CN2821068Y

CN2821068Y - 跳码遥控装置

Info

Publication number: CN2821068Y
Application number: CN 200520013481
Authority: CN
Inventors: 黄迎胜
Original assignee: ZHONGDAO SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd HANGZHOU
Current assignee: ZHONGDAO SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd HANGZHOU
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2015-07-22

Abstract

本实用新型公开了一种跳码遥控装置，它包括用于发射编码序列的红外发射器、接收编码序列的红外接收器，所述的红外发射器包括一个产生滚动码序列的电路、一个由与非门组成的可控式多谐振荡器和一个红外发射电路；所述的红外接收器主要包括中心控制单片机电路单元、晶体振荡电路单元、红外接收模块单元、低电池检测电路单元、“学习或清除”检测电路单元、数据存取电路单元、电机控制电路单元，各电路单元都与单片机电路单元相连。这种跳码遥控装置，能保证门锁在近距离内才有反应，保证了不受周围信号的干扰，实现多对多、多对一、一对多的技术，保证人们只需随身携带一个遥控产品就可以开启、控制多个系统，这种功能还有一个优点，特别是可以防止当有人辞职的时候，使得公司的安防系统变得不安全，即使在钥匙丢失的情况下也不会造成公司的安防漏洞。

Description

跳码遥控装置

技术领域

本实用新型涉及一种门锁控制装置，特别是一种跳码遥控装置。

背景技术

当前，随着高科技犯罪率日益增高和电子犯罪手段的日益高明，为了家庭、办公、汽车等方面的安全，保安技术的改进是十分必要的。

普通的门锁无法控制钥匙的数量，易于被不法之徒利用。传统的用于单向传输的无线遥控产品主要采用固定编码集成电路，由于此类编解码芯片的编码长度有限，码形格式固定不变，十分易于在空中捕捉电波码字和扫描跟踪等方法破解，即其保密性很低，只能用于一些对保密安全要求不高的场所。而且，无线遥控系统通常可遥控距离较远，这样易造成误动作，在主人不知情的情形下或者在远距离范围内打开了系统，给不法之徒可乘之机。同时，无线遥控系统不能解决要求低功耗的问题，特别是红外遥控门锁系统。随着生活水平的提高，个人携带的零件(如钥匙)也日渐增多，这与当今快节奏的生活步骤不相一致。

另外，汽车的无线遥控门锁已经广为人知。但是，无线遥控技术却无法很好地用于居民住宅和商业建筑中的传统的门。这是因为通常的门挨得比较近，如果采用无线跳码多对多容易造成同时开启多个门。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种安全性好、且可以一把控制钥匙能开启多扇不同门锁及不同控制钥匙能开启同一门锁，特别是控制钥匙丢失后能方便修改开锁信号的跳码遥控装置。

为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种跳码遥控装置，它包括用于发射编码序列的红外发射器、接收编码序列的红外接收器，其特征是：所述的红外发射器包括一个产生滚动码序列的电路、一个由与非门组成的可控式多谐振荡器和一个红外发射电路，产生滚动码序列的电路与可控式多谐振荡器连接，可控式多谐振荡器与红外发射电路连接，在产生滚动码序列的电路的输入端设有开关S0或S1，在可控式多谐振荡器电路中，设有振荡电容和振荡电阻和补偿电阻，在红外发射电路中设有控制三极管和红外发射管，控制三极管的控制端与可控式多谐振荡器输出端连通；所述的红外接收器主要包括中心控制单片机电路单元、晶体振荡电路单元、红外接收模块单元、低电池检测电路单元、“学习或清除”检测电路单元、数据存取电路单元、电机控制电路单元，各电路单元都与单片机电路单元相连，其中晶体振荡电路单元连接单片机电路单元的时钟振荡输入输出脚；红外接收模块单元与单片机电路单元的输入输出的端口C口连接；低电池检测电路单元与单片机电路单元C口的一个管脚检测输出连接；“学习与清空”检测电路单元与单片机电路单元的输入输出端口B口的一个管脚连接；数据存取电路单元经由单片机电路单元的输入输出端口B口连接；电机控制电路单元与单片机电路的B口连接。

在单片机电路单元上还连接有LED指示电路单元和声音提示电路单元，LED指示电路单元与单片机电路单元的输入输出端口A口的其中之一连接，声音提示电路单元与单片机电路单元的输入输出B口的其中一个管脚连接。

本实用新型的优点是：红外技术能保证门锁在近距离内(如2米)才有反应，保证了不受周围信号的干扰；由于接收系统带有“学习”和“清除”功能，使得多对多、多对一、一对多的技术保证人们只需随身携带一个遥控产品就可以开启、控制多个系统。这种功能还有一个优点，那就是当这种技术用于公司的门锁上时，可以防止当有人辞职的时候，使得公司的安防系统变得不安全。即使在钥匙丢失的情况下也不会造成公司的安防漏洞。

本实用新型仅允许系统在唤醒模式期间控制器才可以对编码序列进行解码，并且如果编码序列是正确的形成制动信号。控制器的休眠和唤醒模式相互交替，其中在休眠模式期间从电池吸取极少的电流。

由于采用了滚动码技术，使得采用这一技术的遥控器在数据传输方面具有极高的保密性，其原始代码虽相同，但每次传输的代码都是唯一的，在每天发送10次左右的情况下可保证18年不重复。

本实用新型提供的跳码遥控装置，可广泛应用于以下领域：

车辆应用：无钥进入系统、车辆报警系统、车库门开启系统等。

消费类应用：防盗报警系统(如银行、保险)、门锁(如家用、商用、宾馆饭店)、以及烟雾/一氧化碳随机检测器等。

工艺应用：封装跟踪、零件跟踪、标识信息、身份识别等。

本实用新型提供的跳码遥控装置，接收编码数据的方法是进入唤醒模式、启动红外接收器、接收编码数据、对编码数据进行解码、对编码数据进行解密、将解密后的数据与厂家的密钥数据进行比较、如果所解密后的编码数据是正确的密钥，提供输出信号、在重新进入休眠模式之前，关断各种外电路亦减小功耗、重新进入休眠模式。其省电控制是仅允许系统在唤醒模式期间控制器才可以对编码序列进行解码，并且如果编码序列是正确的形成制动信号，控制器的休眠和唤醒模式相互交替，其中在休眠模式期间从电池吸取极少的电流。这个省电的优点，可以保证采用了本实用新型的门锁系统，让4节AA的干电池使用一年。

附图说明

图1是加密密钥生成原理图；

图2是与非门组成的可控式多谐振荡器原理图；

图3是发射器原理图；

图4是红外多对多接收控制系统工作原理图；

图5是接收器控制程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例：

本实施例描述的跳码遥控装置，其编码器U1和单片机U3均采用美国亚利桑那州微电子技术有限公司(Microchip Technology，Inc.of Chandler，Arizona)处购得的、商标为KeeLoq的控制器。更具体地，编码器U1最好是Microchip Technology，Inc.的型号HCS301，并且单片机U3最好是型号PIC16C57。

由于本实用新型采用了商品化的型号为hcs301编码器U1芯片，对于该芯片功能介绍如下：

1、滚动码技术具有如下特点：

a、具有可编程的64bits密码字

b、可编程的28bits序列数

c、32位跳变码

d、66位长度发送

e、34位固定码额

f、由于滚动码编码方式，每次发送的码都不相同，所以具有高度安全性

g、加密密钥不可读取

2、加密密钥产生

滚动码芯片在试用之前，必须产生一个唯一的加密密钥。密钥产生过程(如图1)：由工厂代码和系列号一起经密钥产生算法形成唯一的加密密码，然后写入片内储存器EEPROM。工厂代码又称系列码或制造商码，长度为64Bit，可随即产生。系列号为28Bit(即子码)，对应于每一个编码器，可作为用户码。

发射编码序列的红外发射器：

红外线是介于可见光和微波的一种电磁波，具有两邻近波的某些特性，能直线传播(不像无线电往四周发射)，具有方向单一性。因此必须将发射器对准(或在一定的角度内)红外接收头，接收系统才会有反应。同时由于光的能量衰减，它的发射距离和电池的电压和电能成正比。因而可以使接收距离控制在近距离内。

如附图2、附图3所示，红外发射器包括一个产生滚动码序列的电路U1、一个由与非门组成的可控式多谐振荡器U2和一个红外发射电路3，产生滚动码序列的电路U1与可控式多谐振荡器U2连接，可控式多谐振荡器U2与红外发射电路3连接，在产生滚动码序列的电路U1的输入端设有开关S0或S1，在可控式多谐振荡器U2电路中，设有振荡电容C2和振荡电阻R2和补偿电阻R1，在红外发射电路U5中设有控制三极管Q1和红外发射管LD，控制三极管Q1的控制端与可控式多谐振荡器输出端连通；红外发射机它是由一个二输入端四与非门的集成IC完成振荡及发射器的驱动功能，振荡频率可自行设定。

这是一个由与非门组成的可控式多谐振荡器，当开关S0或S1突然按下时，U1立即产生一个经过加密的滚动码，并点亮指示灯LED，同时向二输入端四与非门的可控式多谐振荡器U2发射编码数据，当U2A的1脚得到一个正脉冲(U1输出数据“1”)时，假定这时可控式多特振荡器U2的2脚为高电平，则3脚输出负脉冲，6脚输出正脉冲。在3脚出现正脉冲的同时，经电阻R2向电容C2充电。当正脉冲过后，电容C2充电完毕，并经电阻R2放电，当电容C2放电时U2A的1脚低于转折电压时，U2A翻转，3脚输出正脉冲，6脚输出负脉冲。在3脚出现正脉冲的同时，经电阻R2向电容C2充电，当充电使电容C2的电压达到U2A的转折电压时，U2A翻转输出负脉冲，U2B输出正脉冲。这样反复循环便形成振荡。在这个多谐振荡电路中，C2、R2为振荡电容和电阻，R1为补偿电阻，它起到稳定振荡频率的作用。经过与非门输出的编码数据去控制三极管Q1的通断，从而控制红外发射管LD向外发送数据。

接收编码序列的红外接收器：

如图4所示，所述的红外接收器主要包括中心控制单片机电路单元U3、晶体振荡电路单元4、红外接收模块单元5、低电池检测电路单元6、“学习或清除”检测电路单元7、数据存取电路单元8、电机控制电路单元11，各电路单元都与单片机电路单元U3相连，其中晶体振荡电路单元4连接单片机电路单元U3的时钟振荡输入输出脚；红外接收模块单元5与单片机电路单元U3的输入输出的端口C口C11连接；低电池检测电路单元6与单片机电路单元U3的C口C12的一个管脚检测输出连接；“学习与清空”检测电路单元7与单片机电路单元U3的输入输出端口B口的一个管脚B11连接；数据存取电路单元8与单片机电路单元U3的输入输出端口B口的B12脚连接；电机控制电路单元11与单片机电路U3的B口的B13脚连接。

在单片机电路单元U3上还连接有LED指示电路单元9和声音提示电路单元10，LED指示电路单元9与单片机电路单元U3的输入输出端口A口的其中之一A11连接，声音提示电路单元10与单片机电路单元U3的输入输出B口的其中一个管脚B14脚连接。

工作时的信号接收处理过程参见附图5所示：

进入休眠模式的单片机电路单元U3被设定的时间溢出程序唤醒。它将首先检测电池电压是否过低。如果电压过低，提醒用户该换电池了。如果电池还是可以使用，就会检查是否有外界信号，如果没有，将继续判断是否有用户要求“学习”。如果有要求，则进入学习状态，直到没有用户学习为止。若是没有用户要求学习，将回到检测外界信号的状态。

如果有外界信号，将会判断是否为滚动码信号，否则将跳出接收程序，回到检测外信号的状态。当接收的是有效的滚动码信号时，接下来就要进行判断，是否为“学习”过的发射系统。如果是的话，将会对接收到的数据进行解密，以便获取有效的控制信息。同时，会通过LED灯亮和蜂鸣器鸣叫的方式告诉用户，已经接收到了。处理完相应的控制步骤后，接收系统将继续进行以上的步骤，直到下一个有效信号来临或因为没有接收到有效信号而直接进入休眠模式。

2、学习步骤：

a、按下接收系统的“学习与清除”按键，接收系统的学习指示灯点亮，程序进入学习状态

b、同时按下发射系统的所有按钮(如附图3的开关S0、S1)，发送种子码。

c、红外接收模块

c、再按发射系统的任意一次单键(如S0或S1)，确认学习

d、以上三个动作的间隔应＜＝32s(由于程序决定)

e、接收系统学习按键按下超过一定时间(如8s，由程序决定)，则清空整个存储区

f、可以针对某一发送系统清除：进入学习状态后，连续按二下发送按键即清除

3、多对多、多对一、一对多的技术。

由于接收系统有了“学习”这一步骤，使得本实用新型可以实现多对多、多对一以及一对多的功能。多对多指的是多个遥控发射系统可以启动多个相互独立的接收控制系统；多对一指的是多个遥控发射系统可以仅启动一个接收控制系统；一对多指的是一个遥控发射系统可以启动多个相互独立的接收控制系统。这样，对于单个使用者或着多个使用者来说，仅需要带一个遥控发射系统就可以实现对接收系统的控制。

下面简述接收或学习过程。

当接收系统处于唤醒模式时，这时有一个红外的滚动码信号传来，红外接收模块先接收并将数据传送至单片机电路单元U3。单片机开始了解调过程。

单片机电路单元U3先判断发送过来的“前序”(12个高电平，12个低电平，每个电平400us，共9.6ms)，继而判断“字头”(4ms的低电平)。如果以上都有，则认为是有效的红外发射信号，于是将后面传送的数据保存起来。将其中的子码取出，与从数据存取电路单元(Eeprom)中取出的数据比对(或如为“学习”模式，则将子码数据保存到数据存取电路单元(Eeprom)中)。如果正确的话，则还要解码过程。由生成的密钥对滚动码部分进行解密，用鉴别位来判断解密是否有效，如果以上通过，则对同步值进行判断。在上述条件都满足的情况下才确认是真正有效的一次发射。接下来进行输出控制或等待下一次的“学习”。

而单片机电路单元U3读写数据存取电路单元U4是通过数据存取电路单元U4的片选引脚CS、时钟引脚SK、以及数据输入输出脚DO/DI来进行的。

本实用新型所使用的数据存取电路单元(EEPROM)U4(型号93C46)最多可支持15个发射系统，如果需要支持更多的发射系统可以选用更高容量的芯片型号93C56或型号93C66，只是接收系统的内部功能要作相应改动。当发射器学习溢出时(即超过15个遥控器时)，接收系统会自动将最早学习的发射器作废。即使不小心遗失了一个发射系统，可先让全部发射系统失效(在接收系统上按“学习清除”键达一定的时间，则程序会启动数据存取电路单元(Eeprom)，并将其内的数据都变为零，即清除数据)，然后把其余的发射器再重新进行学习一遍(就可再使用)。这样就可让遗失的发射系统失效而作废。

我们知道IC卡的门锁系统由于其采用接触式的技术启动系统，因此可以在技术上很容易实现省电。

但是对于我们的红外遥控系统来说，由于采用不带中断的单片机MPU，因此要想达到省电的功能，就必须在软件上做文章。

本实施例采用了三种方式来降低功耗。

1、采用低频率晶振

本实施例使用的单片机U3(MPU——PIC16C57)具有这样一个特性，当其使用的晶振频率越低(在其工作范围内)，其流过的电流越小。例如，1MHz比4MHz的晶振省一半的电。

2、通过降低电路的压降

本实施例使用的单片机U3(MPU——PIC16C57)还具有这样一个特性，当分布在其上的压降越低(在其工作范围内)，输出的电流越低，其总功耗也就越低。利用这一点，本实用新型在外接4节AA干电池的基础上接了几个二极管进行降压，这样既能保证电路工作，又可以节省能耗。

3、通过软件实现低功耗

在本实施例中，由于使用的单片机U3(MPU——PIC16C57)不带中断的功能，要实现休眠的功能就只能通过编写程序来实现(具体过程见附图5程序流程图)。本实施例采用的方法是先进入唤醒模式，打开接收信号模块端口，查询是否有外信号。若接收到的信号有效，则进行相应的功能处理。若没有接收到有效信号，则在查询完所设定的次数后，再次进入休眠。通过这样的方法，使得有效的真正的程序执行时间得到减少，在能耗上平均功耗就得到降低。而且，也保证了采用本实用新型的门锁系统的接收灵敏度。

在使用时，假设将本实用新型用于某公司的遥控门锁系统，该公司有20个人在使用这样遥控发射器，每人各随身携带一个。该公司有6个办公室(拥有这六个办公室的发射系统人分别为A、B、C、D、E、F)，那么至少有7扇门，而且这些门都装有这样的遥控门锁系统。

因此，经过“学习”后，该公司的20位员工都可以用发射器打开公司的大门，而没有经过“学习”的发射器(其他公司的)就无法打开该公司的大门，从而实现了多对一。并且员工A将自己的发射器仅在A门上“学习”过，而没有在其他的办公室门“学习”过。因此，员工A仅能打开A门。员工B有更大的权限，将所有的门锁都“学习”过，那么他就可以打开所有的门，这样就实现了一对多。而多对多的概念是从整体来看的。如果这些员工的家中也安装了这样的跳码遥控多对多门锁系统，那么他们就可以利用同样的发射器开启自己家的门。

Claims

1、一种跳码遥控装置，它包括用于发射编码序列的红外发射器、接收编码序列的红外接收器，其特征是：所述的红外发射器包括一个产生滚动码序列的电路(U1)、一个由与非门组成的可控式多谐振荡器(U2)和一个红外发射电路(3)，产生滚动码序列的电路(U1)与可控式多谐振荡器(U2)连接，可控式多谐振荡器(U2)与红外发射电路(3)连接，在产生滚动码序列的电路(U1)的输入端设有开关S0或S1，在可控式多谐振荡器(U2)电路中，设有振荡电容C2和振荡电阻R2和补偿电阻R1，在红外发射电路(3)中设有控制三极管Q1和红外发射管LD，控制三极管Q1的控制端与可控式多谐振荡器输出端连通；所述的红外接收器上要包括中心控制单片机电路单元(U3)、晶体振荡电路单元(4)、红外接收模块单元(5)、低电池检测电路单元(6)、“学习或清除”检测电路单元(7)、数据存取电路单元(8)、电机控制电路单元(11)，各电路单元都与单片机电路单元(U3)相连，其中晶体振荡电路单元(4)连接单片机电路单元(U3)的时钟振荡输入输出脚；红外接收模块单元(5)与单片机电路单元(U3)的输入输出的端口C口连接；低电池检测电路单元(6)与单片机电路单元(U3)C口的一个管脚检测输出连接；“学习与清空”检测电路单元(7)与单片机电路单元U3的输入输出端口B口的一个管脚连接；数据存取电路单元(8)与单片机电路单元(U3)的输入输出端口B口连接；电机控制电路单元(11)与单片机电路(U3)的B口连接。

2、一种跳码遥控装置，其特征是在单片机电路单元(U3)上还连接有LED指示电路单元(9)和声音提示电路单元(10)，LED指示电路单元(9)与单片机电路单元(U3)的输入输出端口A口的其中之一连接，声音提示电路单元(10)与单片机电路单元(U3)的输入输出B口的其中一个管脚连接。