ЭЛЕКТРОННЫЙ КОДОВЫЙ ЗАМОК Российский патент 2002 года по МПК E05B47/00 

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в устройствах защиты объектов от несанкционированного доступа.

Известен электронный кодовый замок (см. патент РФ 1802847 от 26.02.91, МПК: 5В47/00, "Электронно-кодовое блокирующее устройство", А.В. Карлов, А.А. Карлов, опубл. 15.03.93, Бюл. 10), содержащий соединенный первым выходом с первым счетчиком блок набора кода, выходы первого счетчика соединены с первыми входами блока сравнения, генератор, RS-триггер, исполнительный механизм, формирователь двух частот, элементы 2И-ИЛИ, второй счетчик, делители частоты, переключатели частоты, формирователь. Второй выход блока набора кода подключен к первому входу переключателя частоты, ко второму входу которого подключены третий выход блока набора кода, первый вход формирователя и счетный вход второго счетчика, первые выходы которого соединены со вторыми входами блока сравнения, выходом подключенного ко второму входу формирователя, третий и четвертый входы которого соединены со вторыми выходами второго счетчика. Первый выход формирователя подключен к S-входу RS-триггера, R-вход которого соединен со вторым выходом формирователя и исполнительным механизмом. Выходы RS-триггера подключены к первым входам первого элемента 2И-ИЛИ, ко вторым входам которого через последовательно соединенные формирователь двух частот и генератор подключен четвертый выход блока набора кода. Выход первого элемента 2И-ИЛИ подключен к счетному входу делителя частоты, R-вход которого с R-входом второго счетчика подключены к первому выходу блока набора кода. Первый выход делителя частоты подключен к третьему входу переключателя частоты и первому входу второго элемента 2И-ИЛИ, второй вход которого подключен ко второму выходу делителя частоты. Третий и четвертый входы второго элемента 2И-ИЛИ соединены с первым и вторым выходами переключателя частоты, первый выход которого подключен к пятому входу формирователя. Выход второго элемента 2И-ИЛИ соединен со счетным входом первого счетчика.

Недостатком известного кодового замка является высокая вероятность определения эталонного кода из-за дистанционного измерения времени набора каждого разряда, начиная с нулевого состояния счетчика. Временное увеличение частоты перебора цифр несколько затрудняет, но не исключает возможности определения кода, поскольку частота перебора ограничена сверху необходимостью визуального контроля цифр.

Известен электронный кодовый замок (см. патент РФ 2154722 от 27.08.99, МПК:Е05В47/00. "Электронный кодовый замок". А.П. Мартынов, Д.Б. Николаев, Г. И. Шишкин, опубл. 20.08.00, Бюл. 23), выбранный в качестве прототипа и содержащий первый контактный элемент, схему сравнения, первый и второй входы которой соединены с выходами, соответственно, первого счетчика и блока эталонного кода, вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, первый триггер, установочный вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а выход - со стробирующим входом дешифратора, выход которого соединен с входом исполнительного блока, второй контактный элемент, индикатор, элемент совпадения и второй триггер. Первый счетчик выполнен в виде реверсивного счетчика, вход суммирования которого соединен с выходом первого контактного элемента, установочным входом второго триггера и первым входом элемента совпадения. Вход вычитания реверсивного счетчика соединен с выходом второго контактного элемента и вторым входом элемента совпадения, а выход - с входом индикатора, вход запрета которого соединен с входами сброса первого триггера, первого и второго счетчиков и с выходом второго триггера, вход сброса которого соединен с входом дешифратора и вторым выходом второго счетчика, счетный вход которого соединен со стробирующим входом схемы сравнения и выходом элемента совпадения.

Недостатками прототипа является высокая вероятность несанкционированного определения эталонного кода из-за дистанционного измерения времени набора каждого разряда, начиная с нулевого разряда счетчика, и выявления последовательности нажатия кнопок.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание электронного кодового замка с малой вероятностью несанкционированного определения эталонного кода.

Технический результат, заключающийся в уменьшении вероятности несанкционированного выявления эталонного кода, достигается тем, что в электронный кодовый замок, содержащий контактный элемент, два счетчика, счетный вход и первый выход второго из которых соединены, соответственно, со стробирующим входом схемы сравнения и входом блока эталонного кода, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен с установочным входом первого триггера, выход которого соединен со стробирующим входом дешифратора, выход которого соединен с входом исполнительного механизма, второй триггер, прямой выход которого соединен с входом запрета индикатора, и элемент совпадения, введены третьи триггер и счетчик, регистр, генератор импульсов, делитель частоты, переключатель частоты, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а элемент совпадения выполнен в виде элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом контактного элемента, стробирующим входом схемы сравнения, первым входом подключенной к входу индикатора, а также с тактовым входом регистра, первым входом переключателя частоты, первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входом установки третьего триггера, инверсный выход которого соединен с входами сброса первого триггера, регистра и второго счетчика, второй выход которого соединен с входом дешифратора, инверсный выход второго триггера соединен с входом сброса третьего триггера и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса третьего счетчика, первый и второй выходы которого соединены с входами установки и сброса, соответственно, второго триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входами сброса генератора импульсов и делителя частоты, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов и вторым входом переключателя частоты, а выход - со счетным входом третьего счетчика и третьим входом переключателя частоты, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен с информационным входом регистра, выход которого соединен с входом индикатора.

Указанная совокупность признаков позволяет уменьшить вероятность несанкционированного определения эталонного кода путем дистанционного измерения момента включения контактного элемента за счет обеспечения случайного начального состояния первого счетчика в момент набора каждого символа кода.

На чертеже приведена структурная схема электронного кодового замка.

Электронный кодовый замок содержит контактный элемент 1, первый 2, второй 3 и третий 4 счетчики, блок 5 эталонного кода, схему 6 сравнения, первый 7, второй 8 и третий 9 триггеры, элемент 10 ИЛИ-НЕ, дешифратор 11, исполнительный механизм 12, индикатор 13, генератор 14 импульсов, делитель 15 частоты, переключатель 16 частоты, регистр 17 и элемент 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Первый и второй входы схемы 6 сравнения соединены с выходами, соответственно, регистра 17 и блока 5 эталонного кода, вход которого соединен с первым выходом счетчика 3. Установочный вход триггера 7 соединен с выходом схемы 6 сравнения, а выход - со стробирующим входом дешифратора 11, выход которого соединен с входом исполнительного механизма 12. Счетный вход счетчика 3 соединен с выходом контактного элемента 1, установочным входом триггера 9, первым входом элемента 10 ИЛИ-НЕ, стробирующим входом схемы 6 сравнения, тактовым входом регистра 17 и первыми входами переключателя 16 частоты и элемента 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Второй вход элемента 10 ИЛИ-НЕ соединен с прямым выходом триггера 8 и входом запрета индикатора 13, вход которого соединен с выходом регистра 17. Инверсный выход триггера 9 соединен с входами сброса триггера 7, регистра 17 и счетчика 3, второй выход которого соединен с входом дешифратора 11. Второй вход переключателя 16 частоты соединен со счетным входом делителя 15 частоты и выходом генератора 14, входы сброса которых соединены с выходом элемента 10 ИЛИ-НЕ. Третий вход переключателя 16 частоты соединен с выходом делителя 15 частоты и счетным входом счетчика 4, первый и второй выходы которого соединены, соответственно, с входами установки и сброса триггера 8. Вход сброса счетчика 4 соединен с выходом элемента 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с входом сброса триггера 9 и инверсным выходом триггера 8. Выход переключателя 16 частоты соединен с входом счетчика 2, выход которого соединен с информационным входом регистра 17.

Контактный элемент 1 может быть выполнен в виде кнопки с устройством защиты от дребезга контактов (см. авторское свидетельство СССР 1202046, МКИ: Н 03 К 5/153, опубл. 30.12.85 г. Бюл. 48). Счетчики 2, 3 и 4 аналогичны и могут быть выполнены на микросхеме 564ИЕ10. Блок 5 эталонного кода может быть выполнен на энергонезависимых ячейках памяти (см. авторское свидетельство СССР 845287, МКИ: Н 03 К 19/16, опубл. 02.07.81 г, Бюл. 25). Схема 6 сравнения может быть выполнена на микросхеме 564ИП2. Триггеры 7 и 8 аналогичны и могут быть выполнены на микросхеме 564ТМ2. Триггер 9 также может быть выполнен на микросхеме 564ТМ2, при этом его вход синхронизации соединен с контактным элементом 1 через инвертор микросхемы 564ЛН2. Элемент 10 ИЛИ-НЕ может быть выполнен на микросхеме 564ЛЕ5, а дешифратор 11 - на микросхеме 564ИД1. Исполнительный механизм 12 представляет собой электромагнитный механизм, управляемый составным транзистором. Индикатор 13 может быть выполнен по схеме (см. Сборник справочных листов РД 11.0488.3-89, лист 4). Генератор 14 импульсов может быть выполнен на микросхемах 564ЛН2 и 564ЛА7 (см. книгу С. А. Бирюкова "Цифровые устройства на МОП-интегральных микросхемах", рис. 114, а). Делитель 15 частоты может быть выполнен на микросхеме 564ИЕ10, переключатель 16 частоты - на микросхеме 564КП2, а регистр 17 - на микросхеме 564ИР9. Элемент 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ может быть выполнен на микросхеме 564ЛП2.

Электронный кодовый замок работает следующим образом.

При включении питания триггер 8 устанавливается в исходное нулевое состояние (цепь начальной установки не показана). На прямом выходе триггера 8 устанавливается сигнал, удерживающий индикатор 13 в погашенном состоянии, а сигнал с выхода элемента 10 ИЛИ-НЕ блокирует работу генератора 14 и делителя 15 частоты. Сигнал с инверсного выхода триггера 8 удерживает счетчик 4 и триггер 9 в исходном нулевом состоянии. Сигнал с инверсного выхода триггера 9 устанавливает триггер 7, счетчик 3 и регистр 17 в нулевое состояние. На выходе триггера 7 установлен сигнал, разрешающий срабатывание исполнительного механизма 12. Состояние счетчика 3 выводит из блока 5 эталонного кода на соответствующий вход схемы 6 сравнения первую цифру кода открывания замка. Одновременно сигнал со счетчика 3 запрещает прохождение сигнала с выхода триггера 7 на исполнительный механизм 12 через дешифратор 11. Электронный кодовый замок находится в ждущем режиме.

При первом замыкании контактного элемента 1 сигнал с выхода элемента 10 ИЛИ-НЕ разрешает работу генератора 14 и делителя 15 частоты, а сигнал с выхода элемента 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - работу счетчика 4. Импульсы напряжения с выхода генератора 14 через делитель 15 частоты поступают на счетный вход счетчика 4, что приводит к появлению на соответствующем его выходе сигнала, устанавливающего триггер 8 в единичное состояние. При этом загорается индикатор 13 (на нем отображается информация о нулевом состоянии регистра 17), подается сигнал через элемент 10 ИЛИ-НЕ, обеспечивающий разрешение работы генератора 14 и делителя 15 частоты, а сигнал с инверсного выхода триггера 8 разрешает установку триггера 9 в единичное состояние и через элемент 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ устанавливает счетчик 4 в нулевое состояние. Переключатель 16 частоты подает на счетчик 2 импульсы с генератора 14, изменяющие его состояние с высокой частотой (без отображения на индикаторе 13), что затрудняет определение эталонного кода путем дистанционного измерения времени набора каждого разряда.

При первом размыкании контактного элемента 1 происходит переключение триггера 9 в единичное состояние, что приводит к снятию сигнала сброса со счетчика 3, триггера 7 и регистра 17. Переключатель 16 частоты начинает подавать на счетчик 2 импульсы с делителя 15 частоты, изменяющие его состояние с низкой частотой. Индикатор 13 отображает информацию о текущем состоянии счетчика 2. Таким образом, первое замыкание и размыкание контактного элемента 1 переводит замок из ждущего режима в рабочий.

Первая цифра кода набирается замыканием контактного элемента 1 в момент, когда требуемая цифра отображается на индикаторе 13. При этом в регистре 17 фиксируется состояние счетчика 2 (соответствующее первой цифре кода) и вырабатывается стробирующий импульс для схемы 6 сравнения. Если в момент прихода стробирующего импульса коды, поступающие с регистра 17 и блока 5 эталонного кода, не совпали, то триггер 7 переключается, делая срабатывание исполнительного механизма 12 невозможным, а если коды совпали, то изменение состояния триггера 7 не происходит. При размыкании контактного элемента 1 происходит переключение счетчика 3, в результате чего на выходе блока 5 эталонного кода появляется следующая цифра кода.

Набор остальных цифр кода происходит аналогичным образом.

При наборе последней цифры кода размыкание контактного элемента 1 приводит к формированию на соответствующем выходе счетчика 3 сигнала снятия запрета на срабатывание исполнительного механизма 12. Исполнительный механизм 12 срабатывает, если при наборе кода все цифры совпали, т.е. триггер 7 не изменил свое начальное состояние.

Если пауза между набором цифр сравнима со временем набора всех цифр кода, то счетчик 4, последовательно изменяя свое состояние, выдает на соответствующем выходе сигнал, приводящий триггер 8 в исходное нулевое состояние, вызывая установку в исходное нулевое состояние счетчика 3, триггера 7 и регистра 17.

Изготовлен лабораторный макет электронного кодового замка, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого объекта.

Электронный кодовый замок содержит контактный элемент, первый, второй и третий счетчики, блок эталонного кода, схему сравнения, первый, второй и третий триггеры, элемент ИЛИ-НЕ, дешифратор, исполнительный механизм, индикатор, генератор импульсов, делитель частоты, переключатель частоты, регистр и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Первый и второй входы схемы сравнения соединены с выходами соответственно регистра и блока эталонного кода, вход которого соединен с первым выходом счетчика. Установочный вход триггера соединен с выходом схемы сравнения, а выход - со стробирующим входом дешифратора, выход которого соединен с входом исполнительного механизма. Счетный вход счетчика соединен с выходом контактного элемента, установочным входом триггера, первым входом элемента ИЛИ-НЕ, стробирующим входом схемы сравнения, тактовым входом регистра и первыми входами переключателя частоты и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Второй вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с прямым выходом триггера и входом запрета индикатора, вход которого соединен с выходом регистра. Инверсный выход триггера соединен с входами сброса триггера, регистра и счетчика, второй выход которого соединен с входом дешифратора, второй вход переключателя частоты соединен со счетным входом делителя частоты и выходом генератора, входы сброса которых соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ. Третий вход переключателя частоты соединен с выходом делителя частоты и счетным входом счетчика, первый и второй выходы которого соединены, соответственно, с входами установки и сброса триггера. Вход сброса счетчика соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с входом сброса триггера и инверсным выходом триггера. Выход переключателя частоты соединен с входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом регистра. Технический результат заключается в уменьшении вероятности несанкционированного выявления эталонного кода. 1 ил.

Электронный кодовый замок, содержащий контактный элемент, два счетчика, счетный вход и первый выход второго из которых соединены соответственно со стробирующим входом схемы сравнения и входом блока эталонного кода, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен с установочным входом первого триггера, выход которого соединен со стробирующим входом дешифратора, выход которого соединен с входом исполнительного механизма, второй триггер, прямой выход которого соединен с входом запрета индикатора, и элемент совпадения, отличающийся тем, что введены третьи триггер и счетчик, регистр, генератор импульсов, делитель частоты, переключатель частоты, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а элемент совпадения выполнен в виде элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом контактного элемента, стробирующим входом схемы сравнения, первым входом подключенной к входу индикатора, а также с тактовым входом регистра, первым входом переключателя частоты, первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входом установки третьего триггера, инверсный выход которого соединен с входами сброса первого триггера, регистра и второго счетчика, второй выход которого соединен с входом дешифратора, инверсный выход второго триггера соединен с входом сброса третьего триггера и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса третьего счетчика, первый и второй выходы которого соединены с входами установки и сброса соответственно второго триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входами сброса генератора импульсов и делителя частоты, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов и вторым входом переключателя частоты, а выход - со счетным входом третьего счетчика и третьим входом переключателя частоты, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен с информационным входом регистра, выход которого соединен с входом индикатора.