专利名称：一种动态密码电子锁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种安全电子锁，特别是电子锁内置一动态密码生成器作为开锁
验证装置。
背景技术：
当前，市场上占主导地位的还是机械锁具，由锁芯、锁舌及其他一些机械部件构 成，这种锁的开启方法通常是将钥匙插入锁芯后通过转动锁芯带动锁舌来打开锁。虽然 这种传统锁的产生时间很久，但存在较大缺陷，即钥匙容易被复制，且锁易被非法打开，有 些专业人士甚至可以通过锁芯配出钥匙，因此安全防盗性能不是很好。另外现在也有不 少电子锁问世，如专利公开号为CN101153524的"一种电子锁锁定装置"和专利公开号为 CN2329732的"一种电子锁"。前者对电机如何安全取电没有描述故无安全可言；而后者的 开锁原理是先通过密码控制器或卡控制器控制一电磁铁将制动块吸起后才能用钥匙开锁， 这种利用密码控制器或卡控制器的安全技术也很普通，安全级别不高。且利用电磁铁原理 的电子锁防打击能力差，也容易被非法打开。
发明内容本实用新型的目的是提供一种安全级别高的动态密码电子锁。 为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种动态密码电子锁，包括 锁壳，在锁壳内设有定滑轮组及定滑轮，锁舌和传动小车分别固定在定滑轮组及定滑轮之 间，锁舌和传动小车通过细棒相互连接，在锁舌上设有齿条，设于变速箱上的传动螺杆与齿 条相啮合，变速箱与微型防水直流电机相连接，其特征在于，在锁壳内设有电子控制部分， 包括单片机，单片机分别连接译码器、动态密码生成器及电子开关，译码器与带有红外光敏 二极管的接收器相连接，接收器与遥控器无线连接，微型防水直流电机的负极分别连接电 子开关及开关的一端，微型防水直流电机的正极连接单刀双掷开关的中间接线端，单刀双 掷开关的左右两个接线端分别通过电源连接开关及电子开关的另一端，在传动小车的端部 设有用于套住单刀双掷开关按钮的金属环，在锁壳上设有接收窗口 ，红外光敏二极管置于 接收窗口内。 与接收器配套的是遥控器，遥控器是将"开锁"信号或"复位"信号通过红外线方
式发射出去后被接收器单元接收，接收器将接收到的信号传给译码器进行译码，被译码后
的信号再传送给单片机，由单片机进行判断控制，首先单片机在接收到的译码器传送来的
信号时，单片机"取"出动态密码生成器产生的"参考信号"，通过单片机的比较，当"接收信 号"与"参考信号" 一致时，单片机控制电子开关形成导通状态；当"接收信号"与"参考信
号"不一致时，单片机再判断"接收信号"是否为使动态密码生成器时钟复位的"复位信号"， 若是，则复位动态密码生成器的时钟，若接收的是一个非法的信号，则通过单片机两次的判 断后什么控制动作也不做，为空。 本实用新型的电子控制部分只是为了实现开锁，通过符合开锁条件时控制配套机械组件中的锁舌离开锁臂上的圆孔实现开锁，关锁的过程则是借助人工操作使开关接通导 致驱动电路闭合来完成。 本实用新型的优点是电子锁的安全级别高。
图1是将本实用新型应用在便携式U形锁上时开启状态的剖面图； 图2是图1锁合状态的剖面图； 图3是电子控制部分的结构框图； 图4是电子控制部分的工作流程图； 图5是遥控器的结构框图； 图6是将本实用新型应用在安全门上时的剖面图。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本实用新型。 实施例1 如图1及图2所示，为本实用新型提供的一种动态密码电子锁应用在便携式U形 锁上时的结构示意图，其装配过程为 将锁舌16和传动小车20分别装在固定在锁壳13上的四个定滑轮组15和四个定 滑轮20-2间，将细棒19穿过传动小车20挡板上的圆孔后旋入滑舌16上的螺丝孔里，并将 细棒19与锁舌16焊牢。将驱动组件包括微型防水直流电机9、变速箱IO和传动螺杆11固 定在锁壳13上，使传动螺杆11与滑舌上的齿条16-2啮合。不用按顺序地将电子控制部分 18、单刀双掷开关1、常开开关7、锁臂22、传动杆8装在图1所示的各位置上。用导线6连 接单刀双掷开关1的左接线端l-l、中间接线端1-2及右接线端接l-3分别接第二电池组 5的负级，微型防水电机9的正极9-l和第一电池组3的正极，第一电池组3的负极接电子 开关的一端，第二电池组5的正极接常开开关7的两个接线端的一端，常开开关7的另一端 接微型防水直流电机9的负极9-2，微型防水直流电机9的负极9-2接电子开关的另一端， 装锁臂22时将弹簧穿在锁臂22上再插入锁臂孔中旋上螺帽2并将螺帽2固定，传动杆8 的安装同此。 锁舌16右边末端为圆锥体以便更容易插入圆孔14中，在定滑轮组15中两个相对 的"V"字形凹槽定滑轮将锁舌16的导轨夹住并通过四个定滑轮组15将锁舌16定位。传 动小车20两边的四个定滑轮20-2也是通过"V"字形凹槽将传动小车20侧面夹住的；细 棒19为一端连接有圆帽，其直径比传动小车20挡板上的圆孔要大，另一端带有部分螺纹， 其余部分为光滑细棒，细棒部分比挡板上的圆孔要小，当细棒19安装好后细棒部分与挡板 上圆孔发生相对移动时是无接触性的，细棒19的长度要恰到好处，应满足锁舌16插入锁 臂22上的圆孔14锁定位置时，细棒19带动传动小车20，使单刀双掷开关1恰好打向右接 线端(单刀双掷开关1初始位置是左接线端1-1和中间接线端1-2连接)断开闭合驱动回 路；传动螺杆11与齿条16-2啮合位置要恰当，保证U形锁打开和关闭时齿条16-2都与传 动螺杆11啮合，转子上的主动轮直径要比从动轮一传动螺杆11小得多以便使传动螺杆11 产生较大的转动力矩；装单刀双掷开关1时要将其按钮1-4插入到传动小车20上的金属环20-3内；常开开关7是绝缘底座上扣着一半球形弹性金属薄片，在半球形内固定有可弹性 伸縮的柱电极，当弹性半球受到压迫后将与可弹性伸縮的柱电极接触，常开开关7导通，半 球不受压迫时自动复位，常开开关7断开。 如图3所示，电子控制部分18包括单片机、接收器、译码器、动态密码生成器和电 子开关。动态密码生成器可采用类似专利CN1703002描述的动态密码算法技术。将动态密 码生成器产生的数字作为单片机判断是否开锁的"参考信号"，当且仅当外界的"开锁信号" 与"参考信号"完全一致锁才被打开。在遥控器内也配置一个与配套电子锁内完全一样的 动态密码生成器，锁内和遥控器内的动态密码生成器时间是以分为最小单位分别同步计时 的，但由于在不同环境下时间会发生不同的漂移造成时间不同步问题，此问题可通过将动 态密码生成器中的时间因子设置成可人为随时复位，这样在遥控器上设置一复位键，当时 间不同步造成打不开锁时按此键同时将完全相同的仅时间不同步的两个动态密码生成器 同步复位到一个相同的初始时间，如12点，同步后的两动态密码生成器产生的数字必然相 同。这里的时间没有必要和现实中标准时间一致，只要保持上述的两动态密码生成器时间 同步即可。 图5是遥控器的结构框图，包括中央处理器，中央处理器分别连接动态密码发生 器、键盘及编码器，编码器连接发射模块。当按键盘上的"开锁"键时，中央处理器将动态密 码生成器产生的数字(这里称为信号)传给编码器模块进行编码，然后再经过红外发射模 块内将信号发射出去；当按键盘上的"复位"键时，通过中央处理器控制将两个相同的动态 密码生成器，即遥控器内的和电子锁内的动态密码生成器时钟同步复位到一个初始时钟。 电子控制部分18中除遥控器所包括的元器件要集中焊结在一块电路板上，电路 板上除动态密码生成器外的元器件均由第一电池组3供电，在接收器的电路中还涉及到红 外光敏二极管，用来接收遥控器发来的红外信号，可通过导线连接后将它置入锁壳上的接 收窗口 4内，接收窗口 4曝露在锁壳13外表面并经过密封处理，为了工作稳定性可将两个 或两个以上红外光敏二极管并联后放在接收器窗口 4内。在单片机内部还有一待机电路， 当单片机在一定的时间内没有接收到外界信号时电子控制部分将自动进入待机模式。 优选的，为了防止电子控制部分18元器件进水，受潮以及减少震动，将密封腔17 内部作防潮处理，再将电子控制部分18的整块电路板通过面向四面八方的弹簧悬挂在密 封腔17内，并将密封腔17密封，密封腔17与穿过密封腔的导线也作密封处理，第一电池组 3及第二电池组5也作密封防潮处理。第一电池组3和第二电池组5也可设计加装到锁壳 外附加电池仓内，这样电池没电时可更换。附加电池仓也经过密封防潮处理并用机械锁锁 住电池仓门。 优选的，上述所有机械组件中金属部分均使用耐腐蚀的材料制成。 优选的，单刀双掷开关1和常开开关7电极接触部分镀上防腐性能好导电性强的
材料，如银。 优选的，为了防止强烈阳光直射造成对半导体器件的影响可将锁壳外加装一些隔 热光吸收弱的材料保护。 所有组件都装好后，合上锁壳并用螺丝固定紧，锁壳结合处已事先做好密封处理， 用于固定锁壳的螺丝要与锁壳焊在一起，形成一个无法拆卸的整体。 本实用新型的共组过程为若要关锁，按下锁臂22到锁臂孔14内，锁臂22压迫传动杆8 (在传动杆8下面有一常开开关7，传动杆8由一套在其杆上的弹簧12支撑，锁臂22 松开后传动杆8自动复位)。当锁臂22上的圆孔14对准锁舌16时恰好常开开关7导通， 此时常开开关7、第二电池组5、单刀双掷开关1及微型防水直流电机9形成闭合回路，微型 防水电机9动作。可以调节电流方向使微型防水电机9转动使锁舌16向着圆孔14方向前 进，当锁舌16滑行到一定位置时，锁舌16带动细棒19，细棒19带动传动小车20，传动小车 20带动单刀双掷开关1的按钮1-4渐渐移向右边，当锁舌16到圆孔14内锁定位置时恰好 切断单刀双掷开关的左接线端1-1和中间接线端1-2的连接，闭合回路断开，微型防水电机 9停止动作，锁闭。其锁闭状态如图2所示。单刀双掷开关打向右端时中间接线端l-2和右 接线端l-3立即形成物理上的连接。此时若要开锁，摁下遥控器开锁键，遥控器将信号通过 红外线方式发出，发出的信号被接收器接收后再经译码器处理送给单片机，由单片机判断 信号是否与参考信号一致，当且仅当两信号完全一致时才能通过了单片机的验证，如通过 验证其表现形式是电子控制部分的电子开关的两接线端子导通，使接在这两个接线端的驱 动电路形成闭合回路，微型防水直流电机9动作，由图l可知此时的微型防水电机9通过的 电流方向与先前的恰好相反，从而锁被打开。如开锁信号与参考信号不一致，则再由单片机 判断是否是时钟复位信号，若是则将两相同的动态密码生成器时间同步复位，若不是则什 么也不做。其电子控制部分工作流程如图4所示。 实施例2 如图5所示，是本实用新型方法应用在各类安全门(如防盗门，保险箱门等)上的 剖面图，在图5的右边是一把普通防盗门锁，防盗门锁锁壳25与本实用新型的锁壳固定在 一起形成一有机整体。防盗门锁的锁舌27为矩形，且相对锁舌16 —侧有一凹槽28，锁舌 27下端有二个导轨孔26，导轨孔里插有导轨24，并通过穿在导轨24上的弹簧23挤压锁舌 27，锁舌27可沿导轨24在一定范围内来回移动，当锁舌27平衡时凹槽28正对着锁舌16， 锁舌27露出锁壳25外的部分为一楔形，当关门时锁舌27的楔形部分能自动进入锁扣盒 26，实现自锁，这时锁舌27又回到平衡位置，也即凹槽28正对着锁舌16。 在图1中的第一电池组3及第二电池组5由外部电源31替代，外部电源可由照明 用电经适配器转化后给本实用新型系统供电，其效果应与电池组工作时一样，所述的外部 电源还经过一UPS备用电源。接收窗口 4改装到防盗门上，防盗门内外两面均有一个信号 接收窗口。电子控制部分18改装在室内。常开开关7由一行程开关30替代，并装在门轴 处，类似于冰箱门控制冰箱内的灯一样。当门关上时行程开关30接通，门开时行程开关断 开。 当关门锁时，只用关门即可实现，其工作过程如下当门关后，防盗门锁实现自锁 (这时锁舌27上的凹槽28应正对锁舌16)，行程开关23导通，此后的工作过程如图1中所 述的关锁过程相同。当开锁时，先用遥控器将锁舌16退出锁舌27的凹槽28，然后再通过钥 匙将防盗门锁打开。 —般地，应用在防盗门锁上的遥控器不止一个，当其中一个遥控器内的动态密码 生成器与对应的锁内的时间不同步时可以同步复位，但同步会影响其它遥控器的使用，其 它遥控器开锁时也要先与锁内的动态密码生成器同步复位才能使用，这样显得很麻烦。优 选的，当有遥控器不同步时可将所有遥控器通过一适配器连接起来一起与锁内动态密码生 成器同步复位。
6[0033] 优选的，为了防止遥控器丢失或其它意外情况造成锁无法打开，可设置一远程控 制开关，此开关一般设在楼宇的安保室，按此开关可直接不通过电子控制部分打开锁。所述 的开关也可通过计算机软件来管理，通过用户输入自身的用户名和密码后操作软件来打开 用户的门锁。 优选的，在本实施例中的遥控器与接收器的无线通讯可通过信号更好的无线方式 调制，如无线电波。
权利要求一种动态密码电子锁，包括锁壳，在锁壳内设有定滑轮组(15)及定滑轮(20-2)，锁舌(16)和传动小车(20)分别固定在定滑轮组(15)及定滑轮(20-2)之间，锁舌(16)和传动小车(20)通过细棒(19)相互连接，在锁舌(16)上设有齿条(16-2)，设于变速箱(10)上的传动螺杆(11)与齿条(16-2)相啮合，变速箱(10)与直流电机相连接，其特征在于，锁壳内设有电子控制部分(18)，电子控制部分(18)包括单片机，单片机分别连接译码器、动态密码生成器及电子开关，译码器与带有红外光敏二极管的接收器相连接，接收器与遥控器无线连接，直流电机的负极分别连接电子开关及开关的一端，直流电机的正极连接单刀双掷开关(1)的中间接线端(1-2)，单刀双掷开关(1)的左右两个接线端分别通过电源连接开关及电子开关的另一端，在传动小车(20)的端部设有用于套住单刀双掷开关按钮(1-4)的金属环，在锁壳上设有接收窗口(4)，红外光敏二极管置于接收窗口(4)内。
2. 如权利要求l所述的一种动态密码电子锁，其特征在于，所述控制单元(18)设于密 封腔(17)内。
3. 如权利要求1所述的一种动态密码电子锁，其特征在于，所述遥控器包括中央处理 器，中央处理器分别连接动态密码发生器、键盘及编码器，编码器连接发射模块。
4. 如权利要求l所述的一种动态密码电子锁，其特征在于，所述开关为常开开关(7)、 接近行程开关(30)或与接近行程开关(30)并联的远程控制开关。
5. 如权利要求l所述的一种动态密码电子锁，其特征在于，所述电源为电池组(3)或外 接电源(31)。
6. 如权利要求1所述的一种动态密码电子锁，其特征在于，所述直流电机为微型防水 电机(9)。
专利摘要本实用新型涉及一种动态密码电子锁，包括锁壳以及定滑轮组和定滑轮，锁舌和传动小车分别固定在定滑轮组及定滑轮之间，锁舌和传动小车通过细棒相互连接，在锁舌上设有齿条，设于变速箱上的传动螺杆与齿条相啮合，变速箱与直流电机相连接，其特征在于，在锁壳内设有电子部分，电子部分包括一动态密码生成器，电子部分控制配套组件动作，若想打开动态密码电子锁必须通过动态密码生成器的验证，直流电机的负极分别连接控制单元及开关的一端，直流电机的正极连接单刀双掷开关的中间接线端，单刀双掷开关的左右两个接线端分别通过电源连接控制单元及开关的另一端，在传动小车的端部设有用于套住单刀双掷开关按钮的金属环。本实用新型的优点是电子锁的安全级别高。
文档编号E05B15/00GK201460494SQ20092007802
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者谢扬 申请人:谢扬