CN1916336A

CN1916336A - 钥匙身份识别智能锁

Info

Publication number: CN1916336A
Application number: CN 200610053295
Authority: CN
Inventors: 蔡林强; 蔡海善
Original assignee: 蔡林强; 蔡海善
Current assignee: Cixi Guanghua Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2007-02-21

Abstract

钥匙身份识别智能锁，包括钥匙、锁体、锁芯和设于锁体内的单片机监控系统，钥匙内设有存储使用者身份密码的存储芯片V4及存储芯片V4外围的供电和时钟电路串连接口；锁体内设有存储使用者身份校对码的存储芯片V2和CPU监控芯片V1；锁体内设有电磁线圈和能在电磁线圈内上下移动以限制锁芯转动的磁性体。它简化了钥匙内的密码芯片电路，将原来各自独立的供电电路、时钟电路和数据接口简化组合在一起，磁性弹子复位为重力自动复位，不需另加电源。密码钥匙结构简单、可靠性好、体积小便于携带。再是通过对开锁者的身份识别，严格控制非法开锁者，通过锁体内的通信电路与主人或安全防卫部门通报，增加居家或主人在外时的安全感。

Description

钥匙身份识别智能锁

技术领域

本发明涉及一种智能锁具，能读取开锁者身份码、钥匙密码和磁性弹子控制的锁具。

背景技术

机电一体化智能锁保持了人们用钥匙开锁的传统习惯，它与普通机械锁相比具有高保密性及锁门自动设防及正常钥匙开锁自动撤防的优点，确保了家庭成员、财产的安全。它与普通电子门锁相比，具有操作简单、钥匙携带方便的特点。

目前智能锁的智能钥匙密码大多采用模数转换、感应芯片或带有电池的无线发射。模数转换虽不用电池供电，但密码量小，重复码多，内行人可以破译操作。感应芯片在锁上必须具有接收电路，而接收电路的工作需要耗电，因而减少了电池工作寿命，制造成本高。而采用无线发射，一旦电池失电钥匙就无法使用，锁上也必须增加接收电路，因此也同样存在耗电量大和成本高的问题。对于使用者来说，为确保人身和家庭安全希望对开锁者的的身份能进行识别，即知道是谁在开锁，是家人、老人或孩子，并把开锁者的身份告知主人。CN2505559Y是本发明人提出的一种设计方案，该方案的机械部份结构复杂，由扣扳、弹簧和螺母构成门框扣件与锁体专用螺丝构成一组触点，另一触点采用钥匙末端的金属触点与监控专用模块相接触传输控制信号构成，由两触点组成的回路的部件多可靠性差。

发明内容

本发明是针对现有电子门锁及智能锁所存在的缺陷，设计一种机械和电路结构更为简单，操作容易的锁具，在开锁时能识别开锁者是谁，对非许可者开锁进行音响警告以至报警等功能。

本发明所采用的技术方案是：钥匙身份识别智能锁，包括钥匙、锁体、锁芯和设于锁体内的单片机监控系统，其特征是钥匙内设有存储使用者身份密码的存储芯片V4及存储芯片V4外围的供电和时钟电路串连接口；锁体内设有存储使用者身份校对码的存储芯片V2和CPU监控芯片V1；锁体内设有电磁线圈和能在电磁线圈内上下移动以限制锁芯转动的磁性体。

本发明的设计思路和具体实施的结构装置，既保持了人们用钥匙锁门、开锁的普通生活习惯，又增加了钥匙密码和身份码，钥匙密码给出了钥匙能否开锁的权益，身份码给出了持钥匙人的权益范围：持主人钥匙者可以删除或增加使用钥匙，持老人或孩子钥匙者开锁后可以通知主人，让主人放心，持普通钥匙者只能锁门或开锁，提高了钥匙的安全性。对非法开锁者可以进行音响警告，非法开锁超过规定时间、或非法开门、非正常钥匙开门以及在锁门设防情况下非法开窗户等，智能锁可以通过电话将发生的情况通知有关单位和主人。

本发明的有益效果：首先是简化了钥匙内的密码芯片电路，将原来各自独立的供电电路、时钟电路和数据接口简化组合在一起，由电脉冲供电，磁性弹子复位为重力自动复位，不需另加电源。密码钥匙结构简化、可靠性好、体积小便于携带。再是通过对开锁者的身份识别，严格控制非法开锁者至关重要，通过锁体内的通信电路与主人或安全防卫部门通报，增加居家或主人在外时的安全感，这种多功能的结构比现有防盗报警锁又前进许多。

附图说明

图1为本发明的机电一体化结构控制框图。

图2为本发明的电路图。

图3为锁芯结构的剖视及锁匙与锁芯电接触点连接关系图。

图4为本发明的锁芯结构B-B剖视图，4-a为禁止开锁示意图，4-b为允许开锁示意图。

具体实施方式

图1所示为单片机监控系统控制下的信号流向和机械动作过程，以下结合图2、图3和图4简述各部份的结构和功能。单片机监控系统包括读数据和钥匙开锁监控电路3、单片机监控电路4、锁门开门检测电路8和通信电路9。

智能钥匙1如图2中的虚线所示，由事先存储携带此钥匙的身份密码和其他必要密码的存储芯片V4和外围的二极管D3，电容C1及电阻R4、R5、R6组成，它只有一组触点与CPU控制的芯片V3相接触，通过电容C1与二极管D3串联后接入存储芯片V4的供电正端，此电源是依靠V3控制G1的导通形成脉冲电压经D3整流C1滤波给V4提供直流电压，同时此脉冲电压直接与V4的CLK时钟端连接，触发V4工作。此钥匙密码芯片电路结构简单、元件少、工作稳定可靠。

锁芯2如图3和图4中的12所示部份为供智能钥匙1插进的钥匙孔13，它在钥匙1插进时，数据触点15、22接通，提供钥匙开锁信号，CPU控制V3使G1、G2导通，G1导通给V4、L1供电，读钥匙数据，并与V2钥匙数据比较，比较一致，停止供电，磁性弹子7下落允许开锁；G2导通给L1提供电流通路，使电磁线圈产生磁场作用于磁性弹子7，磁性弹子上升禁止开锁。

读数据和钥匙开锁监控电路3由存储芯片V2、发光二极管X1、X2，电阻R1、R2和R3组成。

单片机监控电路4由CPU芯片V1、存储芯片V2、电磁线圈L1、发光二极管X1和X2，电阻R1、R2和R3组成，其中存储芯片V2存贮钥匙身份密码信息及锁门设防与正常开锁撤防信息。X1、R1和X2、R2分别为用户提供设防、撤防和识别钥匙显示信息，单片机根据锁门设防正常开锁撤防控制通信芯片V5工作。

通信电路9由通信芯片V5组成，它在单片机CPU芯片控制下发送设防、撤防信号及锁门设防状态下非法开锁的各种信息到主人或监控中心。

控制磁性弹子上下运动的电路6由电磁线圈L1和三极管G1、G2组成，由芯片V3的01脚连接三极管G1和电磁线圈L1与三极管组成电回路，使电磁线圈产生电磁场，使磁性弹子7在线圈6内上下移动，当回路断电时，磁场消失，磁性弹子自由落下。

线圈供电电路5，由芯片V3和三极管G1组成。

上述电路除图2中虚线内为设在钥匙的柄部处；都设在锁体由壳体安装在门内，一般只有锁芯外露以方便钥匙开锁，图3右半部一般设于门内，为钥匙与锁芯连接状态，设在钥匙柄上的触点22与锁芯上的触点15相接触时，形成电接触回路，完成CPU控制读取钥匙密码的过程。图3的左半部为锁芯部分剖视图，一般设于门外，包括锁壳或外圆环11、锁芯2、钥匙孔13，锁芯下方的前端为常规的机械弹子14、17，弹簧21和封头20，锁芯下方的后端即为本发明的电磁锁芯部分，包括磁性弹子7、电磁线圈6和线圈架10，线圈架10外缠绕电磁线圈6，磁性弹子设在线圈架10的管腔内。

图4-a和4-b，分别表示同意或禁止开锁两种状态的结构示意图。锁芯2上端与同心外圆环11相连接，锁芯2下方与磁性弹子管腔16相通，锁芯2中间设钥匙孔13，外圆环11与磁性弹子管腔16之间设有磁性弹子通孔18，锁芯2与外圆环11下端为弹子卡槽口12。管腔16的腔壁上设电磁感应线圈L1，磁性弹子7沿着线圈架10的管腔和磁性弹子通孔16上下移动。当电磁线圈L1通电产生的磁场使磁性弹子7向上移动，并伸出磁性弹子通孔18，顶在锁芯2的下方，阻止锁芯2移动，当电磁线圈L1失电时电磁场消失，磁性弹子7受重力作用下滑至弹子管腔16底部，钥匙1在钥匙孔13内转动带动锁芯作顺时针或反时针的任意移动。若不用电磁锁部份，或电量不足时，锁芯的机械弹子仍然照常，它仅是机械弹子锁的作用与普通机械弹子锁一样使用。

以下结合附图1～4简述本发明的各种工作状态。

在开门状态下，单片机检测到有钥匙插入锁芯，和读钥匙密码一样，先读取钥匙身份码，如是主人钥匙，由X1闪动提示是否钥匙识别，在规定闪动次数内锁门，即和其他钥匙锁门(X1不闪)一样。将K1、D1和K2、D2提示的锁门信息送V2保存，并控制V5发锁门设防信息到家庭安防中心，X2显示锁门设防。如在主人钥匙插入后规定闪动次数内没有锁门，即X2闪动显示允许钥匙识别，这时插入另一把钥匙，单片机将删除之前存储所有钥匙密码，并存储新的钥匙密码至V2，确保至少有2把已识别、可以开锁的钥匙，同时，规定了持钥匙者的权益范围，防止随便识别钥匙而带来的不良后果。

在锁门状态下，单片机检测有钥匙插入锁芯，控制V3、G1给密码芯片断续供电，供电的断续形成了一个时钟脉冲，给密码芯片提供时钟信号。密码芯片在时钟作用下将存储密码通过数据触点送V3，经V3滤波整形后送单片机读取。单片机读取钥匙身份和密码后，与V2已存密码进行比较，比较一致，停止给密码芯片供电，电子弹子因重力下落，允许开锁。单片机将正常开锁撤防和开锁者身份信号通过V5通信模块发送到家庭安防中心，若是老人或小孩开锁，家庭安防中心根据设定，发信号给主人；密码比较不一致，单片机控制G2工作使供电电路通过L1、G2形成通路，线圈L1产生磁场，磁性弹子在磁场作用下上升，禁止开锁。单片机将非法开锁信息发到家庭安防中心，家庭安防中心将非法开锁信息告诉有关部门和主人。

在锁门状态下，单片机检测到非钥匙开锁情况下将门打开(强行开门)，单片机发送非法开门信息至家庭安防中心，家庭安防中心将非法开门信息告诉主人和有关部门。

电子弹子线圈L1安装在锁芯机械弹子旁，与钥匙密码芯片共同供电并串接使用，结构简单，也减少了耗电。电子弹子的复位(允许开锁)采用重力下落自动复位，不需要电控复位电路。这样，即使在智能锁失电或单片机失控的情况下仍能开锁，确保了开锁的可靠性。

智能锁家庭安防中心提供锁门设防和正常开锁撤防信息，家庭安防中心根据设防和撤防信息，决定允许或不允许开窗。如果在设防状态下，家庭安防中心收到开窗信息，家庭安防中心将非法开窗信息告诉有关部门和主人。

Claims

1、钥匙身份识别智能锁，包括钥匙、锁体、锁芯和设于锁体内的单片机监控系统，其特征是钥匙内设有存储使用者身份密码的存储芯片V4及存储芯片V4外围的供电和时钟电路串连接口；锁体内设有存储使用者身份校对码的存储芯片V2和CPU监控芯片V1；锁体内设有电磁线圈和能在电磁线圈内上下移动以限制锁芯转动的磁性体。

2、根据权利要求1所述的钥匙身份识别智能锁，其特征是单片机监控系统包括读数据和钥匙开锁监控电路(3)、单片机监控电路(4)、锁门开门检测电路(8)和通信电路(9)。

3、根据权利要求2所述的钥匙身份识别智能锁，其特征是读数据和钥匙开锁监控电路(3)由存储芯片V2、发光二极管X1、发光二极管X2，电阻R1、电阻R2和电阻R3组成。

4、根据权利要求2所述的钥匙身份识别智能锁，其特征是单片机监控电路(4)由CPU芯片V1、存储芯片V2、电磁线圈L1、发光二极管X1和发光二极管X2，电阻R1、电阻R2和电阻R3组成。

5、根据权利要求2所述的钥匙身份识别智能锁，其特征是锁门及开关门检测电路(8)由按键K1、按键K2，二极管D1、二极管D2组成。

6、根据权利要求2所述的钥匙身份识别智能锁，其特征是通信电路片(9)由通信芯片V5组成。

7、根据权利要求1所述的钥匙身份识别智能锁，其特征是控制磁性弹子上下运动的电路(6)由电磁线圈L1和三极管G1、三极管G2组成。

8、根据权利要求1所述的钥匙身份识别智能锁，其特征是锁芯(2)上端与同心外圆环(11)相连接，锁芯(2)下方与磁性弹子管腔(16)相连通，锁芯(2)中间设钥匙孔(13)、外圆环(11)与磁性弹子管腔(16)之间设有磁性弹子通孔(18)，锁芯(2)与外圆环(11)下端为弹子卡槽(12)。