專利名稱：一種基于身份和密碼雙重識別的電子鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可用于家庭、賓館客房、辦公室、庫房等場 所的基于身份和密碼雙重識別的電子鎖，屬于電子鎖領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前常用的鎖具分為機(jī)械鎖和電子鎖，普通的彈子鎖為了能對不 同場所進(jìn)行管理不得不同時攜帶多把鑰匙，極為不便， 一旦出現(xiàn)鑰匙 丟失，容易失竊，且開鎖也是一個很大的問題；機(jī)械密碼鎖結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 且控制密碼單一，密碼泄露易遭失竊；目前廣泛使用的電子安全密碼 鎖通用性不好，而且安全性能不夠，密碼鑰匙使用不靈活，鎖和鑰匙 配對不便，在對所控對象的統(tǒng)一管理上十分不方便；而且不管是機(jī)械 鎖還是目前的電子鎖在擴(kuò)展能力上還有待改善。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了克服目前鎖具的不足，提高電子密碼 鎖的安全性、靈活性以及實用方便，特提出一種基于身份和密碼雙重 識別的電子鎖。
本實用新型采用基于鎖對鑰匙進(jìn)行身份和密碼雙重識別模式的控 制機(jī)制，用智能芯片作為鎖和鑰匙的信息載體和處理單元，外加多個 功能控制模塊，使用集成掩膜技術(shù)和組合鍵操作等作為技術(shù)特征。本 實用新型解決此技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種基于身份和密碼 雙重識別的電子鎖，是由電子鎖體和電子鑰匙組成，其特征是電子 鎖體包括鎖體硬件及植入鎖體的程序代碼，電子鑰匙包含鑰匙體硬件 及植入鑰匙體的程序代碼；鎖體硬件核心是鎖體控制模塊，鎖體人機(jī) 接口模塊的按鍵通過信號隔離器件連接鎖體控制模塊，顯示屏通過緩 存驅(qū)動器件連接鎖體控制模塊，以鎖體控制模塊為核心通過各自的數(shù) 據(jù)信號線連接，鎖體的鑰匙接口模塊中的信號隔離器件將電平處理器 件和鎖體控制模塊連接一起，紅外線接收器件通過信號放大器件連接 到電平處理器件上，鎖體驅(qū)動模塊由隔離放大器件直接和鎖體控制模 塊連接，將鎖體控制模塊的指令信號轉(zhuǎn)換為執(zhí)行動作，鎖體可選模塊 通過各自的控制線路獨立和鎖體控制模塊連接，以鎖體控制模塊為核 心通過各自的數(shù)據(jù)信號線路連接；鑰匙體硬件核心是鑰匙體控制模塊， 鑰匙體人機(jī)接口模塊的按鍵通過隔離器件連接鑰匙體控制模塊，由鑰 匙體控制模塊直接連接鑰匙體的發(fā)光二極管，用以提示操作是否成功， 狀態(tài)開關(guān)通過隔離器件連接到鑰匙體控制模塊，鑰匙體發(fā)送模塊通過
4鑰匙體紅外線發(fā)光二極管連接到鑰匙體控制模塊；在鎖體和鑰匙體植 入相應(yīng)控制程序和識別數(shù)據(jù)。
鎖體控制模塊采用掩膜技術(shù)集成的處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存 儲器以及外部接口緩沖器件組成的一個集成電路；控制程序植入程序 存儲器中，密碼、身份碼等數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲器中；鑰匙體控制模塊 與鎖體控制模塊的結(jié)構(gòu)相似，鑰匙體的數(shù)據(jù)存儲器中只存儲身份碼， 密碼由開鎖時通過鑰匙體的按鍵臨時輸入。鎖體和鑰匙體的按鍵采用 組合鍵，由一個功能鍵、廣8的8個數(shù)字鍵，外加一個狀態(tài)開關(guān)組成， 八個數(shù)字鍵實現(xiàn)1-F的15個十六進(jìn)制數(shù)字的輸入;狀態(tài)開關(guān)有Set(設(shè) 置)、Work (工作)、Off (斷電)三個狀態(tài)。鎖體可選模塊根據(jù)使用場 合和用戶要求選配，鎖體可選模塊包括電源管理，聲光提示模塊，報 警、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)通訊等獨立模塊。
本實用新型的另一個關(guān)鍵就是控制程序，它的核心在于它的身份 識別和密碼判斷的密碼機(jī)制。開鎖密碼由任意位數(shù)的身份碼和任意長 位數(shù)的臨時密碼組成。在鎖體控制模塊中存儲一個或幾個用戶的身份 碼以及各自對應(yīng)的密碼，在每個用戶的鑰匙體中存儲對應(yīng)身份碼，只 有使用正確的鑰匙輸入相應(yīng)的密碼方能得到有效開鎖密碼，鎖體接收 到該有效密碼才會有所動作，得到正確身份識別和錯誤的密碼后，程 序設(shè)計試開次數(shù)限制；同時鎖體和鑰匙體的控制程序包括接收通過人 機(jī)接口模塊隨輸入的數(shù)據(jù)，更改自己對應(yīng)的信息；在軟件上根據(jù)用戶 要求進(jìn)行執(zhí)行動作；鎖體的軟件設(shè)計還包括電源管理、通訊、語音提 示、視頻監(jiān)控等功能冗余程序等。
本實用新型的有益效果是(1)身份碼和密碼組合密碼安全，鎖 只接收數(shù)據(jù)，鑰匙不存儲密碼，可以確保密碼不被泄漏，所以安全可 靠；(2)身份碼存于鑰匙中，每次開鎖密碼輸入只需輸入臨時碼，由 鑰匙自動合成開鎖密碼，使用方便，自己配鑰匙方便；(3) —把鑰匙 可管理所有該類型的鎖，鑰匙攜帶方便，出門可反鎖，在屋內(nèi)開門則 需通過按鍵輸入正確的密碼(該鎖任意一個用戶的密碼)方能打開房 門；(4)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，控制面板簡潔，體積小，(5)根據(jù)需要可以 方便地加入更多人性化的模塊，擴(kuò)展靈活，適合現(xiàn)代化管理。


圖1本實用新型基于身份和密碼雙重識別的電子鎖的鎖體的硬件 結(jié)構(gòu)示意圖
圖2本實用新型雙重識別的電子鎖的鑰匙體的硬件結(jié)構(gòu)示意圖 圖3本實用新型雙重識別的電子鎖的鎖的設(shè)置過程的程序流程圖圖4本實用新型雙重識別的電子鎖的開鎖過程示意圖 圖1和圖2中1.紅外線接受器件，2.信號放大器件，3.電平 處理器件，4.信號隔離器件，5.顯示屏，6.緩存驅(qū)動器件，7.鎖體 人機(jī)接口模塊，8.狀態(tài)開關(guān)，9.按鍵，10.隔離器件，11.鎖體可 選模塊，12.視頻監(jiān)控模塊，13.網(wǎng)絡(luò)連接端口， 14.聲光提示模塊， 15.隔離放大器件，16.執(zhí)行機(jī)構(gòu)，17.鎖體驅(qū)動模塊，18.鎖體控 制模塊，19.鎖體的鑰匙接口模塊，20.鑰匙體人機(jī)接口模塊，21.鑰 匙體控制模塊，22.鑰匙體紅外線發(fā)光二極管，23.鑰匙體發(fā)送模塊， 24.鑰匙體的發(fā)光二極管。
圖4中25.輸入密碼，26.確認(rèn)操作，27.處理器讀取身份碼 進(jìn)行編碼處理，28.身份碼和密碼傳輸，29.密碼清除，30.身份碼 和密碼接收，31.身份驗證，32.密碼驗證，33.開鎖，34.操作結(jié)束。
具體實施方式
在圖1中鎖體控制模塊18是一個采用掩膜技術(shù)集成的處理器、 程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、以及外部接口緩沖器件組成的一個集成電 路，控制程序植入程序存儲器中，密碼、身份碼等數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲 器中，實現(xiàn)程序、身份碼和密碼的存儲；身份和密碼的識別；按鍵設(shè) 置的讀數(shù)、顯示控制、用戶査詢；鎖體驅(qū)動模塊17和鎖體可選模塊11 的功能控制等；鎖體人機(jī)接口模塊7中的按鍵9 (按鍵由一個功能鍵、 l一8的8個數(shù)字鍵、 一個狀態(tài)開關(guān)組成)通過隔離器件10連接到鎖體 控制模塊18;顯示屏5通過緩存驅(qū)動器6連接到鎖體控制模塊18;另 外狀態(tài)開關(guān)8通過隔離器件10連接到鎖體控制模塊18;鎖體的鑰匙接 口模塊19中的信號隔離器件4將電平處理器件3和鎖體控制模塊18 連接在一起，紅外線接收器件1通過信號放大器2連接到電平處理器 件3;鎖體驅(qū)動模塊17由放大隔離器件15直接和鎖體控制模塊18連 接，隔離放大器件15輸出端同執(zhí)行機(jī)構(gòu)16連接，將鎖體控制模塊18 的指令信號轉(zhuǎn)換為執(zhí)行動作。鎖體可選模塊11是根據(jù)用戶需求選配的 模塊，包括電源管理，網(wǎng)絡(luò)通訊，聲光報警，視頻監(jiān)控、語音提示等 功能，根據(jù)使用場合和用戶要求選配，它們通過各自的控制線路獨立 和鎖體控制模塊18連接。可以聯(lián)入小區(qū)網(wǎng)絡(luò)以及樓宇系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān) 控。電源管理主要完成系統(tǒng)的供電問題，聲光報警出現(xiàn)意外開門以及 試開次數(shù)超過3次進(jìn)行的現(xiàn)場報警等功能，語音提示主要是方便用戶 操作等。
圖2中鑰匙體控制模塊21同鎖體控制模塊18結(jié)構(gòu)相同，但街 匙體的數(shù)據(jù)存儲器中只存儲身份碼；鑰匙體的人機(jī)接口模塊20中的按鍵9 (按鍵由一個功能鍵、l一8的8個數(shù)字鍵、 一個狀態(tài)開關(guān)組成) 通過隔離器件10連接到鑰匙體控制模塊21;并且由鑰匙體控制模塊 21直接連鑰匙體的發(fā)光二級管24，同時提示操作是否成功；狀態(tài)開關(guān) 8通過隔離器件10連接到鎖體控制模塊18;鑰匙體發(fā)送模塊23通過 電平處理器件3連接到鑰匙體控制模塊21，電平處理器件3輸出端連 接紅外線發(fā)光二極管22。鑰匙體控制模塊21讀取鑰匙體人機(jī)接口模塊 20中用戶的數(shù)據(jù)信息，判斷用戶要求，進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改和數(shù)據(jù)的發(fā)送， 要發(fā)送數(shù)據(jù)時將數(shù)據(jù)輸出到鑰匙體發(fā)送模塊23進(jìn)行發(fā)送。
在鎖體和鑰匙體上的狀態(tài)開關(guān)8有Set (設(shè)置)、Work (工作)、Off (斷電)三個狀態(tài)。按鍵9包括1 8八個數(shù)字鍵和一個功能鍵，完成 包括1-F的十六進(jìn)制數(shù)字，按鍵9上顯示的數(shù)值可直接輸入，大于8 的數(shù)字用兩個按鍵數(shù)字組合同時按下輸入。
鑰匙的設(shè)置需要在鑰匙上設(shè)置身份碼，在鑰匙上裝上紐扣電池 上電后，將狀態(tài)開關(guān)8置于設(shè)置位置，鑰匙體控制模塊21開始等待讀 取按鍵9輸入原來身份碼(出廠設(shè)置統(tǒng)一且在說明書上通知用戶)，在 輸入規(guī)定原始身份碼后，單按功能鍵，若鑰匙體發(fā)光二極管24連續(xù)閃 爍3下表是正確，鍵入自己的身份碼后單按功能鍵便可存儲，將狀態(tài) 鍵置于"Off"或"Work"。同一把鑰匙只能設(shè)置一個身份碼。
在圖3中說明了鎖在進(jìn)行設(shè)置操作過程的程序處理流程，包括開 始的身份識別，密碼判斷，用戶級別的判定，對各個用戶的操作等內(nèi) 容。其設(shè)置過程如下:
對鎖進(jìn)行設(shè)置的有普通用戶和高級用戶(出廠時有且只有一高級 通用戶)，普通用戶只能對自己的用戶名、身份碼、密碼三項信息進(jìn)行 查看、修改和刪除操作；高級用戶可以對所有用戶的用戶姓名進(jìn)行査 看、對該姓名所對應(yīng)的所有信息能進(jìn)行刪除操作，可以查看、修改自 己的身份碼和密碼，不能査看和修改別的用戶的身分碼和密碼。
高級用戶上龜后，將狀態(tài)開關(guān)8置于設(shè)置位置，顯示屏5上開始 顯示跳動的光標(biāo)，輸入高級用戶身份碼，單按按鍵9中的功能鍵進(jìn)行 確認(rèn)，通過則輸入相應(yīng)身份碼的密碼，單按按鍵9中的功能鍵確認(rèn)， 通過后可輸入用戶名進(jìn)行査找，找到用戶名后，長按功能鍵刪除該條 用戶；若找到的是高級用戶本身，則可以按照輸入用戶名——單按按 鍵9中的功能鍵確認(rèn)~~~顯示屏5顯示身份碼一~"輸入新身份碼—— 單按按鍵9中的功能鍵確認(rèn)——顯示屏5顯示密碼——輸入新密碼的 步驟進(jìn)行查看和修改，但不能刪除該用戶；若直接鍵入一新的用戶名， 單按按鍵9中的功能鍵兩下便存儲一條有用戶名的空鑰匙對(新建用戶)，新用戶的身份碼和密碼由用戶設(shè)定，在為進(jìn)行設(shè)定時改用戶不可 用。
普通用戶將狀態(tài)開關(guān)8置于設(shè)置位置，顯示屏5上開始顯示跳動 的光標(biāo)，若是新用戶，直接輸入用戶名后單按按鍵9中的功能鍵確認(rèn)， 若已有身份碼和密碼要輸入用戶身份碼，單按按鍵9中的功能鍵9進(jìn) 行確認(rèn)，通過則輸入相應(yīng)身份碼的密碼，單按按鍵9中的功能鍵確認(rèn)， 然后才顯示本用戶名，長按功能鍵刪除該條用戶；單按按鍵9中的功 能鍵確認(rèn)，顯示屏5顯示身份碼(新建用戶為空，僅見光標(biāo)閃動)一 一按照輸入新身份碼(不更改省略改步)——單按按鍵9中的功能鍵 確認(rèn)——顯示頻5顯示密碼身份碼(新建用戶為空，僅見光標(biāo)閃動) ——輸入新密碼(不更改省略改步)的步驟進(jìn)行查看和修改。
圖4簡要表示了一次開鎖過程的進(jìn)行步驟。用鑰匙開鎖操作如圖4 所示，用戶輸入密碼25，然后確認(rèn)操作26，鑰匙的處理器讀取身份碼 處理成開鎖密碼27，通過身份碼和密碼傳輸28將身份碼和密碼處理后 的開鎖密碼進(jìn)行發(fā)送29，與此同時鎖的接受模塊將信號接受進(jìn)行處理 解碼和緩存30，對身份驗證31，進(jìn)行査找，看有沒有該用戶，若無用 戶則此次結(jié)束，有該用戶進(jìn)行密碼驗證32，若密碼正確則驅(qū)動開鎖機(jī) 構(gòu)開鎖33，若密碼錯誤則結(jié)束34并計數(shù)，若該用戶在短時間內(nèi)連續(xù)三 次出現(xiàn)錯誤密碼，則在一個小時內(nèi)終止該用戶的開鎖權(quán)限。鑰匙每次 在開鎖動作后自動清除密碼。
在使用中，要實現(xiàn)一個用戶對該鎖的操作，必須保證該用戶鑰匙 的身份碼和該鎖對應(yīng)用戶的身份碼相同，即該用戶在所有的鎖上應(yīng)該 有相同的身份碼。對于同一個用戶，不同的鎖可以采用不同的密碼設(shè) 置。
鎖閉操作，跟普通電子鎖一樣，鎖門動作由鎖體自動完成，即關(guān) 閉及實現(xiàn)鎖操作，根據(jù)使用場合開的方式不同，這里以鎖門為例說明， 在屋內(nèi)可以通過把手開門；若任何以用戶在關(guān)門后，通過不操作按鍵9 中任何數(shù)字鍵直接按功能鍵便實現(xiàn)反鎖門動作。反鎖后門外均需鑰匙 輸入該鑰匙對應(yīng)的密碼才能打開，屋內(nèi)需要輸入任何一個用戶密碼才 能通過把手開門。
根據(jù)情況可以選擇不同的通訊方式。如果對于安全性要求極高的 ，可以選擇采用有線傳輸密碼的方式防止密碼通過紅外線泄漏。 一般場合可以采用紅外線進(jìn)行無線傳輸密碼，使用十分方便，而 一定方向性，不易發(fā)生密碼泄漏。
方于有
地對且
8
權(quán)利要求1、一種基于身份和密碼雙重識別的電子鎖，是由電子鎖體和電子鑰匙組成，其特征是電子鎖體包括鎖體硬件及植入鎖體的程序代碼，電子鑰匙包含鑰匙體硬件及植入鑰匙體的程序代碼；鎖體硬件主要核心是鎖體控制模塊(18)、鎖體可選模塊(11)，鎖體驅(qū)動模塊(17)；鎖體人機(jī)接口模塊(7)中的按鍵(9)通過隔離器件(10)連接到鎖體控制模塊(18)，狀態(tài)開關(guān)(8)通過隔離器件(10)連接到鎖體控制模塊(18)，鎖體的鑰匙接口模塊(19)中的信號隔離器件(4)將電平處理器件(3)和鎖體控制模塊(18)連接在一起，紅外線接收器件(1)通過信號放大器件(2)連接到電平處理器件(3)上，鎖體驅(qū)動模塊(17)由隔離放大器件(15)輸出端同執(zhí)行機(jī)構(gòu)(16)連接，鎖體可選模塊(11)通過各自的控制線路獨立和鎖體控制模塊(18)連接；鑰匙體硬件部分主要核心是鑰匙體控制模塊(21)，鑰匙體人機(jī)接口模塊(20)中的按鍵(9)通過隔離器件(10)連接鑰匙體控制模塊(21)上，由鑰匙體控制模塊(21)直接連接鑰匙體的發(fā)光二極管(24)，狀態(tài)開關(guān)(8)通過隔離器件(10)連接到鑰匙體控制模塊(21)，鑰匙體發(fā)送模塊(23)通過鑰匙體紅外線發(fā)光二極管(22)連接到鑰匙體控制模塊(21)，鑰匙體紅外線發(fā)光二極管(22)將信號傳遞給鎖體的紅外線接收器件(1)；在鎖體和鑰匙體中植入相應(yīng)的控制程序和識別數(shù)據(jù)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎖，其特征是鎖體控制模塊(18) 是采用掩膜技術(shù)集成的處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以及外部接 口緩沖器件組成的一個集成電路；控制程序植入程序存儲器中，密碼、 身份碼數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲器中；鑰匙體控制模塊(21)與鎖體控制模塊(18)的結(jié)構(gòu)相似，在鎖體中的數(shù)據(jù)存儲器中至少存一組身份碼和對應(yīng)的密碼，但在任意一個鑰匙體中的數(shù)據(jù)存儲器中僅存一個身份碼。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎖，其特征是按鍵(9)采用組 合鍵，由一個功能鍵、1-8的8個數(shù)字鍵，外加一個狀態(tài)開關(guān)組成，8 個數(shù)字鍵實現(xiàn)l-F的15個十六進(jìn)制數(shù)字的輸入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子密碼鎖，其特征是鎖體可選模塊 (11)根據(jù)使用場合和用戶要求選配，鎖體可選模塊(11)包括電源管理、聲光提示模塊(14)、網(wǎng)絡(luò)連接端口 (13)、視頻監(jiān)控模塊(12) 的獨立模塊。
專利摘要本實用新型涉及用于家庭、賓館、辦公室、庫房等場所的一種基于身份和密碼雙重識別的電子鎖。它可提高電子密碼鎖的安全性、靈活性以及實用方便。其技術(shù)方案是由電子鎖體和電子鑰匙組成，鎖體和鑰匙體均含硬件及植入的程序代碼；鎖體硬件核心是鎖體控制模塊，鎖體人機(jī)接口模塊的按鍵通過信號隔離器件連接鎖體控制模塊，顯示屏通過緩存驅(qū)動器件連接鎖體控制模塊，以鎖體控制模塊為核心通過各自的數(shù)據(jù)信號線連接；鑰匙體硬件核心是鑰匙體控制模塊，鑰匙體人機(jī)接口模塊的按鍵通過隔離器件連接鑰匙體控制模塊；在鎖體和鑰匙體植入相應(yīng)控制程序和身份密碼識別數(shù)據(jù)。本實用新型由身份碼和密碼組合，安全可靠，使用方便，擴(kuò)展靈活，適合現(xiàn)代化管理。
文檔編號E05B49/00GK201297071SQ20082014095
公開日2009年8月26日 申請日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者敬佳佳, 政 梁, 梁春平 申請人:西南石油大學(xué)