CN2165209Y - 多重门电脑密码保险柜 - Google Patents

Abstract

一种电脑密码保险柜，它允许设置多重(1—8任 选)密码门，每一重门可有多(1—8任选)位密码，一 次盗码成功率可达10^-77以下，并具有高强度、高密 闭性，兼具防移动、防火、防切割、防强制性破坏等防 范和报警功能。

多重密码门，可由一人掌握；也可分别由多人各 掌握一组。特权开门程序替代了通常使用的应急开 门设施，提高了安全性。防盗键措施使盗贼不能识别 哪些是有效的解锁键；受限容错功能，允许操作员有 限次误操作，既提高了保密性，又减少了不必要的报 警。

Description

本实用新型涉及一种电脑密码保险柜，它据有多重、多位密码锁，是保险柜智能化的新拓展。

保险柜主要以其强固的柜体、柜门和密码锁自保，报警呼救因其易于屏蔽和破坏，援救人员到场需要时间等局限而仅能做辅助手段。在防盗中密码锁尤其重要，成为盗窃和防盗双方关注的焦点。

乞今所有保险柜技术（包括产品和专利）中，大多采用机械密码锁或电子逻辑密码锁，虽有少数（如专利申请号91216230.9、9020665.2和89202249.3等）采用了微电脑（单片机），但都仅有一个密码锁，密码位数少（4位或6位）而且位数固定不变。理论盗码成功概率绝对数值虽不小，但实际上，随着盗码技术的发展（如识别键上痕迹），其安全性面临日益严峻的挑战。如一个四位密码锁，其理论一次盗码成功率为10^－4，但如已识得（用痕迹识别技术）此四键，则一次盗码成功率升为1／41＝1／24，两分钟就可遍试所有可能密码而开门。

在现有保险柜技术中，应急强制开门手段更欠安全，留有开锁继电器驱动入口的方案使盗者极易开柜，虽有报警监视，但等救援人员赶到，恐防犯不及；正常开柜时的偶然错码也引起报警，对用户要求过严，缺少灵活性；此外，柜体或柜门上也因安装键盘和显示器而留下若干薄弱区域，从而使安全性受到限制。

本实用新型提供一种高强度、智能化的电脑监控保险柜。除了具有高强度、高封闭性的柜体结构外，其独特的电脑系统可实现灵活多变的复杂编码。使其一次盗码成功概率可降到10^－77以下，即小于十万亿亿亿亿亿亿亿亿分之一。小于现有四位电脑密码锁的一次盗码成功率的10⁷³分之一，数量上减少了73个数量级。其密码门重数和密码位数可依需要自由设定。取消强制开门的不安全设置，代之以高安全性的永久特权开门口令和特权码，来处理用户密码遗忘遭盗报警后的事宜。它还随时监视强制性破坏行为，做出自保护锁闭，并发出报警信号。

本实用新型由柜体1、柜门2和电脑软硬件22组成，现分别说明如下：

1.柜体1和柜门2均采用多层材料复合而成，外层10为3mm厚冷轧钢板10，中间设有防火、防切割层9和防钻层19，内壁17为2mm厚冷轧钢板17。柜内有分层储物架。

柜体外表面三条不同方向的棱处的涂层下，各设一条扁平而薄的隐蔽发射天线3（两面塑料中夹一铜带）。

柜门由上下门轴固定于柜体上下门槛的轴座27上，关门时在可转动侧无可切割缝。门上设有三个门闩11，分别由三条φ10mm的钢筋制成，在上闩后与柜体上的闩口相配合，构成防切割电路之一部分。门闩由一个凸轮连杆机构12带动。

在一门闩上设一凹形销口16，销口中有一长方锁销15，锁销被弹簧和电磁铁14联合控制。在凹形销口旁，门闩内侧，设一上锁检测微动开关16；上锁后，上锁检测开关被锁销揿下，作为锁门状态信号；解锁后，锁销拉起，检测开关弹起，给出开门状态信号。

柜背后下部外层有φ4mm孔，外电源线由此通入夹层中，从柜内壁经下门轴引入电脑室内。柜内底部四角有四个φ6mm的绝缘通孔通过龙骨，孔中有缧栓与钢筋水泥地板（或底座上）的膨胀缧母相连。柜顶部外壳有80x60x30mm凹槽，固定着键盘4。键盘通过4x20mm弯曲孔中的电缆26经上门轴中心引入柜内电脑室中。

门外右上部设有磁卡插入口5，通向门内磁卡机。

门外右上部设有开门拉手6，在解锁后，可通过杠杆，拖动门闩而开门。

门外面板的右上部有一组φ1mm孔，门内报警器声音由此发出。

门内壁上部设磁卡读写机、一8位密码显示器21和一蜂鸣器20。

2.电脑硬件由电源25、单片机22、外部控制器等部分构成。电源部分包括可充电电池23和220V外接电源转换器。在220V通电情况下转换器给电脑和继电器分别提供＋5V、＋15V的直流电，同时给电池充电。220V停电时自动由电池供电。

电脑室中装有一台无线电发射机，其发射天线与柜体外棱上的三条隐蔽天线相通。

3.电脑软件主要由主控程序、编码程序、解锁程序、显示密码程序和特权开门程序等五部分组成。电脑程序、特权口令和特权码存于单片机的EPROM芯片中，RAM中存放用户密码。结合实际操作说明如下：

<1>主控程序一加电就被启动，它不断访问入口，检测有无外部破坏和口令输入。

如平安无事，也无输入动作，柜门处锁闭态，则一分钟后进入节电状态；若柜门未锁闭，则一分钟后示警，直至上锁为止。

如有强制破坏，立即发连续强警报，直至破坏被解除或修复。

对每次有效按键输入，短鸣一声，而后按规则采取不同响应：

（1.1）是开门键，且门正处于锁闭态，则转入解锁程序；

（1.2）是开门键，且门正处于开门（未上锁）态，则转入显示密码程序；

（1.3）是编码键，且门正处于开门（未上锁）态，则转入编码程序；

（1.4）是编码键，且门正处于锁闭态，则转入特权开门程序；

（1.5）是数字键，且门正处于锁闭态，则继续检测。

<2>编码程序正常运行过程是在门已打开的状态下依次输入如下系列码：

其中M：1－8，门的重数

N：1－8，每重门密码位数

X：0－9，数字码

编：编码键

如果在一组码中输入的X位数不足N，则高位补O，多于N位则只取后N位。如果输入的密码组不足M，其余视为全O；多于M则发一长音示警且多余的无效。程序依次读入M，N和所有组密码，直到第M组数码末的编码键终止，发两短一长音示成功，同时写入用户磁卡。

第一编键启动编码程序。接着读入门的重数M和每组密码位数N。分别压入栈中，在第二个编收到时，把M、N两数转入存贮单元m和n中，如果输入串多于2位则取最后两位。每位键码输入成功均发出一短音信号，如果是错码，（如开门键）则不发信号且不接收。

依同样规则读入相继的M组密码。送满M组，则发两短一长音表示完毕，记入RAM和磁卡。如果送入的码不足M组，而后一分钟内无输入，则也停止输入，但不发信号；不足的组视为全O。

如果接连收到两个相邻的编码键，则把以前的所有密码清除，表示重新开始，最后一个当作第一个编键。

<3>柜门内侧设一8位显示器，在门开着时用开键启动显示程序（图3），依次显示已装入的M、N和各组密码。

这种灵活的编码结构使使用者可以根据需要选定所需密码组（即门）数和每组密码的位数。如要求一次盗码成功率小于万分之一，则可选M＝1、N＝4，这样使操作简单。如果选M＝1、N＝6，则一次盗码成功率为3.3x10^－7，M＝1、N＝8时，一次盗码成功率则为：2.3x10^－9。

<4>解锁程序在关门锁闭状态下由开键启动。正常的开锁按键过程为：

输入程序依次读入每一位密码，以短促发声表示按键有效，并逐位比较其正确性并记录错误，当连续两次开键输入时，如果全部口令正确，则门解锁并发出一长两短音以示成功。若有错则发出三长音警告。并记录一次盗码。累积盗码超过四次，解锁程序则停止运行，处于自保护状态并发出长时间报警信号。

<5>特权开门程序，是为了处理密码遗忘、盗码超过四次后解除自保状态而设置的，它在门锁闭的情况下由编码键启动，在输入特权口令和密码后，它停止报警，以特权开门码（这密码通常比用户码复杂）取代用户密码，然后按正常开锁程序进行。

由于特权密码复杂，既使以每秒钟输入两次键的速度，不停地盗码一年，累计盗码成功率仍达不到1亿亿分之一。因此实际上只有掌握了特权口令和密码的人才可打开。

特权磁卡、特权口令和特权码由生产厂家登记备案，严格保密。如有特殊要求，也可转交用户最高权力代表。

本实用新型的突出优点在于：

1.极低的盗码成功率，高防盗码安全性；

2.安全周密的特权开门手段，是其它方法无法比拟的；

3.编码灵活，选择范围广，可根据需要更改，从最简单的1门三码直至最安全的八门八码。

4.闭门时密码隐蔽，门开时又可方便地显示密码；

5.上锁检测开关监视门闩上锁实况，有效避免了关门不上锁的失误；

6.输入口令时的容错功能可避免常见失误引起的麻烦，且不必设消码键；

7.一键多用，使键盘键数减到最少而按键次数较多，这时对付盗键（识别按过的键）的有效措施。

8.整体机械结构中，薄弱区域极少；可以在一定时间内抵御强制破坏，等待救援人员到来；

9.多方位无线报警和声音警报，不易屏蔽；

10.节省电源，使用费用低。

其不足之处是操作相对复杂。

下面结合附图和实例加以说明。

图1、整体外观图；

图2、前面正视图和顶视剖面图；

图3、柜门和柜体剖面图；

图4、控制部件逻辑框图；

图5、主控程序流图；

图6、编码程序流图；

图7、解码程序流图；

图8、显示密码程序流图；

图9、特权解锁程序流图。

实例：MIS－8型保险柜是本新型的一个实例，它具有美观大方的外型，柜体前面四周成圆弧状，顶上键盘合内有精致的键盘，键盘由白色有机玻璃制造，浅灰色键面刻有黑色字；柜门上蜂鸣器音孔和开门拉手分列左右；乳白的柜体表面平整光亮。

柜门内密码显示器显示红色数码。柜内有三层储物架和一个抽屉。一盏照明灯装在柜壁一侧上方。

从柜内打开柜体顶部的电脑室，可看到电脑板、电源转换器，电池和无线电发射机。

柜体外壳由3mm冷轧钢板冲压焊接而成，壳内石棉防火层中设有一条网状导线，构成回路的一部分而作为防切割探测器，只要任一点被切断，都因断路而报警；钢制龙骨分布于柜体夹层各部；龙骨间和内外壁间其它部分，均充以防钻水泥。

柜门内壁有可从内打开的盖板，夹层中的电脑、无线电发射机、电源、门闩、锁销、继电器和蜂鸣器可由此安装和维护。在上闩时门闩也构成防切割电路的一部分。门闩上的凹形销口旁装有一上锁检测微动开关，当锁销落入销口时，开关断，锁销拉出销口时，开关通。

柜门靠上下门槛上的门轴固定在柜体上，门关闭时外面无可入撬点。

51单片机和外部设备是柜门控制的核心。

键12键盘接在单片机51的键盘接口（图4，Y0－Y7，）键盘扫描程序扫描键盘的状态，将扫描到的输入码读入内存，并通过IPA4（图4）口给出一个信号使蜂鸣器发出一短音，数码显示器LED接在单片机51的显示口EX0－EX7。

上锁检测开关接在单片机51的IPA1口，当锁栓处于锁门状态时，检测开关闭合，通过IPAI口测得低电平（图4中，G表示接地）。当门没有锁闭时，检测开关断开，检测到高电平。

柜体防切割电路由一条单股导线回路构成，它以S形遍布于柜体（包括柜门）夹层的防切割层中，一端接单片机51的IPA2口，另一端接地。

蜂鸣器接在IPA4口，IPA6口；无线电发射机与IPA5，IPA7口相连。

单片机51通过IPA3口控制锁栓电器（图3.14）动作。

电源转换器是采用的桥式整流滤波电路。当有外加电压（220V）时，通过D1、R1对＋5V电池充电；通过D3、R2对＋15V电池充电，同时向单片机51提供＋5V电源，向继电器提供＋15V电源。在没有外加电源（220V）时，两电池组分别通过D2和D4提供＋5V和＋15V电源。

此例中未装磁卡以降低成本。

电脑程序框图如图1－5。下在结合实际应用说明其作用：

保险柜安装完毕，装入电池或接通外电源后，电脑程序开始工作。在关门前应编码，这里选用2门6码：按“编26编306518编517489编”，主控程序启动编码程序，将密码存入RAM的用户码单元BM中，并发出声音提示编码完毕。保险柜回到主控程序控制之下。

按“开”键，转入密码显示程序，门内侧显示器显示“26”，再按“开”键，显示“306518”，再按“开”键，显示“517489”，显示完毕，返回主控程序控制。

拉柜门拉手关闭柜门，上门闩。门闩到位则锁销滑入销槽而上锁。

开门时需按“开306518开517489开开”，在解锁程序控制下，逐位比较键入码与BM中的用户码，如结果相同，则发一持续5秒的信号，继电器将锁销拉起，此时可用门拉手拉开门闩开门。如5秒内未拉闩开门，则自动上锁。使用2门6码，一次盗码成功率为12^－17，约等于4.5×10^－19。容错功能使如下一列码也能正常解锁：“开3277018306518开0012000210517489开开”。实际上在每组真实密码之前可以添加任意数码，并不影响解锁。

特权口令是一组4位数码，在柜门上锁时，按“编1234编”，启动特权解锁程序，将存于正常开门程序进行，不过密码不同而已。特权密码与用户密码的区别仅在于前者是永远固定不变的，后者在用户编码或电脑断电时都可能变更。

Claims (4)

1、一种智能化、高封闭性多重门电脑密码保险柜，由柜体、柜门、电脑程控锁和报警子系统构成，共特征在于：柜体(1)和柜门(2)均采用多层材料复合而成，中间设置龙骨，外层10为3mm厚冷轧钢板(10)，中间设有防火、防切割层(9)和防钻层(19)，内壁(17)为2mm厚冷轧钢板，柜门由上下门轴固定于柜体上下门槛的轴座(27)上，门上设有三个门闩(11)，分别由三条O10mm钢筋制成，门闩由一个凸轮连杆机构(12)带动；在门闩上设一凹形销口(16)，销口中有一长方锁锁(15)，凹形销口旁门闩内侧，设有一上锁检测微动开关(16)，柜背后下部外层有O4mm孔，外电源线由此通入夹层中，从柜内壁经下门轴引入电脑室内，柜顶部外壳有80×60×30mm凹槽，固定着键盘(4)，键盘通过4×20mm弯曲孔中的电缆(26)经上门轴中心引入柜内电脑室中；键(12)键盘接在单片机(51)的键盘接口，数码显示器LED接在单片机(51)的显示口EXo-EXT；上锁检测开关接在单片机(51)的IPA1口，柜体防切割电路由一条单股导线回路构成，它以“S”形遍布于柜体夹层的防切割层中，一端接单片机(51)的IPA2口，另一端接地。

2、根据权利要求1所述的保险柜，其特征在于蜂鸣器接在IPA4口，IPA6口；无线电发射机与IPA5，IPA7口相连。

3、根据权利要求1所述的保险柜，其特征在于电源转换器是采用桥式整流滤波电路。

4、根据权利要求1所述的保险柜，其特征在于柜门外面设拉手和蜂鸣器发音孔。

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