CN1169173A - 可编程的电子锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个可编程电子闭路系统，包括一把锁(12)，当观察到锁的识别码与相关的钥匙的识别码相匹配时该锁由钥匙(18)操作。锁包括一个圆柱体(14)，它带有一个部分(14A)其中至少有一个用来接收所说的钥匙(18)的锁槽(16)。圆柱体包括至少一个电连接装置(39)；还有一个电子控制装置，它包括至少一个用于存储至少一个识别码的存储器装置，并被连接到至少一个电连接装置；以及释放装置，它对所说的电子控制装置作出反应并用来释放锁。钥匙包括第一电连接装置(19)，当钥匙插入相应的锁槽(16)时它被设计用来与锁的电连接装置合作；第一电子控制装置至少包括用于存储至少一个识别码的第一存储器装置，并被连接到第一电连接装置用来把一个释放指令传送给锁；还有在密码输入系统控制下的编程装置，可操作以修改钥匙和锁中每个电子控制装置里包含的数据，钥匙和锁的电子控制装置以及圆柱体的释放装置由电源供应装置驱动。本发明在实现上面详细说明的可编程电子系统的同时还提供了一把锁，一个圆柱体和一个多功能钥匙。

Description

可编程的电子锁装置

本发明涉及电子或机械-电子锁领域，同时也涉及与之相关的安全暗码钥匙。

目前，在住宅中，以及更广泛的地区或专用房屋中，存在多种类型的机械锁，它们被设计为安装在房门或大门的活动部分，其中的圆柱的尺寸遵照有效的欧洲或国际标准。这样的圆柱体实现起来特别复杂，它们常常能够得到几十亿不同的暗码，其中最好者可以很好地防橇和防凿。

市场上也有很多基于包括一把锁一把钥匙的系统的锁装置，例如用于汽车(转向盘轴锁)或更广泛的工业中，特别用于许多装置或者实际上是电子柜或机柜的授权的或预防性的操作中。

在过去的几年中，锁也有所发展，它把由锉齿或刻槽完成的机械编码与钥匙或锁中的电子码组合起来。欧洲专利申请0277432号显示了这样一个机械-电子锁的例子，其中钥匙不仅包括了传统的用于释放锁的机械编码，还包括一个电子电路，当钥匙插入锁中时，发送一个事先已编制的识别码给锁，该码被送回至一个外部控制模块来进行解码，所说的模块也可用来驱动锁-钥匙暗码。在更完善的版本中，该电子系统可以包括一个含有锁的相关识别码的非易失性存储器。申请FR 2 561 292显示了一个电子钥匙，它能够与机械-电子锁一起使用，并包含有用于机械编码的刻槽和一个微处理器电路，电路由直接放置在钥匙的一部分中的电池来驱动。

然而，上面说明的各锁都有一个主要缺点，就是它们的安全性基本上是依靠接收钥匙的机械圆柱体的类型，电子装置提供的安全性不比一个附加安全元件多。最大的安全性首先是由复杂结构的圆柱体提供的，后果就是锁很贵。另外，任何一次丢失钥匙就自然而然地要换圆柱体(不可能修改这个机械元件)，而不管这个圆柱体是否与电子装置相关。当然，为了确保高安全性，每个圆柱体配一把钥匙且只有一把钥匙。

还有，申请EP 0 388 997的所有者提出了一种全电子的锁，当钥匙上的识别码与锁中的码相对应时门打开。钥匙中包含一个存储器，能够接收许多与不同的锁相对应的识别码，每个锁的圆柱体包含一个电源，用于自己的电子电路以及钥匙的电子电路。另外，所描述的圆柱体可以模拟传统锁的圆柱体而具有标准尺寸。

然而，该电子锁系统仍具有一定的缺点，特别是在钥匙丢失的时候或者电源不足的时候，因此其实际应用大受限制，实际上，这使它不适于任何商业使用。例如，当钥匙丢失的时候，用户必须求助于制造商，制造商必须为每把锁重新编码而进行一次访问。很可能，如果制造商允许而且如果制造商希望成为唯一的重编程者，用户必须求助于一个集中式计算机装置。然而，在这种情况下，最终系统的复杂性使其变得特别昂贵且让一个非专业用户很难使用。

本发明的目标是通过提供一个可编程电子闭路装置减少上面说明的缺点，该装置非常简单便宜而且能够由任何用户实现，甚至是非专业人士。

发明的一个基本目标是通过为每把钥匙单独编程可以提供给用户利用锁的所有安全特性的可能。

发明的另一个目标是提供一个电子装置，它能够替换已有的机械装置，特别是不会为了增加安全性而需要额外费用，即在装置上或安装的结构上不需复杂的介质。发明的另一个目标是推荐一个装置，它的特性与当前装置相对比可能更优越，而且还存在附加功能。

这些目标是通过一个可编程电子闭路系统来达到的，它包括一把锁，被设计为当其识别码与相关钥匙的识别码观察到匹配时该锁可由钥匙来操作，系统的特征在于：

锁包括一个圆柱体，它带有一个部分，其中有至少一个用于接收所说钥匙的锁槽；

圆柱体包括至少一个电连接装置；还有电子控制装置，它包括至少一个用来存储至少一个识别码并被连接到至少一个电连接装置上；以及释放装置，它对所述电子控制装置作出反应，被设计为用来释放锁；其中

钥匙包括第一电连接装置，用于当钥匙插入相应的锁槽中时与锁的电连接装置的配合，第一电子控制装置至少包括用来存储至少一个识别码的第一存储器，并被连接到第一电连接装置，在用于输入密码的装置控制下，编程装置用来修改在每个钥匙和锁的电子控制装置中含有的数据；

钥匙和锁的电子控制装置，以及圆柱体释放装置由电源供应装置驱动。

用于为锁和钥匙的电子电路编程的装置直接存在于钥匙中，避免了用户求助于外部编程的任何需要(例如通过制造商)，也避免了与笨重而且必定很贵的计算机装置相连接的任何需要。

另外，这构成了发明的基本改进，上面定义的技术装置组合能够实现一个真正适合商品化的装置，这使它将代替当前市场上已有的机械装置。首先，发明的装置使用简单，因为它显现出象现今的系统，用户不需改变任何习惯。此外，与以前的工艺系统相比它的优点是只需一把钥匙可开多把锁而不象目前这样要一串钥匙，单把钥匙能够含有许多把锁的识别码。还有，不同电子电路及为所说的电路单独编程的装置的存在，不仅能通过发明的装置很容易地加强安全性，而且重要的是能提供实现当前使用的机械钥匙甚至电子钥匙不具有的多种功能。最后，锁的电路都装在它的圆柱体中，这一事实使任何人都能够马上用本发明推荐的系统更换掉当前正使用的机械闭路系统，而不需要连接或使用附加的外部元件。

在发明的一个特殊实例中，第一和第二电连接装置由第一和第二无绳连接装置代替，例如无线电或光学连接装置，被分别安放在钥匙和圆柱体中。这样简化了结构，并且避免了任何潜在的电触点会导致多处断路的问题。

更好的是，电源供应装置包括安放在钥匙中的一个可充电电池或一个可抛弃型电池，这就避免了若把电池放在圆柱体中会发生的频繁和多次的拆卸。另外，为了限制电池的消耗量，提供了放于锁的圆柱体中的，由插入(或拔出)或旋转钥匙来激活的能量发生装置，它能让至少释放装置被驱动，该装置结构在圆柱体中是最大的耗能者。

在一个最佳实施例中，钥匙由被一个媒介部分内连的第一和第二两个分隔的部分组成，媒介部分可由挠性的电连接或无绳连接构成。

在一个第一变化实施例中，第一部分为带有一个操纵头的棒状形式，并包含第一电连接装置，第二部分能起一个电子多功能单元的作用，并进一步包括电子装置、钥匙的电源供应及编程装置。

在更先进的第二实施例中，钥匙由可分离的组合装置构成，第一部分为带有一个操纵头的棒状形式，并包括第一电连接装置且至少包括电源供应装置和第一存储器装置；该组合装置的第二部分能够起多功能电子单元的作用，包括了所有用于对钥匙和锁的电子系统中的数据进行编程所需的装置；还有第三连接装置，用于接收第一电连接装置。

这个多功能电子单元可由多种当前可利用的装置构成，特别由一个计算器，一个记事本，一块表，一个无线寻呼接收机，一个电话拨盘，一个报警器，或仅由一个测生理参数的传感器构成。

钥匙还可以包括附加连接装置，用于对所说的钥匙和锁的电子系统中包含的数据进行远地编程。然而，附加连接装置最好由第一电连接装置构成。有选择地，它可以包括无绳连接装置，例如无线电或光学装置。

本质上讲，钥匙上这些不同的元件以及直接对锁编程，可以毫无困难地适配于机械-电子锁，后者也包括机械编码装置(锉齿或任何其它等效的刻槽)，该装置被设计为与相关锁的圆柱体中存在的相应解码装置相对应。在这种情况下为了保留发明提供的优点，最好为一把给定钥匙操作的所有的锁选择机械编码装置，这些锁是相同的或构成了一个体系。这样当钥匙丢失时，不用换掉所有的锁，只需重新制造新钥匙的机械编码装置使得重新产生旧钥匙的机械编码装置，其特性已为用户所知(已编码的齿形是由制造商提供的)。

每把钥匙或每把锁或它们二者的电子控制装置进一步包括比较装置，用于当编码通过电连接装置被接收时，比较锁中的识别码和钥匙中至少一个相应编码。

为了提高发明装置的安全性，识别码在锁与钥匙之间的传送由密码索引编码(特殊的算法)来提供。类似且最好地，圆柱体存储器装置包含一个可由钥匙以只读方式访问的存储空间。这样，通过在所述空间中存入一个锁的参考数字并使其为钥匙可读，随后便可限制只与锁的识别码进行比较而拒绝其它任何编码。

在特殊的编码方式中，每个识别码包括第一和第二识别码，在普通方式中，锁和钥匙各自的识别码比较只在它们的第一识别码间进行，而在安全方式中，比较则在它们的第一和第二识别码间都要进行。

在一个特殊实施例中，每个识别码由两个n位字组成，当通过电连接装置从钥匙中接收识别码时，锁的圆柱体的电子控制装置最初通过操作圆柱体上的比较器装置，来比较锁的识别码的第一n位字与钥匙的识别码的第一n位字；并且钥匙的第一电子控制装置同样也包含比较器装置，用于它在第二阶段的操作，在所述两个第一字相匹配的情况下，当通过电连接装置从锁中接收识别码时，用来比较钥匙的识别码的第二n位字与锁的识别码的第二n位字，允许打开锁则需要与两个第二字有关的新的匹配。

本发明还涉及任何锁，任何圆柱体，或任何可实现于上述可编程电子系统的钥匙。

有利的是，钥匙可还包括听觉或视觉指示装置，它们可以告知用户钥匙是操作在普通方式还是安全方式，或者实际上程序是否执行正确。

编程装置包括一个特殊(安全SECURE)功能键，使只有钥匙的用户才能在安全方式下操作来改变锁的识别码。

更好的是，编程装置包括一个特殊(限制RESTRITION)功能键，可使钥匙的持有者在该钥匙操纵的一系列锁中确认使用一个或多个指定的锁，从而很容易地避免曾给过钥匙的人进入未允许的地方。

相似地，编程装置包括一个指定特殊功能键的组合(限制RESTRITION和清零ZERO)，能够避免钥匙的持有者激活其中的读或比较的基本功能来使用该钥匙。这样，当不使用或使用保存的钥匙时，不必害怕冒丢失或被窃的险，因为这样的钥匙，不知道识别码的知识去撤销所说的事先指定的组合键，是不可能被继续使用的。

然而应注意到，这一禁令可以只是暂时的，或者它可在一段指定操纵时间后自动被激活。

通过下面非限定性简述方式的描述及参考所附的图表，本发明的其他特征和优点会更清晰地显露，其中：

图1是一个前门片断的透视图，前门上安装有本发明的锁及其相关的钥匙；

图2是通过图一中锁的一个标准化圆柱体实施例的一个概括的纵向剖面图；

图3和图4是本发明另两个圆柱体的实施例；

图5和图6是图1中钥匙的第一实施例的外观视图(外壳已拿走)及侧视图；

图7是图1中钥匙的内部元件的方框图；

图8和图9显示了钥匙的两个实施例；还有

图10是一个显示了锁的编程逻辑的流程图。

首先参考图1，它是一个铰链构件片断的透视图，例如一扇门10，上面安装有本发明的高安全性锁12。锁带有一个圆柱体14，圆柱体包括一个圆柱形构件14A，该构件形成一个旋转体并且其中形成一个长方形槽口16，钥匙18(更准确的是钥匙的棒或片(blade))可被插入槽口中。

在所示例子中，参考图5和图6，钥匙18在下面被更详细描述。在一端，包括有一个“片”第一部分18A，它的形式为一个平棒，平棒尺寸与锁的圆柱形旋转体14A中槽口16相匹配，并且该第一部分可能有一个刻槽面(存在其它类型的编码，例如基于凸棱或凹槽)；还包括有第一电连接装置19，它包括一系列专用触点用于允许激活锁12的锁簧20。在相对的一端，有一个“头”第二部分18B，它可以是环形，用来旋转驱动锁簧，这样就释放了门10的铰链部分。

图2是通过一个双锁槽(双圆柱体)对称的欧洲外观(European-profile)圆柱体14的高度概括的纵向剖面图，该圆柱体的外形及尺寸模拟用来锁公寓前门的传统机械双圆柱体锁，因此里面很容易更改(在卸去图1中底部螺钉25后，拔出机械圆柱体)。双圆柱体传统上包括一个逆行(upstream)部分30，一个顺行(downstream)部分32，和一个旋转媒介部分34，用于(直接或通过传统机械装置)驱动锁簧。每个逆行和顺行部分包括一个旋转器构件30a(或32a)和一个环绕相应旋转器构件的定子构件30b(或32b)，旋转器构件中形成有锁槽16，逆行和顺行部分(通过未显示出的已知装置)被固定在旋转媒介部分34上。

根据本发明，锁10的圆柱体顺行部分的旋转构件32a，首先包括第二电连接装置39，它用于与钥匙的第一电连接装置19配合，并带有相应的专用触点；其次包括电子电路40组成的电子装置，更先进地包括一个微处理器，它有一个中央单元42或一个模拟模块、一个程序存储器44和一个数据存储器46，它们都与公共总线48内连。除了由圆柱体反面可达的第三电连接装置49外，逆行旋转器部分30a包括锁定/释放装置50，它受控于中央单元42并可使旋转器构件30a和32a相对于圆柱体14的定子构件30b与32b被机械释放。这些释放装置50更先进地包括有，例如一个或多个轴或销栓52，被活动安装于一个或多个相应的第一护套54中，在一个静止位置(圆柱体锁定位置)下由放置在所述护套上的弹性构件56驱动从那里伸出来。这样就使它们可被回收至面对逆行定子部件30b的第二护套58中。一个电磁铁60，或任何其他类似装置(传统上所知和使用的是微型机械，例如微型马达)，受控于中央单元42来操作把销栓52拉进它们的护套54中，从而允许旋转器构件自由旋转，这样就允许锁簧20被驱动。在图2的例子中，销栓被有规律地环绕放置在圆柱体纵向轴周围并与所说轴平行，电磁铁60同时作用于所有销栓使它们一起移动(作为例子，用来达到这种移动的简单装置是，设计把销栓作为电磁铁的插入芯)。可选择地，如下所述及如图3所示，例如，圆柱体还可包括能量发生装置62，它由插入或旋转钥匙来激活，并传送激活微型激励器60(电磁铁，微型马达或模拟装置)所需的能量而不管任何可能由可充电电池或可抛弃型电池提供的附加能量。尽管出现了这种解决方法，在直觉上，更简单的说，它仍然具有要确保定期更换圆柱体电池的问题。

当然，图2中所示圆柱体内部组成部件的位置是不受任何形式限制的。很可能把逆行和顺行部件的位置颠倒过来，并可以把电子电路和释放装置全部放在相同的逆行或顺行部件中(例如，见图4的实施例)。上面所说的带有微型激励器如电磁铁或微型马达的锁定/释放装置50可以同样包括一个压电激励器，它由同时受处于相对位置的压电推动力矩的作用支配的一个螺钉组成，并且受控于中央单元。类似地，很明显的是除了上述元件，不同的元件可以很好地补充入圆柱体中，特别是它们可毫不费力地被合并入一种装置的一种圆柱体中，用来锁住汽车的转向盘轴。

图3和图4是高度概括的，显示了锁的圆柱体14的变化实施例，同样也适配于住宅的门上。图3中，欧洲外观圆柱体是带有一个手柄的单一圆柱体类型，销栓52放置在与圆柱体纵轴垂直的轴上(当然它们也可被放置在沿多种方向的轴的上面)。当然，销栓的数量并不重要，并且同样可能的是释放装置50的形式为一个单一的长条，它占据了沿旋转器元件的发生器连线而形成的护套。图4显示了半圆柱体类型的一个圆柱体，其中释放装置50与电子电路40都放在同一侧，更好的是此外，从门10的外面一方来说是放在逆行一侧。

参考图5至图7，现在详细描述电子钥匙18的一个第一实施例。该钥匙主要由两部分18A和18B组成，在一端它包括一个带有第一电连接装置19的平棒，电连接装置由一系列专用触点组成(例如包括有，一个地触点和一个单一数据触点)，被设计为与相应的锁的锁槽16中第二电子连接装置39的触点相配；在相对的一端钥匙有一个任意形状的头，方便的形状可以是平行六面体，它包括一个显示器86和一个键盘座80，键盘座上带有一组功能键82及数字键84，它们除了进行编程的时候外都被一个用来保护显示器和键盘座的隔板保护着。方便的是，附加连接装置29可被提供用来把钥匙连接到外部编程模块。尽管例子中所示的触点被放在钥匙18的棒的活动端上，很明显专家可以设计任何其他的配置，例如位置在棒的一侧或背面(例如参看前面提到的申请EP 0 388 997)。在极端情况下，特别当圆柱体内置能量供应装置62用于驱动微型激励器60的时候，以及当所述装置也足够驱动全部电子电路时，电连接装置19，39，49可仅由无线电或光学类(如红外线)的无绳数据线路装置组成。图7是高度概括的，它显示了制成钥匙的不同电子元件。象圆柱体14的电子电路40一样，钥匙18首先包括电子装置90，该装置包括一个中央处理器单元92或其他任何等价的模块、一个程序存储器94和一个数据存储器96，它们通过公共总线98内连；其次包括一个用于驱动这些不同电子元件的模块95，例如一个可充电电池或一个可抛弃型电池；同时还包括一个听觉或视觉指示器装置97。电源供应模块还组成了一个能量源，用于通过第一和第二电连接装置19，39来驱动锁的电子电路。

程序存储器94由一个只读存储器(ROM类型存储器)或任何模拟电路组成，它被设计用来记录执行控制中央单元92和42所用的不同功能的程序，从而确保操作和锁的程序编制完全安全(可以看到圆柱体的中央单元也可受控于它自己的程序存储器44)。

数据存储器96由一个非易失性存储器如一个电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)组成，它被设计用来记录不同类型的数据，特别是一把给定钥匙可访问的那些锁的不同识别码。

当钥匙18包括辅助连接装置29时，所述装置被直接连接到公共总线98上；或者当无绳连接与外部编程模块一起使用时，它们通过特定接口93连接，例如一个光学的或无线电接收机(用于红外线或无线电连接)。在这种情况下，听觉或视觉指示器装置97可以启动来指示编程已成功。为了简化钥匙的结构，当一个特殊接口不必要时，为了使钥匙的数据存储器96能被远地编程，可以把第一电连接装置19也作为连接到外部编程装置的装置来使用。当然，如果通过电连接装置的连接不多于一个单一的无绳连接，那么钥匙中和圆柱体中的特定接口则是必须提供的(正象图8A所示的用于钥匙两部分间无绳连接的接口)。

图8和图9显示了钥匙18的另两个实施例。在图8中，第一和第二部分18A和18B是分开的并通过一根挠性电缆18C内连。在前面的实施例中，第一部分18A由带有第一电连接装置19的单一片组成(然后终止于一个抓握和操纵的手柄)。相反，第二部分18B现在是多功能电子系统的形式，例如一个计算器或一个电子记事本，至少集成了电子电路90和电源供应模块95，如果必要的话还有附加连接器92(包括它的接口)。圆柱体被驱动，而且数据经含有公共总线90的电缆18C传送至圆柱体中的电子电路。显然易懂的是这种特殊配置显示了在发明中可利用的，当前仅在计算器，记事本，或电子表内提供的多种功能的优点，这些功能还可能包括例如：一个日历；一个电话号码表；一个电话拨盘；一个无线寻呼接收机；一个用来测量生理特征诸如体温或血压的元件；或实际上是一个用来控制汽车或住宅的警报器的装置。然而，应该看到其中一些功能的实现与钥匙的第一实施例不兼容，在这种情况下这些功能可被小型化(但然后达到这些功能就不容易了)。另外应该看到，一个无绳连接，特别是红外线连接，也可以有效地被视为用于在钥匙的两个部分间建立了连接(例如，参看图8A，其中也显示了用来连接公共总线90的接口64和68)。

图8显示了上述钥匙的第二实施例的一个变体，其中第一和第二部分18A和18B可以是完全分离的，第一部分组成了一个元件，它可从第二部分中拔出，并通过第一电连接装置19与第二部分中等效装置69相配合可电连接。在该配置中，重要的是至少电池95和数据存储器96要被放置于钥匙的可拔出第一部分18A(当钥匙插入圆柱体时，它可利用该存储器在锁的中央单元42控制下直接读取)，钥匙的其他电子元件能被完全放于第二部分18B中。

下面描述发明的高安全性锁及其中程序编制(图9)的操作的一个例子。

为了保证上述可编程电子系统的最大安全性，系统可有利地通过使用两种识别码来实现具有两级安全性。一个编码A用于普通使用，一个编码B用于高安全性使用。这样，例如，在商业中使用，可以实现这样的区别，只准许被严格允许的人进出一定的房屋，他们拥有提供了两种识别码的钥匙。当然，系统可通过加入附加限制而被改进，特别是关于白天的次数。还可以根据使用情况为锁提供多个编码，这样可把用户放入一个等级体系，特别是在工业房屋的范围中。

在这一基础上，系统的操作可以特别简便。在上面提到的模式中二者是相同的。每把锁有一个单一识别码(A或A+B)，反过来，一把钥匙可以有多个不同的识别码(类型为A或A+B)。当一把钥匙插入锁中时，在这两个元件之间便建立了一个电连接，并且钥匙的第一识别码被传送到锁的电子电路中，然后该码与锁的特定识别码进行比较。如果码是匹配的，锁的电子电路就控制释放装置，该装置一旦操作，允许圆柱体的旋转器元件被钥匙旋转，那么便允许门被打开。否则，在不匹配情况下，释放装置不能被激活，这样门还是保持关闭。当然，如果钥匙有多个识别码，上述过程会重复用于其他码。在普通使用方式中，无论钥匙中记录的码是何种类型(A或A+B)，若锁具有码A和B，比较只对码A进行。相反地，在高安全性方式中，比较则对A和B都进行，并且只有当码全部匹配时才能打开(但是一个A+B钥匙可以打开只具有一个码A的锁)。

为了提高锁和钥匙之间通讯的安全性，上述过程可用多种方式保证安全，特别地并且是传统上是使用一个密码键(和一个特定的算法)来专门编码。安全性的一个相对易于完成的特点在于把每个码分为两个n位字(例如两个8位)。第一步中，钥匙只把其识别码的第一部分(即第一个n位字)发送给锁，然后锁把该第一码部分与其自身识别码的第一部分进行比较。若发现是匹配的，那么锁的电子电路把锁码的第二部分发送给钥匙，钥匙相应地把所说的第二码部分与其自身存储器中的第二部分进行比较。若又得到匹配，则锁可以象上述那样操作。

另一个为钥匙和锁之间数据通讯提供安全性的简单方法是，在锁的数据存储器46中提供一个存储空间，它是只读的并含有锁的唯一一个参考数字。这样，当钥匙被插入后，它的控制中央单元92通过电连接装置19(或任何等效的连接装置)读取所述存储空间中的内容，然后只发送相应识别码给锁，则该识别码就可以象前面一样在锁中与锁自身的识别码相比较。这一过程避免了把所有识别码都传送给锁，从而防止了可能截获所有这些敏感信息。

依据本发明的一个基本方面，锁和钥匙的识别码可由用户从钥匙上直接修改。甚至在钥匙丢失的情况下也不需外部计算机仪器(例如一台个人计算机)来完成这一行动。然而，如果钥匙已丢失，用户必须仔细备注并记录重新编程一把新钥匙所需的个人码。

钥匙18中的码(例如在丢失了早先的一把钥匙后)被从键盘80重新编程，编程由显示器86监视。在第一步100中，用户激活一个开/关第一功能键(O)来获得实现钥匙的各种高级别(特别是编程)功能。在紧跟的步骤110中，执行一个机密第二功能键(I)来使一个密码(m位，例如5位)的输入生效，输入是在步骤120中通过数字键84完成的，并且在显示器86上显示钥匙的第一存储器的地址，特别用于有选择地允许后来对所述地址上显示数据的修改。这样的写入访问仅在进行步骤130的过程中编程(P)第三功能键作用之后才有可能，并且同样是借助于数字键通过输入一个第一锁码在新的步骤140中完成的，借助于一个设置第四功能键(V)，所述码在最后的步骤150中生效。此前，可能使用了平移功能键

或清除功能键(C)，当必要时，在输入错误的情况下更改码(步骤160和170)。通过在相似方式下使用其他平移功能键

，随后的码(用于多个锁，或用于几个码级如A和B)可以在后面的步骤180和190中输入。当这些步骤结束时，钥匙已被编程并已经可以操作，而且开/关第一功能键可以再次被激活用来终止钥匙的编程过程。上述手动编程过程同样适用于初始化编程过程和后面的更改一或多个码的过程以及加入新码的时候。当然，还可以设想自动编程，而且当要求更高的安全性(特别是用于住宅)时它是真正更好的。这可以在保密码的输入之后且在只读存储器94中显示一个内部算法的基础上实现。这时为了能产生不同的识别码，有必要输入另一个个人码。

为了给不同的锁编制码，有必要把钥匙插入每个要更改识别码的锁。用户最初顺序激活开/关和机密功能键，然后输入密码，然后把钥匙插入锁中(如前面提到的，此时可能有必要查询与将要用平移键修改的锁码相应的存储器地址)。钥匙的电子电路和/或锁的电子电路在步骤200中操作，以确认锁和钥匙识别码的匹配，在随后的步骤中，使在编程第三功能键上允许输入一个新识别码(步骤220)的执行为有效，在步骤230中执行设置第四功能键后，该码被传送到锁并记录在它的数据存储器中。然后钥匙从锁中拔出并最后一次激活开/关键。

为编写锁的普通方式(只与码A比较)和高安全性方式(与码A和B比较)，提供了附加功能键。这两把钥匙：普通(N)和安全(S)；它们仅当一个用户拥有的钥匙的识别码已经包括了A码和B码时才是有效的。另外，在一把或其它这样的两把钥匙上执行以后，听觉或视觉指示器装置97发出一或两种听觉或视觉信号，该信号取决于选择哪种方式，其目的是告知用户哪一方式正在进行中。这些信号也可以在钥匙插入锁以使连接生效时被发出。还可以提供一个限制键(R)用来限制钥匙对一或多把锁的使用。在通过按开键和机密键完成编程功能并输入密码后，按R键后跟一个所需的锁数(或从地址手册功能中提取出它们)，使相应的圆柱体生效。这样，可以用这一过程来把钥匙借给第三方以进入一个指定处，不必担心冒第三方使用同一把钥匙去非允许场所的险。当与时钟或日历功能组合时，该限制功能可以仅在指定的时间条件下批准进入。再次执行R键后执行清除键C就回到了不受限制进入的状态。该功能键可以与一个附加键共同使用，例如一个数字键0，来防止对钥匙的任何使用。结果无效功能可以仅是临时的，或者它可以在一段指定的间隔时间之后被自动完成，该功能在用户有几把相同钥匙的副本而其中一些还未使用的时候是特别有用的(未使用的钥匙可被置为无效，这样若被丢或被偷它们则是不能用的)。应该看到为了完全安全，这一功能可以有利地在两次使用之间有效。

发明的可编程闭路系统适于替换当今的机械系统，但使用中具有更高的安全性和灵活性，提供了多个新的特别先进的功能。还可以设想其他的改进，特别是为了减少钥匙的电池消耗或提高安全性。

正如上面提到的，把由电池提供的电子电路的动力与释放锁簧(控制微型激励器60)必需的电源装置分离，从而电池的寿命可以显著地增加。目前已知至少三个解决方法适于当钥匙插入或旋转时产生为达这一目的所需的电流。首先，由电磁感应产生电流，例如，由于放入了一块磁铁，把钥匙插入环绕线圈所产生的效应(可以把变化磁通量产生的电流存储起来而不是立刻使用它们)。其次，电流可由一个微型发电机产生，发电机由钥匙的旋转驱动并与一个适当的传动系统耦合。最后，还可以预计使用压电发生器。这些系统依靠一个机械装置，该装置由钥匙的插入和旋转驱动时，在压电晶体(直接地或通过一个由装置夹住的弹性元件)上施加力并且反过来产生电荷则制造了电流。

类似的，通过以传统的方式保护圆柱体和钥匙防止因放射带来的电磁辐射，或通过防止非法的访问(特别是连续扫描一系列码)，例如要求用户每次不成功尝试后拔出钥匙或在任何新尝试之前强加很小的等待时间，系统的安全性可以提高。

Claims (29)

1/一个可编程电子闭路系统包括一把锁(12)，被设计为当观察到锁的一个识别码与相关钥匙的一个识别码相匹配时该锁由钥匙(18)操作，系统的特征在于：

锁包括一个圆柱体(14)，它带有一个部分(14A)其中至少提供有一个用来接收所说的钥匙(18)的锁槽(16)；

圆柱体包括至少一个电连接装置(39，49)，电子控制装置(40)包括至少一个用于存储至少一个识别码的存储器装置(46)，并被连接到至少一个电连接装置，释放装置(50)对所说的电子控制装置作出反应并用来释放锁；还有在于

钥匙包括第一电连接装置(19)，当钥匙插入相应的锁槽(16)时它用来与锁的电连接装置合作，第一电子控制装置(90)至少包括用于存储至少一个识别码的第一存储器装置(96)，并被连接到第一电连接装置，编程装置(80，86，90)受控于用来输入一个密码的系统(82，84)，来修改钥匙和锁中每个电子控制装置(40，90)里包含的数据；

钥匙和锁的电子控制装置，以及圆柱体的释放装置由电源供应装置(95)驱动。

2/根据权利要求1的可编程电子系统，改动在于把所说的第一和第二电连接装置替换为第一和第二无绳连接装置，例如无线电或光学连接装置，分别放置在钥匙和圆柱体中。

3/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于所说的电源供应装置包括钥匙中的一个可充电电池或可抛弃型电池。

4/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于所说的电源供应装置还包括放置在锁的圆柱体中并由钥匙的插入或旋转来激活的发电机装置(62)，用来驱动至少释放装置(50；60)。

5/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于所说的钥匙由通过一个媒介部分(18C)内连的分离的第一和第二部分(18A，18B)制成。

6/根据权利要求5的可编程电子系统，特征在于所说的媒介部分(18C)由一个挠性电连接组成。

7/根据权利要求5的可编程电子系统，特征在于所说的媒介部分(18C)由一个无绳连接(64，66)组成。

8/根据权利要求5的可编程电子系统，特征在于所说的第一部分(18A)的形式是带有一个操纵头的棒并且包括第一电连接装置(19)；还在于所说的第二部分(18B)能作为多功能电子单元并进一步包括电子装置和钥匙的电源供应装置(90，95)以及编程装置(80，86)。

9/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于所说的钥匙的组成是通过可拆分地连接了一个第一部分(18A)，其形式为带有一个操纵头的棒且它包括第一电连接装置(19)和至少电源供应装置(95)及第一存储器装置(96)；还有一个第二部分(18B)，它能作为多功能电子单元并且包括了对钥匙和锁中的电子装置里包含的数据进行编程所需的全部装置(80，86，90)；连同用于接收第一电连接装置(19)的第三电连接装置(69)。

10/根据权利要求8或权利要求9的可编程电子系统，特征在于所说的多功能电子单元包括下面装置之一：一个电子计算器，一个电子记事本，一块电子表，一个无线寻呼接收机，一个电话拨盘，一个报警器，一个测量传感器。

11/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于所说的钥匙进一步包括附加连接装置(29；93)，用于远地编程所说的钥匙和锁中电子控制装置(40，90)里包含的数据。

12/根据权利要求11的可编程电子系统，特征在于所说的附加连接装置包括无绳连接装置，例如无线电或光学连接装置。

13/根据权利要求11或权利要求12的可编程电子系统，特征在于所说的第一电连接装置还用来作为外部电连接装置。

14/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于所说的钥匙进一步包括机械编码装置，用来与锁的相应的机械解码装置合作。

15/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于锁的电子控制装置(40)进一步包括比较器装置(42)，用来比较锁的识别码与至少一个通过电连接装置(19；39，49)接收的钥匙的相应码。

16/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于锁的电子控制装置(90)进一步包括比较器装置(92)，用来比较锁的识别码与至少一个通过电连接装置(19；39，49)接收的钥匙的相应码。

17/根据权利要求15或权利要求16的可编程电子系统，特征在于识别码使用一个密码索引编码的方式在锁和钥匙之间传送。

18/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于所说的圆柱体的存储器装置(46)包括一个可由钥匙作只读访问的存储空间。

19/根据权利要求1的可编程电子系统，特征在于每个识别码包括第一和第二识别码，而且在于在普通方式下，只有锁和钥匙各自的第一识别码相比较，而在安全方式下，比较在它们的第一和它们的第二识别码间都进行。

20/根据权利要求19的可编程电子系统，特征在于每个识别码由两个n位字组成。

21/根据权利要求19的可编程电子系统，特征在于锁的圆柱体的电子控制装置(40)最初通过放置在圆柱体中的比较器装置(42)进行操作，用来把锁的识别码的第一n位字和通过电连接装置(19；39，49)从钥匙(18)接收的钥匙识别码的第一n位字进行比较；还在于钥匙的电子控制装置(90)也包括比较器装置(92)，用来在第二阶段进行操作，当所说的两个第一字相匹配时，把钥匙识别码的第二n位字和通过电连接装置(19；39，49)从锁(12)接收的锁的识别码的第二n位字进行比较，批准释放锁需要两个第二字涉及的新的匹配。

22/一把提供给根据权利要求1至21的任一项的可编程电子系统的锁。

23/一个适用于根据权利要求22的锁的圆柱体。

24/一把提供给根据权利要求1至21的任一项的可编程电子系统的钥匙。

25/一把根据权利要求24的钥匙，特征在于它包括听觉和视觉指示器装置(97)，用来告知用户钥匙是操作于普通方式还是安全方式。

26/一把根据权利要求24的钥匙，特征在于所说的编程装置包括一个特殊功能(安全SECURE)键，使钥匙的用户只能在安全方式下操作来改变锁的识别码。

27/一把根据权利要求24的钥匙，特征在于所说的编程装置包括一个特殊功能(限制RESTRITION)键，使钥匙的持有者能够从一系列由钥匙操作的锁中允许打开一或多把事先指定的锁。

28/一把根据权利要求24的钥匙，特征在于所说的编程装置包括一个事先指定组合的特殊功能(限制RESTRITION和清零ZERO)键，能够阻止钥匙的持有者激活它的读取和比较的基本功能来使用它。

29/一把根据权利要求28的钥匙，特征在于所说的阻止可以是暂时的，或者可以在一段事先指定的操作时间后自动进行。

Images