RU2054109C1 - Device for contact-free energy and information receiving/transmission in systems requiring identification of users - Google Patents
Device for contact-free energy and information receiving/transmission in systems requiring identification of users Download PDFInfo
- Publication number
- RU2054109C1 RU2054109C1 SU5044363A RU2054109C1 RU 2054109 C1 RU2054109 C1 RU 2054109C1 SU 5044363 A SU5044363 A SU 5044363A RU 2054109 C1 RU2054109 C1 RU 2054109C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- key
- communication unit
- unit
- channel
- lock
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lock And Its Accessories (AREA)
Abstract
Description
Устройство относится к охранным системам, может быть применено в системах, требующих идентификации пользователя, и касается электронных ключей и замков с бесконтактным способом передачи энергии и информации между ними. The device relates to security systems, can be used in systems requiring user identification, and relates to electronic keys and locks with a non-contact way of transferring energy and information between them.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является "Устройство для бесконтактного соединения управляющего и силового токов между электроникой при замыкающем (запорном) цилиндре и электроникой в ключе в электронномеханическом запорном устройстве" по патентной заявке DE N 3501482, кл. Е 05 В 47/00, Е 05 В 49/00, 1986. Closest to the technical nature of the proposed device is a "Device for the non-contact connection of control and power currents between electronics with a closing (shut-off) cylinder and electronics in the key in an electronic-mechanical shut-off device" according to patent application DE N 3501482, cl. E 05 B 47/00, E 05 B 49/00, 1986.
Известное устройство содержит электронные ключ и замок, между которыми при заданном взаиморасположении возникают индуктивная и оптическая связи. Электронный ключ содержит катушку индуктивности, блок связи индуктивного канала, блок связи оптического канала, блок микропрограммного управления. Катушка индуктивности подключена к блоку связи индуктивного канала. Блоки связи индуктивного и оптического каналов ключа связаны с его блоком микропрограммного управления. Питание ключа происходит за счет энергии, передаваемой индуктивным способом. Электронный замок содержит источник питания, катушку индуктивности, блок связи индуктивного канала, блок связи оптического канала, блок микропрограммного управления. Катушка индуктивности подключена к блоку связи индуктивного канала. Блоки связи индуктивного и оптического каналов ключа связаны с блоком микропрограммного управления. Блок микропрограммного управления имеет выход для подключения внешнего исполнительного устройства и канал связи с внешним управляющим устройством. The known device contains an electronic key and a lock, between which, at a given relative position, inductive and optical communications occur. The electronic key contains an inductor, a communication unit of an inductive channel, a communication unit of an optical channel, a microprogram control unit. The inductor is connected to the communication unit of the inductive channel. The communication blocks of the inductive and optical channels of the key are connected to its microprogram control unit. The key is powered by the energy transmitted inductively. The electronic lock contains a power source, an inductor, an inductive channel communication unit, an optical channel communication unit, and a firmware control unit. The inductor is connected to the communication unit of the inductive channel. Communication blocks of the inductive and optical channels of the key are connected to the microprogram control unit. The firmware control unit has an output for connecting an external actuator and a communication channel with an external control device.
К недостаткам известного устройства относится тот факт, что в ключе и замке используются ферритовые сердечники для индуктивной передачи энергии, причем сердечники выступают наружу и могут быть легко повреждены внешним механическим воздействием, что приводит к снижению надежности этого устройства. Такая конструкция обусловлена необходимостью подвода к ключу достаточно большой мощности, необходимой для питания его электронной схемы, а это не допускает наличия больших зазоров между ферритовыми сердечниками ключа и замка в момент их взаимодействия. The disadvantages of the known device include the fact that ferrite cores are used in the key and lock for inductive energy transfer, the cores protruding outward and can be easily damaged by external mechanical stress, which reduces the reliability of this device. This design is due to the need to supply a sufficiently large power to the key necessary to power its electronic circuit, and this does not allow the presence of large gaps between the ferrite cores of the key and the lock at the time of their interaction.
В данной конструкции ключа работа такого устройства может быть основана лишь на определении изменения параметров в индуктивном или оптическом каналах. Это технически невозможно без обеспечения постоянного (или периодически появляющегося) питания хотя бы части схемы. Таким образом, замок известного устройства постоянно потребляет энергию источника питания, что ограничивает возможность применения устройства в системах для охраны передвижных объектов с ограниченным ресурсом энергии, т.е. данное устройство не обладает такими качествами, как экономичность и надежность, что сужает область его применения. In this key design, the operation of such a device can only be based on determining changes in the parameters in the inductive or optical channels. This is technically impossible without providing constant (or periodically appearing) power to at least part of the circuit. Thus, the lock of the known device constantly consumes the energy of the power source, which limits the possibility of using the device in systems for the protection of mobile objects with a limited energy resource, i.e. This device does not have such qualities as efficiency and reliability, which narrows the scope of its application.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение состоит в том, чтобы устройство обладало совокупностью таких технических характеристик, как высокая степень секретности, надежность, экономичность в части энергопотребления, что позволило бы использовать его в охранных системах, предназначенных для охраны широкого круга объектов, как стационарных, так и передвижных. The problem to which the invention is directed is that the device possesses a combination of such technical characteristics as a high degree of secrecy, reliability, efficiency in terms of energy consumption, which would allow its use in security systems designed to protect a wide range of objects, as stationary and mobile.
Техническим результатом является повышенная надежность системы ключ-замок, что достигается благодаря существенному увеличению максимального расстояния между ними во время взаимодействия (до 10-40 м) и возможностью работы ключа через диэлектрическую перегородку, например стекло автомобиля или специальную крышку, закрывающую замок от внешних повреждений, прозрачную лишь в той части спектра, которая используется в оптическом канале связи, например, в инфракрасной. При этом ключ и замок могут быть защищены диэлектрическими корпусами и не иметь выступающих деталей, что повышает степень его защиты от внешних механических повреждений. К техническим результатам можно отнести и повышенную экономичность предлагаемого устройства. Это достигается введением дополнительного канала связи, обеспечивающего подачу питающего напряжения на электронные блоки замка, а затем и ключа только при поднесении ключа к замку. Введение этого дополнительного канала связи, при отсутствии или несоответствующем исполнении которого ключ не будет опознан, увеличивает по существу и степень секретности устройства. The technical result is the increased reliability of the key-lock system, which is achieved due to a significant increase in the maximum distance between them during interaction (up to 10-40 m) and the possibility of the key working through a dielectric partition, for example, a car glass or a special cover that closes the lock from external damage, transparent only in that part of the spectrum that is used in the optical communication channel, for example, in the infrared. In this case, the key and lock can be protected by dielectric housings and not have protruding parts, which increases its degree of protection against external mechanical damage. The technical results include the increased efficiency of the proposed device. This is achieved by introducing an additional communication channel that provides power to the electronic blocks of the lock, and then the key only when the key is brought to the lock. The introduction of this additional communication channel, in the absence or improper performance of which the key will not be recognized, essentially increases the degree of secrecy of the device.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 пример конкретной реализации блока связи индуктивного канала ключа; на фиг.3 пример конкретной реализации блока связи индуктивного канала замка; на фиг.4 алгоритм работы конкретно реализованного блока микропрограммного управления ключа; на фиг. 5 алгоритм работы конкретно реализованного блока микропрограммного управления замка. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device; figure 2 an example of a specific implementation of the communication unit of the inductive channel of the key; figure 3 an example of a specific implementation of the communication unit of the inductive channel of the castle; figure 4 algorithm of operation of a specifically implemented key firmware control unit key; in FIG. 5 algorithm of operation of a specifically implemented lock microprogram control unit.
Изобретение может быть использовано в охранных системах широкого назначения. The invention can be used in security systems for general purposes.
Предлагаемое устройство для бесконтактной приемо-передачи энергии и информации в системах, требующих идентификации пользователя содержит электронные ключи 1 и замок 2. Электронный ключ 1 содержит катушку 3 индуктивности, блок 7 связи индуктивного канала, блок 10 связи оптического канала, блок 9 микропрограммного управления, емкость 4, накопитель 5 энергии, блок 6 контроля энергии, коммутатор 8, магнит 11. Катушка 3 индуктивности подключена параллельно к емкости 4, к первому и второму входам накопителя 5 энергии и к первому и второму выводам блока 7 связи индуктивного канала. Выход накопителя 5 энергии соединен со входом блока 6 контроля энергии и входом коммутатора 8, выход которого подключен ко входам питания блока 7 связи индуктивного канала, блока 10 связи оптического канала, блока 9 микропрограммного управления. Управляющий вход коммутатора 8 соединен с выходом блока 6 контроля энергии. Группа выводов блока 7 связи индуктивного канала соединена с первой группой выводов блока 9 микропрограммного управления, вторая группа выводов которого соединена с группой выводов блока 10 оптического канала. Третья группа выводов блока 9 микропрограммного управления является дополнительными управляющими входами электронного ключа 1. The proposed device for contactless transmission of energy and information in systems requiring user identification contains
Электронный замок 2 содержит источник 12 питания, магнитоуправляемый контакт 13, катушку 14 индуктивности, емкость 15, блок 16 связи индуктивного канала, блок 17 микропрограммного управления, блок 18 связи оптического канала. Выход источника 12 питания подключен к первому выводу магнитоуправляемого контакта 13, второй вывод которого подключен ко входам питания: блока 16 связи индуктивного канала, блока 17 микропрограммного управления, блока 18 связи оптического канала. Катушка 14 индуктивности подключена параллельно к емкости 15 и к первому и второму выводам блока 16 связи индуктивного канала, другая группа выводов которого соединена с первой группой выводов блока 17 микропрограммного управления. Вторая группа выводов блока 17 соединена с группой выводов блока 18 связи оптического канала. Третий выход блока 17 микропрограммного управления является выходом электронного замка 2, а четвертая группа выводов блока 17 микропрограммного управления соединена с каналом связи с внешним устройством управления. При заданном взаиморасположении электронных ключа 1 и замка 2 становятся возможными бесконтактная электромагнитная связь между катушками 3 и 14 индуктивности, оптическая связь между блоками 10 и 18 связи оптического канала, а также магнитная связь между магнитом 11 и магнитоуправляемым контактом 13. The
Устройство работает следующим образом. При поднесении ключа 1 к замку 2, магнитное поле магнита 11, установленного в ключе, включает магнитоуправляемый контакт 13, установленный в замке, и напряжение питания от источника 12 питания замка подается на все блоки замка. Блок 17 микропрограммного управления (БМУ) включает силовой генератор 24, расположенный в блоке 16 связи индуктивного канала, и ожидает приема кодовой посылки от ключа. Блок 16 связи индуктивного канала с помощью колебательного контура, образованного катушкой индуктивности 14 и емкостью 15, обеспечивает создание электромагнитного поля нужной интенсивности и частоты в месте расположения ключа 1. За счет электромагнитной связи между катушкой 14 индуктивности замка и катушкой 3 индуктивности ключа в колебательном контуре ключа, образованном катушкой индуктивности 3 и емкостью 4, наводится ЭДС индукции. Это напряжение поступает на накопитель 5 энергии. При размещении ключа в заданном положении относительно замка возникает также связь между блоками 10 и 18 связи оптического канала ключа и замка соответственно. The device operates as follows. When holding the
Накопитель 5 энергии, расположенной в ключе, накапливает энергию, поступающую от колебательного контура 3, 4. Блок 6 контроля энергии следит за количеством накопленной энергии, и когда оно достигнет заданной величины, с помощью коммутатора 8 подключает выход накопителя 5 энергии к входам питания блоков 7, 9 и 10 ключа. The energy storage device 5 located in the key stores energy from the oscillating
С этого момента времени начинается обмен информацией между ключом и замком по оптическому и индуктивному каналам связи с помощью соответствующих блоков 10 и 7 связи ключа и блоков 18 и 16 замка. Управление обменом информацией по этим каналам производится блоком 9 микропрограммного управления ключа и блоком 17 замка. Взаимодействие БМУ 9 и 17 с соответствующими блоками связи индуктивного и оптического канала осуществляется по линиям связи, соединяющим соответствующие блоки с группами выводов 1 и 2 соответствующих БМУ. Максимальная длительность обмена определяется запасом энергии накопителя энергии. From this moment in time, the exchange of information between the key and the lock via the optical and inductive communication channels begins using the
Если ключ и замок опознали друг друга, БМУ 17 устанавливает соответствующий сигнал на третьем выходе, который используется для управления внешним исполнительным устройством замка (например для открывания двери), передав перед этим закодированную информацию о коде приложенного к замку ключа во внешнее устройство управления (ЭВМ), если таковое необходимо. Внешнее устройство управления, связанное с БМУ 17 через канал связи, подключенный к четвертой группе выводов БМУ, может регистрировать номер ключа и время его предъявления и разрешить или запретить появление сигнала на третьем выходе БМУ 17. Коды ключей, которые имеют право открывать данный замок могут быть либо записаны в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) БМУ 17 замка, либо переданы в него от внешнего устройства управления. If the key and the lock have recognized each other,
На этом обмен информацией между ключом и замком может быть закончен. Однако, если необходимо иметь повышенный уровень секретности и выделенные группы ключей (привилегированные), которые позволяют их пользователям изменять режим работы системы охраны, то прежде чем дать сигнал об опознании "своего" ключа, для ключей с выделенными кодами предусматривается дополнительный обмен информацией между ключом 1 и замком 2. Замок по одному из каналов связи передает в ключ информацию о коде замка, который записан в ПЗУ БМУ ключа. Если ключ опознает этот код как разрешенный, то он по одному из каналов связи передает в замок вторую информационную посылку, в которой сообщает свой дополнительный идентификатор и передает состояние органов дополнительного управления подключенных к третьей группе выводов БМУ 9 ключа 1. Ключи с встроенными органами дополнительного управления имеют только привилегированные пользователи охранной системы, такие, как начальник охраны и т. д. Использование дополнительных органов управления воспринимается БМУ 17 замка 2 как команда: например "поставить на охрану", "снять с охраны", перейти в режим "подтверждение права доступа", "заблокировать работу всех остальных ключей" и т.д. Поскольку дополнительный обмен информацией в обычном случае не производится, эта информация значительно сложнее "подделывается". При несовпадении дополнительной информации, БМУ замка может послать сигнал тревоги в устройство управления и заблокировать открывание двери. On this, the exchange of information between the key and the lock can be completed. However, if it is necessary to have an increased level of secrecy and dedicated key groups (privileged) that allow their users to change the operation mode of the security system, then before giving a signal to identify their “own” key, additional information exchange between the key is provided for keys with
Работа устройства прекращается в момент удаления ключа. При этом размыкается магнитоуправляемый контакт 13 и снимается напряжение питания с блоков ключа. Если это произойдет до того, как БМУ 17 выполнит все необходимые операции, то сигнал на третьем выходе БМУ 17 не появится и охраняемый объект останется заблокированным (например дверь не откроется). The device stops working when the key is deleted. In this case, the magnetically controlled contact 13 is opened and the supply voltage is removed from the key blocks. If this happens before BMU 17 performs all the necessary operations, then the signal at the third output of
Блок 6 контроля энергии может быть выполнен на основе стандартного триггера Шмидта, включенного таким образом, что он срабатывает при достижении входным напряжением, которое одновременно является и напряжением питания. The energy control unit 6 can be made on the basis of a standard Schmidt trigger, switched on in such a way that it is triggered when the input voltage, which is also the supply voltage, is reached.
Коммутатор 8 может быть выполнен на транзисторе, коллектор которого подключен к выходу накопителя 5 энергии, база к выходу блока 6 контроля энергии, а эмиттер к входам питания блоков 7, 9 и 10 ключа. The switch 8 can be performed on a transistor, the collector of which is connected to the output of the energy storage device 5, the base to the output of the energy control unit 6, and the emitter to the power inputs of the key blocks 7, 9 and 10.
Блок 7 связи индуктивного канала может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 2, где пороговый элемент 20, выполненный, например, на основе компаратора, имеет порог срабатывания, равный половине напряжения питания и служит для определения момента появления нулевой фазы сигнала от силового генератора 24 замка. Выход порогового элемента 20, положительный перепад напряжения на котором сигнализирует о нулевой фазе входного сигнала от силового генератора 24, поступает на первую группу выводов БМУ 9 ключа. Этот сигнал используется также при передаче информации по индуктивному каналу связи от замка к ключу путем частотной или фазовой модуляции сигнала силового генератора 24. The inductive channel communication unit 7 can be made according to the circuit shown in FIG. 2, where the
Для модуляции добротности колебательного контура 3-4 ключа может быть использован фоторезисторный оптрон, управляемый например транзистором 22. Для ограничения токов через базу транзистора и светодиод оптрона, в схеме на фиг.2 использованы резистор 23 и резистор 21. To modulate the quality factor of the 3-4 key oscillation circuit, a photoresistor optocoupler controlled by
Блоки 10 и 18 связи оптического канала связи могут быть реализованы по стандартным схемам, используемым при организации опто-волоконных линий связи. В состав каждого из них входит приемник и передатчик оптических сигналов. The communication blocks 10 and 18 of the optical communication channel can be implemented according to standard schemes used in the organization of fiber optic communication lines. Each of them includes a receiver and an optical signal transmitter.
В качестве магнита 11 может быть использован магнит из бариевого феррита. As the magnet 11, a barium ferrite magnet can be used.
Блок 16 связи индуктивного канала может быть выполнен например по функциональной схеме, приведенной на фиг. 3. Силовой генератор 24 выполнен по схеме, содержащей последовательно соединенный задающий генератор и усилитель мощности. Частоту генератора определяет колебательный контур, находящийся в нем. Параллельно емкости колебательного контура, может быть подключена дополнительная емкость 30 с помощью коммутатора 29, управляемого логическим сигналом, поступающим от БМУ 17 замка. При подключении дополнительной емкости меняется частота генерации задающего генератора и соответственно частота "силового" сигнала. Изменение этой частоты и служит для передачи информации из замка в ключ. Пороговый элемент 25 может быть выполнен на основе компаратора. Он имеет порог срабатывания, равный половине напряжения питания, и положительный перепад напряжения на его выходе возникает в момент, когда фаза напряжения с выхода силового генератора 24 равна нулю. Его выход подключен к БМУ 17 и служит для синхронизации приема и передачи информации по оптическому и индуктивному каналам связи. The inductive channel communication unit 16 can be performed, for example, according to the functional diagram shown in FIG. 3. The
На резисторе 28 падает напряжение, обратно пропорциональное добротности колебательного контура ключа (элементы 3 и 4 на фиг.1). The voltage drops across the
Блок 27 содержит выпрямитель с фильтром нижних частот. Block 27 comprises a rectifier with a low pass filter.
Блок 26 содержит последовательно соединенные усилитель переменного напряжения и пороговый элемент с порогом срабатывания, равным половине напряжения питания. Его выход подключен к БМУ 17.
Блоки микропрограммного управления 9 и 17 могут быть выполнены по схемам, содержащим постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), логические элементы и тактовый генератор. Алгоритм работы конкретно реализованного БМУ 9 приведен на фиг.4, а алгоритм работы конкретно реализованного БМУ 17 на фиг.5. The
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5044363 RU2054109C1 (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Device for contact-free energy and information receiving/transmission in systems requiring identification of users |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5044363 RU2054109C1 (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Device for contact-free energy and information receiving/transmission in systems requiring identification of users |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2054109C1 true RU2054109C1 (en) | 1996-02-10 |
Family
ID=21605320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5044363 RU2054109C1 (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Device for contact-free energy and information receiving/transmission in systems requiring identification of users |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2054109C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19823596C2 (en) * | 1998-05-27 | 2000-08-31 | Keytec Elektronische Informati | Identification system and a method for operating such |
-
1992
- 1992-05-27 RU SU5044363 patent/RU2054109C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE, заявка 3501482, кл. E 05B 47/00, 1986. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19823596C2 (en) * | 1998-05-27 | 2000-08-31 | Keytec Elektronische Informati | Identification system and a method for operating such |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU722833B2 (en) | Microcircuit with contact and contactless operating modes | |
EP0209588B1 (en) | Identification system | |
CA1294688C (en) | Identification system | |
CN101313341B (en) | A means to deactivate a contactless device | |
CN102800142B (en) | Intelligent lock, intelligent key and bidirectional interaction control method thereof | |
US5467082A (en) | Proximity actuator and reader for an electronic access system | |
US6992565B1 (en) | Electronic communications system | |
AU703914B2 (en) | Electronic identification system with improved sensitivity | |
US4973958A (en) | Keyless entry system for automotive devices antenna device allowing low power radio signal communication | |
FI83125B (en) | FOERFARANDE FOER BEROERINGSLOES ENERGI- OCH DATAOEVERFOERING VELVET MEKANISKT OCH ELEKTRONISKT KODAT LAOS. | |
EP1454294B1 (en) | Wireless communication device interconnectivity | |
US5502295A (en) | Wireless powering and communication system for communicating data between a host system and a stand-alone device | |
US8774714B2 (en) | External power supply system for a lock comprising NFC-type contactless communication means | |
US5682032A (en) | Capacitively coupled identity verification and escort memory apparatus | |
US4031434A (en) | Keyhole-less electronic lock | |
JPH10505933A (en) | Data transmission system between at least one write / read station and a plurality of data carriers | |
KR20010040777A (en) | A radio frequency identification(rfid) security device | |
CN109410396A (en) | A kind of smart lock data encryption and transmission method and the leased equipment using it | |
KR100607383B1 (en) | Transponder for transmitting processed data to a base station over large distances and at a high data transfer rate | |
US4857913A (en) | Coded objects identifiable by proximity and devices for changing the codes of these objects | |
Li et al. | A novel method of wireless power transfer identification and resonance decoupling based on frequency hopping communication | |
RU2054109C1 (en) | Device for contact-free energy and information receiving/transmission in systems requiring identification of users | |
HU216494B (en) | Electronic lock | |
US20220366749A1 (en) | Locking system for portal | |
CN109983477A (en) | With photoactivation RFID transponder |