ЭЛЕКТРОННЫЙ ЗАМОК Российский патент 1996 года по МПК E05B47/00 

Изобретение относится к электронным замкам и может быть использовано в технике защиты различных объектов от доступа посторонних лиц.

Известен электронно-кодовый замок (а. с. 1406325), где при нажатии кнопки, номер которой соответствует установленной последовательности цифр кода, с выхода мультиплексора и с нажатой кнопки логические единицы через элемент И записывают единицу в счетчик. Последний устанавливает адрес информационного входа мультиплексора, к которому подключена кнопка, соответствующая следующей цифре установленного кода. При правильном наборе кнопками установленного кода на выходах счетчика появляется комбинация двоичных сигналов, которая через дешифратор приводит в действие исполнительный механизм замка. При любом нарушении правильности набора кода указанного сочетания логических единиц не возникает и счетчик обнуляется, возвращая устройство в исходное положение.

Недостатком данного электронно-кодового замка является низкая секретность, обусловленная недостаточной оперативностью смены кода и затиранием отдельных кнопок и прилегающих к ним мест, участвующих в правильном наборе кода.

Известен также кодовый замок [1] где в случае набора неправильного кода сигнал с блока выявления ложного кода через коммутатор включает реле времени, сигнал с которого включает индикатор. Срабатывание исполнительного блока при этом не происходит. В счетчике осуществляется подсчет количества наборов неверного кода и при достижении установленного числа в счетчике работа замка блокируется.

Недостатком данного кодового замка является недостаточно большая глубина кода, отсутствие тревожной сигнализации.

Предлагаемый электронный замок, содержащий блок набора кода, блок выдержки, счетчик числа наборов ложного кода, коммутатор, блок эталонного кода, исполнительный блок, дополнительно содержит блоки устранения дребезга, запрета, счетчиков, переключения глубины кода, элемент задержки, блок включения тревожной сигнализации, причем выход блока набора кода подключен к первым входам блоков устранения дребезга и запрета, выходом подключенного к первым входам блоков счетчиков и счетчику числа наборов ложного кода, выход которого через элемент задержки подключен к блоку включения тревожной сигнализации, вход которого соединен с вторым входом счетчика числа наборов ложного кода, при этом выход блока устранения дребезга через блок выдержки подключен к вторым входам блоков счетчиков и запрета, третьим входом подключенного к выходу блока эталонного кода, выход блока устранения дребезга соединен с первым входом коммутатора, выходом подключенного к третьему входу блока счетчиков, выход которого соединен с входом блока эталонного кода, при этом коммутатор первым входом соединен с первым выходом блока счетчиков, а вторым выходом через блок переключения глубины кода с исполнительным блоком, кроме того, коммутатор содержит два элемента И-НЕ на два входа, элементы И-НЕ на три входа, инверторы, при этом первые входы элементов И-НЕ являются первым входом коммутатора, а вторые входы трехвходовых и второго двухвходового элементов И-НЕ являются вторым входом коммутатора и соединены с входами инверторов, выходы которых являются вторым выходом коммутатора, при этом выход первого инвертора подсоединен к второму входу первого двухвходового элемента И-НЕ, выход которого является первым выходом коммутатора и подключен к выходам трехвходовых и второго двухвходового элементов И-НЕ, при этом выходы последующих инверторов, кроме последнего инвертора, соединены с третьими входами трехвходовых элементов И-НЕ, кроме того, блок переключения глубины кода содержит инвертор, двухвходовые элементы И-НЕ, многовходовый элемент И-НЕ, контактные элементы, причем вход инвертора, вторые входы двухвходовых элементов И-НЕ являются входом блока переключения глубины кода, первые входы двухвходовых элементов И-НЕ через контактные элементы подключены к нулевой шине, выходы инвертора и двухвходовых элементов И-НЕ подключены к входам многовходового элемента И-НЕ, выход которого является выходом блока переключения глубины кода.

Заявленное изобретение, направленное на создание электронного замка, обладающего повышенной секретностью, простого в употреблении, позволяет добиться нового технического результата, заключающегося в повышении секретности замка, достигаемой за счет оперативной смены эталонного кода, оперативного изменения глубины кода, которая может быть практически неограниченной.

Использование двух элементов управления обеспечивает простоту в пользовании, скрытность набора кода, устранение затирания отдельных кнопок и прилегающих к ним мест, так как в наборе участвуют оба элемента.

На фиг. 1 показана блок-схема электронного замка (работа блок-схемы рассмотрена на примере схемы, выполненной на трех счетчиках, однако количество счетчиков в зависимости от необходимой глубины кода может быть произвольным); на фиг. 2-7 схемы соответственно блока запрета, блока выдержки, коммутатора, блока счетчиков, блока эталонного кода, блока переключения глубины кода.

Замок содержит блок 1 набора кода, блок 2 устранения дребезга, блок 3 запрета, блок 4 выдержки, коммутатор 5, блок 6 счетчиков, блок 7 эталонного кода, счетчик 8 числа наборов ложного кода, блок 9 переключения глубины кода, исполнительный блок 10, элемент 11 задержки, блок 12 включения тревожной сигнализации.

Блок 1 набора кода предназначен для набора кода и содержит два элемента управления, а блок 2 устранения дребезга предназначен для устранения ложных импульсов управления.

Блок 3 запрета запрещает счет импульсов кода на счетчиках блока 6 счетчиков при ошибочном наборе кода. Блок 3 запрета может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 2. Он содержит два D-триггера 13 и 14, причем инверсный выход D-триггера 13 подключен к входу S D-триггера 14.

Блок 3 запрета работает следующим образом.

Через первый вход блока 3 запрета на счетные входы С D-триггеров 13 и 14 поступают импульсы кода (уровня "0") с элементов набора кода блока 1 набора кода, причем импульсы, соответствующие "I", поступают на триггер 13 блока 3 запрета, импульсы, соответствующие "0" на триггер 14.

Через второй вход блока 3 запрета на входы D-триггеров поступают сигналы с выхода блока 7 эталонного кода. В случае ошибки при наборе кода в блоке 3 запрета формируется сигнал запрета счета (уровень "I"), который с выхода блока 3 запрета поступает на вход блока 6 счетчиков (на входы ЕС-разрешения счета счетчиков) (фиг. 5). Одновременно сигнал запрета (уровнем "I") поступает на первый вход блока 8 счетчика числа наборов ложного кода (на счетный вход С-счетчика), который на заданном числе попыток неправильного набора кода запускает схему включения тревожной сигнализации.

Через третий вход блока 3 запрета с выхода блока 4 выдержки при наборе кода поступает уровень "0" (на вход S-триггера 13 и вход R-триггера 14).

Блок 4 выдержки предназначен для сохранения разрешения на открытое состояние исполнительного блока 10 в случае правильного набора кода (замок открыт), которое через заданный интервал времени с момента окончания набора последнего знака кода приводит блок 3 запрета, блок 6 счетчиков и исполнительный блок 10 в исходное состояние (замок закрыт). Заданные интервалы отсчитываются блоком 4 выдержки после набора каждого знака кода, а в случае неверного набора знака за этот же интервал времени запрещает восприятие знаков кода в блоке 6 счетчиков, продляя запрещение для всех последующих набираемых знаков кода, даже если они и верные.

Блок 4 выдержки может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 3. Блок 4 выдержки состоит из резисторов 15-17, диода 18, конденсатора 19, инвертора 20. На вход блока 4 выдержки поступают импульсы кода с выхода блока 2 устранения дребезга. С выхода блока 4 выдержки на третий вход блока 3 запрета и первый вход блока 6 счетчиков (на входы R-сброса счетчиков) поступает уровень "0" при наборе кода. Время выдержки между попытками набора кода устанавливается переменным резистором цепи RP, R, C.

Коммутатор 5 предназначен для распределения импульсов кода по счетчикам блока 6 счетчиков. Коммутатор 5 может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 4. Коммутатор 5 содержит элементы И-НЕ 21-23, из которых элементы И-НЕ 21 и 23 двухвходовые, 22 трехвходовый и инверторы 24-26.

Коммутатор 5 работает следующим образом.

На второй вход коммутатора 5 поступают импульсы кода, которые поступают на входы элементов И-НЕ 21-23, коммутирующие последовательно вводимый код на соответствующие счетчики блока 6 счетчиков.

На первый вход коммутатора 5 со счетчиков блока 6 счетчиков с первого выхода этого блока поступают сигналы на входы элементов И-НЕ 22 и 23 и входы инверторов 24-26, информирующие о заполнении счетчиков, начиная с "младшего" счетчика 27 блока 6 счетчиков, последовательно вводимым кодом, и через первый выход коммутатора 5 организуется поступление импульсов кода на второй вход блока 6 счетчиков в соответствующие счетчики по мере заполнения предыдущих. При правильном наборе кода через второй выход коммутатора 5 сигналы уровня "0" поступают на вход блока 9 переключения глубины кода.

Блок 9 переключения глубины кода служит для включения в работу счетчиков, обеспечивающих необходимую глубину кода. Блок 9 переключения глубины кода может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 6. Блок 9 переключения глубины кода состоит из одного инвертора 30, двух двухвходовых элементов И-НЕ 31 и 32, контактных элементов 33 и 34, одного трехвходового элемента И-НЕ 35.

Блок 9 переключения глубины кода работает следующим образом.

На вход блока 9 переключения глубины кода с второго выхода коммутатора 5 поступают сигналы уровня "0" при наборе правильного кода на вход инвертора 30, который имеет один вход для обеспечения минимальной длительности "кодового слова", равной числу выходов первого "младшего" счетчика 27 в блоке 6 счетчиков, и на один из входов двухвходовых элементов И-НЕ 31 и 32, вторые выходы которых могут быть подключены через контактные элементы 33 и 34 к нулевой шине и при замыкании контактов 33 и 34 на выходах двухвходовых элементов И-НЕ 31 и 32 формируется уровень "I", который поступает на трехвходовый элемент И-НЕ 35, укорачивая "кодовое слово" на число выходов счетчиков блока 6 счетчиков (вариант минимальной длительности "кодового слова").

Длительность "кодового слова" максимальна в том случае, когда ни один из первых входов двухвходовых элементов И-НЕ не замкнут на нулевую шину. Изменение длительности "кодового слова" производится от "старшего" счетчика 29 к "младшему" счетчику 27.

Блок 7 эталонного кода может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 7.

Блок 7 эталонного кода состоит из контактных элементов 36, комбинация разомкнутых и замкнутых контактов которых образует эталонный код (замкнутый контакт соответствует логическому уровню "I", а разомкнутый контакт "0"). При этом вход блока 7 эталонного кода подключен через второй выход блока 6 счетчиков к выходам счетчиков. При наборе происходит последовательное сравнение набираемого кода с эталонным кодом.

Если при наборе кода допускается ошибка, т.е. вводимый код не совпадает с комбинацией замкнутых и разомкнутых контактов 36 в блоке 7 эталонного кода, то на выходе блока 7 эталонного кода появляется сигнал, который поступает на второй вход блока 3 запрета, где формируется сигнал останова счета в счетчиках (входы разрешения ЕС) блока 6 счетчиков до окончания времени выдержки на выходе блока 4 выдержки. После окончания времени выдержки на выходе блока 4 выдержки появляется сигнал сброса (уровнем "I"), очищающий счетчики (по входам R) блока 6 счетчиков по первому входу от нулевого отсчета. Схема управления возвращается в исходное состояние для следующей попытки набора кода.

При правильном наборе кода из последних (старших разрядов) выходов счетчиков блока 6 счетчиков сигналы "заполнения" поступают через первый выход блока 6 счетчиков на первый вход коммутатора 5, откуда через второй выход поступают на вход блока 9 переключения глубины кода, где формируется сигнал, который с выхода блока 9 переключения глубины кода поступает на вход исполнительного блока 10, который разблокирует запорный механизм на время, задаваемое в блоке 4 выдержки, после чего на выходе блока 4 выдержки появляется сигнал сброса, очищающий счетчики блока 6 счетчиков до нулевого отсчета.

Блок-схема электронного замка может быть выполнена на любой элементной базе.

Устройство работает следующим образом.

Для отпирания замка пользователь на блоке 1 набора кода, пользуясь двумя элементами управления, набирает последовательность знаков в соответствии со знаками эталонного кода. При наборе первого знака кода сигналом с выхода блока 1 набора кода запускается блок 4 выдержки, который вырабатывает разрешение для работы блока 3 запрета и блока 6 счетчиков. Если последовательность знаков набрана в соответствии со знаками эталонного кода, в блоке 6 счетчиков вырабатывается разрешение, которое через коммутатор 5 и блок 9 переключения глубины кода поступает на вход исполнительного блока 10. Выключение исполнительного блока 10 и возврат устройства в исходное состояние происходит через заданный интервал времени, отсчитываемый блоком 4 выдержки с момента набора последнего знака кода.

При нарушении последовательности знаков набираемого кода, поступающих с выхода блока 1 набора кода через блок 2 устранения дребезга, коммутатор 5 на второй вход блока 6 счетчиков, и несоответствии набранного кода эталонному на выходе блока 7 набора эталонного кода формируется запрещение, которое поступает на второй вход блока 3 запрета и запирает блок 6 счетчиков по третьему входу для прохождения знаков кода, набираемого в блоке 1 до момента окончания набора знаков кода и времени выдержки, задаваемой блоком 4 выдержки. Одновременно запрещающий сигнал с выхода блока 3 запрета запускает счетчик числа наборов ложного кода 8 и записывает в него единицу по счетному входу. По истечении временного интервала, определяемого блоком 4 выдержки, блок 3 запрета и блок 6 счетчиков приходят в исходное состояние. Электронный замок переходит в состояние, позволяющее осуществить повторный набор кода.

Все дальнейшие ошибочные попытки набора кода аналогично записываются в счетчик 8 числа наборов ложного кода. По достижении установленного количества ошибочных попыток набора кода счетчик 8 числа наборов ложного кода включает блок 12 включения тревожной сигнализации на время, определяемое элементом 11 задержки, по истечении которого счетчик 8 числа наборов ложного кода приходит в исходное состояние.

Сущность изобретения: устройство содержит: блок 1 набора, блок 2 устранения дребезга, блок 3 запрета, блок 4 выдержки, блок 5 коммутации кода, блок 6 счетчиков, блок 7 эталонного кода, блок 9 переключения глубины кода, исполнительный блок 10, счетчик 8 числа наборов ложного кода, элемент 11 задержки, блок 12 включения тревожной сигнализации. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. ЭЛЕКТРОННЫЙ ЗАМОК, содержащий блок набора кода, блок выдержки, счетчик числа наборов ложного кода, коммутатор, блок эталонного кода, исполнительный блок, отличающийся тем, что в замок дополнительно введены блоки устранения дребезга, запрета, счетчиков, переключения глубины кода, элемент задержки, блок включения тревожной сигнализации, причем выход блока набора кода подключен к первым входам блока устранения дребезга и блока запрета, выходом подключенного к первым входам блоков счетчиков и счетчику числа наборов ложного кода, выход которого через элемент задержки подключен к блоку включения тревожной сигнализации, вход которого соединен с вторым входом счетчика числа наборов ложного кода, при этом выход блока устранения дребезга через блок выдержки подключен к вторым входам блока счетчиков и блока запрета, третьим входом подключенного к выходу блока эталонного кода, выход блока устранения дребезга соединен с первым входом коммутатора, выходом подключенного к третьему входу блока счетчиков, выход которого соединен с входом блока эталонного кода, при этом коммутатор первым входом соединен с первым выходом блока счетчиков, а вторым выходом через блок переключения глубины кода - с исполнительным блоком. 2. Замок по п.1, отличающийся тем, что коммутатор содержит два элемента И-НЕ на два входа, элементы И-НЕ на три входа, инверторы, при этом первые входы элементов И-НЕ являются первым входом коммутатора, а вторые входы трехвходовых и второго двухвходового элементов И-НЕ являются вторым входом коммутатора и соединены с входами инверторов, выходы которых являются вторым выходом коммутатора, при этом выход первого инвертора подсоединен к второму входу первого двухвходового элемента И-НЕ, выход которого является первым выходом коммутатора и подключен к выходам трехвходовых и второго двухвходового элементов И-НЕ, при этом выходы последующих инверторов, кроме последнего инвертора, соединены с третьими входами трехвходовых элементов И-НЕ. 3. Замок по п.1, отличающийся тем, что блок переключения глубины кода содержит инвертор, двухвходовые элементы И-НЕ, многовходовой элемент И-НЕ, контактные элементы, причем вход инвертора, вторые входы двухвходовых элементов И-НЕ являются входом блока переключения глубины кода, первые входы двухвходовых элементов И-НЕ через контактные элементы подключены к нулевой шине, выходы инвертора и двухвходовых элементов И-НЕ - к входам многовходового элемента И-НЕ, выход которого является выходом блока переключения глубины кода.