TWI457494B - 電子鎖控制電路及方法 - Google Patents

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Description

電子鎖控制電路及方法
本發明係關於一種電子鎖控制電路與方法，特別是一種以至少二維度相關參數進行電子鎖控制的電路與方法。
習知技術中，係透過機械式轉盤用於對例如保險箱進行栓鎖與解鎖，用以達到該保險箱內物品不輕易地被打開的目的。
然而，該機械式轉盤的結構係可使得有心人透過例如聽診器或是經驗法則，透過該機械式轉盤中卡榫結構之間的差異性，進而猜測出該保險箱的密碼，使得裝設有該機械式轉盤的該保險箱的保密性與安全性因而降低。
故有鑑於習知技術的缺失，本發明係提出一種智慧節能型程序啟動方法可用於解決習知技術的缺失
本發明之一目的係提供一種電子鎖控制電路，讓使用者對電子鎖進行高保密與高複雜的栓鎖與解鎖的控制。
本發明之另一目的係提供一種電子鎖控制方法，藉由具有至少二維度相關參數地密碼對電子鎖進行控制，用以提高該電子鎖的保密性與複雜度。
為達上述目的與其它目的，本發明係提供一種電子鎖控制電路，係提供使用者藉由具有至少二維度相關參數之參考密碼控制電子鎖，該電子鎖控制電路係包含基板、記憶單元、輸入單元與處理單元。該記憶單元係設置於該基板上，用以儲存該參考密碼；該輸入單元係設置於該基板上，用以在至少二維度空間中根據該輸入單元的旋轉作動而產生參數訊號；以及，該處理單元係連接該記憶單元與該輸入單元，該處理單元係將該參數訊號編碼成輸入碼，並在該輸入碼等於該參考密碼時，輸出解鎖訊號至該電子鎖。
為達上述目的與其它目的，本發明係提供一種電子鎖控制方法，係提供使用者對具有輸入單元的電子鎖進行控制，且該電子鎖係藉由具有至少二維度相關參數的參考密碼進行控制，該方法包含步驟(a)，係在至少二維度空間轉動該輸入單元，以產生具有至少二維度相關參數的參數訊號；接著步驟(b)，係將該參數訊號編碼成輸入碼；以及，步驟(c)，係根據該電子鎖係處在於栓鎖狀態下，比較該輸入碼與該參考密碼，以在該輸入碼等於該參考密碼時決定輸出解鎖訊號至該電子鎖。
與習知技術相較，本發明之電子鎖控制電路及方法係藉由輸入單元(例如軌跡球或轉盤等)在多維度空間中的旋轉作動(例如順時針旋轉或逆時針旋轉)而間接地產生與該多維度空間旋轉的相關參數(例如轉角與傾角)，而再藉由將該相關參數轉換成具有該多維相關參數的輸入碼，並且將該輸入碼與預先儲存的參考密碼進行比較，用以達到控制該電子鎖進行解鎖的目的。於另一方面，係可藉由上述的部分方法，藉以產生具有多維度相關參數的該參考密碼，以做為該電子鎖進行栓鎖的密碼。故藉由本發明係可解決習知技術中因直接地藉由機械式結構進行栓鎖時易遭到盜取密碼的缺失。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：參考第1圖，係本發明第一實施例之電子鎖控制電路的方塊示意圖。於第1圖中，該電子鎖控制電路10係提供使用者藉由具有至少二維度相關參數之參考密碼RPW(reference password)控制電子鎖2進入栓鎖狀態與未栓鎖狀態，例如該電子鎖2係為磁控電子鎖、電控電子鎖或其它可藉由電訊號、磁訊號或其它訊號控制栓鎖與解鎖的該電子鎖2。再者，該參考密碼RPW係在該使用者對該電子鎖2進行控制之前，可藉由本發明之電路預先地設定該參考密碼RPW。
該電子鎖控制電路10係包含基板12、記憶單元14、輸入單元16與處理單元18。
其中，該記憶單元14係設置於該基板10上，用以儲存該參考密碼RPW，例如該記憶單元12係可為快取記憶體(cache memory)、快閃記憶體(flash memory)、唯讀記憶體(Read-only memory)或揮發性記憶體(Volatile memory)。換言之，該記憶單元12的型態係為獨立的記憶體形態(例如該快閃記憶體、該唯讀記憶體或該揮發性記憶體)外，亦或者可為設置在該處理單元16中的內建記憶體型態(例如快取記憶體)。於此，該記憶單元12係以該快閃記憶體為例說明。
於一實施例中，該參考密碼RPW的產生係判斷在該電子鎖2係是否處在未栓鎖狀態時。若該電子鎖2係處於未栓鎖狀態，則該記憶單元14係透過該處理單元18將該輸入單元16所產生密碼轉換成該參考密碼RPW。再者，當在處理單元18接收到該參考密碼之後輸出栓鎖訊號LS(lock signal)至該電子鎖2，用以使該電子鎖2進行栓鎖狀態。
該輸入單元16係設置於該基板10上，用以在至少二維度空間中(例如二維坐標系統、三維座標系統或更多維度座標系統)根據該輸入單元16的旋轉作動而產生參數訊號PS(parameter signal)，例如該參數訊號PS係可為角度θ、φ、β與α，分別如第2圖與第3圖所示)。於此，係以該角度θ、φ、β與α作為舉例說明，根據該輸入單元16的旋轉作動，使得該輸入單元16在該多維度空間中產生該角度θ、φ、β與α的變化產生例如第2圖的參數訊號PS，或者如第3圖中參數訊號PS’。其中，該角度θ、φ、β與α係亦可稱為轉角或傾角。
於一實施例中，該輸入單元16係又可透過例如類比數位轉換單元20將類比的該參數訊號PS、PS'轉換成數位的至少二維度的輸入碼IC(input code)用以供該處理單元18進行處理，如第4圖所示，係本發明第二實施例之電子鎖控制電路的方塊示意圖。換言之，該類比數位轉換器18係用以將類比型態的該參數訊號PS、PS'轉換成數位型態的該輸入碼IC。
於本實施例中，該類比數位轉換單元20的功能係可整合在該處理單元18中，使得該處理單元18係具有將類比型態的該參數訊號PS、PS'轉換成數位型態的該輸入碼IC的功能。
於此係進一步詳細說明第2圖。於第2圖中，係該輸入單元16係以二維度坐標系統(或稱為笛卡爾座標系)為例說明。其中，該輸入單元16係可為重力感測器、陀螺儀(gyroscope)或其組合。換言之，該輸入單元16係在x-y平面上，以該角度θ進行轉動，而根據該角度θ的變化，產生相對應該參數訊號PS。於一實施例中，該輸入單元16係可封裝成圓形旋鈕4的型態，且在該圓形旋鈕4上以度數為單位等間距地在該圓形旋鈕4上刻劃出360格的複數刻度表，亦即每一度數係對應至每一個刻度表上的刻度42，用以使得使用者係可透過該刻度42進行相對應該角度的旋轉，例如順時鐘方向旋轉或逆時針方向旋轉。於一實施例中，該圓形旋鈕4係以非等間距地在該圓形旋鈕4上刻劃出複數刻度表(圖未示)。
亦或者，如第3圖係以三維度坐標系統為例說明，於此係以例如陀螺儀作為該輸入單元14，用以使得該輸入單元14係可在x-y平面以該角度θ進行轉動、在y-z平面以該角度φ進行轉動、在z-x平面以該角度β進行轉動或在x-y-z立體空間中轉動至該角度α。於一實施例中，該輸入單元14係可封裝成球形旋鈕6的型態，且在該球形旋鈕6上以度數為單位等間距地在該球形旋鈕6上分別地刻劃出可相對應於上述平面的360格複數刻度表，亦即每一個平面上的每一度數係對應至每一個刻度表上的刻度62，用以使得使用者係可透過該刻度62進行相對應的該度數旋轉，例如任意方向的旋轉。
該處理單元18係連接該記憶單元14與該輸入單元16，該處理單元18係將該參數訊號RPW編碼成該輸入碼IC，且該處理單元18係藉由比較該參考密碼RPW與該輸入碼IC以選擇性地決定是否輸出解鎖訊號RLS(release lock signal)輸出至該電子鎖2，用以控制該電子鎖2維持栓鎖或進行解鎖，例如當該輸入碼IC係等於該參考密碼RPW時，該處理單元18輸出解鎖訊號控制該電子鎖2進行解鎖的作動；反之，當該輸入碼IC係不等於該參考密碼RPW時，該處理單元18維持該電子鎖2的栓鎖狀態。
再者，該輸入單元16所產生的該參數訊號PS係可透過確認按鈕(圖未示)與該處理單元18連接，用以確認將該參數訊號PS、PS’輸入至該處理單元16；或者，該處理單元14係以預定時間(例如數秒)取樣該輸入單元16所產生的參數訊號PS，以使得該處理單元18可自動地在該預定時間內抓取該參數訊號PS目的。
此外，前述該參考密碼RPW的產生方式，係可再配合該前所述的該確認按鈕，用以確認接收該輸入單元16所產生的參數訊號PS該儲存至該記憶單元14而作為該參考密碼RPW，亦或者，在該輸入單元16產生該參數訊號PS的一段時間之後，自動地將該輸入單元14所產生的該參數訊號PS儲存至該記憶單元14。
參考第5圖，係本發明第三實施例之電子鎖控制電路的方塊示意圖。於第5圖中，該電子鎖控制電路10'除包含前述實施例中的該基板12、該記憶單元14、該輸入單元16與該處理單元18外，更可包含顯示單元22、確認單元24或電源供應單元26。
其中，該顯示單元22係與該處理單元18連接，用以顯示該輸入碼IC，使得使用者可在轉動該輸入單元16時，除可藉由刻度的標示外，更可直接地藉由該顯示單元22顯示該輸入碼IC或該參數訊號PS、PS’所代表的該角度θ、φ、β與α的角度度數。於另一實施例中，該顯示單元22更可顯示該電子鎖2的栓鎖狀態與未栓鎖狀態。
該確認單元24係與該處理單元18連接，用以確認將該該參數訊號PS、PS’輸入至該處理單元18，或者執行該電子鎖2進行栓鎖與解鎖的控制確認。
該電源供應單元26係連接該記憶單元14、該輸入單元16與該處理單元18，用於供應該電子鎖控制電路10'所需之電源PW，例如該電源供應單元26係可為外接的電源(例如市電、太陽能電池等)或內建的電源(例如一次性電池或二次性電池等)。
參考第6圖，係本發明第一實施例之電子鎖控制方法的流程示意圖。於第6圖中，該電子鎖控制方法係用於供使用者對電子鎖進行栓鎖與解鎖的控制，且該電子鎖2係藉由具有至少二維度相關參數的參考密碼RPW進行控制。
該電子鎖控制方法的步驟係起始於S11，係在至少二維度空間中轉動輸入單元12，以產生具有至少二維度相關參數的參數訊號。於此，該輸入單元12係可如前所述，將該輸入單元12在至少二維度空間中所進行的旋轉作動(例如角度的變化)而形成輸入碼IC。
接著步驟S12，係將該參數訊號編碼成輸入碼。
接著步驟S13，係判斷該電子鎖係處在於栓鎖狀態或是未栓鎖狀態，用以選擇性地執行步驟S14或S15。
於步驟S14中，係根據該電子鎖係處在於栓鎖狀態下，比較該輸入碼與該參考密碼，以在該輸入碼等於該參考密碼時決定輸出解鎖訊號至該電子鎖。此外，根據步驟S14比較的結果，該步驟S14係又可再分別步驟S141與步驟S142，例如當該輸入碼IC等於該參考密碼RPW時，則執行步驟S141，係輸出解鎖訊號進行該電子鎖的解鎖，使得該電子鎖進入解鎖狀態；反之，當該輸入碼IC不等於該參考密碼RPW時，則執行步驟S142，係不輸出解鎖訊號以維持該電子鎖2的該栓鎖狀態。
此外，於步驟S15中，係根據該電子鎖係處在於未栓鎖狀態下，將該輸入碼設定為該參考密碼，以輸出栓鎖訊號至該電子鎖，使得該電子鎖進入栓鎖狀態。
參考第7圖，係本發明第二實施例之電子鎖控制方法的流程示意圖。於第7圖中，該電子鎖控制方法係除包含前述實施例的步驟S11~S15之外，更包含在步驟S141與S142之後執行步驟S21，係提供致能(enable)訊號，以決定是否以該解鎖訊號控制該電子鎖，換言之，步驟S14輸出該解鎖訊號而再藉由步驟S21用以決定是否以該解鎖訊號控制該電子鎖；以及在步驟S15之後執行步驟S22，係提供致能訊號，以決定是否以該栓鎖訊號控制該電子鎖。其中，該致能訊號係可由前述的確認單元24所產生。
再者，在該電子鎖控制方法中更可包含係將該輸入碼、該角度或該電子鎖的狀態顯示至該使用者。
故本發明之電子鎖控制電路及方法係藉由輸入單元(例如軌跡球或轉盤等)在多維度空間中的旋轉作動(例如順時針旋轉或逆時針旋轉)而間接地產生與該多維度空間旋轉的相關參數(例如轉角與傾角)，而再藉由將該相關參數轉換成具有該多維相關參數的輸入碼，並且將該輸入碼與預先儲存的參考密碼進行比較，用以達到控制該電子鎖進行解鎖的目的。於另一方面，係可藉由上述的部分方法，藉以產生具有多維度相關參數的該參考密碼，以做為該電子鎖進行栓鎖的密碼。故藉由本發明係可解決習知技術中因直接地藉由機械式結構進行栓鎖的缺失。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
2．．．電子鎖
4．．．圓形旋鈕
42、62．．．刻度
6．．．球形旋鈕
10、10'．．．電子鎖控制電路
12．．．基板
14．．．記憶單元
16．．．輸入單元
18．．．處理單元
20．．．類比數位轉換單元
22．．．顯示單元
24．．．確認單元
26．．．電源供應單元
RPW．．．參考密碼
LS．．．栓鎖訊號
RLS．．．解鎖訊號
PS、PS'．．．參數訊號
θ、φ、β、α．．．角度
IC．．．輸入碼
S11-S15．．．方法步驟
S141-S142．．．方法步驟
S21-S22．．．方法步驟
第1圖係本發明第一實施例之電子鎖控制電路的方塊示意圖；
第2圖係說明第1圖中該輸入單元係以二維度空間進行輸入的示意圖；
第3圖係說明第1圖中該輸入單元係以三維度空間進行輸入的示意圖；
第4圖係本發明第二實施例之電子鎖控制電路的方塊示意圖；
第5圖係本發明第三實施例之電子鎖控制電路的方塊示意圖；
第6圖係本發明第一實施例之電子鎖控制方法的流程示意圖；以及
第7圖，係本發明第二實施例之電子鎖控制方法的流程示意圖。
S11-S15．．．方法步驟
S141-S142．．．方法步驟

Claims (12)

  1. 一種電子鎖控制電路，係能夠藉由具有至少二維度相關參數之參考密碼控制電子鎖，該電子鎖控制電路係包含：基板；記憶單元，係設置於該基板上，用以儲存該參考密碼；輸入單元，係設置於該基板上，用以在至少二維度空間中根據該輸入單元的旋轉作動而產生參數訊號；以及處理單元，係連接該記憶單元與該輸入單元，該處理單元係將該參數訊號編碼成輸入碼，並在該輸入碼等於該參考密碼時，輸出解鎖訊號至該電子鎖，其中該處理單元係以一預定時間取樣該輸入單元所產生的該參數訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子鎖控制電路，其中該記憶單元係在該電子鎖係處在未栓鎖狀態時，將該輸入碼設定為該參考密碼，並輸出栓鎖訊號至該電子鎖。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子鎖控制電路，更包含顯示單元係與該處理單元連接，用於顯示該輸入碼、該參數訊號與該電子鎖的栓鎖狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子鎖控制電路，更包含確認單元係與該處理單元連接，該確認單元係用於執行將該參數訊號傳送至該處理單元。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子鎖控制電路，更包含電源供應單元，係連接該記憶單元、該輸入單元與該處理單元，用於供應該記憶單元、該輸入單元與該處理單元電路所需之電源。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子鎖控制電路，其中該輸入單元係為重力感測器、陀螺儀(gyroscope)或前述的組合。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電子鎖控制電路，其中該輸入單元係設置複數刻度，該等刻度係對應或不對應於該參數訊號，且該參數訊號係為轉角與傾角之至少其一者。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電子鎖控制電路，更包含類比數位轉換單元，係連接該處理單元與該輸入單元，用以將類比型態的該參數訊號轉換為數位型態的該參數訊號。
  9. 一種電子鎖控制方法，係能夠對具有輸入單元的電子鎖進行控制，且該電子鎖係藉由具有至少二維度相關參數的參考密碼進行控制，該方法包含：(a)在至少二維度空間轉動該輸入單元，以產生具有至少二維度相關參數的參數訊號；(b)將該參數訊號編碼成輸入碼，其中，係以一預定時間取樣該輸入單元所產生的該參數訊號；以及(c)根據該電子鎖係處在於栓鎖狀態下，比較該輸入碼與該參考密碼，以在該輸入碼等於該參考密碼時決定輸出解鎖訊號至該電子鎖。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電子鎖控制方法，在步驟(c)之後更包含步驟(d)係提供致能(enable)訊號，以決定是否以該解鎖訊號控制該電子鎖。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之電子鎖控制方法，其中在步驟(b)之後更包含步驟(e)係根據該電子鎖的未栓鎖狀態將 該輸入碼設定為該參考密碼，以輸出栓鎖訊號至該電子鎖，使得該電子鎖進入栓鎖狀態。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電子鎖控制方法，其中在步驟(e)之後更包含步驟(f)係提供致能訊號，以決定是否以該栓鎖訊號控制該電子鎖。
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