Электронно-кодовый замок Советский патент 1993 года по МПК E05B47/00 

Изобретение относится к устройствам защиты различных объектов от доступа посторонних лиц, в частности к электронным замкам.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. повышение секретности за счет комбинационного кодирования при логическом упрощении схемы.

На фиг. 1, 2 изображены схемы предлагаемого изобретения: на фиг. 3-4 - то же, варианты.

Электронно-кодовый замок содержит счетчик 1, генератор тактовых импульсов 2, блок установки кода 3, усилитель мощности 7, исполнительный блок 8 и кодовый ключ 9, включающий в себя блок индикации 10, блок переключения кода 11 и блок питания 12, снабжен последовательно соединенными блоками кодирования 13...16, включающими в себя блок установки кода 3...6 и блок сравнения 17...20, причем первый вход всех блоков установки, кода 3...6 соединен с генератором тактовых импульсов 2, второй вход первого блока установки кода 3 соединен с первым выходом счетчика 1, нулевой выход

которого соединен с третьими входами блоков установки кода 3...6, последний блок кодирования 16 связан с исполнительным блоком через усилитель мощности 7, а кодо- вый ключ 9 соединен с электронно-кодовым замком через разъем 21, блоки установки кода 3...6 выполнены в виде двоичных счетчиков ДДЗ...ДД6 и логических элементов 4И-НЕ (ДД7, ДД9) и 4ИЛИ-НЕ (ДД8. ДД10). при этом выходы логических единиц двоичных счетчиков ДДЗ...ДД6 соединены со входами логических элементов 4И-НЕ, а выходы логических нулей этого счетчика соединены со входами логических элементов 4ЙЛИ-НЕ (см. рис. 3). Кроме того, электронно-кодовый замок содержит кнопку переключения кода ВТ с подавлением дребезга контактов на элементах ДД 1.3, ДД 1.1. микросхему ДД13 (К176ИЕ4) для включения се- мисегментного индикатора АС324А (см. рис, 4).. .

В процессе работы кодовый ключ (КК) 9 с помощью разъема 21 пристыковываетс к ответной части электронно-кодового замка (ЭКЗ). При этом от блока питания (БП) 9, в

(Л

С

со

О

-ч го о

ч

качестве которого, например, может использоваться гальваническая батарея В1 КРОНА напряжением 9в, это напряжение подается на соответствующие входы питания элементов ЭКЗ, а также через дифференцирующую цепочку СЗ, Р4 устанавливается в исходное состояние десятичный счетчик ДД2, на нулевом выходе которого появляется лог.1, поступающая на Р - входы двоичных счетчиков ДДЗ...ДД6, которые также устанавливаются в нуль. От генератора тактовых импульсов (ГТИ) 2, настроенного с помощью резисторов Р 1 на заданную электрическую тактовую частоту, которая подается как на КК9, на котором в соответствии с заданной частотой светится светодиод Д1, так и на входы СР двоичных .счетчиков ДДЗ...ДД6, чем обеспечивается их готовность к счету,

Первым нажатием кнопки переключения кода В1 (КПК), выполненной с нормально-разомкнутымиконтактами, положительное напряжение подается через цепь подавления дребезга на вход С1 десятичного счетчика ДД2, при этом на его первом выходе появляется положительное напряжение, поступающее на вход С двоичного счетчика ДДЗ, что обеспечивает прохождение через его вход СР тактовых импульсрв. При этом на его выходах 1-2-4-8- 16 формируются импульсы в двоичной системе исчислений, начинается отсчет тактовых импульсов по светодиоду.

Если, например, закодировано число 5, то на выходах двоичного счетчика ДДЗ появляется потенциалы на выходах 1 и 4 - высокий, соответствующий лог. 1, а на выходы 2,8,16- низкий, соответствующий лог. О. Выходы 1 и 4 двоичного сметчика ДДЗ замыкаются каждый на два входа элемента 4ft-HE ДД7.1, а выходы 4, 8,16 замыкаются элемента 4ИЛИ-НЕ ДД8.1, один из этих выходов замыкается на два входа. Необходимо, чтобы все входы элементов 4И-НЕ и 4ИЛИ-НЕ были замкнуты на соответствующие выходы двоичного счетчика,, следова- тельно только при этих условиях ЕДИНОЖДЫ на выходе элемента 4И-НЕ появляется лог, О, а на выходе элемента 4ЙЛИ-НЕ - лог. 1, далее они поступают в блок сравнения (БС), а именно лог. О - на один из выходов элемента 2ИЛИ-НЕ ДД12.1, а лог. 1 - на один из входов элемента 2И-НЕ ДД11.1, при появлении пятого импульса необходимо нажать КПК при .этом происходит переключение в десятичном счетчике ДД2 и на его втором выходе появляется лог. 1, а на первом выходе, как и на остальных выходах лог. 0й, который останавливает счет импульсов двоичного счетчика ДДЗ, сохраняя последнее число в памяти, а лог. 1 со второго выхода счетчика ДД2 поступает на второй вход элемента 2И-НЕ ДД11.1 и при совпадении на входах лог. 1

на этом элементе, на его выходе образуется лог. О, который поступает на второй вход элемента 2ИЛИ-НЕ ДД12.1, а так как на первом входе у нас также лог. О от элемента 4И-НЕ ДД7.1, то на его выходе появляется лог. 1. На этом завершается работа первого блока кодирования БК) и отсчет первого закодированного числа. В случае нажатия КПК до или после закодированного числа на выходе БС элемента ДД12.1 постоянно будет лог. О и следующий двоичный счетчик ДД4, как и остальные, будет заперт для счета, с приходом лог. 1 на вход С двоичного счетчика ДД4 начинается отсчет второго закодированного числа и т.д.

При последующем нажатии КПК пред- .ыдущий ВС устанавливается в лог. О. Если код не будет расшифрован, то при десятом нажатии КПК на нулевом выходе десятичного счетчика ДД2 (К176ИЕ8) снова появится

лог. 1, который снова установит все двоичные счетчики в ноль.

Для повторной расшифровки кода необходимо отключить питание и снова включить (в данном случае вынуть кодовый ключ

из разъема и снова вставить), нажать КАК до появления импульса и с появлением первого импульса начать отсчет, с появлением последнего счетного импульса первого числа кода необходимо тут же нажать КПК и с

появлением импульса начать новый отсчет и т.д. При применении КК с цифровой индикации (см, .рис. 4, вариант II) при установке ключа в разъем и подаче питания начинают появляться цифры с частотой тактового генератора, при первом нажатии КПК происходит сброс и установка индикатора в 0, с которого начинается отсчет светящихся цифр. При появлении закодированной цифры тут же нажимается КПК, происходит

сброс индикатора в нуль-переключение кода, начинается новый отсчет цифр и т.д. С появлением последнего импульса последнего (четвертого) числа или последней цифры на семисегментном индикаторе

зашифрованного кода нажимается КПК, положительный потенциал с последнего БС открывает составной транзистор усилителя мощности (УМ) 7, который открывает мощный транзистор и включает исполнительный

блок (ИБ), в данном случае электромагнит.

При этом ЭКЗ собран на микросхемах

серии К176, а именно ДД1, ДД12 - К176ЛЕ5,

ДД1 - К176ЛА7, ДД2- К176ИЕ8, ДДЗ, ДД4,

ДД5, ДД6 - К176ИЕ2, ДД7, ДД9 - К176ЛА8,

ДД8. ДДЮ - К176ЛЕ6. ДД13 - К176ИЕ4, Н61-АС324А.

Особенностью предлагаемого технического решения является то, что число кода осуществляется набором перемычек между двоичным счетчиком и логическими элементами 4И-НЕ и 4ИЛИ-НЕ от 1 до 30 в каждом кодирующем блоке (в данном случае их четыре), если использованы для кодирования микросхемы К176ЛА8 (4И-НЕ) и К176ЛЕ6 (4ИЛИ-НЕ) (например, закодировано число 3, 14, 25, 7). При использовании для кодирования микросхемы К176ЛА9 (ЗИ-НЕ) и К176ЛЕ10 (ЗИЛИ-НЕ) кодируется три числа каждое от 1 до 14 (нэп. 8, 13, 5). При использовании для кодирования микросхемы К176ЛА7 (2И-НЕ) и К176ЛЕ5 (2ИЛИ-НЕ) кодируются четыре числа, каждое от 1 до 6 (например 2, 6,5,3). При использовании для кодирования микросхемы К176ЛА8(4И-НЕ), К176ЛА7 (2И-НЕ) и К176ЛЕ6 (4ИЛИ-НЕ), К176ЛЕ5 (2ИЛИ-НЕ) кодируются 4 числа от 1 до 63 каждое (например 13, 33,43, 53) при четырех двоичных счетчиках на микросхемах К176ИЕ2, а при использовании двух микросхем К176ИЕ2 можно кодировать два числа от 1 до 63 (например 45, 61) при предельном упрощении схемы и достаточной секретности. Все эти комбинации можно объединять или удваивать каждую в отдельности до 9 блоков кодирования при использовании микросхемы в качестве счетчика ДД2 К176ИЕ8.

Для отсчета кодирующего числа можно применять в качестве индикатора световой семисегментный индикатор, звуковой индикатор с установкой их как в КК, так и ЭКЗ. В каждом вышеперечисленном случае начало отсчета начинается с первого нажатия на КП К перед началом счетного импульса, цифры, звука, так как с появлением первого импульса, цифры, звука начинается отсчет закодированного числа. Последующее нажатие на КПК должно осуществиться в момент, чтобы не было запаздывания, обязательно в момент появления последнего импульса, звука, цифры, закодированного числа. В случае использования одного цифрового индикатора при кодировании двухзначного числа, например 25, необходимо пропускать два десятичных отсчета цифр от 0 до 9, что соответствует числу 20 и только с третьего начала отсчета с 0 нажать КПК в момент появления цифры 5, что будет соответствовать цифре 25. В момент появления последнего импульса, звука или цифры зашифрованного кода нажимается КПК и срабатывает ИБ через УМ, Частоту импульсов ГТИ можно регулировать от 0,2

до 1 Гц и более в зависимости от индивидуальных особенностей потребителя.

Контроль при наборе кода отсутствует. что гарантирует секретность замка. Только 5 открытие ЭКЗ подтверждает правильность набора кода, числа которого набираются в строгой последовательности подключения последующего БК к предыдущему в соответствии поочередного поступления на них

10 счетных импульсов от десятичного счетчика ДД2.

При использовании КК в виде брелка, имеющего размеры со спичечный коробок и использовании в нем ИП в виде элемента

5 КРОНА, что позволит открывать ЭКЗ даже не пользуясь им длительное время, а также при его распространении КК можно взять у товарища, соседа и т.д. при потере или других причинах

0 Используя все разнообразие БК и комбинацию кодирования с отдельным питанием или от сети, ЭКЗ можно применять для различных потребительских нужд от частных использований (запирание тумбочки

5 стола, шкафа, различных секретных ящиков, чемоданов, сейфов, до редких использований, как например, при использовании на дачах, оставляемых на зиму, квартир, сейфов и т.п.

0 Блочность и их однотипность облегчает сборку, наладку и испытание, а простота связей и отсутствие других элементов, кроме микросхем, увеличивает надежность ЭКЗ и быстроту срабатывания.

5 При применении различных комбинаций кодирования и не зная их числа и расположения, ЭКЗ не подлежит расчету вероятности, т.к. его вероятность будет бес-, конечной.

0 Если, например, было подобрано наугад первое число методом проб, то для угадывания второго числа надо нажать на кнопку в третий раз, но не зная второго числа и нажатии КПК наугад, выход первого БК устанавливается в лог. О и прекратится

5 дальнейший счет второго БК. а т.к. не было угадано второе число, то на его выходе и на. выходе последующих Б К находится лог. О и дальнейшее нажатие КПК бесполезно и поиск надо производить снова. При рас0 шифровке кода, выбираемого из диапазона цифр от 1 до 30 и состоящего из четырех чисел потребуется при частоте тактовых импульсов 0,5 сек 70 дней, а от 1 до 63 и 4х чисел - почти 8 лет, т.е., не зная чисел кода

5 нельзя сделать переключение с одного Б К на другой, так как на их выходах будет постоянно находиться лог. О, а переключение БК происходит только при выходе на предыдущем БК лог. 1, а это возможно

только один раз при отсчете правильного числа, следовательно, чтобы открыть ЭКЗ надо знать все числа кода и их последовательность. А если ЭКЗ применяется в широком ассортименте с различной комбинацией кодирования и различном числе БК и максимального количества зашифрованных единиц, то вероятность расшифровки кода становится бесконечной.

Вместо перемычек (см. рис. 3) можно использовать программный переключатель ПП10-М и набор кода, тогда устанавливается согласно заданным цифрам.

Эффективность предлагаемоготехниче- ского решения по сравнению с прототипом, как показали математические расчеты, заключается в повышении степени секретности в зависимости от выбранных элементов и их числа в 500 - 1000 раз.

Формула изобретения .

Электронно-кодовый замок, содержащий счетчик, генератор тактовых импульсов, блок установки кода, усилитель мощности, выходом соединенный с исполнительным блоком, и кодовый ключ, включающий в себя блок индикации, блок переключения кода и блок питания, отличающийся тем, что в устройство введены блоки сравнения и установки кода, разъем, первым и вторым контактами подключенный к индикатору и блоку переключения кода кодового ключа, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам блоков установки кода, вторые входы которых, кроме первого, подключены к выходам соответствующих предыдущих блоков сравнения, третьи входы блоков установки кода подключены к первому выходу счетчика, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока установки кода, третий, четвертый, пятый и шестой выходы счетчика подключены к вторым входам блоков сравнения, первые входы которых подключены соответственно к выходам блоков установки кода, а выход последнего блока сравнения подключен к усилителю мощности, при этом второй выход генератора тактовых импульсов и вход счетчика соединены с первым и вторым контактами разъема, а индикатор кодового ключа через блок питания подключен к блоку переключения кода.

ФигЗ

Сущность изобретения: устройство содержит 1 генератор тактовых импульсов (2), 5 счетчиков (1, 3, 4, 5, 6), 4 блока сравнения

фаз. Ц