專利名稱：一種多功能報警密碼鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及密碼鎖和報警技術(shù)領(lǐng)域，主要提出一種安全性較高的多功能報警密碼鎖。
現(xiàn)在已提出的帶報警的電子密碼鎖有多種結(jié)構(gòu)設(shè)計，它們的結(jié)構(gòu)主要由鎖執(zhí)行機構(gòu)、控制部分及報警裝置等組成。都具有對輸入碼的識別、延時動作等功能，但大都缺少對詳細(xì)使用數(shù)據(jù)的自動記錄和調(diào)閱能力。個別雖有此項功能但存在著存儲容量小，所存信息范圍窄，不能全面反映使用情況，斷電數(shù)據(jù)丟失，以及通過卷動覆蓋等手法可以人為掩蓋數(shù)據(jù)等缺陷。在專利ZL94211931.2中給出了一種多功能電子鎖，有提供準(zhǔn)確使用數(shù)據(jù)的能力，但其讀出數(shù)據(jù)另需配備昂貴的設(shè)備。且結(jié)構(gòu)不適用于保險柜等安全要求高的場合。另外，現(xiàn)有的電子密碼鎖與遠(yuǎn)端報警器之間的信號傳輸回路防攻擊能力較差。其控制電路因干擾等原因造成死機時，容易出現(xiàn)誤開鎖等問題。
本實用新型的目的，在于避免現(xiàn)有產(chǎn)品不足之處，而提出一種適用于保險柜、金庫門、防盜門等安全性要求較高場合的多功能報警密碼鎖使其能夠詳細(xì)地自動記錄使用數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)的讀出方便、簡捷、成本低廉，其與遠(yuǎn)端報警器之間的信號傳輸回路具有較強的防攻擊能力；同時還可外掛傳感模塊，同時監(jiān)視其它物體的振動或移動情況，其連線同樣有防攻擊能力；另外再加上防誤動作電路使鎖的可靠性大為提高。
本實用新型的目的可通過以下措施達到鎖體主要由鎖執(zhí)行機構(gòu)和以單片機為核心的控制部分組成，在鎖體和遠(yuǎn)端報警器之間的信號傳輸回路在鎖體一側(cè)串有限流電阻，防反向二極管以及防過流熔斷絲。在遠(yuǎn)端報警器一側(cè)設(shè)置有光電隔離器件，使其與報警器電路保持隔離，遠(yuǎn)端報警器如不能從信號傳輸回路中檢測到正常信號，即認(rèn)為是有警情發(fā)生而發(fā)出警報，在線路出現(xiàn)短路、斷路、高壓等情況下均不能達到阻止遠(yuǎn)端報警器報警的目的。
另外設(shè)置外掛的傳感模塊，固定在其它需要監(jiān)測振動或移動的物體上，與鎖體之間通過三根電線連接，一根是鎖體內(nèi)電源經(jīng)一限流電阻，防反向二極管，給外掛傳感模塊供電，一根是傳感模塊的地線在鎖體一側(cè)經(jīng)一防過流熔斷絲到控制電路的地。另有一信號線在外掛傳感模塊內(nèi)連在振動感應(yīng)器的開漏輸出端，同時經(jīng)一電阻和一磁開關(guān)常閉觸點接電源正端。信號線在鎖體內(nèi)經(jīng)一電阻到地，同時還經(jīng)一保護電阻到兩只電壓比較器的不同極性的兩個輸入端。因比較器輸入阻抗較高，外掛傳感模塊的功耗也非常低，這樣，在正常情況下(外掛傳感模塊中磁開關(guān)常閉觸點閉合，振動感應(yīng)器輸出禁止)，信號線上的電平近似為外掛傳感模塊供電的線路中的限流電阻、二極管管壓降、外掛傳感模塊中信號線與電源之間的電阻與信號線在鎖體一側(cè)接地的電阻的分壓。鎖體內(nèi)上述兩個比較器的另外兩個不同極性輸入端，分別由分壓電阻取兩個參考電壓，其中正極性的輸入端取的參考電壓高于信號線上正常情況的電壓；負(fù)極性輸入端取得的參考電壓低于信號線上正常情況的電壓。當(dāng)外掛傳感模塊發(fā)生以下情況磁開關(guān)常閉觸點斷開或振動感應(yīng)器檢測到振動并輸出低電平，或信號線斷路或與電源或地短路，都將造成兩個比較器中的一個反轉(zhuǎn)，單片機檢測到此信號后，即可做出相應(yīng)處理，也即達到了鎖體內(nèi)單片機通過外掛傳感模塊對其它物品的移動、振動進行監(jiān)測的目的。同時線路的短路、斷路等攻擊也不能達到切斷檢測的目的。
鎖體的控制核心單片機將鎖的使用數(shù)據(jù)，以規(guī)定的格式和順序記錄在E2存儲器內(nèi)，其中時間可直接記錄，發(fā)生的事件如振動、外掛傳感模塊報警、復(fù)位、上電等，分別以各自定義的代碼記錄。E2存儲器的存儲空間是卷動使用的，并且通過單片機軟件設(shè)定最短卷動一遍的時間，單片機驅(qū)動顯示器件可將上面存儲的數(shù)據(jù)，按規(guī)定的格式和順序逐條顯示出來。
顯示器件可以是一位或多位數(shù)碼管，也可以是液晶顯示器件，當(dāng)使用一位數(shù)碼管作顯示器件時，數(shù)碼管的公共端加一個由單片機控制的可關(guān)斷的驅(qū)動器，數(shù)碼管的七個顯示段各經(jīng)一限流電阻后，由單片機的七根輸出線控制，這七根輸出線同時兼作鍵盤矩陣的列線。這樣可節(jié)省輸出線，進一步降低成本。當(dāng)需顯示時，數(shù)碼管的公共端的驅(qū)動器打開，單片機通過改變驅(qū)動數(shù)碼管各段的輸出線上的數(shù)據(jù)，達到顯示不同字符的目的。顯示每條使用數(shù)據(jù)以起始符開始，接著順序顯示月、日、時、分、事件代碼，它們之間加入間隔符，最后以結(jié)束符結(jié)束本條數(shù)據(jù)的顯示。當(dāng)單片機需要讀鍵盤時，可關(guān)斷數(shù)碼管公共端的驅(qū)動，復(fù)用的輸出線作為鍵盤矩陣的列線掃描鍵盤，且不會造成顯示混亂。
鎖執(zhí)行電磁鐵的驅(qū)動同時由單片機的兩根輸出線控制，一根高電平有效，一根低電平有效，且它們是與的關(guān)系。構(gòu)成防誤動作電路，以降低因單片機故障造成誤開鎖的概率。
本實用新型與現(xiàn)有產(chǎn)品相比有以下優(yōu)點具有高可靠性的遠(yuǎn)端報警功能，其信號傳輸回路在遇到短路、斷路、高壓等攻擊的情況下，均不能達到阻止遠(yuǎn)端報警器報警的目的；通過外掛傳感模塊，可擴大保護范圍，其間連線也具有較強的防攻擊能力，使產(chǎn)品在使用中安全性有較大提高；以較低的成本實現(xiàn)了使用數(shù)據(jù)的自動存儲和顯示，且存儲容量大，存儲信息詳細(xì)，不怕掉電；防誤動作電路增強了系統(tǒng)可靠性。
本實用新型實施例有下列附圖

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)邏輯框圖。
圖2是本實用新型操作面板示意圖。
圖3是本實用新型電原理圖。
圖4是外掛傳感模塊及接口電原理圖。
圖5是遠(yuǎn)端報警器及接口電原理圖。
結(jié)合附圖給出的實施例對本實用新型加以進一步說明在圖1中，本多功能報警密碼鎖由鎖體(A)、遠(yuǎn)端報警器(B)和外掛傳感模塊(C)三大部分組成。
鎖體(A)由裝在殼體(1)內(nèi)部的控制電路板(2)、電源(3)、執(zhí)行電磁鐵(4)、喇叭(5)、磁開關(guān)(6)和裝在使用中與鎖體有相對運動的物體(如門框)上的磁鐵(7)、以及鍵盤(8)和顯示器件(9)構(gòu)成。
遠(yuǎn)端報警器由殼體(14)、電源電路(15)、遠(yuǎn)端報警器電路板(10)、報警指示燈(11)、工作指示燈(12)、報警喇叭(16)、消音按鍵(13)等構(gòu)成。遠(yuǎn)端報警器電路板(10)與鎖體控制電路板(2)通達電纜(17)連接。
外掛傳感模塊由殼體(21)、傳感電路板(18)、磁開關(guān)(19)和磁鐵(20)構(gòu)成。傳感電路板(18)與鎖體控制電路板(2)通過電纜(22)連接。
在圖2的鍵盤中，0-9供輸入密碼用，A，B兩鍵作為操作功能鍵。
在電原理圖(圖3)中，系統(tǒng)以單片機(U1)為核心，配有E2存儲器(U2)(例如24LC16可存儲200條以上使用數(shù)據(jù)，掉電數(shù)據(jù)不丟失)存儲數(shù)據(jù)。在每次事件發(fā)生后，單片機以時間(月，日，時，分)加事件代碼的格式存儲使用數(shù)據(jù)，存儲空間是卷動使用的，并且通過單片機軟件設(shè)定最短卷動一遍的時間，例如設(shè)定為48小時，則48小時以內(nèi)的使用數(shù)據(jù)就不能通過卷動覆蓋的手法掩蓋。磁開關(guān)(K1)給單片機提供門位置信號。振動感應(yīng)器(U3)監(jiān)測振動發(fā)生并向單片機發(fā)出信號。顯示器件由一位共陽數(shù)碼管(U4)構(gòu)成，其共陽端經(jīng)一PNP三極管T2接電源，T2的基極經(jīng)一電阻由單片機一輸出口P1.0控制，數(shù)碼管的七個顯示段(a，b，c，d，e，f，g)的陰極各經(jīng)一限流電阻(R20-R26)到單片機的七根輸出線(P1.7-P1.1)，這七根輸出線中的六根(P1.7-P1.2)同時兼作2×6鍵盤中的六根列線。當(dāng)需顯示時P1.0輸出低電平，T2導(dǎo)通，單片機通過改變P1.7-P1.1上的數(shù)據(jù)達到顯示不同字符的目的。當(dāng)讀鍵盤時，P1.0輸出高電平，數(shù)碼管則不會顯示。鍵盤矩陣的兩根行線接單片機兩根輸入端(P2.0，P2.1)，單片機通過掃描2×6矩陣取得鍵值。鍵盤由十個數(shù)字鍵(0-9)和兩個功能鍵(A，B)組成，裝在鎖體的正面，供操作者鍵入密碼開鎖，也可鍵入控制指令如更改密碼、調(diào)整時間、讀取E2存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)等。當(dāng)鍵入讀E2內(nèi)數(shù)據(jù)的指令后，單片機以當(dāng)前的地址指針從E2存儲器內(nèi)讀取距現(xiàn)在最近的一條數(shù)據(jù)，按照一定格式逐位從數(shù)碼管顯示出來，比如
則數(shù)碼管先顯示起始符
，停幾秒再顯示“0”，再停幾秒再顯示“8”，再停幾秒再顯示間隔符“-，以此類推直至本條的結(jié)束符
操作者可記錄下顯示內(nèi)容，再對照預(yù)先的規(guī)定，如
假如代碼“3”代表“鎖體發(fā)生振動并報警”，則上述一條數(shù)據(jù)的含義即是八月十九日五點四十五分鎖體發(fā)生振動并發(fā)出報警”。單片機可繼續(xù)前移地址指針讀取上一條數(shù)據(jù)，并送顯示，以此類推。達到用戶查閱以前使用記錄的目的。殼體在顯示器件處開有窗口以便觀察。
執(zhí)行電磁鐵的線圈L1由驅(qū)動三極管T3驅(qū)動，其控制部分由單片機的P2.6，P2.5，電阻R4，R5，R6，和三極管T4，T5，T6構(gòu)成，只有當(dāng)P2.6為低電平，同時P2.5為高電平時驅(qū)動三極管T3方導(dǎo)通，電磁鐵動作。因為單片機發(fā)生異常情況時，其同一輸出口的兩個不同位同時為高電平或同時為低電平的概率遠(yuǎn)大于一個為高電平，一個為低電平，所以本電路盡可能地降低了因電路故障導(dǎo)致的誤開鎖的概率。
單片機(U1)輸出端P3.0在報警時輸出音頻方波，通過三極管T1驅(qū)動喇叭發(fā)出報警音響。
單片機(U1)輸入端P2.2與外掛傳感模塊接口(SAFE-10.SCH)相連，參見圖4。
單片機(U1)輸出端P2.7與遠(yuǎn)端報警控制器接口(SAFE-11.SCH)相連，參見圖5。
在圖4中，虛線內(nèi)部分裝在外掛傳感模塊中，通過三根導(dǎo)線X1，X2，X3與鎖體內(nèi)電路相連。在鎖體控制電路中，電源VCC經(jīng)限流電阻R2，防反向二極管D3、D4，導(dǎo)線X1，為外掛傳感模塊提供電源，外掛傳感模塊的地由X3返回鎖體后經(jīng)防過流熔斷絲F1到鎖體控制電路的地。信號線X3在外掛傳感模塊內(nèi)連在振動感應(yīng)器(U9)的開漏輸出端(OUT)，同時經(jīng)電阻R34和磁開關(guān)常閉觸點(K2)到電源端，它在鎖體一側(cè)的控制電路中，經(jīng)電阻R18到地，同時經(jīng)保護電阻R15到電壓比較器U5-2的正輸入端和電壓比較器U5-1的負(fù)輸入端。因為U9的功耗非常低，而電壓比較器的輸入阻抗又非常高，所以正常情況下信號線X2上的電位V2取決于R2、D3、D4、R34和R18的分壓。電壓比較器U5-2的負(fù)輸入端電位V3由電阻R14、R17分壓得到，使V3＜V2。電壓比較器U5-1的正輸入端電位V4由R13、R16分壓得到，使V4＞V2，這樣，正常情況下，電壓比較器U5-1、U5-2的開漏輸出端都為高電平，當(dāng)外掛傳感模塊(U9)輸出低電平或磁開關(guān)的常閉觸點(K2)斷開或傳輸線路斷路、短路都將造成不等式V3＜V2＜V4不再成立。則電壓比較器U5-1、U5-2必然有一個輸出低電平，單片機U1由輸入端P2.2接受到此信號后，如此前沒有鍵入正確密碼，即可發(fā)出警報，通過R8、T1驅(qū)動喇叭發(fā)出音響，并將數(shù)據(jù)存入E2存儲器U2，停止P2.7的正常脈沖信號以啟動遠(yuǎn)端報警器。
在圖5中，虛線內(nèi)部分裝在遠(yuǎn)端報警器中，通過連線X4，X5與鎖體內(nèi)電路相連。在鎖體控制電路中單片機(U1)輸出端P2.7經(jīng)一電阻R1到三極管T3基極，T3發(fā)射極接電源，集電極經(jīng)電阻R3，防反向二極管D2到連線X4。X5在瑣體內(nèi)經(jīng)防過流熔斷絲F1到地。在遠(yuǎn)端報警控制器中，X4，X5接光電隔離器U7的輸入，其輸出的集電極接電源，發(fā)射極經(jīng)電阻R30到地，同時連單片機(U8)的輸入端P1.3，這樣由單片機(U1)通過P2.7發(fā)出的脈沖信號經(jīng)T3、R3、D2、X4、U7，可由單片機(U8)從P1.3讀取到。當(dāng)單片機(U1)進入報警狀態(tài)，或鎖體控制電路不能正常工作時，停止發(fā)出此脈沖信號，或傳輸線路(X4，X5)發(fā)生斷路、短路或遇高壓時，遠(yuǎn)端報警器中的單片機(U8)不能如期接收到此脈沖信號，即發(fā)出報警由P1.4，R33，T7驅(qū)動喇叭SP2發(fā)出報警音響，點亮報警指示燈L1。此時值班人員可先按消音鍵AN，單片機則停止發(fā)出音頻報警信號。
權(quán)利要求1.一種多功能報警密碼鎖，鎖體主要由鎖執(zhí)行機構(gòu)和以單片機為核心的控制部分組成，其特征是a.鎖體與遠(yuǎn)端報警器之間的信號傳輸回路，在鎖體一側(cè)串有限流電阻R3，防反向二極管D2以及防過流熔斷絲F1；在遠(yuǎn)端報警器一側(cè)設(shè)置有光電隔離器件U7，與報警器電路保持隔離；b.在鎖體外設(shè)置外掛傳感模塊，固定在其它需要監(jiān)測振動或移動的物體上，與鎖體之間通過三根電線連接，一根是鎖體內(nèi)電源經(jīng)一限流電阻R2，防反向二極管D3、D4，給外掛傳感模塊供電，一根是傳感模塊的地線在鎖體一側(cè)經(jīng)一防過流熔斷絲F2到控制電路的地；另有一信號線在外掛傳感模塊內(nèi)連在振動感應(yīng)器U9的開漏輸出端OUT，同時經(jīng)一電阻R34和一磁開關(guān)常閉觸點K2接電源正端，信號線在鎖體內(nèi)，經(jīng)一電阻R18到地，同時還經(jīng)一保護電阻R15到兩只電壓比較器U5-1、U5-2的不同極性的兩個輸入端；c.設(shè)置有以規(guī)定格式和順序記錄使用數(shù)據(jù)的E2存儲器U2，其存儲空間是卷動使用的，并且通過單片機軟件設(shè)定最短卷動一遍的時間，由單片機U1驅(qū)動的顯示器件9可將上面存儲的數(shù)據(jù)按規(guī)定的格式和順序逐條顯示；
2.按照權(quán)利要求1所述的一種多功能報警密碼鎖，其特征是顯示器件9由一位數(shù)碼管U4構(gòu)成，一個由單片機控制的可關(guān)斷的驅(qū)動器T2驅(qū)動數(shù)碼管的公共端，數(shù)碼管的七個顯示段a、b、c、d、e、f、g，由單片機的七根輸出線P1.7-P1.1控制，這七根輸出線P1.7-P1.1同時兼作鍵盤矩陣的列線。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種多功能報警密碼鎖，其特征是鎖執(zhí)行電磁鐵的驅(qū)動同時由單片機的兩根輸出線控制，其中一根輸出線P2.5高電平有效，另一根輸出線P2.6低電平有效，且它們是與的關(guān)系。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種多功能報警密碼鎖，其特征是存儲使用數(shù)據(jù)的格式是時間(月，日，時，分)加上事件代碼。
5.按照權(quán)利要求1，2所述的一種多功能報警密碼鎖，其特征是顯示每條使用數(shù)據(jù)以起始符開始，接著順序顯示月、日、時、分、事件代碼，它們之間加入間隔符，最后以結(jié)束符結(jié)束本條數(shù)據(jù)的顯示。
專利摘要本實用新型主要提出了一種適用于保險柜、金庫門、防盜門等安全性要求較高場合的多功能報警密碼鎖。其特點是在遠(yuǎn)端報警器內(nèi)設(shè)有光電隔離等器件,使對遠(yuǎn)端報警器與鎖體之間的信號傳輸線的斷路、短路等攻擊,不能達到阻止遠(yuǎn)端報警器報警的目的。還可外掛傳感模塊,擴大保護范圍,并且其連線同樣具有防攻擊能力。此外還可以自動記錄鎖的使用數(shù)據(jù),且數(shù)據(jù)讀出方便、成本低廉。使鎖的安全性和可靠性都有較大提高。
文檔編號G11B27/36GK2403861SQ9921588
公開日2000年11月1日 申請日期1999年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月3日
發(fā)明者王彤 申請人:王彤