CN1293732A - 射频识别安全装置 - Google Patents

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尤博克·李
彼得·索雷尔斯
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Abstract

一种电子钥匙由射频识别(RFID)标签装置构成。电子钥匙通过在未插入锁中的任何时候短路或断开RFID标签装置与它的谐振电路或天线之间的导体来阻断RFID输入/输出(l/O)。这是防止非法人员通过秘密/隐藏的阅读装置读取电子钥匙代码的安全措施。该电路是通过当电子钥匙插入电子锁装置时,利用匹配短路条闭合钥匙触点(常开应用),或利用非导体隔离板张开短路的弹簧触点(常闭应用)。形成闭合回路的。一旦电路形成闭合回路,就启动数据从电子钥匙到电子锁装置的无线传送。

Description

射频识别安全装置
发明背景
发明领域
本发明一般涉及射频识别(RFID)安全装置，尤其涉及构成电子钥匙的RFID标签装置，当钥匙未插入锁装置时，所述电子钥匙利用触点单元从天线或谐振电感器短路或断开RFID标签装置来阻断RFID I／O(输入／输出)。
现有技术描述
长期以来，电子钥匙已经被用于防止非法进入禁区。最近，市场上有几种不同类型的电子钥匙。虽然各种类型的钥匙的确起到一些作用，但它们的每一种都存在着某些缺陷。
一种这种类型的电子钥匙是基于串行EEPROM(电可擦可编程只读存储器)的电子钥匙。为了进行操作，串行EEPROM钥匙需要4-5个分开的触点。每个触点用于电源、地、时钟和数据的每一个。两个触点可以用于数据传输(即，一个作为输入触点，另一个作为输出触点)。在串行EEPROM钥匙中多个触点的每一个必须保持适当的接触，以便传输通过它们的时钟和数据。在公寓或旅馆应用中，从游泳池返回的旅客可能将湿的钥匙插入到锁中。这会使接触不好或使触点之间短路，数据得不到正确传输，从而使锁无法打开。此外，以错误极性将钥匙插入到锁中也将使锁电子线路或EEPROM装置损坏，从而使钥匙失去作用。因此，潮湿、插入极性、以及对多个接点的磨损和／或损坏都是这种类型的电子钥匙所存在的问题。
第二种类型的电子钥匙利用了入口控制FRID标签。在这些类型的钥匙中，向读取装置出示一张片卡或标签，以获准进入建筑物的入口。在大多数情况下，这种类型的电子钥匙用于识别用途而不是用于安全。由于这些类型的钥匙并非十分安全，因此，将这种类型电子钥匙用于安全(公寓和旅馆的锁)会引起问题。隐蔽的阅读器，甚至电池式阅读器，都能对标签加电并在没有用户资料的情况下窃取其代码，那怕标签在用户的衣袋或钱包中。
解决与入口控制RFID标签有关的问题的一种途径是拥有加密的电子钥匙。几种这种类型的电子钥匙包括在模(die)本身上的加密算法。一些加密算法使电子钥匙上的代码每当钥匙被阅读时得到加密和改变。虽然这些类型的电子钥匙防止了非法“代码窃取”，但它们要比RFID标签装置昂贵得多。因此，安全是以金钱为代价的。
于是，存在着提供改进型RFID安全装置的需要。改进型RFID安全装置必须不需要若干个触点用于数据传输。改进型RFID安全装置还必须在极性上是通用的。改进型RFID安全装置必须不受环境因素影响。改进型RFID安全装置还必须能够用于安全需要和防“代码窃取”的。改进型RFID安全装置将利用构成电子钥匙的RFID标签装置。改进型RFID安全装置将利用在RFID安全装置未插入锁中的任何时候短路或断开RFID标签存储器装置与天线或谐振电感器之间的电路的触点，从而防止非法人员通过隐藏的阅读器阅读钥匙。
发明概述
根据本发明的一个实施例，本发明的一个目的是提供一种改进型RFID安全装置。
本发明的另一个目的是提供一种不需要若干个触点进行数据传输的改进型RFID安全装置。
本发明还有一个目的是提供一种在极性上通用的改进型RFID安全装置。
本发明还有一个目的是提供一种不受环境因素影响的改进型RFID安全装置。
本发明还有一个目的是提供一种能够用于安全需要并且还必须防“代码窃取”的改进型RFID安全装置。
本发明还有一个目的是提供一种利用构成电子钥匙的RFID标签装置的改进型RFID安全装置。
本发明还有一个目的是提供一种利用在RFID安全装置未插入锁中的任何时候短路或断开RFID标签存储器装置与天线或谐振电感器之间的电路的触点，从而防止非法人员通过隐藏的阅读器阅读钥匙的改进型RFID安全装置。
本发明再有一个目的是提供与加密装置相比成本降低了的上述装置。
优选实施例简述
根据本发明的一个实施例，本发明公开了一种射频识别(RFID)安全装置。这种RFID安全装置是电子钥匙。这种电子钥匙利用RFID标签装置将数据存储在钥匙上。激励电路与RFID标签装置耦合将能量提供给RFID标签装置并读取电子钥匙上的数据。激励电路可以是调谐谐振电路或天线。钥匙触点与激励电路耦合。钥匙触点用于接通和断开激励电路。一旦电子钥匙起作用，就可能发生数据从电子钥匙传输出来。
根据本发明的另一个实施例，本发明公开了一种射频识别(RFID)安全装置。这种RFID安全装置使用电子锁装置和电子钥匙。电子钥匙拥有用于存储数据的RFID标签装置。当电子钥匙与电子锁装置耦合时，激励电路与RFID标签装置电耦合。激励电路可以是调谐谐振电路或天线。激励电路用于将能量提供给RFID标签装置，以便当电子钥匙与电子锁装置耦合时读取电子钥匙上的数据。当电子钥匙与电子锁装置耦合时钥匙触点与激励电路耦合接通激励电路。当电子钥匙与电子锁装置耦合时电子锁装置利用阅读装置阅读从电子钥匙传输的数据。当电子钥匙与电子锁装置耦合时，第一电感单元与阅读装置耦合，将信号传输到电子钥匙的激励电路。第二电感单元与第一电感单元耦合。短路部件与第二电感单元耦合，以便使第二电感单元与电子钥匙耦合形成电子钥匙的激励电路。
通过结合附图对本发明的优选实施例进行如下详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加清楚。
附图简述
图1是本发明第一实施例的简化电路示意图；
图2是本发明第二实施例的简化电路示意图；
图3是本发明第三实施例的简化电路示意图；
图4是本发明第四实施例的简化电路示意图；
图5是本发明第五实施例的简化电路示意图；
图6A是本发明一种实施装置的俯视图；
图6B是图6A所描绘的实施装置的一个实施例的端视图；
图6C是图6A所描绘的实施装置的第二个实施例的端视图；
图7A是本发明另一种实施装置的俯视图；
图7B是图7A所描绘的实施装置的一个实施例的端视图；
图7C是图7A所描绘的实施装置的第二个实施例的端视图；
图8A是本发明再一种实施装置的俯视图；
图8B是图8A所描绘的实施装置的侧视图；
图8C是图8A所描绘的实施装置的端视图；
图9是本发明再一个实施例的简化电路示意图。
优选实施例详述
参照图1，图1显示了改进型电子钥匙10(下文称为钥匙10)的第一实施例。钥匙10利用射频识别(RFID)标签装置12。对RFID标签装置12进行编程使数据存储在钥匙10上。当钥匙10插入锁装置(图中未示出)中时，存储在RFID标签装置12上的数据将由锁装置中的阅读装置(图中未示出)读取。如果已经将合适的电子钥匙10插入到锁装置中，那么，锁装置就会释放。
为了读取RFID标签装置12上的数据，将激励电路14与RFID标签装置12耦合。激励电路14用于将能量提供给RFID标签装置12并将数据信号传送回到阅读器。激励装置可以是调谐谐振电路或天线。在图1所描绘的实施例中，激励电路14是调谐谐振电路14。锁装置的阅读装置发送出载波信号。将调谐谐振电路14调谐到载波信号的频率上。调谐谐振电路14将利用来自载波信号的能量向RFID标签装置12供电。这将使锁装置的阅读装置读取存储在RFID标签装置12上的数据。调谐谐振电路14包括电感单元16和电容单元18。电感单元16可以是任何类型的电感器，例如，天线或线圈。
触点装置20与调谐谐振电路14耦合。触点装置20用于接通和断开调谐谐振电路14。在图1所描绘的实施例中，触点装置20是常开触点。当钥匙10插入电子锁装置时，电子锁装置中的短路条将闭合触点装置20，从而形成闭合的调谐谐振电路14。一旦调谐谐振电路14形成闭合回路，就启动了向RFID标签装置12的供电和数据从钥匙10到电子锁装置的传送。
参照图2，图2显示了钥匙10的第二实施例，其中相同的标号和符号表示相同的单元。这个实施例与图1所描绘的实施例非常类似。主要差异在于，触点电路20用于建立整个调谐谐振电路14与RFID标签装置12之间的开路。图2中的钥匙10以与图1所示的钥匙10相同的方式起作用。在图2所描绘的实施例中。触点装置20是常开触点。当钥匙10插入电子锁装置时，电子锁装置中的短路条将闭合触点装置20，从而形成闭合的调谐谐振电路14。一旦调谐谐振电路14形成闭合回路，就启动了向RFID标签装置12的供电和数据从钥匙10到电子锁装置的传送。
参照图3，图3显示了钥匙10的第三实施例，其中相同的标号和符号表示相同的单元。这个实施例与图1和2所描绘的实施例非常类似。主要差异在于，电容单元18位于RFID标签装置12上。图3中的钥匙10以与图1和2所示的钥匙10相同的方式起作用。在图3所描述的实施例中，触点装置20是常开触点。当钥匙10插入电子锁装置时，电子锁装置中的短路条将闭合触点装置20，从而形成闭合的调谐谐振电路14。一旦调谐谐振电路14形成闭合回路，就启动了向RFID标签装置12的供电和数据从钥匙10到电子锁装置的传送。
参照图4，图4显示了钥匙10的第四实施例，其中相同的标号和符号表示相同的单元。这个实施例与图3所描绘的实施例非常类似。主要差异在于，在激励电路14中，电感单元16是一个天线。在本发明的优选实施例中，天线是微波天线。图4中的钥匙10以与图1-3所示的钥匙10相同的方式起作用。
参照图5，图5显示了钥匙10的第五实施例，其中相同的标号和符号表示相同的单元。这个实施例与图4所描绘的实施例非常类似。主要差异在于，触点装置20是常闭触点装置。常闭触点装置20将在激励电路14的端点之间建立起短路，从而断开钥匙10。在本实施例中，当钥匙10插入电子锁装置(图中未示出)时，非导体隔离片使短路触点装置20张开，从而接通激励电路14。一旦接通激励电路14，就启动了向RFID标签装置12的供电和数据从钥匙10到电子锁装置的传送。应该注意到，在图5所描绘的实施例中，调谐电感器可以用来取代天线。调谐电感器以与图1-3所描述的相同方式起作用。
参照图6A，图6A显示了钥匙10的第六实施例，其中相同的标号和符号表示相同的单元。这个实施例与图3和4所描绘的其中电容单元安装在RFID标签装置12上的实施例非常类似，并与图1和2所描绘的其中电容单元18安装在相对于RFID标签装置12来说是外部的模块上的实施例类似。在图6A所描述的实施例中，触点装置20利用一对常开触点单元。这对触点单元可以在钥匙10的一边或多边上。此外，正如可以从图6B所看到的，触点装置20可以从钥匙10伸出来，也可以如从图6C所看到的，触点装置20可以嵌入钥匙10中以便使触点单元与钥匙10齐平。当钥匙10插入电子锁装置时，电子锁装置中的短路条将闭合触点装置20，从而形成闭合的激励电路14。激励电路14可以是调谐谐振电路或天线。一旦调谐谐振电路14形成闭合回路或处于交流状态，RFID标签装置12就与天线耦合，启动数据从钥匙10到电子锁装置的传送。
参照图7A，图7A显示了钥匙10的第七实施例，其中相同的标号和符号表示相同的单元。这个实施例与图6A-6C所描绘的实施例非常类似。在图7A所描述的实施例中，触点装置20也利用一对常开触点单元。然而，在此实施例中，一个触点单元位于钥匙10的一边，另一个触点单元位于钥匙10的另一边。如图前面的实施例一样，触点装置20可以从钥匙10伸出来，如图7B所示，或者，正如可以如从图7C看到的，触点装置20可以嵌入钥匙10中以便使触点单元与钥匙10齐平。与前面的实施例一样，当钥匙10插入电子锁装置时，电子锁装置中的短路条将闭合触点装置20，从而形成闭合的激励电路14。激励电路14可以是调谐谐振电路或天线。一旦调谐谐振电路14形成闭合回路或处于交流(alternative)状态，RFID标签装置12就与天线耦合，启动数据从钥匙10到电子锁装置的传送。
参照图8A，图8A显示了钥匙10的第八实施例，其中相同的标号和符号表示相同的单元。这个实施例与图7A-7C所描绘的实施例非常类似。在图8A所描绘的实施例中主要差异在于，触点装置20使用了一对常闭触点单元22。常闭触点单元22通常是一对常闭弹簧触点单元。在此实施例中，钥匙10是中空的。当钥匙10插入电子锁装置时，非导体隔离片将插入空心钥匙10中。非导体隔离片使这对常闭触点装置22张开，从而接通激励电路14。激励电路14可以是调谐谐振电路或天线。一旦调谐谐振电路14形成闭合回路，或未被短路，就启动数据从钥匙10到电子锁装置的传送。
现在参照图9，图9显示了本发明的再一个实施例，其中相同的标号和符号表示相同的单元。在这个实施例中，显示了RFID安全系统30(下文称为系统30)。系统30利用了电子钥匙10和电子锁装置40。在此实施例中，电子钥匙10拥有可以被编程成将数据存储在钥匙10上的RFID标签装置12。RFID标签装置12还可以含有位于其中的电容单元18。然而，电容单元18可以位于模上、模块上、或者如果使用了天线的话甚至可以不需要。触点装置20与RFID标签装置10耦合。在图9所描绘的实施例中，触点装置20是常开触点。在此实施例中，触点装置20使用了一对触点单元。一个触点单元位于钥匙10的一边，而另一个触点单元则位于钥匙10的另一边。如同图7A-7C所描绘的实施例一样，触点装置20可以从钥匙10伸出，如图7B所示，或者，正如可以从图7C看到的，触点装置20也可以嵌入钥匙10中使触点单元与钥匙10齐平。
电子锁装置40利用阅读装置42读取存储在钥匙10的RFID标签装置12上的数据。阅读装置42与电感单元44耦合。
阅读装置42将通过电感单元44发送载波信号。位于电子锁装置内部的、电子钥匙10的激励电路14接收该载波信号。激励电路14将采用来自载波信号的能量并对RFID标签装置12供电。这将使电子锁装置40的阅读装置42读取存储在RFlD标签装置12中的数据。
在图9所描绘的实施例中，电子锁装置40还拥有第二电感单元16。与前面实施例中的一样，第二电感单元16与电容单元18组合在一起形成激励电路14。连接单元46与第二电感单元16相耦合。当钥匙10插入电子锁装置40时，电子锁装置40中的连接单元46将与触点装置20相连接，从而使激励电路14形成闭合回路。一旦激励电路14形成闭合回路，它就采用来自从电感单元44发送的载波信号的能量向RFID标签装置12供电。启动了数据从钥匙10到电子锁装置40的传送，从而使电子锁装置40的阅读装置42读取存储在RFID标签装置12中的数据。
虽然通过参照本发明的优选实施例对本发明进行了具体图示和描述，但本领域的技术人员应该明白，可以对其进行形式上和细节上的各种改动，而均不偏离本发明的精神和范围。

Claims (25)

1．一种射频识别(RFID)安全装置，包括：
一个钥匙，其中所述钥匙包括：
RFID标签装置，用于将数据存储在所述钥匙上；
与所述RFID标签装置耦合的激励电路，用于将能量提供给所述RFID标签装置以读取在所述钥匙上的所述数据；和
与所述激励电路耦合的钥匙触点，用于接通和断开所述激励电路。
2．根据权利要求1所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述激励电路包括：
谐振电感器；和
与所述谐振电感器耦合的谐振电容器。
3．根据权利要求2所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述谐振电感器是线圈。
4．根据权利要求2所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述谐振电感器是天线。
5．根据权利要求2所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述谐振电容器位于所述RFID标签装置上。
6．根据权利要求1所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述激励电路是天线。
7．根据权利要求1所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述钥匙触点是常开触点，以便当所述钥匙未插入用于阅读的装置中时断开所述激励电路。
8．根据权利要求7所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述常开触点位于所述钥匙的第一外侧上。
9．根据权利要求7所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述常开触点位于所述钥匙的第一外侧和第二外侧上，以便使所述钥匙的插入方向是多向的(universality)。
10．根据权利要求1所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述钥匙触点是常闭触点，以便当所述钥匙未插入用于阅读的装置中时短路所述激励电路使其不起作用。
11．根据权利要求10所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述常闭触点位于所述钥匙的内部。
12．根据权利要求10所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述常闭触点位于所述钥匙的外部。
13．一种射频识别(RFID)安全装置，包括：
电子锁装置；和
电子钥匙，其中所述电子钥匙包括：
RFID标签装置，用于将数据存储在所述电子钥匙上；
当所述电子钥匙与所述电子锁装置耦合时与所述RFID标签装置电耦合的激励电路，用于当所述电子钥匙与所述电子锁装置耦合时将能量提供给所述RFID标签装置以读取在所述电子钥匙上的所述数据；和
与所述激励电路耦合的钥匙触点，用于当所述电子钥匙与所述电子锁装置耦合时接通所述激励电路。
14．根据权利要求13所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述激励电路包括：
谐振电容器；和
谐振电感器。
15．根据权利要求14所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述谐振电感器位于所述电子锁装置中，并且当所述电子钥匙与所述电子锁装置耦合时与所述谐振电容器耦合。
16．根据权利要求14所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述谐振电感器和谐振电容器都位于所述电子锁装置中，并且当所述电子钥匙与所述电子锁装置耦合时与所述RFID标签装置耦合。
17．根据权利要求14所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述谐振电感器是线圈。
18．根据权利要求14所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述谐振电感器是天线。
19．根据权利要求14所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述谐振电容器位于所述RFID标签装置上。
20．根据权利要求13所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述激励电路是天线。
21．根据权利要求13所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述钥匙触点是常开触点，以便当所述电子钥匙未与所述电子锁装置耦合时断开所述激励电路。
22．根据权利要求21所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述常开触点位于所述电子钥匙的第一外侧上。
23．根据权利要求21所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述常开触点位于所述电子钥匙的第一外侧和第二外侧上，以便使所述电子钥匙插入所述电子锁装置的方向是多向的。
24．根据权利要求13所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述电子锁装置包括：
阅读装置，用于当所述电子钥匙与所述电子锁装置耦合时读取从所述电子钥匙传送的数据；和
与所述阅读装置耦合的第一电感单元，用于当所述电子钥匙与所述电子锁装置耦合时将信号传送到所述电子钥匙的所述激励电路。
25．根据权利要求24所述的射频识别(RFID)安全装置，其中所述电子锁装置还包括：
与所述第一电感单元磁耦合的第二电感单元；和
与所述第二电感单元耦合的连接部件，用于使所述第二电感单元与所述电子钥匙相耦合以形成所述激励电路。
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