智能双密防盗报警保险柜.pdf

一种智能双密防盗报警保险柜：由一个机械保险柜配合隐藏于保险柜柜体内部的电子部分组成。其特点是：保险柜的机械密码盘和内部的无线遥控电子密码组成双密码，隐藏电子密码的输入机构，防止小偷窥其原理进而破译和破坏，迷惑不法分子并造成其非法开启的误判断；并利用单片机对各个检测项目进行检测，实施监控报警；利用单片机控制无线GSM手机模块在报警时自动拨打预存的电话号码，实现远程联网报警；一套可自动修改机械密码的控制装置，可在企图非法开启保险柜时，进行机械密码的自动修改，并构成电子元件出现故障后开启保险柜的新方法，区别于现有电子保险柜预留备用钥匙孔，而利用备用钥匙开启电子元件损坏后的保险柜的漏洞。

1.  一种智能双密防盗报警保险柜，有密码输入机构和对保险柜进行检测、控制的机构组成，其特征是：有机械、电子两套密码和可对机械密码进行修改的控制装置以及检测、报警的控制电路部分组成，机械部分有偏心锁，自动锁、自动锁锁舌、密码盘转轴、三层机械密码转盘电机和电机齿轮；电子部分有单片机控制电路，超外差接收模块，GSM手机模块、语音和报警电路。

2.  根据权利要求1所述的一种智能双密防盗报警保险柜，其特征是：本实用新型有机械和电子两套密码分别是：
机构密码是由伸缩锁舌舌头(1)、锁舌(2)、碰轴(11)、顶杆(14)组成自动锁的伸缩部分，在保险柜的柜门中部有自动锁锁心转轴(7)、自动锁旋转轴弹簧(25)、自动锁锁心转盘(6)，在(6)上面接连有拉杆(5)一头，在(5)的另一头接在自动锁的伸缩部分上，在保险柜柜门的一侧有机械密码盘转轴(17)，穿过保险柜柜门和机械密码盘第三层(15)、第二层机械密码盘(38)、第一层机械密码盘(37)，在(17)、(37)顶部有肖孔(36)，可以用肖栓(35)将保险柜的机械密码盘和转轴固定在一起，在保险柜的下面还有一把偏心锁有偏心锁锁心(9)和挡杆(8)组成，在(7)的正面有一圈数字，三层密码盘上都有缺口(16)，在转动(17)时会带动(37)，而(37)上的密码盘拌子(19)会带动(38)、(15)，通过正反转(17)，可将(15)、(37)、(38)上的缺口转到一个水平位置，在转动(7)这个过程中，会产生三个数字，这组数字构成了保险柜的机械密码：
电子密码是由四个输入分支构成：
第1输入分支通道由R1、C1并联后一端接地，另一端接RA0组成；
第2输入分支通道由R2、C2并联后一端接地，另一端接RA1组成；
第3输入分支通道由R3、C3并联后一端接地，另一端接RA2组成；
第4输入分支通道由R4、C4并联后一端接地，另一端接RA3组成。

3.  根据权利要求1所述的一种智能双密防盗报警保险柜，其特征是：本实用新型的可自动修改机械密码的控制装置有机械和电路两部分结成是：
机械部分：在保险柜的机械密码盘的一侧有(39)电机支架固定的(34)电机，在(34)的下面(20)电机轴上固定有(10)电机齿轮，其(15)下面有(18)机械密码盘齿轮，(18)和(15)组合成一体构成了(15)密码盘的第三层，其(10)电机齿轮和(18)机械密码盘齿轮对合在一起；
电路部分是：由IC2的RB7输出连接到R21，R21另一端接V1的基板，V1的发射极接地，集电极接继电器J1、D1，继电器J1的开关活动触点接地，常开触点接(34)电机M的一端组成；由IC2的RB6输出连接到R22，R22另一端接V2的基极，V2的发射极接地，集电极接继电器J2、D2，继电器J2的开关活动触点接地，常开触点接(34)电机M的另一端-组成。

4.  根据权利要求1所述的一种智能双密防盗报警保险柜，其特征是：利用单片机控制GSM手机模块由四输出分支构成：
第1输出分支通道由RB4输出连接到R24，R24的另一端接IC4(CD4066)的13脚，IC4的1、2接手机模块IC5的开机KJ键；
第2输出分支通道由RB3输出连接到R25，R25的另一端接IC4(CD4066)的12脚，IC4的10、11接手机模块IC5的查号CZ键：
第3输出分支通道由RB2输出连接到R26，R26的另一端接IC4(CD4066)的5脚，IC4的3、4接手机模块IC5的接听BD键；
第4输出分支通道由RB1输出连接到R27，R27的另一端接IC4(CD4066)的6脚，IC4的8、9接手机模块IC5的电话簿键。

智能双密防盗报警保险柜
一、技术领域
本实用新型涉及一种智能双密防盗报警保险柜。
二、背景技术
由于社会经济的发展，保险柜的使用者越来越多，目前通用保险柜大体可分为两大类：机械密码保险柜和电子密码保险柜。
——机械密码保险柜，这种密码方式使用方便，牢固耐用，但功能单一，保密性差，易被一些专业盗贼很快的打开，非法开启时不会报警，无法通知主人，这种保险柜其实已经不能适应那些非常重要场合或机密、重要物品的保存。
——电子密码保险柜，这类保险柜能利用现代化的电子技术，可以实现密码输入(数字键盘、指纹或语音)错误打不开保险柜，并且报警，但这类保险柜普遍存在如下缺陷：
1.密码输入方式外露，密码形式单一，易被盗窃者认清其工作原理，破坏报警装置，破译密码。
2.为防止电子元件损坏后，无法打开保险柜，而设置了备用钥匙孔，而盗窃者恰恰利用这一缺点打开保险柜，而此时保险柜不会报警，实际上盗贼盗窃这类保险柜不过是打开两把机械锁而已(甚至只是一把锁而已)，其报警装置存在的意义不大。
3.其各种电子保险柜的价格普遍过于昂贵，并且在发生盗情时不能够实现远程报警，及时通知不在现场的主人，长时间的现场高音报警，造成噪音污染扰民现象。
4.而今社会抢劫案屡见不鲜，究其原因，有一个特点就是主人被劫持时，无法及时报警。
三、发明内容
本实用新型的目的：
为了克服现有保险柜存在的以上缺点，增加保险柜的保密系数，使不法分子无法盗窃保险柜内的重要物品，更大程度的确保人民生命财产的安全。本实用新型提供一种更先进、更实用和更保密保险的新型保险柜，来维护自身财产的安全。
本实用新型采用以下技术手段：
使用机械和电子两套密码，以机械保险柜的机械密码外观形式，配合隐藏式的无线遥控密码的双密码输入方式；利用单片机对各个检测项目进行检测监控及控制GSM手机模块等，使保险柜具有智能判断、自动报警和进行远程联网报警技术；以及非法操作时，机械密码盘可自动修改的装置，此装置还可在电子元件出现故障后方便地开启保险柜，有效避免了现有电子保险柜预留备用钥匙孔的漏洞；先进的电子密码技术配合坚固耐用的机械密码利用新的电子元件出现故障后可方便开锁的技术，将大大提高保险柜的保险系数，也将是未来研究和发展的方向。
本实用新型的有益效果是：
它克服了现有电子密码保险柜普遍存在，密码形式单一、价格昂贵，其密码输入机构外露，易被破坏或破译，电子元件出现故障后无法开启或需要预留后备钥匙孔的缺点，机械密码过于简单易被职业盗贼打开，保密性差、非法开锁不会报警、不能及时通知主人，并与安防系统联网等缺陷。从而成为一个故障率低、坚固性好、保密性高、非法操作或遭遇抢劫时，能及时现场报警和远程向主人、公安、110部门报警的智能型保险柜，及时的报警为破案和保证人民人身安全起到一定的积极作用，并且在非法操作时，即使知道其中一套密码，但由于其内部有可自动修改机械密码的控制装置，仍然无法开启保险柜的特点。
本实用新型由二部分组成：
1.机械部分：
在保险柜柜门的内部(图3)有一把自动锁由(1、2、5、6、7、11、12、13、22、23、24、25)，一把带挡杆的偏心锁(8、9)，一套机械密码转盘(共三层)和控制其转动的电机和电机齿轮组成。因为单片机控制电机转动齿轮修改机械密码只修改密码盘的第三层，所以在此只详细说明第三层和电机齿轮的结构(10、15、16、17、18、19、20)。(图3)中第三层机械密码转盘(15)下面有一个合在一起的齿轮(18)，和这一齿轮配合使用的为电机齿轮(10)。
2.电路部分：
本实用新型的电路构成(图8)和工作原理(图7)，由遥控接收模块IC1、霍尔传感器、水银开关、轻触开关构成电路的输入部分，IC2单片机PIC16F876构成电路的检测处理控制核心，IC5诺基亚手机模块(其他品牌的手机模块也可)构成远程通信报警，电机及齿轮控制机械密码盘，IC3为语音模块，IC4为四双向电子开关CD4066。
本实用新型有13个输入通道：
第1输入分支通道由(R1)、(C1)并联后一端接地，另一端接(RA0)组成；
第2输入分支通道由(R2)、(C2)并联后一端接地，另一端接(RA1)组成；
第3输入分支通道由(R3)、(C3)并联后一端接地，另一端接(RA2)组成；
第4输入分支通道由(R4)、(C4)并联后一端接地，另一端接(RA3)组成；
第5输入分支通道由水银开关SHY一端接5V，另一端接R5，R5的另一端接(RA4)组成；
第6输入分支通道由轻触开关QC1的一端接5V，另一端接R6，R6的另一端接(RA5)组成；
第7输入分支通道由轻触开关QC2的一端接5V，另一端接R7，R7的另一端接(RC0)组成；
第8输入分支通道由开关QC3的一端接5V，另一端接R30，R30的另一端接(RC5)组成；
第9输入分支通道由霍尔传感器HUO1电源线接正负极，信号线输出和(R8)、(C8)并联接非门4069的(F1)，(R8)、(C8)另一端并联后接地，(F1)的另一端接(RC1)组成；
第10输入分支通道由霍尔传感器HUO2电源线接正负极，信号线输出和(R9)、(C9)并联接非门4069的(F2)，(R8)、(C8)另一端并联后接地，(F2)的另一端接(RC2)组成；
第11输入分支通道由霍尔传感器HUO3电源线接正负极，信号线输出和(R13)、(C13)并联接非门4069的(F6)，(R13)、(C13)另一端并联后接地，(F6)的另一端接(RC5)组成；
第12输入分支通道为5V接(R11)，(R11)的另一端接(V4)的集电极，(V4)的集电极接(F5)，(F5)的另一端接(F6)，(F6)的另一端接(RC4)，(V4)的发射极接地，基极接(R9)，(R9)的另一端诺基亚手机模块的开机测试KJC点；
第13输入分支通道为手机模块的一个振动口作为一个应急YJ检测和(R10)、(C10)并联后接非门4069的(F3)，(R10)、(C10)的另一端接地，(F3)的另一端接(F4)，(F4)的另一端接(RC3)。
本实用新型的8个输出通道：
第1输出分支通道由(RB7)输出连接到(R21)，(R21)另一端接(V1)的基极，(V1)的发射极接地，集电极接继电器(J1)、(D1)，继电器(J1)的开关活动触点接地，常开触点接电机(M)的一端组成；
第2输出分支通道由(RB6)输出连接到(R22)，(R22)另一端接(V2)的基极，(V2)的发射极接地，集电极接继电器(J2)、(D2)，继电器(J2)的开关活动触点接地，常开触点接电机(M)的另一端-组成；
第3输出分支通道由(RB5)输出连接到(R23)，(R23)的另一端接(V3)的基极，(V3)的发射极接地，集电极接超响度喇叭LABA的负极，超响度喇叭的正极接电源。
第4输出分支通道由(RB4)输出连接到(R24)，(R24)的另一端接IC4(CD4066)的13脚，IC4的1、2接手机模块IC5的开机KJ键；
第5输出分支通道由(RB3)输出连接到(R25)，(R25)的另一端接IC4(CD4066)的12脚，IC4的10、11接手机模块IC5的查号CZ键；
第6输出分支通道由(RB2)输出连接到(R26)，(R26)的另一端接IC4(CD4066)的5脚，IC4的3、4接手机模块IC5的接听BD键；
第7输出分支通道由(RB1)输出连接到(R27)，(R27)的另一端接IC4(CD4066)的6脚，IC4的8、9接手机模块IC5的电话簿键，本实用新型用诺基亚手机模块，可直接查找号码，所以此键备用；
第8输出分支通道由(RB0)输出连接到(R28)，(R28)的另一端接(V5)基极，(V5)的发射极接地，集电极接IC3的语音触发脚，IC3的正极接5V负极接地，IC3的语音输出脚接IC5手机模块的受话器；
本电路的时钟信号由单片机的9、10脚接晶振XT和电容(C01)、(C02)组成。
本实用新型可以这样实施：
当保险柜柜门关闭时，由伸缩锁舌舌头(1)碰到柜体(3)则带动碰轴(11)回缩，碰轴(11)则会碰到自动锁拌子(12)，则自动锁锁舌(2)在自动锁旋转轴弹簧(25)的作用力下使自动锁心转盘(6)旋转带动拉杆(5)并推动锁舌(2)弹出，此时拉杆(5)碰到轻触开关1(26)，锁舌(2)插入到柜体(3)上的锁舌框(4)中；然后，用偏心锁钥匙旋转偏心锁锁芯(9)，让偏心锁的挡杆(8)转动90度，此时挡杆(8)碰到轻触开关2(27)，然后旋转机械密码转轴(17)，打乱机械密码，此时第三层机械密码盘(15)下面的磁铁(31)在旋转时会离开霍尔传感2(30)，保险柜就已经锁好，如图3。
四、附图说明
图1、智能双密防盗报警保险柜外观图
图2、智能双密防盗报警保险柜柜门内部开启时俯视图
图3、智能双密防盗报警保险柜柜门内部锁好时俯视图
图4、智能双密防盗报警保险柜柜门内部控制电机的齿轮俯视图
图5、智能双密防盗报警保险柜机械密码盘及密码盘转轴零件图
图6、智能双密防盗报警保险柜机械密码盘、电机及齿轮装配图
图7、智能双密防盗报警保险柜电路工作原理及开启方法方框图
图8、智能双密防盗报警保险柜电路原理图
图中数字所代表的零件元件说明：
1、伸缩锁舌舌头；2、锁舌；3、保险柜外体；4、锁舌框；5、拉杆；6、自动锁锁心转盘；7、自动锁锁心转轴；8、挡杆；9、偏心锁锁心；10、电机齿轮；11、碰轴；12、自动锁拌子；13、滑动固定轴；14、顶杆；15、机械密码盘(第三层)；16、缺口；17、机械密码盘转轴；18、机械密码盘齿轮；19、密码盘拌子；20、电机轴；21、保险柜柜门固定体；22、自动锁拌子弹簧；23、拉杆固定轴；24、拌子固定轴；25、自动锁旋转轴弹簧；26、轻触开关1(QC1)；27、轻触开关2(QC2)；28、水银开关SHY；29、霍尔传感器1(HUO1)；30、霍尔传感器2(HUO2)；31、霍尔传感3(HUO3)；32、磁铁；33、密码盘转盘旋钮；34、电机；35、肖栓；36、肖孔；37、第一层机械密码盘；38、第二层机械密码盘；39、电机支架；IC1、遥控接收头；IC2、单片机PIC16F876；IC3、语音模块；IC4、CD4066；IC5、诺基亚手机模块C、电容器；R、电阻器；F、非门4069；V、三极管9013；D、二极管；J、继电器；XT、晶振；LABA、超响度喇叭。
五、具体实施方法
本实用新型的核心是如图8中的(IC2)PIC16F876单片机，它通过检测13个分支输入通道的高、低电位，作出相应的判断，然后控制其8个输出通道，进行各个功能的实施；
保险柜锁闭时，自动锁锁舌(2)插入到柜体(3)上的锁舌框(4)中时，拉杆(5)碰到轻触开关QC1(26)，则单片机IC2的第7脚(RA5)由低电位变为高电位；偏心锁锁心旋转时挡杆(8)碰到轻触开关QC2(27)，则单片机IC2的第11脚(RC0)由低电位变为高电位；拨乱机械密码时第三层机械密码盘(15)下面的磁铁(31)在旋转时会离开霍尔传感HUO2(30)，则单片机IC2的第13脚(RC2)由高电位变为低电位；单片机IC2根据这几个脚的电位变化，使保险柜的防盗报警系统处于警界状态；此时单片机IC2检测13个分支通道进行相应的处理。若开启保险柜，必须在遥控接收头IC1的四个输入口输入一组4位电子密码，令单片机IC2相应的分支通道口由低电位变为高电位，通过判断其密码的正确性做出相应的控制，如：输入一组A、B、C、D这样的密码，单片机IC2通过判断，如果正确，则解除对保险柜的防盗报警警戒状态，然后，插入偏心锁钥匙旋转锁心使其挡杆(8)旋转90度，解除对自动锁的控制，转动机械密码盘输入正确的机械密码后，方可打开保险柜。
本实用新型的电子密码可以这样实施：PIC16F876单片机内部带有256字节的EEPROM，将密码存入EEPROM，掉电不丢失，还可随意修改，在打开保险柜的情况下，内部有一个开关QC3，按下开关QC3，则单片机的(RC5)由低电位变为高电位，此时进入修改密码程序，在系统上电时，自动读出，在EEPROM中可存入两组密码，一组为正常开启的密码，一组为防抢劫开启密码，在输入密码进行比对时，若为防抢劫密码，则关闭现场报警，实施远程向联网公安、110报警，其语音芯片中有其主人家庭住址和警情报告，及时的通知公安部门，为公安的尽快到来确保主人的人身安全，提供了保障。
保险柜在锁闭状态，处于警戒状态，如果有盗贼进行非法操作，则进行报警，下面几种情况视为非法操作：
1.搬动保险柜，触动水艮开关(SHY)时，单片机的(RA4)由低电位变为高电位；
2.利用复配或万能钥匙扭动偏心锁锁心(9)，触发轻触开关2(QC2)时，单片机的(RC0)由低电位变为高电位；
3.扭动自动锁锁心转轴(7)，触发轻触开关1(QC1)时，单片机的(RA5)由低电位变为高电位；
4.转动机械密码盘旋钮(图5)(33)，第三层机械密码盘转动时，磁铁(32)离开霍尔传感器(HUO2)(30)时，单片机的(RC2)由低电位变为高电位；
以上四种情况，单片机通过检测其各脚的电平变化，可做出相应的控制其超响度喇叭高声鸣叫和手机模块自动拨打电话。
本实用新型还可以这样实施：如果盗贼能打开偏心锁，并知道机械密码，但因不知道有电子密码控制，在报警的同时，单片机通过检测第三层机械密码盘下的磁铁(32)在转动过程中，是先通过霍尔传感器HUO1然后停在霍尔传感器HUO2处(此种情况为逆时针旋转)，还是先通过霍尔传感器HUO3然后停在霍尔传感器HUO2处(此种情况为顺时针旋转)，单片机做出判断后，可控制电机向相反方向转动齿轮带动第三层机械密码盘向相同的方向(因为此时第二层机械密码盘上的拌子和第三层机械密码盘上的拌子相碰，相反的方向被第二层机械密码挡住，所以必须向相同的方向旋转，才可以修改机械密码)旋转一个角度，这样无论用何方法，非法操作时均打不开保险柜。
本实用新型电子系统在运行的过程中，假如电子元件损坏，分为3种情况：
1.遥控接收头损坏，无法输入密码时，可通过手机或固定电话拨打此保险柜的手机号码，其应急通道开启，单片机的(RC3)由高电位变为低电位，解除警戒，在此输入机械密码时，电机不修改其机械密码盘，可打开保险柜；
2.遥控接收头和手机同时损坏，无法输入电子密码，但此时其它部分仍能正常工作，这种情况比较特殊，只有用软件程序进行解除警界，在程序执行的过程中，进入报警程序后，报警一段时间，比如5分钟后(区别其盗贼和主人，盗贼不会在这么长时间还打不开的情况下还在)，另外在1分钟的时间内，利用偏心锁的钥匙扭动锁心使挡杆连续5次触动轻触开关QC2，并正确输入机械密码，方可打开保险柜，单片机有时间的控制和次数的控制则可确保误动作；
3.其电子系统全部损坏，不能正常工作，即电机无法控制机械密码盘，那么可直接旋转机械密码盘转轴，输入正确的密码，打开偏心锁，打开保险柜。
本实用新型电路中单片机还有一个脚没有使用，还可配备其它如接近开关、红外开关、微波、雷达开关、烟雾、温度等等传感器，实现其它报警条件的需要。