專利名稱：電腦鎖和電腦鑰匙的制作方法
鎖廣泛的應(yīng)用于人們生活中，鑰匙和鎖是配套使用的。人們常說“一把鑰匙開一把鎖”，這句話的正確含義用另一種說法就是“兩把不同的鑰匙不能打開同一把鎖”，為什么呢？這是因?yàn)殍€匙里面包含有鎖的“密碼”，它在哪里呢？就是鑰匙側(cè)面開的那些不規(guī)則凹槽，當(dāng)鑰匙插進(jìn)鎖后，鑰匙上每個(gè)凹槽正對著鎖內(nèi)一個(gè)洞孔，洞孔內(nèi)有一個(gè)彈子落在缺口，缺口的深度恰好使鑰匙可以帶動(dòng)鎖芯在鎖內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使鎖得以打開孔洞的數(shù)量、孔洞之間的距離以及每只彈子的長度，決定了鑰匙要開設(shè)缺口的有關(guān)數(shù)據(jù)(即所謂鎖的密碼)，顯然，這些不同數(shù)據(jù)可形成的排列組合極其有限。因而可構(gòu)成為密碼的數(shù)量很小，如果制成一種彈子鎖產(chǎn)品數(shù)量超過了該種鎖可能形成的密碼，就會出現(xiàn)一把鎖可用兩只鑰匙開啟，或者一只鑰匙能開兩把鎖的情況，由于這些原因，一種形式的彈子鎖的可生產(chǎn)的數(shù)量很少為了尋找更多、更可靠的鎖，人們把彈子鎖的鑰匙的橫斷面由一字形改為十字形，原來可開凹槽的邊由一條直邊變?yōu)樗臈l，可形成的密碼就增多了；也有人把“一字”形的鑰匙改制成圓桶形，變直線上開凹槽為圓周上開凹槽等，這些措施增加了彈子鎖的種類，但原理仍然未變。只是減少了重復(fù)，并沒有杜絕重復(fù)。鎖仍然只能用于“防君子，不妨小人”。慣偷早已有了“萬能鑰匙”，機(jī)械鎖的發(fā)展可以說走到了盡頭微型電子計(jì)算機(jī)(微電腦)的出現(xiàn)對各個(gè)技術(shù)部門的發(fā)展都產(chǎn)生了影響，尋找新的鎖自然會想到電腦，電腦除了在數(shù)值計(jì)算上具有優(yōu)勢之外，它在處理字符方面更具有獨(dú)特的優(yōu)越性。因此可以說電腦為鎖的發(fā)展開辟了一條新路，最簡單的微電腦由一片集成電路芯片構(gòu)成，簡稱“單片機(jī)”電腦鎖的基本原理與舊鎖相同也是“一把鑰匙開一把鎖”。實(shí)際上它們分別是兩只專用的單片機(jī)，一只是鎖電腦，另一只是鑰匙電腦，兩個(gè)單片機(jī)內(nèi)部都保存有(相同的)密碼，這種鎖的工作原理可用一個(gè)簡單的例子作說明一間房子，門內(nèi)用一個(gè)插銷插著，而插銷與電腦連在一起，當(dāng)電腦鑰匙把密碼傳送給電腦鎖之后，電腦鎖查驗(yàn)密碼是否正確，如正確就輸出一個(gè)電信號把插銷拉開，門即被打開。這個(gè)過程中，主要的是把鑰匙內(nèi)的密碼送到鎖里面去。這里采用電腦與電腦間的“串行異步通訊”技術(shù)進(jìn)行的，之所以采用這種技術(shù)是因?yàn)?．保密性強(qiáng)，采用串行通訊方式，密碼并不顯露，誰也不知道傳送的內(nèi)容；2．為提高可靠性，密碼要有一定的長度，人腦很難長時(shí)間準(zhǔn)確記住較長的密碼；3．鎖一經(jīng)選定，密碼就不會改變，可固定保存在鑰匙里。實(shí)際上，密碼傳送分有線和無線傳送有兩種方法，前者鑰匙電腦的發(fā)送端與鎖電腦的接收端以導(dǎo)線連接，后者沒有導(dǎo)線相連和前述“密碼”不同，在電腦技術(shù)里，密碼是一串密碼元素的有序排列。幾乎所有的西文字母、標(biāo)點(diǎn)、符號、數(shù)字、日文片假名、漢字以及一切已經(jīng)有了編碼的標(biāo)記、圖形等都可以做密碼元素。顯而易見密碼元素越多，密碼長度越長，能形成的密碼數(shù)就越多，例如用ASCⅡ字符(非打印字符除外)構(gòu)成長度為十個(gè)元素的密碼，它的數(shù)量級竟多達(dá)1020，而沒有重復(fù)，由此可見電腦鎖強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢。
密碼被送入鎖檢查比對無誤后，電腦鎖會輸出電信號開鎖(不同的鎖，開鎖的方式不同——下面將分別詳述)，如果送入的密碼與鎖內(nèi)部保存的密碼不同，(即相當(dāng)于有人用一把假鑰匙開你的鎖)電腦鎖除不執(zhí)行開鎖外，還進(jìn)行相應(yīng)的處理(如發(fā)出警報(bào)等)。此外，電腦鎖除開關(guān)兩個(gè)狀態(tài)外，會有第三個(gè)狀態(tài)，如門鎖就有加鎖(鎖住)、開鎖和關(guān)門不鎖這三種不同狀態(tài)，這些功能都是電腦鎖所特有的，是過去機(jī)械鎖無論如何無法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的電腦鎖和電腦鑰匙的原理見附

圖1、附圖2。附圖給出的是有線發(fā)送原理圖。二者都采用美國ATMEL公司較新的單片機(jī)AT89C2051，這種芯片體積小(20個(gè)引腳)、供電電壓低(2.7--6V)，片內(nèi)有2K程序存儲器，可以容納電腦鎖(或電腦鑰匙)的全部軟件。芯片接上電源、振蕩晶體(頻率11.0592mHz)和復(fù)位電路，再配上相應(yīng)的軟件即成為鎖電腦(或鑰匙電腦)。另在P3.3接一只發(fā)光二極管作為鎖的開關(guān)(或狀態(tài))指示燈。附圖1中，P1.0--P1.7八個(gè)I/O口，可作輸出到各控制點(diǎn)的控制信號用，附圖2中K1、K2兩按鈕用來控制傳送不同的密碼，控制電腦鎖的狀態(tài)轉(zhuǎn)換一個(gè)要注意之點(diǎn)是電腦鎖雖然由于可靠性高，用人工方法破解困難，但可以編制程序以手提電腦用反復(fù)輸入密碼的方法試著開鎖，對付這一點(diǎn)的辦法是在電腦鎖的接收密碼的軟件中設(shè)法防止這種試驗(yàn)，如可設(shè)定電腦鎖每次只允許接收密碼三次，對比檢查三次。若發(fā)現(xiàn)均不正確后關(guān)閉接收通道，須等待電腦鎖“凍結(jié)”一次后，才能再次接收密碼門鎖的用途非常廣。門的類型也特別多，有大小不等的門、用途不同的門、材質(zhì)各異的門、開關(guān)方法不一樣的門等等，盡管種類繁多，但可以簡單地按大小分為重型門和輕型門，對于前者(包括推拉門、卷閘門)可以使用交流電機(jī)拖動(dòng)電腦鎖輸出電信號，由它經(jīng)放大帶動(dòng)繼電器(或接觸器)，再以交流電機(jī)拖動(dòng)重型門開關(guān)；對于后者可由電腦鎖直接帶動(dòng)直流小電機(jī)開關(guān)，家庭門鎖幾乎是人人都用到的。舊式機(jī)械門鎖的特點(diǎn)是人進(jìn)房以后隨手關(guān)門，門鎖會依靠機(jī)械鎖內(nèi)彈簧的彈力自動(dòng)閂閉(但門并未“上鎖”)。電腦鎖用做家庭門鎖時(shí)，分為兩部分機(jī)械部分和電腦部分，機(jī)械部分如同上述機(jī)械鎖的門閂部分，電腦部分使用電腦鎖本身的供電電源帶動(dòng)一只小型直流電機(jī)，經(jīng)減速、增加力矩后帶動(dòng)電腦鎖鎖舌開關(guān)；機(jī)械部分作用是房內(nèi)可拉開機(jī)械門閂，而房外不能拉開門。機(jī)械部分還有一個(gè)作用是利用手動(dòng)關(guān)門后，機(jī)械鎖舌會為電腦鎖鎖舌定位，使電腦鎖鎖舌能對正它的鎖孔，使電腦鎖舌可以順利進(jìn)出鎖孔。當(dāng)在門外用電腦鑰匙開門時(shí)，小電機(jī)拉出電腦鎖舌后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)拉開手動(dòng)機(jī)械鎖舌。兩部分(機(jī)械和電腦鎖部分)合而為一，對梢大一些的防盜門則使用交流電經(jīng)降壓、整流為合適的電源，供較大的電機(jī)開較重的門。開關(guān)房門的小電機(jī)，使用P1,0--P1.7中任一I/O口輸出信號，接功率放大器驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作汽車鎖不是簡單鎖住方向盤、離合器使之不能動(dòng)作，而是采用更根本的措施，使汽車無法點(diǎn)火啟動(dòng)。汽車鎖有兩種狀態(tài)戒備狀態(tài)和正常狀態(tài)。正常狀態(tài)就是車子可以點(diǎn)火啟動(dòng)；在戒備狀態(tài)下無法點(diǎn)火啟動(dòng)，防盜警報(bào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)；通過鑰匙上兩個(gè)按鈕送入不同密碼使鎖進(jìn)入不同狀態(tài)。車主開車前送入第一個(gè)密碼使汽車進(jìn)入正常狀態(tài)；離開汽車時(shí)送入第二個(gè)密碼使汽車進(jìn)入戒備狀態(tài)戒備狀態(tài)是依靠安裝在供油管道上一只常閉電磁閥切斷發(fā)動(dòng)機(jī)供油管路、依靠串聯(lián)在點(diǎn)火系統(tǒng)供電電路上電子開關(guān)(如晶閘管等)切斷供電電源；依靠同樣的方法切斷啟動(dòng)電機(jī)供電電源；依靠安裝在車門上微動(dòng)開關(guān)并與電腦鎖相連(電腦能記憶門是否被打開過，并發(fā)出警報(bào))來實(shí)現(xiàn)的。(經(jīng)試驗(yàn)晶閘管在陽、陰極間加12V正向電壓，兩極正向阻斷，觸發(fā)后轉(zhuǎn)為導(dǎo)通并保持)在進(jìn)入正常狀態(tài)后。電腦鎖有電信號輸出，電磁閥電源接通，油路打開；電腦鎖輸出脈沖觸發(fā)晶閘管使之導(dǎo)通，點(diǎn)火電路恢復(fù)供電，可以點(diǎn)火；啟動(dòng)電機(jī)電源接通，電機(jī)可以轉(zhuǎn)動(dòng)；報(bào)警系統(tǒng)不再檢測車門開關(guān)狀態(tài)汽車電腦鎖通過輸入不同密碼，將P1.0--P1.7八個(gè)I/O口設(shè)置為不同值，可控制多個(gè)控制點(diǎn)使汽車鎖處在正常或戒備狀態(tài)，實(shí)際上汽車鎖還有一個(gè)未使用的狀態(tài)即既非正常也非戒備狀態(tài)，這就是電腦鎖的未通電時(shí)的狀態(tài)，這時(shí)，因?yàn)槭褂昧顺ｉ]電磁閥控制油路、晶閘管控制電路，由于電腦鎖沒有供電，油路電路都不會接通，這種接法使得盜竊者即使拆除電腦鎖，汽車也不能啟動(dòng)，這就是使用常閉閥和晶閘管的原因保險(xiǎn)柜鎖，尤其是家庭用保險(xiǎn)柜有一個(gè)顯著特點(diǎn)對鎖的可靠性要求雖高，但鎖具并不常打開，有時(shí)幾個(gè)月、甚至半年也不打開一次。對這類鎖及與其同類型鎖有一個(gè)共同要求，即不能在柜內(nèi)部使用電池給電腦鎖供電，因?yàn)殚L時(shí)間不用或電池受潮，有可能使電池霉?fàn)€腐蝕而損壞電腦鎖的印刷線路板，或者電池漏電而無法使用，這樣情況一旦出現(xiàn)，除了毀壞整個(gè)保險(xiǎn)柜(或這類器具)之外再?zèng)]有其他辦法，因?yàn)榘辞懊嫠?，雖然電腦鎖內(nèi)部的執(zhí)行機(jī)很簡單，但人們沒有辦法伸進(jìn)手去打開它。電腦鎖也不允許反復(fù)試驗(yàn)開鎖，所以沒有辦法在電腦鎖斷掉電源的情況下打開保險(xiǎn)柜。所以這一類鎖具必須設(shè)法外部供電，方法之一是電腦鑰匙除了轉(zhuǎn)送密碼外還必須給鎖供電，方法是在電腦鑰匙上加接一個(gè)供電插頭，同樣地再電腦鎖上加裝電源插座保險(xiǎn)柜鎖除在電腦鎖原理圖中增加電源插頭、在電腦鑰匙原理圖中增加電源插座外沒有其他不同
權(quán)利要求
1．電腦鎖和電腦鑰匙是一種電子計(jì)算機(jī)技術(shù)支持的新型鎖具，其特征是以密碼作為聯(lián)系瑣電腦和鑰匙電腦的紐帶，通過固定密碼、密碼傳送決定電腦鎖和電腦鑰匙的結(jié)構(gòu)。以密碼比對的結(jié)果作為電腦鎖輸出控制信號的依據(jù)，以單片機(jī)輸出電信號執(zhí)行操作
2．根據(jù)權(quán)利要求1的表述，所謂固定密碼，其特征是將同一個(gè)密碼同時(shí)固化在鎖電腦和鑰匙電腦的單片機(jī)的程序存儲器中，使兩者成為配套的成對裝置，由于采用了長密碼，鎖的可靠性大大提高
3．根據(jù)權(quán)利要求1的表述，密碼傳送，其特征是鑰匙電腦輸出密碼，鎖電腦輸入密碼，兩者以串行異步通訊方式進(jìn)行密碼傳送。鎖電腦在收到密碼后檢查比對，并根據(jù)檢查結(jié)果，按不同類型鎖的要求進(jìn)行相應(yīng)處理。所謂不同類型是指門鎖、汽車鎖、保險(xiǎn)柜鎖三類不同用途和要求的鎖具。
4．根據(jù)權(quán)利要求3表述的門鎖和保險(xiǎn)柜鎖，其特征是二者都以權(quán)利要求1表述的電腦鎖、電腦鑰匙為基本構(gòu)思，添加能解決各自特殊情況和要求的功能，獨(dú)立成為一套完整技術(shù)體
5．根據(jù)權(quán)利要求3的表述中所提及的汽車鎖，其特征是按權(quán)利要求1中表述的電腦鑰匙和電腦鎖原理構(gòu)成。使用其由于密碼不同，轉(zhuǎn)換電腦鎖的不同狀態(tài)，從而控制汽車各原有部件在行駛中能正常工作；在停放時(shí)能安全防盜
6．根據(jù)權(quán)利要求5的表述，汽車電腦鎖的不同狀態(tài)。其特征是在汽車的供油管路上串接常閉電磁閥，在汽車的點(diǎn)火電源電路中串聯(lián)電子開關(guān)，汽車車門安裝有微動(dòng)開關(guān)，汽車在正常行駛時(shí)，電腦鎖置為正常狀態(tài)，電磁閥通電打開發(fā)動(dòng)機(jī)油路暢通。點(diǎn)火電路電子開關(guān)接通，點(diǎn)火電路有電供給。故各部件可正常工作。在停車離開時(shí)，電腦鎖被置為警戒狀態(tài)，電磁閥斷電關(guān)閉，電子開關(guān)斷開。汽車無油供給，點(diǎn)火電路供電不通，汽車不能點(diǎn)火啟動(dòng)。電腦鎖不斷檢測車門開關(guān)狀態(tài)，車門被打開則記憶并發(fā)出警報(bào)
7．根據(jù)權(quán)利要求5的表述，汽車鎖在停車車主離開時(shí)安全防盜，其特征是不但如權(quán)利要求6所述，不僅在汽車鎖處于警戒狀態(tài)時(shí)，不能點(diǎn)火啟動(dòng)。即使在汽車電腦鎖被拆除時(shí)亦不能點(diǎn)火啟動(dòng)
全文摘要
“電腦鎖和電腦鑰匙”是以電腦鎖、電腦鑰匙為總的構(gòu)思而提出的一套應(yīng)用于不同對象的鎖具的設(shè)計(jì)，首先簡略說明了傳統(tǒng)鎖存在的問題，較詳細(xì)說明了電腦鎖、電腦鑰匙的構(gòu)成、原理和工作過程，并分析了電腦鎖可能存在的問題及其解決辦法，然后說明了電腦鎖、電腦鑰匙三種不同對象的具體應(yīng)用，特別針對在應(yīng)用中的具體問題，提出了相應(yīng)的解決方法。對用途較廣的門鎖、汽車鎖進(jìn)行了討論，特別是汽車鎖，由于用途特殊，重點(diǎn)敘述了汽車鎖的兩種狀態(tài)的進(jìn)入和退出。特別在對待偷盜者盜走汽車鎖的問題設(shè)計(jì)了預(yù)防措施。另外，對保險(xiǎn)柜這類鎖具可能出現(xiàn)的特殊問題，也提出了解決辦法。
文檔編號E05B19/00GK1317619SQ0111102
公開日2001年10月17日 申請日期2001年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月21日
發(fā)明者張鳳石 申請人:張鳳石