CN1296112A

CN1296112A - 数码电子锁套件

Info

Publication number: CN1296112A
Application number: CN 00115653
Authority: CN
Inventors: 葛亚力
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2001-05-23

Abstract

一种数码电子锁套件,其特征是:采用优化的锁芯和钥匙电路,或者采用优化的锁芯、钥匙和配锁器电路。同现有技术比较,本发明优点有:成本低、体积小、锁中可不用电池、无电池过期问题、安全性优于加密型IC卡锁、一把钥匙可开所有该开之锁、操作简便、用户自己可配锁、生产条件要求低、维护方便等等。适用于门、柜、抽屉、包、箱、以及自行车、摩托车、汽车、保险箱等各种用锁场合,可做成高中低档锁,具有很大的市场潜力和竞争力。

Description

数码电子锁套件

本发明涉及一种电子锁装置，特别涉及一种电子密码锁。

锁是我们现代社会中不可缺少且用量很大的一种保安装置。传统的机械锁由于其钥匙的重复概率大、安全性差、钥匙多、携带管理十分不便，使用者常常出现有钥匙找不到锁，或者有锁找不到钥匙的情况，因而近几年逐渐开始应用电子锁。目前较常见的电子锁有磁卡锁、IC卡锁、IB卡锁、电子密码锁、遥控电子锁、指纹锁以及各种附加其他功能的特殊电子锁。这些电子锁虽然解决了机械锁的固有缺陷，但同时又带来了新的问题：(1)价格高，目前的电子锁售价都在五百元到数千元不等，很难在普通家庭推广应用，即便用到家庭中，也只能少量使用；(2)体积大，通常只能用在门上，抽屉、柜、箱、包、自行车锁等空间体积较小的场合无法使用；(3)锁中需装电池，一旦家庭都用电子锁，大量的电池需要按时更换是一件令人操心的事，如没有及时更换就会带来很多的麻烦；(4)许多电子锁需要用电脑配置，难以普及应用；(5)有些按键式电子锁需要记忆密码，这不但给使用者增加负担，而且密码也容易被不露痕迹地、有意或无意地泄漏；(6)电路复杂，生产、安装、维护难度较大；(7)虽然安全性比机械锁有较大的提高，但仍存在容易破解的问题，如现在的一些加密型IC卡锁已能由专业人员用较简单的工具破解，那些非加密型IC卡、磁卡的就更易被人仿制；(8)电子锁权限过分集中，表面上看用户可以用一把钥匙开多个锁，但这种电子锁无法应用于需要保护隐私和职责分明的场所；(9)有些电子锁的权限虽然可以分给每个责任人，但用户仍然需要很多的电子钥匙分别开这些锁；等等这些缺点和问题都是电子锁无法面向大众普及的原因。目前，电子锁通常都在大宾馆、高档办公楼等场所使用。众多电子锁厂家都在这一狭小的市场中竞争，而需求量极大的中低档电子锁市场却没有合适的产品。

本发明的目的在于提供一种体积小、价格低、不用电脑配置、无需记忆密码、安全性好、操作非常大众化的数码电子锁套件，用于取代机械锁的锁芯和钥匙。家庭和办公室的门、柜、抽屉、包、保险箱，以及自行车、汽车交通工具等大量的场合都可使用这种数码电子锁套件，一个用户只需一把电子钥匙即可打开所有有权打开的锁。本发明的应用一定会给锁行业带来一个巨大的新市场。

一种数码电子锁套件，包括电子锁芯、电子钥匙，其特征在于：

-电子锁芯电路由单片机电路CPU1、接插口PT1、机电驱动机构ME构成，其中单片机电路CPU1的I/O口与接插口PT1连接，单片机电路CPU1输出口与机电驱动机构ME的输入端连接；

-电子钥匙电路由单片机电路CPU2、接插口PT2、电源PW1构成，其中单片机电路CPU2的I/O口与接插口PT2连接，电源PW1同时向单片机电路CPU2、接插口PT2供电。

一种数码电子锁套件，包括电子锁芯、电子钥匙、电子配锁器，其特征在于：

-电子钥匙电路由单片机电路CPU2、接插口PT2、电源PW1构成，其中单片机电路CPU2的I/O口与接插口PT2连接，电源PW1同时向单片机电路CPU2、接插口PT2供电；

-电子配锁器电路由单片机电路CPU3、接插口PT3、显示器电路DP、键盘或按钮PB、电源PW2构成，其中单片机电路CPU3的一组I/O口与接插口PT3连接，单片机电路CPU3的另一组I/O口与显示器电路DP连接，单片机电路CPU3的输入口与按钮或开关PB连接，电源PW2同时向单片机电路CPU3、接插口PT3、显示器电路DP供电；

-电子配锁器3的接插口PT3同时设置在插头33和插孔34上，配锁芯1时，接插口PT3插接在接插口PT1上；配钥匙时，接插口PT3插接在接插口PT2上。

上述的数码电子锁套件中，单片机电路CPU1与接插口PT1、机电驱动机构ME之间的连接为单线或者多线连接；单片机电路CPU2与接插口PT2之间的连接为单线或者多线连接；单片机电路CPU1、CPU2选用一种内部包含存储器、震荡电路、复位电路之一种或多种电路的单片机芯片，该芯片也可以由普通单片机加上存储器芯片、震荡电路、复位电路的一种或多种外围电路所组成的单片机电路代替。

电子锁芯的电路结构如图4所示。其中单片机CPU1中的存储器用于保存密码等必要的信息；电子锁芯接插口PT1用于和电子钥匙电路中的接插口PT2连接，同时可以通过该接插口从电子钥匙中获取电子锁芯所需要的电能；机电驱动机构ME受单片机CPU1控制，用于开锁。机电驱动机构可以是电磁铁、小电机等用电能驱动机械装置。电子锁芯电路根据需要还可增加另外的电路，例如：增加时钟电路用于与时间有关的控制；增加按钮或开关则用于确定锁的功能或状态，譬如用一个开关表示锁的保险状态，当该开关闭合时，锁不能打开，相当于机械锁的保险作用等。

电子钥匙电路结构如图5所示。接插口PT2用于和电子锁芯电路中的PT1连接，同时为电子锁芯提供工作电源；单片机CPU2中的存储器用于保存密码等必要的信息；电源为整个电子钥匙电路供电，在开锁时通过接插口PT2向电子锁芯电路供电。如果需要可以增加声光提示装置用于开锁结果提示。例如，用蜂鸣器不同的鸣叫声或发光管的不同颜色、不同闪光频率表示开锁时成功或不成功的原因，例如，锁被保险、钥匙不配不能打开等。

电子配锁器电路结构如图6所示。接插口PT3用于和电子锁芯中的接插口PT1或电子钥匙中的接插口PT2连接；显示器DP用于操作时显示或提示，便于正确操作。电子配锁器可用于一些关系比较复杂的权限分配过程，如多独立主人、多层次、有时间和空间限定、以及相互交叉等复杂的权限分配。

同现有技术比较，本发明具有以下明显的优点：(1)电路充分优化，成本很低。由于电路从整体上进行了充分优化，所需的器件非常少，电路造价仅为同类产品的五分之一到十分之一以下，中低收入家庭都能够接受，完全可大量用于各种民用锁；(2)锁中可以不用电池。这样，既省去了电池架和有关电源控制电路，降低了使用成本，大大缩小了体积，而且还有效地解决了因电池过期带来的诸多不便，不必定期为锁更换电池，使电子锁在家庭中大量使用成为可能，同时也减少了废旧电池对环境的污染；(3)钥匙和锁中均有CPU，使其它外围器件可以根据成本、功能要求等因素合理分布，譬如可将指示灯设在钥匙中，既兼作夜晚照明，还能省去所有锁中的指示灯，总体成本更低；(4)电路微型化。由于上述原因，锁中的电路小到可以装入包括小型抽屉、箱、包的锁在内的各种锁中，使本发明的应用范围更广；(5)基本不改变机械锁的操作习惯，使用比其他电子锁更简单易学，让所有的人都会使用；(6)安全性强，因为锁和钥匙中都有CPU，可采用较长的密码长度和更难破解的加密算法，所以能大大提高锁的安全性，远比机械锁可靠，其安全性甚至比一般IC卡锁和加密型IC卡锁要高得多；(7)在有许多独立权限的电子锁共同使用的前提下，仍然能做到一把钥匙开多个锁，避免找钥匙的麻烦；(8)集中了各种电子锁的优点和特长，例如：购买新锁不必增加钥匙，可以节省大量用以做钥匙的金属材料；配钥匙不用电脑，便于钥匙的管理和控制；丢失的钥匙不必换锁，主人可以随时可以重新对锁进行配置，使丢失的钥匙失效，也可以随时将开锁权授予他人；(9)电路十分简单，生产不需要调试，生产成本很低。民用锁的电子化是技术发展的必然趋势，锁是一种用量很大的消费品，因而本发明具有很大的推广价值和市场前景。

图1为电子锁芯的机械结构示意图。

图2为电子钥匙的机械结构示意图。

图3为电子配锁器的机械结构示意图。

图4为电子锁芯的电路框图。

图5为电子钥匙的电路框图。

图6为电子配锁器的电路框图。

图7为电子锁芯实施例电路图。

图8为电子钥匙实施例电路图。

图9为电子配锁器实施例电路图。

实施例1：

一种数码电子锁套件由电子锁芯、电子钥匙两部分组成，其中电子锁芯、电子钥匙的机械结构如图1、图2所示。电子锁芯1直径为1.5cm，其后部设置了一块直径为3cm的电子锁芯电路板11，前部有高宽深为1.2×0.3×1.2cm的钥匙插孔12，钥匙插孔内有四个宽1mm的金属导电触点13，用于和电子钥匙电路的连接，电子锁芯内有一个由小电磁铁驱动、可从侧面伸缩锁的弹子或销子14。电子钥匙2含有一个直径为4cm厚度为1.2cm的钥匙体23，其内部装有电子钥匙电路，前部设有一个高宽长为1.2×0.3×1.2cm的电子钥匙插头21，插头上设有四个宽1mm的金属导电触点21a，根据需要可在电子钥匙体上打一个可供穿挂的3mm的通孔22。

电子锁芯的一种电路由单片机IC1、接插口PT1、电阻R1、三极管Q1、电磁铁L1组成，单片机IC1采用AT90S2323，如图7所示。单片机IC1的脚8、接插口PT1的脚1分别连电源Vcc，单片机IC1的脚7连到接插口PT1的脚2，单片机IC1的脚2通过电阻R1接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过电磁铁L1的线圈接到电源，单片机IC1的脚4、接插口PT1的脚3、三极管Q1的发射极皆接地。

电子钥匙的一种电路由单片机IC2、接插口PT2、电阻R2、发光管LED、电池PW1组成，单片机IC2采用AT90S2323，如图8所示。单片机IC2的脚8、接插口PT2的脚1、电池PW1的正极皆连电源Vcc，单片机IC2的脚7连到接插口PT2的脚2，单片机IC2的脚2通过电阻R2与发光管的串联电路接地，单片机IC2的脚4、接插口PT2的脚3、电池的负极皆接地。

电子锁的开启程序比较容易实现，一种方法是电子钥匙插入电子锁芯时进行密码比较，密码一致则开锁，否则不开锁。配制钥匙的一种方法是通过对电子钥匙中代码的不同设置，将电子钥匙分为特权电子钥匙和普通电子钥匙两类，普通电子钥匙是指用于开锁钥匙，特权电子钥匙是指配置钥匙的钥匙。配制钥匙过程如下：(1)将特权电子钥匙插入电子锁芯；(2)拔出特权电子钥匙；(3)马上插入普通电子钥匙，该普通电子钥匙即可打开上述电子锁芯。

实施例2：

一种数码电子锁套件由电子锁芯、电子钥匙、电子配锁器三个部分组成。其中电子锁芯、电子钥匙的机械结构和电路都与实施例1相同，如图1、图2、图7、图8所示。电子配锁器的机械结构如图3所示，电子配锁器3正面分别设有若干键盘或按钮31和一个显示器32，电子配锁器上有一个用于配置电子锁芯、带有四个宽1mm的金属导电触点33a的、高宽长为1.2×0.3×1.2cm的插头33，还有一个用于配置电子钥匙的、高宽深为1.2×0.3×1.2cm的、带有四个宽1mm的金属导电触点的钥匙插孔34。

电子配锁器的一种电路由单片机IC3、显示模块LCD、接插口PT3、电阻R3、R4、电位器W1、电容C1～C4、晶体CR、按钮S3～S5、电池等组成，单片机IC3采用AT89C2051，显示模块LCD采用ZJM12232A液晶显示器，如图9所示。单片机IC3的脚20、接插口PT3的脚1、显示模块LCD的脚2、电池PW2的正极接电源Vcc，单片机IC3的脚8、脚9、脚11～脚19依次分别接显示模块LCD的脚4～脚6、脚8～脚15，单片机IC3的脚7连接插口PT3的脚2，单片机IC3的脚2、脚3、脚6分别接按钮S3～S5的一端，S3～S5的另一端和单片机IC3的脚10、显示模块LCD的脚1、脚7、接插口PT3的脚3、电池PW2的负极皆接地；电容C3、C4一端接地，两者的另一端分别与晶体CR两端和单片机IC3的脚4、脚5联接组成震荡电路；电容C1一端接电源，另一端接单片机IC3的脚1和电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，组成单片机需要的复位电路；R4一端接电源，另一端接LCD的脚16和电容C2，C2的另一端接地，组成LCD需要的复位电路；电位器W1的两端分别电源和地，可调端接LCD的3脚。

电子钥匙的一种开启过程采用核对密码的方式，密码正确则开门，否则不开门。钥匙的配制用电子配锁器，只要用电子配锁器分别对电子锁芯和电子钥匙设置相同的密码即可。实施例2因为采用了专门的电子配锁器进行钥匙的配制，因而可以实现比实施例1更为复杂的权限分配。

Claims

1、一种数码电子锁套件，包括电子锁芯、电子钥匙，其特征在于：

-电子锁芯电路由单片机电路(CPU1)、接插口(PT1)、机电驱动机构(ME)构成，其中单片机电路(CPU1)的I/O口与接插口(PT1)连接，单片机电路(CPU1)输出口与机电驱动机构(ME)的输入端连接；

-电子钥匙电路由单片机电路(CPU2)、接插口(PT2)、电源(PW1)构成，其中单片机电路(CPU2)的I/O口与接插口(PT2)连接，电源(PW1)同时向单片机电路(CPU2)、接插口(PT2)供电。

2、一种数码电子锁套件，包括电子锁芯、电子钥匙、电子配锁器，其特征在于：

-电子钥匙电路由单片机电路(CPU2)、接插口(PT2)、电源(PW1)构成，其中单片机电路(CPU2)的I/O口与接插口(PT2)连接，电源(PW1)同时向单片机电路(CPU2)、接插口(PT2)供电；

-电子配锁器电路由单片机电路(CPU3)、接插口(PT3)、显示器电路(DP)、键盘或按钮(PB)、电源(PW2)构成，其中单片机电路(CPU3)的一组I/O口与接插口(PT3)连接，单片机电路(CPU3)的另一组I/O口与显示器电路(DP)连接，单片机电路(CPU3)的输入口与按钮或开关(PB)连接，电源(PW2)同时向单片机电路(CPU3)、接插口(PT3)、显示器电路(DP)供电；

-电子配锁器(3)的接插口(PT3)同时设置在插头(33)和插孔(34)上，配锁芯(1)时，接插口(PT3)插接在接插口(PT1)上；配钥匙时，接插口(PT3)插接在接插口(PT2)上。

3、根据权利要求1和2所述的数码电子锁套件，其特征在于：单片机电路(CPU1)与接插口(PT1)、机电驱动机构(ME)之间的连接为单线或者多线连接；单片机电路(CPU2)与接插口(PT2)之间的连接为单线或者多线连接。

4、根据权利要求1和2所述的数码电子锁套件，其特征在于：单片机电路(CPU1、CPU2)选用一种内部包含存储器、震荡电路、复位电路之一种或多种电路的单片机芯片，该芯片也可以由普通单片机加上存储器芯片、震荡电路、复位电路的一种或多种外围电路所组成的单片机电路代替。