电子密码锁 本发明的名称是电子密码锁,属于电子机械技术领域。
现有的电子密码锁存在一些缺点:电路设计不是很严密、保密性不强、易发生误报警、用简单方法有可能破译。本发明的目的在于设计一种电子线路较严密的新型的电子密码锁:不易破译、不易发生误报警、性能可靠的电子密码锁。
电子密码锁的电路构成原理如图1所示。整个电路由7个部分构成:101-密码输入电路、102-防止多个输入按钮同时按下电路、103-记录输入按钮按下次数电路、104-记录全密码输入错误次数电路、105-报警电路、106-延时电路、107-执行电路。各电路结构如图2所示:
101-密码输入电路由D触发器J1、J2、J3、J4、J5,与门J9、J11、J13、J15、J17,按钮S1、S2、S3、S4、S5构成。
102-防止多个输入按钮同时按下电路由与门J10、J12、J14、J16以及四个二极管D1、D2、D3、D4构成。其中,J10的两个输入端分别接在101的按钮S1与S2的输出端,J12、J14、J16依次类推。这几个与门的输出端通过二极管D1、D2、D3、D4均接在101的复位线上。这样,就保证了当多个输入按钮同时按下时,使101中所有的D触发器均复为零。
103-记录输入按钮按下次数电路由十进制计数器J20、与门J18,以及按下任何一输入按钮都有一个脉冲输入的代表S6构成。J20的输出端Q5接在J18的输入端,J18的另一个输入端接在101中最后一级地D触发器J5的 Q端,J18的输出端在三点上:①J20的复位端②101的复位线③104的输入端。这样,使电路具有以下功能:①当输入正确密码时,虽然J20输出一高电位,但由于101的J5的 Q端此时为低电位,故J18没有输出②当输入全密码错误时,J18有输出,其输出使104记录下这一次错误、并且使101中的J1-J5此时无论有几个被置”1”,均一次性复位,从而避免了密码积累而造成破译的可能。(因此电路三次错误按压全密码才会报警,如无此电路,则会造成如下现象:假如设定密码为35241,第一次错误输入为46325,则J1、J2翻转,第二次错误输入为12534,则J3、J4翻转,第三次输入为42531,则J5翻转,这样,由于积累的作用,密码被破译了。其它技术因无此电路,所以也能用此方法破译)。③使J20复位,做好再次记录的准备。104-记录全密码输入错误次数电路由J6、J72个D触发器及与门J19构成。其J6J7组成一计数电路,J6J7输出端与J19的输入端相连,J19的输出端接在105中的J8的输入端。其作用是当记录三次错误按下全密码时,J19输出一高电位,这高电位使105中的D触发器J8翻转。
105-报警电路用D触发器J8、三极管N2以及报警器M构成其中J8的输入接在104中J19的输出端。
J8的Q端接在N2的基极, Q端接在106中的J21的输入端,并且连接在101中J9的一个输入端上。J8的输入端接在104中J19的输出端上。J8的作用在于当104中的J19输出高电位时,它翻转,当它翻转时,利用它的Q端高电位使N2导通报警器M报警。用它的 Q端的低电位,①使106中的集成电路分频器J21连接的振荡器开始振荡②使101中的J9不能再输出高电位,从而使得在报警时间内,不能再输入任何密码,从而进一步增加了破译的困难。
106-延时电路是由集成电路分频器J21与电阻R2、R3电容C2构成。用R2、R3、C2组成的振荡电路与J21相连,J21的输出端与105中的J8的复位端相连,与104中的J6J7复位端相连。当105中的J8Q端变成低电位时,R2、R3、C3组成的振荡电路开始振荡,振荡到规定时间,J21就输出一高电位,该高电位①使105中的J8复位报警仃止。由于J8复位 Q端恢复高电位,使得101的J9能够再输出高电位,从而使再度输入密码成为可能。J8的 Q端恢复高电位也使106中的J21复位,振荡器仃振②同时J21输出的这个高电位也使得104中的J6、J7组成的记数电路复位。
107-执行电路由三极管N1、电磁铁T构成。其作用是当101中的J5Q端变成高电位时,N1导通,电磁铁T动作。
输入密码时,依次按下101的S1、S2、S3、S4、S5代表顺序为1-5的密码输入按钮,将使J5翻转,从而使三管N1导通,使电磁铁衔铁动作,使锁开启,此时二极管L1发光。
与门电路J11、J13、J15、J17保证只有与上一个密码输入后,下一个密码才能输入,使代表这一密码的D触发器输出状态改变。
当2个或2个以上的输入按钮同时按下时,102中的J10、J12、J14、J164个与门电路可使整个编定密码输入电路的D触发器均复零,从而可以避免用简单的同时按下的方法破译密码的可能。
记数电路(103)中的J20是集成电路十进制计数分配器,J20与每次按压按钮都有一个信号输入的代表S6组成一个记录按压输人按钮次数的记数电路。这个电路有2个作用①当输入的5个密码全部正确时,这时虽然J20的Q5端输出高电位,但由于J5此时翻转,J5的 Q端输出低电位,故与门J18仍输出低电位,其它电路均不动作②当输入的密码有误时,J20的Q5端仍输出高电位,可是,由于密码的错误,使J5不能翻转,此时J5的 Q端仍输出高电位,这样在J18的输出端就输出了一个高电位,这个高电位一方面输进J20使J20复位为再次记录做好准备,一方面给J1-J5一个复位信号,使J1-J5不论此时已有几个翻转,均一次性复零。这样,就防止了密码积累而造成的破译的可能。(为防止误报警,该电路设计为三次错误按压全密码才会报警,如果无此电路则会出现如下现象:例如设定密码为35241,第一次错误输入全密码为46325,则J1J2翻转,第二次错误输入的全密码为12534,则J3J4翻转,第三次错误输入的全密码为42531,则J5翻转,这样,由于积累的作用,密码被破译了)。此外,J18输出端的高电位,也使用D触发器J6 J7组成的记数电路记录了这一次全码输入的错误,当上述这种错误重复三次,则与门J19的两个输入端就全部为高电位,从而使J19的输出端变成高电位。这个高电位使D触发器J8翻转,J8翻转后,Q端输出一个高电位,使三极管N2导通,使得报警器M报警。J8翻转 Q端输出低电位,这低电位一方面使得与门J9的一个输入端变成低电位,这样,即使此时再按压输入按钮,与门J9也不能输出高电位,从而使在J8不翻转回来的时间内,电路不能再输入密码。另一方面,由J8的 Q端变成低电位,还使得集成线路分频器J21连接的、由R2、R3、C2组成的Rc振荡器开始振荡,直至设定的时间,J21输出一高电位,这个高电位一方面使得J6 J7组成的记数电路复零,另一方面使J8复零,这样,J8的Q端恢复低电位,N2截止,报警仃止。J8的 Q端恢复高电位,一方面使J21复零,Rc振荡器仃振。另一方面,使得J9的第二输入端恢复高电位,使得再次输入密码成为可能。这样,就可以做到①三次错误按压全码(在此电路中设计为5个码)才会报警②在报警时不能输进密码③当报警结束后,全电路恢复初始状态。
本电路电源采用4节1.5V干电池,因此,电磁铁的设计要求低电压(6V)小电流。这样,电磁铁的吸力不会太大,因而必须要设计一个可靠的机电联接方法,图3(c)给出了这个设计。其中,12为电磁铁,当电磁铁没有电流通过时,拉动手柄(29),则衔铁(34)被弹簧(33)拉向手柄杆中的凹槽,从而限制了手柄的动程,使手柄不能拉到让锁打开的位置。如果电磁铁有电流通过时,衔铁被吸住,不能被弹簧(33)拉动,手柄则可顺利地被拉到锁能开启的位置。这样设计的优点在于:在电磁铁不通电时,衔铁与铁芯基本没有什么间隙,因此,当通电时,电磁铁产生的吸力,只要能将衔铁吸住即可,这样,采用6V小继电器的线圈,也可达到使用要求。
图3(D)是一个用电子密码锁电路控制的保险柜锁的机械部分示意图。其中30是把手,把手与连杆31固定在一起,由电子密码锁电子线路控制的电磁铁(12)安装在手柄(29)上方凹槽的后面,手柄在连杆(31)的一端(上端),把手转动,则可将插销(32)从门框中退出,而拉出手柄(29)则是转动把手(30)的必要条件。这样,只要电磁铁有电流流过,就可开启保险柜。
本发明在电路设计上保证了只有输入第三次全码仍是错误时,才会报警。因此,有效地避免了误报警。该电路在报警时,任何码都输不进去,直至规定的报警时间后才能再行输入。使破译几乎不可能。
本电路可以广泛用在各种锁具上。也可用在汽车防盗器上,只要将电磁铁改成6V小继电器,而将汽车上的电路用小继电器的常开接点断开即可。
本发明结构并不复杂,易生产制造、成本低、简便、安全、有效、不怕停电,可以推向千家万户,市场前景广阔。
附图及其说明
图1:电子密码锁原理示意图
图2:电子密码锁电子线路图
图3(C):电子密码锁电磁铁与机械部分联接设计示意图
图3(D):电子密码锁应用于保险柜锁上的示意图
图4:电子密码锁样品示意图
图5:电子密码锁输入按钮接线图
图6:电子密码锁输入插座接线图
101:密码输入电路
102:防止多个输入按扭同时按下电路
103:记录输入按钮按下次数电路
104:记录全密码输入错误次数电路
105:报警电路
106:延时电路
107:执行电路
0-9:输入按钮 14:导线束
10:控制盒 15:插座
11:行程开关 16:插头
12:电磁铁T 17:行程开关接线柱
13:输入盒 18:电磁铁接线柱
19:显示器L1接线柱 27:外接电源接线柱(+)
20:显示器L2接线柱 28:外接电源接线柱(-)
21:即时复零接线柱 29:手柄
22:电源接线柱(+) 30:把手
23:电源接线柱(-) 31:连杆
24:即时复零按钮 32:插销
25:显示器L1 33:弹簧
26:显示器L2 34:衔铁
实施例
图4是电子码锁样品示意图。它有两个盒子,一个是装在门外的输入盒(13),另一个是装在门内的控制盒(10),电子控制线路主要安装在控制盒内,两个盒子由导线(14)连接起来。
输入盒(13)上有”0-9”10个输入码的按钮,每个按钮均有两个常开触点(图5A、B),也就是说每按压一次按钮,都有两个输入信号,这其中一个是独立的,用于密码的输入。另一个与其它9个按钮的同一点并联,作为记录输入按钮按压次数之用,即只要按压任何一个输入按钮都给图2中的B点一个脉冲(这个关系在图2中用S6表示)。另外,输入盒上还有即时复零按钮(24)、显示器”1”(25)、显示器”2”(26)、外接电源接线柱27、28,以防止控制盒内部(10)电池失效应急之用。图5中的每个按钮出来两条线,其中A点接单声道耳机插头的正端,B点接单声道耳机插头的负端,从输入盒13上引出的导线束(14)穿过门上的小孔进入门内接在门内的控制盒(10)上。控制盒上有接线柱17、接行程开关11,接线柱18接电磁铁12,接线柱19接显示器”1”(25),接线柱20接显示器”2”(26),接线柱21接即时复零24,22为电源正极,23为电源负极,另外,控制盒上还有两组共18个单声道耳机座。第一组为10个插座,它的I、I1为顺序是1的密码输入插座。II II1是顺序是2的密码输入插座,依次类推。假如密码为23578,则2插头插入I插座,3插头插入II插座,5插头插入III插…。之所以设I1、II1、III1、VI1、V1插座,是由于本密码锁允许有隔位相同码,如23253或24242等,当出现此种编码时,可用两端都是单声道耳机插头的跳线,将相同码连接起来,从而增加了可编密码的数量。控制盒上另外一组8个插座(图4的15)为其它未被编入密码的耳机插头的插座,插座的接线方法如图6。
控制盒10的下部是4节1.5V的电池,作为整个电路的电源。