СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Российский патент 2002 года по МПК E05B49/00 H04Q9/00 

Область техники
Изобретение относится к системе передачи данных вообще и, в частности, к системе управления доступом, чувствительным к ударам.

Известный уровень техники
В патенте США 4197524 авт. Салем продемонстрировал и описал замок, приводимый в действие постукиванием, предназначенный для установки на внутреннюю поверхность двери, которую можно открыть при условии отстукивания определенной ключевой комбинации по внешней поверхности двери. Постукивания обнаруживают с помощью устройства, чувствительного к ударам, которое производит различимый выходной сигнал в ответ на воздействие удара. Типичная ключевая комбинация - четырехзначный цифровой код, например 4, 3, 2, 5, - требует отстукивания первой серии из четырех ударов, относительно долгой паузы, отстукивания второй серии из трех ударов, второй относительно долгой паузы, отстукивания третьей серии из двух ударов, третьей относительно долгой паузы и, наконец, отстукивания четвертой и последней серии из пяти ударов. Эта процедура занимает сравнительно большое время, на практике от 10 до 20 с, а также делает ключевую комбинацию относительно несекретной.

Краткое описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предложена система передачи данных, пригодная для применения с телами, проводящими ударные воздействия, и состоящая из:
(а) устройства передачи данных, обладающего возвратно-поступательной ударной головкой для передачи закодированных серий дискретных механических ударов на первую поверхность тела, проводящего ударные воздействия; и
(б) устройства для приема данных, обладающего преобразователем, чувствительным к ударным воздействиям, на второй поверхности тела, проводящего ударные воздействия, существенно противоположной к первой поверхности, предназначенного для восприятия вибраций, произведенных серией ударов.

Система передачи данных согласно настоящему изобретению пригодна для широкого круга как задач однонаправленной передачи данных, например передачи отсчетов, представляющих собой информацию с датчика или детектора, к оборудованию для сбора данных; передачи сигналов управления, представляющих собой информацию для исполнительных механизмов, например соленоида, мотора, вентиля или т. п.; так и задач двунаправленной передачи данных. Так, рассматриваемые задачи включают, но не ограничиваются теми задачами, для которых обычные проводные и дистанционные системы передачи управляющей информации оказываются неудобными в установке или непригодными в работе, например передача данных сквозь стенки герметичных контейнеров или сосудов под давлением или через армированные бетонные стены.

В системе передачи данных согласно настоящему изобретению информацию предпочтительно кодируют в форме временных интервалов между соседними ударами, тем самым задавая "среднюю скорость передачи ударами", а именно среднее количество ударов в секунду. Например, в случае ударной головки, приводимой в движение соленоидом, минимальный и максимальный временные интервалы между соседними ударами которой составляют соответственно 30 мс и 100 мс, и минимальный шаг приращения интервала между соседними ударами - около 1 мс, имеется 70 различимых интервалов, каждый из которых может представлять собой код инструкции, отсчет данных или т.п. С такой ударной головкой, приводимой в движение соленоидом, средняя скорость передачи ударами составляет около 20 ударов в секунду, однако согласно данному изобретению среднюю скорость передачи ударами системы передачи данных можно значительно увеличить.

Система передачи данных по настоящему изобретению особенно хорошо подходит для реализации задач управления доступом, например, для открывания щелевых замков, для открывания банковских сейфов, для получения доступа в компьютеризованные сети связи и управления, например, в автоматических кассовых аппаратах и т.п. В этих областях устройство передачи данных на самом деле играет роль ключа с электронным управлением, обычно отстукивающего единственную закодированную серию ударов, а именно ключевую комбинацию доступа. В этих и прочих областях закодированная серия ударов может, например, состоять из четырехинтервальной ключевой комбинации по 30, 45, 55 и 62 мс, которую можно передать за менее чем четверть секунды и которая является одной из 70⁴ (т.е. более 25 миллионов) общего количества комбинаций.

Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания изобретения и для демонстрации того, как оно может быть реализовано на практике с помощью не лимитирующих примеров, служат прилагаемые чертежи:
фиг. 1 - схематическая блок-схема системы передачи данных согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - графическое изображение системы управления доступом, включающее электронный щелевой замок и ручной электронный ключ в виде ручки;
фиг. 3 и 4 - соответственно вид в разрезе и блок-схема электронного ключа, изображенного на фиг. 2;
фиг. 5 и 6 - графическое представление различных типов закодированных серий дискретных механических импульсов;
фиг. 7 и 8 - графическое изображение электронного щелевого замка, изображенного на фиг. 2, и устройство передачи данных, соответственно активизируемых клавиатурой и дистанционным пультом управления;
фиг. 9 - графическое изображение электронного комбинационного висячего замка и ручного электронного ключа в виде ручки, изображенного на фиг. 2;
фиг. 10 - вид в разрезе устройства передачи/приема данных;
фиг. 11 - блок-схема системы передачи данных согласно настоящему изобретению для передачи информации от датчиков к средствам сбора информации;
фиг. 12 - блок-схема системы передачи данных согласно настоящему изобретению для передачи информации от средств управления к исполнительному механизму; и
фиг. 13 - блок-схема системы передачи данных согласно настоящему изобретению для передачи информации между двумя системами обработки информации.

Подробное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения
На фиг. 1 изображена система передачи данных 1, состоящая из преобразователя 2, чувствительного к ударам, для обнаружения вибрации, возникшей в результате импульсов ударной головки 3, переданных сквозь тело 4, проводящее удары, расположенное между первыми, причем преобразователь 2 связан с устройством приема данных 5, а ударная головка связана с устройством передачи данных 6.

На фиг. 2 изображен электронный щелевой замок 7, включающий в себя устройство приема данных (не показано), соединенное с микрофоном 8, установленным в тесном соприкосновении с внутренней поверхностью твердой двери 9. Дверь можно открыть портативным электронным ключом 10 в виде ручки, представляющим собой устройство передачи данных.

В процессе работы микрофон 8 воспринимает вибрации на внутренней поверхности двери, которые возникают из-за ударов по наружной поверхности двери, производимых электронным ключом 10. Вибрации обрабатывают определенным образом и затем сравнивают с ключевой комбинацией доступа для селективного приведения в действие мотора или соленоида (не показаны) для перемещения засова 11 между положениями "заперто" и "открыто" при совпадении закодированной серии ударов с ключевой комбинацией доступа.

Как показано на фиг. 3 и 4, электронный ключ 10 включает в себя цилиндрический корпус 13 с закрытым тыльным концом 13А и открытым передним концом 13В, из которого выступает цилиндрическая ведущая часть 14А электромагнитного устройства 14, например соленоида толкающего типа, снабженная возвратно-поступательной пневматической молотообразной ударной головкой 14В. Между тыльным концом 13А и соленоидом толкающего типа 14 расположена батарея 15 и нормально разомкнутый подпружиненный выключатель 16, который замыкается при нажатии цилиндрической ведущей частью 14А ключа 10 на ударную поверхность, т. е. на дверь. При замыкании выключателя 16 энергия подается на электронную схему 17, включающую в себя блок управления 19 для активизации соленоида 14 в соответствии с заданным кодом, записанным в память 20.

Ключ 10 сконструирован таким образом, чтобы отстукивать закодированные серии импульсных ударов высокой энергии в функции наличия или отсутствия ударов при заданной частоте ударов (см. фиг. 5) или временных интервалов между соседними ударами (см. фиг. 6). Например, фиг. 5 изображает ключевую комбинацию 10100101, где 1 представляют наличие удара, а 0 - отсутствие; а фиг. 6 изображает ключевую комбинацию 59, 31, 49, 70 мс, соответствующую временным интервалам между соседними ударами.

Фиг. 7 демонстрирует электронный щелевой замок 7, открытый устройством передачи данных 21, которое включает в себя ударную головку, активируемую с клавиатуры. Фиг. 8 изображает электронный щелевой замок 7, открытый устройством передачи данных 22, которое включает в себя ударную головку, активируемую пультом дистанционного управления. Фиг. 9 изображает электронный комбинационный висячий замок 23, открытый электронным ключом 10.

Для использования в системах двунаправленной передачи данных на фиг. 10 изображено устройство 25 для передачи/приема данных, включающее в себя соленоид 14 толкающего типа и микрофон 8, причем первый снабжен возвратно-поступательной ударной головкой 14В для непрямого ударного воздействия на тело 26, проводящее удары, сквозь внутреннюю стенку 27 устройства.

На фиг. 11 изображена система передачи данных 28 для передачи данных от датчиков 29 к средствам сбора информации 31 через ударное устройство 3 и чувствительный к ударам преобразователь 2, расположенные на противоположных сторонах тела 30, проводящего удары.

На фиг. 12 изображена блок-схема системы передачи данных 33 для передачи информации от средств управления 34 к исполнительному механизму 36 через ударное устройство 3 и чувствительный к ударам преобразователь 2, расположенные на противоположных сторонах тела 35, проводящего удары.

На фиг. 13 изображена система передачи данных 37 для передачи информации между двумя системами обработки данных "А" и "В" 38 и 39 через пару устройств передачи/приема 25, расположенных на противоположных сторонах тела 40, проводящего удары.

Хотя изобретение описано с помощью ограниченного количества вариантов его реализации, очевидно, что можно сделать много вариантов, модификаций и других областей применения этого изобретения. Например, вместо микрофона преобразователь, чувствительный к ударам, может быть сделан на основе пьезоэлектрического элемента и т.п. Передаваемую информацию можно закодировать в соответствии с обычными стандартами шифрации данных. Кроме того, например, в задачах управления доступом, там, где ключевые комбинации обязательно должны совпадать, их могут периодически обновлять с помощью обычно применяемого алгоритма на основе генераторов комбинаций, до настоящего времени применяемого в охранных системах автотранспорта, помещений и т.п.

Система передачи данных, пригодная для применения с телом, проводящим ударные воздействия, включает в себя устройство передачи данных, снабженное возвратно-поступательной ударной головкой для передачи закодированных серий дискретных механических ударов к первой поверхности тела, проводящего удары, и устройство приема данных, снабженное преобразователем, чувствительным к ударам, на второй поверхности тела, проводящего ударные воздействия, существенно противоположной своей первой поверхности. Преобразователь предназначен для восприятия вибраций, порожденных серией ударов. Система передачи данных хорошо подходит для реализации задач управления доступом, например, для открывания щелевых замков, открывания банковских сейфов, для получения доступа в компьютеризованные сети связи и управления. В этих областях устройство передачи данных играет роль ключа с электронным управлением, обычно отстукивающего единственную закодированную серию ударов, а именно ключевую комбинацию доступа. 3 с. и 25 з.п.ф-лы, 13 ил.

1. Система передачи данных, содержащая устройство передачи данных и устройство приема данных, отличающаяся тем, что устройство передачи данных содержит электромагнитный прибор с электронным управлением и ударную головку, выполненную с возможностью возвратно-поступательного движения, чтобы ударять по телу, проводящему удары, и передавать этому телу серии импульсных механических воздействий, причем упомянутые данные кодируют с помощью временных интервалов между соседними ударами в указанных сериях, а устройство приема данных снабжено преобразователем, чувствительным к ударным воздействиям, для восприятия от тела, проводящего удары, вибраций, возникающих вследствие указанных серий импульсных механических воздействий, с целью последующей дешифровки упомянутых данных. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что информация кодируется с помощью наличия или отсутствия ударов при заданной частоте ударов. 3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что указанное устройство приема способно принимать данные при средней скорости ударов более 20 ударов/с. 4. Система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что указанное устройство передачи данных включает в себя ударную головку, приводимую в движение соленоидом, предназначенную для передачи упомянутых механических ударов указанному телу. 5. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что указанное устройство передачи данных представляет собой составную часть датчика, а указанные серии ударов кодируют информацию, воспринимаемую датчиком, причем указанное устройство приема данных представляет собой составную часть средств сбора информации, предназначенных для сбора информации с датчиков. 6. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что указанное устройство передачи данных представляет собой составную часть блока управления, а указанные серии ударов кодируют управляющую информацию, при этом указанное устройство приема данных связано с исполнительным механизмом, который срабатывает при получении управляющей информации, переданной указанным блоком управления. 7. Система по п.6, отличающаяся тем, что указанный блок управления представляет собой ключ с электронным управлением для отстукивания закодированных серий ударов, которыми зашифрована ключевая комбинация доступа, а указанный исполнительный механизм представляет собой устройство для управления доступом. 8. Система по п.7, отличающаяся тем, что указанное устройство для управления доступом представляет собой замок. 9. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что предназначена для передачи данных между двумя и более блоками обработки данных, каждый из которых снабжен передающим и приемным устройствами. 10. Система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что указанное устройство передачи данных имеет форму портативного устройства. 11. Система по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что серии ударов активизируются с помощью встроенного интерфейса пользователя. 12. Система по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что серии ударов активизируются с помощью дистанционного пульта интерфейса пользователя. 13. Устройство передачи данных для связи с устройством приема данных, содержащее ударную головку, выполненную с возможностью возвратно-поступательного перемещения закодированным образом так, чтобы ударять по телу, проводящему удары, и передавать указанному телу серии импульсных механических ударов, которые должен воспринимать преобразователь, чувствительный к ударам и расположенный в устройстве приема данных, а серии ударов, шифрующие информацию, подлежат передаче от передающего устройства к приемному устройству, при этом информация кодируется с помощью временных интервалов между соседними ударами в серии. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что упомянутые данные кодируются наличием или отсутствием ударов при заданной частоте ударов. 15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что указанные данные кодируются при скорости ударов более 20 ударов/с. 16. Устройство по любому из пп.13-15, отличающееся тем, что содержит ударную головку, приводимую в движение соленоидом, для передачи указанных механических ударов указанному телу. 17. Устройство по любому из пп. 13-16, отличающееся тем, что служит ключом с электронным управлением, в котором серии ударов кодируют ключевую комбинацию доступа. 18. Устройство по любому из пп.13-17, отличающееся тем, что имеет форму портативного устройства. 19. Устройство по любому из пп.13-18, отличающееся тем, что содержит интерфейс пользователя для активации указанных серий импульсов. 20. Устройство по любому из пп.13-17, отличающееся тем, что указанные серии импульсов активируются с помощью дистанционного пульта интерфейса пользователя. 21. Устройство по любому из пп.9-20, отличающееся тем, что указанное устройство содержит указанное устройство приема данных. 22. Способ передачи данных от устройства передачи данных к устройству приема данных, при котором: (а) в устройстве передачи данных кодируют данные в серию импульсных ударов, причем данные кодируют временными интервалами между соседними ударами в указанной серии и осуществляют эти удары по телу, проводящему удары; (б) в устройстве приема данных с указанного тела принимают вибрации, возникающие вследствие указанной серии ударов, и дешифруют указанные данные. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что данные кодируют наличием или отсутствием ударов при заданной частоте ударов. 24. Способ по п.22 или 23, отличающийся тем, что средняя скорость передачи ударов составляет 20 ударов/с или более. 25. Способ по любому из пп.22-24, отличающийся тем, что устройство передачи данных представляет собой составную часть датчика, а устройство приема данных представляет собой составную часть средств сбора информации, причем указанная серия ударов кодирует информацию, полученную с датчика. 26. Способ по любому из пп.22-24, отличающийся тем, что устройство передачи данных представляет собой составную часть блока управления, а устройство приема данных связано с исполнительным механизмом, при этом указанные серии ударов кодируют управляющую информацию для приведения в действие указанного исполнительного механизма. 27. Способ по п.26, отличающийся тем, что блок управления представляет собой ключ с электронным управлением, указанный исполнительный механизм - устройство управления доступом, а указанная серия ударов кодирует ключевую комбинацию доступа. 28. Способ по любому из пп.22-24, отличающийся тем, что указанное устройство передачи данных и указанное устройство приема данных каждое связано с системой обработки информации, а указанная серия ударов кодирует данные, подлежащие передаче от одной системы обработки к другой.

Приоритеты по пунктам:
07.03.1997 - по пп.1, 2, 4, 6-8, 10-14, 16-20, 22, 23, 26, 27;
30.05.1997 - по пп.3, 5, 9, 15, 21, 24, 25, 28.