的情况下，识别第一连接(11)提供到锁定机构(4、6、7)的电气通道，将第三电线连接(24)连接至外部控制单元(23)的第一连接端口(35a、35b)，并连接至第一电线连接(11)；一旦借助微处理器(33)收到数字指令，借助从第二电源(36、40)通过外部控制单元(23)的第一连接端口(35a、35b)向锁定机构(4、6、7)经由第三电线连接(24)和第一电线连接(11)馈送的电流，通过外部控制单元(23)操作锁定机构(4、6、7)，作为操作锁(2)的进一步的机构。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括识别门锁(2)是否包括作为第一电力供应(10)的一部分的继电器(12)；并且

-在第一电力供应(10)包括继电器(12)的情况下，识别继电器(12)是否包括到继电器(12)的电流输入用于借助外部电流操作继电器(12)；若得到肯定答复，将第三电线连接(24’)电气连接至第一连接端口(35a、35b)；一旦收到数字指令，其结果是借助从第二电力供应(36)经由第一连接端口(35a、35b)经由第三电线连接(24’)馈送至继电器(12)的电流，通过外部控制单元(23)操作锁定机构(4、6、7)，继电器(12)作为第一电力供应(10)的一部分，作为操作锁(2)的进一步的机构；或者可替换地，

-在第一电力供应(10)包括继电器(12)的情况下，识别继电器(12)是否具有两个电流输出极，用于操作依赖于电流输出极彼此电气连接的第一电力供应；若得到肯定答复，进一步的连接端口(35c、35d)的双极电线连接器(48c、48d)与第一电力供应(10)中继电器(12)的两个电流输出极借助第三电线连接(24’)电气连接；借助微处理器(33)接收数字指令的结果是，通过外部控制单元(23)借助第二开关机构使双极电线连接器(48c、48d)的两极彼此电气连接或断开，来操作锁定机构(4、6、7)，从而闭合或断开来自第一电力供应(10)中的继电器(12)的电流电路，并且闭合或断开电流电路的结果是，引发第一电力供应(10)从第一电源(19)经由第一电线连接(11)向锁定机构(4、6、7)供应电流。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述锁定机构(4、6、7)包括门的门板(1’)中的可伸缩锁舌(4)，其与门框(1”)上的凹口配合；或者其中所述锁定机构(4、6、7)包括与锁舌配合的活动盖；其中所述方法包括借助来自外部控制单元(23)的电流激活驱动机构(6)，从而伸出或收回锁舌(4)或活动盖。

5.根据上述任一权利要求所述的方法，还包括在外部控制单元(23)的壳体(34)中设置作为第二电源(36、40)的一部分的电池(36)，所述电池(36)电连接至微处理器(33)、至第一和第二开关机构(45、45c、47c、46d、47d)、至第一和另外的连接端口(35a、35b、35c、35d)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述电池(36)的电压低于12V，所述方法包括设置变压器(40)并将来自电池(36)的电压增强至12V-24V的区间内的值，通过变压器(40)将电池(36)电气连接至第一连接端口(35a、35b)，并向第一连接端口(35a、35b)提供增强的电流。

7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，还包括，作为指令会话的一部分，借助移动设备(22)或借助外部控制单元(23)的微处理器(33)，或者借助两者合作自动产生会话加密密钥，通过使用会话加密密钥加密，在移动设备(22)和微处理器(33)之间借助短距离无线数字数据通信链路(26)以加密形式进行数字数据交换。

8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，还包括，设置多个门锁(2)和相等数量的外部控制单元(23)，并将这样的外部控制单元(23)中的每个之一连接至所述多个门锁(2)中的每个之一；在建立移动设备(22)和控制单元(23)之一之间的指令会话之前，建立移动设备(22)和所有多个外部控制单元(23)中微处理器(33)之间的短距离无线数字数据通信链路，并在移动设备和多个外部控制单元(23)之间交换未加密的无线数字数据；从多个外部控制单元(23)的每个微处理器(33)向移动设备(22)提交相应的外部控制单元(23)的唯一个体标识符，即唯一个体ID；在移动设备(22)上接收该唯一个体ID并在移动设备(22)的用户界面(27)标示，且借助移动设备(22)接收来自用户的指示，用以在用户界面(27)上的其他标识符中选择一个ID，该指示为用户界面上的指针动作或者移动设备(22)上的键盘动作；作为对该指示的响应，仅通过与特定选择的ID对应的外部控制单元(23)发起和执行指令会话。

9.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中所述方法包括当移动设备(22)处于外部控制单元(23)的通信范围内时，在移动设备(22)和外部通信单元(23)之间自动建立短距离无线数字数据通信链路(26)，并且作为建立具有高于预设水平的短距离通信信号强度的通信链路的响应，预设水平在最大信号强度的20％以上，不需要用户干涉就自动启动指令会话，引发解锁动作。

10.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中所述方法包括，在门(1)中安装锁定机构(4、6、7)，并且借助第一电源(19)、第一电力供应(10)和第一控制器(5、14、17、17’)将所述机构运行至少一年；然后在更晚的时间点将外部控制单元(23)改装至锁，作为第二锁控制机构。

11.借助根据上述任一权利要求所述的方法连接至电动机械锁(2)的外部控制单元(23)，所述外部控制单元(23)包括

-电力供应(36、40、45)

-壳体(34)，所述壳体内设有微处理器(33)和短距离无线数字数据信号收发器(25)，短距离无线数字数据信号收发器(25)设置为接收来自移动设备(22)的数字数据指令，并且电气连接至所述微处理器(33)，并设置为在收发器(25)与微处理器(33)之间传输数字数据信号；

-壳体(34)内的第一电气连接端口(35a、35b)，用于接收来自电力供应(36、40)的电力，并借助第一连接端口(35a、35b)与锁(2)之间的电线连接(24、24’)将此电力提供给锁(2)；其中微处理器(33)经由第一开关机构(45)可操作地连接至第一连接端口(35a、35b)，以根据编程的操作步骤引发通过第一连接端口(35a、35b)的电流的接通和断开，

-进一步的电气连接端口(35c、35d)，其设置有双极连接器(48c、48d)，双极连接器(48c、48d)的双极之间设有第二开关机构(46c、47c、46d、47d)用于两极彼此之间的电气连接或断开，以借助连通或断开电流电路操作锁；所述微处理器(33)可操作地连接至第二开关机构(46c、47c、46d、47d)，用于引发第二开关机构(46c、47c、46d、47d)根据微处理器(33)中编程的操作步骤将两极彼此之间电气连接或断开。

12.根据权利要求11所述的外部控制单元，其中进一步的连接端口(35c、35d)包括具有第二双极连接器(48c)的第二电气连接端口(35c)，且第二开关机构(46c、47c、46d、47d)包括失效打开继电器(46c)，其在默认情况下断开第二双极连接器(48c)的两极，在由向失效打开继电器(46c)供应电流引发的激活情况下连接第二双极连接器(48c)的两极；并且其中所述进一步的连接端口(35c、35d)包括具有第三双极连接器(48d)的第三电气连接端口(35d)，第二开关机构(46c、47c、46d、47d)包括失效闭合继电器(46d)，其在默认情况下连接第三双极连接器(48d)的两极，在由向失效闭合继电器(46c)供应电流引发的激活情况下断开第三双极连接器(48c)的两极。

13.根据权利要求11或12所述的外部控制单元，其中所述电力供应(36、40、45)包括电池(36)，电池(36)通过用于将电池电压从低于12V的值增强到12V-24V区间内的值的变压器(40)电气连接至第一连接端口(35a、35b)。

14.根据权利要求13所述的外部控制单元，其中所述第一开关机构(45)数字连接至微处理器(33)，用于接收和执行数字指令，以调节变压器(49)的电流出口的电压，所述电流出口连接至所述第一电气连接端口(35a、35b)。

15.根据权利要求11所述的外部控制单元的使用，用于作为第一电子门锁定机构之外的辅助工具电操作门锁。

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