專利名稱：具有自動生成密碼功能的電子鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電子鎖，特別是涉及一種具有自動生成密碼功能的電子鎖。 屬于防盜設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于保險柜的電子密碼鎖，密碼永久有效。當(dāng)用戶輸入密碼的時候很容易被別人偷看并記住，別人就可以利用偷看到的密碼打開電子鎖。在管理方面有的電子鎖只提供一組密碼，沒有管理功能。有的具有兩組密碼，一組管理碼，一組用戶碼。當(dāng)用戶碼丟失后，可以使用管理碼打開密碼鎖，管理功能太弱。當(dāng)管理員只允許用戶打開一次電子鎖時， 他需要在用戶使用后立刻更改密碼。這樣做操作復(fù)雜，工作量大，而且容易忘記更改，形成安全漏洞。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，是為了克服現(xiàn)有電子密碼鎖存在的密碼容易泄漏、修改密碼麻煩、安全性差的缺點，提供一種具有自動生成密碼功能的電子鎖，該電子鎖可以自動生成大量的用戶密碼，同一時間只有一個用戶密碼有效，而且使用后會自動失效，下一個用戶密碼被激活。這樣，即使用戶輸入密碼的過程被別人偷看到，別人也不可能用偷看到的密碼打開電子鎖，該密碼已經(jīng)失效，避免了密碼泄露風(fēng)險，具有安全性高的特點。本實用新型的目的可以通過以下措施達(dá)到具有自動生成密碼功能的電子鎖，其特征是它包括控制器模塊、鍵盤輸入及顯示模塊、密碼查詢器模塊和鎖機(jī)構(gòu)模塊；控制器模塊中設(shè)有批量密碼生成單元、密碼比較與管理單元；控制器模塊的一個信號輸入/輸出端與鍵盤輸入及顯示模塊的一個信號輸入/輸出端連接；控制器模塊的信號輸出端之一與密碼查詢器模塊的信號輸入端連接，控制器模塊的信號輸出端之二與鎖機(jī)構(gòu)模塊的信號輸入端連接；控制器模塊接收鍵盤輸入信號，包含有批量密碼生成單元、密碼比較與管理單元；批量密碼生成單元用于對電子鎖進(jìn)行設(shè)置， 批量生成用戶密碼；密碼比較與管理單元用于對密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，通知控制器模塊開鎖，并且使該密碼失效，激活下一組用戶密碼。實際應(yīng)用中所述的控制器模塊，用于接收鍵盤輸入，自動生成密碼，對比密碼，驅(qū)動鎖機(jī)構(gòu)模塊，發(fā)送用戶密碼給密碼查詢器模塊；控制器模塊包含了批量密碼生成單元、密碼比較與管理單元；所述的批量密碼生成單元用于對電子鎖進(jìn)行設(shè)置，批量生成用戶密碼；所述的密碼比較與管理單元用于對密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，通知控制器模塊開鎖，并且使該密碼失效，激活下一組用戶密碼。所述的鍵盤輸入及顯示模塊用于用戶輸入密碼、設(shè)置電子鎖的信息、顯示用戶輸入的信息和電子鎖的狀態(tài)信息和操作提示。所述的密碼查詢器模塊用于讀取電子鎖生成的用戶密碼，供管理者隨時查詢。[0010]所述的鎖機(jī)構(gòu)模塊是電子鎖的機(jī)械部分，用于實現(xiàn)上鎖和開鎖。本實用新型的目的還可以通過以下措施達(dá)到本實用新型的一種實施方式是所述控制器模塊的具體電路結(jié)構(gòu)由單片機(jī)U1，三端穩(wěn)壓器U2、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5組成的穩(wěn)壓電路，三極管Ql、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、電容Cl、電阻R2、電阻R3、電阻R5、電阻R6組成的電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路， 以及電壓檢測芯片U3連接而成；其中，單片機(jī)Ul的是一款4K的flash單片機(jī)，含256字節(jié)的EEPROM ；由單片機(jī)Ul的定時器、計算器、程序存儲器構(gòu)成批量密碼生成單元，由單片機(jī)Ul 的邏輯比較器、計算器、EEPR0M、程序存儲器構(gòu)成密碼比較與管理單元。本實用新型的一種實施方式是所述鍵盤輸入及顯示模塊的具體電路結(jié)構(gòu)由按鍵 K2 K13、電阻R8 R14組成的按鍵電路，限流電阻R15 R21、六位共陽數(shù)碼管組成的顯示電路連接而成。本實用新型的一種實施方式是所述密碼查詢器模塊的具體電路結(jié)構(gòu)由中央控制器U4，存儲芯片U5，IXD液晶模塊、電阻R27 R36、按鍵K14 K25、二極管D2 D4、三極管Q7組成按鍵輸入和液晶顯示電路連接而成。本實用新型的有益效果是本實用新型提供一種具有自動生成密碼功能的電子鎖，電子鎖自動生成大量的用戶密碼，同一時間只有一個用戶密碼有效，而且使用后會自動失效，下一個用戶密碼被激活。這樣，即使用戶輸入密碼的過程被別人偷看到，別人也不可能用偷看到的密碼打開電子鎖，該密碼已經(jīng)失效，避免了密碼泄露風(fēng)險，具有安全性高的優(yōu)點。該實用新型是一個很好的管理工具，因為密碼一次性有效，所以下級每次使用電子鎖都需要向上級申請用戶密碼。 更進(jìn)一步，可以利用現(xiàn)代先進(jìn)的通信工具，例如電話，手機(jī)等實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，管理人和用戶可以相隔兩地，用戶通過通信工具向管理人取得密碼后打開電子鎖。

圖1是本實用新型所述的電子鎖的模塊組成框圖。圖2是本實用新型所述的電子鎖的控制程序流程圖。圖3是本實用新型所述的電子鎖的鍵盤輸入及顯示模塊的電路原理圖。圖4是本實用新型所述的電子鎖的控制器模塊的電路原理圖。圖5是本實用新型所述的電子鎖的密碼查詢器模塊的電路原理圖。圖6是本實用新型所述的電子鎖的密鎖機(jī)構(gòu)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
具體實施例參照圖1，本實施例所述的一種具有自動生成密碼功能的電子鎖，它包括控制器模塊1、鍵盤輸入及顯示模塊2、密碼查詢器模塊3和鎖機(jī)構(gòu)模塊4 ；控制器模塊中設(shè)有批量密碼生成單元1-1、密碼比較與管理單元1-2 ；控制器模塊1的一個信號輸入/輸出端與鍵盤輸入及顯示模塊2的一個信號輸入/輸出端連接；控制器模塊1的信號輸出端之一與密碼查詢器模塊3的信號輸入端連接，控制器模塊1的信號輸出端之二與鎖機(jī)構(gòu)模塊4的信號輸入端連接。
4[0025]實際應(yīng)用中所述的控制器模塊，用于接收鍵盤輸入，自動生成密碼，對比密碼，驅(qū)動鎖機(jī)構(gòu)模塊，發(fā)送用戶密碼給密碼查詢器模塊；控制器模塊包含了批量密碼生成單元、密碼比較與管理單元；所述的批量密碼生成單元用于對電子鎖進(jìn)行設(shè)置，批量生成用戶密碼； 所述的密碼比較與管理單元用于對密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，通知控制器模塊開鎖，并且使該密碼失效，激活下一組用戶密碼。所述的鍵盤輸入及顯示模塊用于用戶輸入密碼、設(shè)置電子鎖的信息、顯示用戶輸入的信息和電子鎖的狀態(tài)信息和操作提示。所述的密碼查詢器模塊用于讀取電子鎖生成的用戶密碼，供管理者隨時查詢。所述的鎖機(jī)構(gòu)模塊是電子鎖的機(jī)械部分，用于實現(xiàn)上鎖和開鎖。參照圖2，本實用新型所述的電子鎖的控制過程如下1)通過鍵盤輸入及顯示模塊2輸入管理密碼，獲得電子鎖的設(shè)置權(quán)限；2)所述控制器模塊1接受鍵盤輸入及顯示模塊2輸入的信息后，通過批量密碼生成單元1-1批量生成用戶密碼；這些用戶密碼都有一個唯一的用戶密碼ID，其中，只有一組用戶密碼處于激活狀態(tài)；控制器模塊1將處于激活狀態(tài)的用戶密碼ID發(fā)送到鍵盤輸入及顯示模塊2顯示出來；3)利用用戶密碼ID在密碼查詢器模塊3中查詢，獲得用戶密碼；4)通過鍵盤輸入及顯示模塊2輸入獲得的用戶密碼；5)當(dāng)所述控制器模塊1接收到鍵盤輸入及顯示模塊2發(fā)送過來的用戶密碼后，通過密碼比較與管理單元1-2對用戶密碼進(jìn)行比較，如果用戶密碼正確，使該用戶密碼失效， 激活下一組用戶密碼；同時由控制器模塊1發(fā)送信息到鎖機(jī)構(gòu)模塊4，實現(xiàn)開鎖。在步驟幻中，密碼查詢器模塊3查詢用戶密碼的步驟如下1)輸入密碼查詢器模塊密碼；2)輸入想查詢的電子鎖序號；3)輸入用戶密碼ID號；4)密碼查詢器模塊顯示用戶密碼。在步驟幻中，當(dāng)密碼比較與管理單元1-2對用戶密碼進(jìn)行比較時，密碼比較與管理單元1-2從EEPROM中讀取到被激活的用戶密碼ID號，然后利用用戶密碼ID號通過計算器計算出用戶密碼在程序存儲器中的地址；接著密碼比較與管理單元1-2利用地址從程序存儲器中讀取到被激活的用戶密碼，利用邏輯比較器跟用戶輸入的密碼進(jìn)行比較，如果相同，把用戶密碼ID加1后，保存到EEPROM中，那么剛使用的用戶密碼失效，下一個用戶密碼被激活同時，由控制器模塊1的電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路發(fā)送信息到鎖機(jī)構(gòu)模塊4，實現(xiàn)開鎖。
以下結(jié)合附圖3-6對本實用新型的硬件電路進(jìn)行詳細(xì)描述參照圖3，所述控制器模塊1的具體電路結(jié)構(gòu)由單片機(jī)U1，三端穩(wěn)壓器U2、電容 C2、電容C3、電容C4、電容C5組成的穩(wěn)壓電路，三極管Ql、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、 電容Cl、電阻R2、電阻R3、電阻R5、電阻R6組成的電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路，以及電壓檢測芯片 U3 ；圖中，還包括電阻Rl、R4、R7，三極管Q5、查詢密碼接口 CNl、按鍵K0、Kl。Ul為單片機(jī)，選用PIC的16F883，該單片機(jī)是一款4K的flash單片機(jī)，含256字節(jié)的EEPR0M.它是控制器模塊的核心，用于接收鍵盤輸入，自動生成密碼，對比密碼，驅(qū)動鎖機(jī)構(gòu)模塊，發(fā)送用戶密碼給密碼查詢模塊。U2，C2，C3，C4，C5組成一個簡單的穩(wěn)壓電路， 保證Ul穩(wěn)定運行。U2是一個三端穩(wěn)壓器，C5，C6，C7，C8是穩(wěn)壓濾波電容。U3是一個電壓
5檢測IC，如果電壓低于3. 9V，它就輸出一個低電平通知Ul單片機(jī)。Ql, Q2，Q3，Q4，Cl，R2， R3，R5，R6組成一個電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路。Ul單片機(jī)通過設(shè)置RA4，RA5I/0 口的電平，實現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，驅(qū)動鎖機(jī)構(gòu)模塊。批量密碼生成單元1-1由單片機(jī)里的定時器，計算器，程序存儲器組成。在這個實例中，單片機(jī)會自動生成150組8位的隨機(jī)密碼。這里采用線性疊加法來獲得偽隨機(jī)數(shù)。線性疊加法涉及二個內(nèi)容乘法和加法。它的三個步驟如下1、舊的種子和一個常數(shù)A相乘，2、然后所得結(jié)果跟第二個常數(shù)c相加。3、新的種子是結(jié)果的低32位，利用它來獲得下一個種子。計算公式種子=AX種子+C。隨機(jī)數(shù)函數(shù)的關(guān)鍵在于選擇優(yōu)秀的"常數(shù)A"，其實也就是選擇了一個固定的數(shù)字序列。“常數(shù)c"不像乘數(shù)A那樣重要，但是它一定是個奇數(shù)。事實上，c可選1，它會簡化計算。經(jīng)過人們的不斷論證和測試發(fā)現(xiàn)，69069這個乘數(shù)是一個神奇的數(shù)字，而且可以進(jìn)減小程序運算的時間。利用定時器每IOms中斷一次，在中斷程序中種子自動加1，這樣保證種子的隨機(jī)性。單片機(jī)計算出一個新的種子，然后把它轉(zhuǎn)化為8位密碼，然后保存到程序存儲器中。種子是32位的，每4位就代表一個數(shù)字，就得到8個0到15的隨機(jī)數(shù)字。再通過處理得到8個0到9的隨機(jī)數(shù)。轉(zhuǎn)化公式是=Xn = (Xn_i+Yn) % 10。Xn代表0到9的隨機(jī)數(shù)，Yn代表0到15的隨機(jī)數(shù)。因為EEPROM只有256個字節(jié)，容量不夠，所有把密碼保存到程序存儲器中。密碼比較與管理單元1-2由單片機(jī)里的邏輯比較器，計算器，EEPR0M，程序存儲器組成。當(dāng)密碼比較與管理單元1-2接收到鍵盤輸入及顯示模塊2發(fā)送過來的用戶輸入密碼時，密碼比較與管理單元1-2從EEPROM中讀取到被激活的用戶密碼ID號，然后利用用戶密碼ID號通過計算器計算出用戶密碼在程序存儲器中的地址。接著密碼比較與管理單元利用地址從程序存儲器中的讀取到被激活的用戶密碼，利用邏輯比較器跟用戶輸入的密碼進(jìn)行比較如果相同，把用戶密碼ID加1后，保存到EEPROM中，那么剛使用的用戶密碼失效， 下一個用戶密碼被激活。參照圖4，所述鍵盤輸入及顯示模塊2的具體電路結(jié)構(gòu)由按鍵K2 K13、電阻R8 R14組成的按鍵電路，限流電阻R15 R21、六位共陽數(shù)碼管組成的顯示電路連接而成。鍵盤輸入及顯示模塊2用于用戶輸入密碼和設(shè)置電子鎖的信息和顯示用戶輸入的信息和電子鎖的狀態(tài)信息和操作提示。鍵電路由K2 K13，R8 R14組成12個按鍵，跟圖3的Ul的七個I/O 口相連接。三跟行線，四跟列線。這是掃描方式鍵盤鍵盤，采用掃描方式檢測按鍵閉合情況及識別確定鍵碼。顯示電路由R15 R21，六位共陽數(shù)碼管組成。數(shù)碼管的陽極由圖3的Ul的6個I/O 口驅(qū)動，R15 R21是限流電阻，具體值可根據(jù)亮度調(diào)整。數(shù)碼管顯示由圖3的Ul控制，采用動態(tài)掃描的方法工作。數(shù)碼管的7個段位腳跟鍵盤共用I/O 口，因為它們都采用掃描方式工作，工作的時段不一樣，不會互相干擾。這種單片機(jī)驅(qū)動數(shù)碼管和共用I/O 口的設(shè)計可有效的降低成本。
6[0056]參照圖5，所述密碼查詢器模塊3的具體電路結(jié)構(gòu)由中央控制器U4，存儲芯片U5， IXD液晶模塊、電阻R27 R36、按鍵K14 K25、二極管D2 D4、三極管Q7組成按鍵輸入和液晶顯示電路連接而成。密碼查詢器模塊用于讀取電子鎖生成的用戶密碼，供管理者隨時查詢。本實例的密碼查詢器可儲存30把電子鎖的用戶密碼信息，每把電子鎖有150組用戶密碼，每組用戶密碼固定8位。U4是密碼查詢器模塊的中央控制器，它是一款8位的單片機(jī)，選用HOLTEK的 HT48R50A-L4K的程序存儲器，在主震4MHZ時，工作電壓為2. OV到5. 5V.它控制密碼查詢器模塊與控制器模塊的串行通信，控制按鍵液晶顯示電路和蜂鳴器驅(qū)動電路。U5是兩線串行EEPR0M，它跟U4的I/O 口連接進(jìn)行通訊。用來存儲用戶密碼。本實例采用AT24C256，它可存儲32768個字節(jié)數(shù)據(jù)。一個字節(jié)可保存2位密碼，一個8位的密碼需要4個字節(jié)。密碼查詢器需要儲存30把電子鎖的用戶密碼信息，那需要的空間是 4X150X30 = 18000(字節(jié))。AT24C256 可以滿足要求。按鍵輸入和液晶顯示電路由IXD液晶模塊，R27 R36，K14 K25，D2 D4，Q7組成，按鍵輸入用于輸入管理密碼和查詢信息。液晶顯示用于顯示查詢結(jié)果，輸入信息和操作提示。所述密碼查詢器模塊3還包括由三端穩(wěn)壓器U6、電容C8、電容C9、電容ClO、電容 Cll組成的穩(wěn)壓電路。圖中還包括查詢接口 CN2、電阻R22、R23、R24、R25、R26，電容C6、 C7，二極管D2，三極管Q6，晶振XI。密碼查詢器模塊讀取電子鎖生成的用戶密碼步驟1、把密碼查詢器模塊的查詢插頭插到電子鎖的查詢插座上。2、在密碼查詢器模塊上輸入正確的管理碼。3、密碼查詢器模塊接收電子鎖發(fā)送的用戶密碼，然后保存到EEPROM中。密碼查詢器模塊查詢用戶密碼步驟1、輸入密碼查詢器模塊密碼。2、輸入想查詢的電子鎖序號。3、輸入用戶密碼ID號。4、密碼查詢器模塊顯示用戶密碼。參照圖6，所述的鎖機(jī)構(gòu)模塊4是電子鎖的機(jī)械部分，用于實現(xiàn)上鎖和開鎖。上鎖時，電機(jī)正轉(zhuǎn)，鎖桿伸出，當(dāng)鎖桿壓到關(guān)門行程開關(guān)時，鎖桿已到位，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。開鎖時， 電機(jī)反轉(zhuǎn)，鎖桿縮入，當(dāng)鎖桿壓到開門行程開關(guān)時，鎖桿已到位，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。
權(quán)利要求1.具有自動生成密碼功能的電子鎖，其特征是它包括控制器模塊(1)、鍵盤輸入及顯示模塊O)、密碼查詢器模塊C3)和鎖機(jī)構(gòu)模塊；控制器模塊中設(shè)有批量密碼生成單元 (1-1)、密碼比較與管理單元(1-2)；控制器模塊(1)的一個信號輸入/輸出端與鍵盤輸入及顯示模塊O)的一個信號輸入/輸出端連接；控制器模塊(1)的信號輸出端之一與密碼查詢器模塊(3)的信號輸入端連接，控制器模塊(1)的信號輸出端之二與鎖機(jī)構(gòu)模塊(4) 的信號輸入端連接；控制器模塊(1)接收鍵盤輸入信號，包含有批量密碼生成單元、密碼比較與管理單元；批量密碼生成單元用于對電子鎖進(jìn)行設(shè)置，批量生成用戶密碼；密碼比較與管理單元用于對密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，通知控制器模塊開鎖，并且使該密碼失效，激活下一組用戶密碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自動生成密碼功能的電子鎖，其特征是所述控制器模塊(1)由單片機(jī)U1，三端穩(wěn)壓器U2、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5組成的穩(wěn)壓電路，三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、電容Cl、電阻R2、電阻R3、電阻R5、電阻R6組成的電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路，以及電壓檢測芯片U3連接而成；其中，單片機(jī)Ul的是一款4K的 flash單片機(jī)，含256字節(jié)的EEPROM ；由單片機(jī)Ul的定時器、計算器、程序存儲器構(gòu)成批量密碼生成單元(1-1)，由單片機(jī)Ul的邏輯比較器、計算器、EEPR0M、程序存儲器構(gòu)成密碼比較與管理單元(1-2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自動生成密碼功能的電子鎖，其特征是所述鍵盤輸入及顯示模塊O)由按鍵K2 K13、電阻R8 R14組成的按鍵電路，限流電阻R15 R21、六位共陽數(shù)碼管組成的顯示電路連接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自動生成密碼功能的電子鎖，其特征是所述密碼查詢器模塊(3)由中央控制器U4，存儲芯片TO，IXD液晶模塊、電阻R27 R36、按鍵K14 K25、 二極管D2 D4、三極管Q7組成按鍵輸入和液晶顯示電路連接而成。
專利摘要本實用新型涉及一種具有自動生成密碼功能的電子鎖，它包括控制器模塊、鍵盤輸入及顯示模塊、密碼查詢器模塊和鎖機(jī)構(gòu)模塊；控制器模塊中設(shè)有批量密碼生成單元、密碼比較與管理單元；控制器模塊的一個信號輸入/輸出端與鍵盤輸入及顯示模塊的一個信號輸入/輸出端連接；控制器模塊的信號輸出端之一與密碼查詢器模塊的信號輸入端連接，控制器模塊的信號輸出端之二與鎖機(jī)構(gòu)模塊的信號輸入端連接。本實用新型能夠自動生成大量的用戶密碼，同一時間只有一個用戶密碼有效，而且使用后會自動失效，下一個用戶密碼被激活。即使用戶輸入密碼的過程被別人偷看到，別人也不可能用偷看到的密碼打開電子鎖，避免了密碼泄露風(fēng)險，具有安全性高的特點。
文檔編號E21B49/00GK202148902SQ201120199659
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者張靈敏, 蘇勁勇 申請人:佛山市順德區(qū)安能保險柜制造有限公司