专利名称：密码变换式电子锁系统及产生变换密码的方法
技术领域：
本发明属于酒店业用计算机控制电子锁。
目前，酒店业(包括酒店、饭店、汽车旅馆、出租公寓、客栈等)的客房多采用纯机械式球形门锁，它作为酒店用锁有区别于一般机械球形门锁的特点特点1，每把锁可以有多种匙开启，一种是客人用匙，它只能开启一把门锁。另一种是服务员用匙和中级管理人员用匙，它可开启一定范围内(例如一层楼)所有门锁。一种是高级管理人员用匙，能开启所有客房门锁。
特点2，有特殊的酒店用双锁结构(Double lock)功能。若客人在房内不想受服务员打扰，可按下置于门内把手上的按键，门锁即处于双锁状态，此时，服务员及客人用匙不能开门而高级管理人员用匙却能开门。
但目前这种球形门锁有极大缺点缺点1，客人经常变换而门匙结构不能经常变换，使门匙易受复制或丢失，这会对客人安全产生威胁。若服务员用匙被复制则会产生更大危险。
缺点2，由于要求高级管理人员用匙能打开所有客房门，同时也能开启双锁状态下的门锁，这种技术若由纯机械方式完成，会使工艺极其复杂，随着现代酒店房间数不断上升，机械技术难适应其要求。
同时，现有的微机控制的电子锁，是以使用者基本不变为前提，也就是密码不易变换，它同时也不具备如上述机械球形门锁特点1和2的适于酒店的功能，所以不适用于酒店业。
本发明的目的是提供一种能受管理人员控制易于变换密码的，适于酒店业应用的电子锁系统。
本发明的第二个目的，提供一种适用于上述电子锁系统的易于产生变换密码的方法。
为了能变换密码，本发明的电子锁系统的特征是该系统包括一台计算机，用于按一定的规则逐个发出可被接收密码计算机接受的密码。
外储存设备，用于储存发密码计算机所发出的密码，使用者(用户)携带，并将密码输到接收密码的计算机中作为使用者被授权开启门锁的凭证。
接收密码的计算机，该计算机每台包括外储存设备驱动器，用于将外储存设备中数据输入计算机。该计算机每台还包括一主机，用于判别输入密码的对错，并依据结果输出控制信号，控制锁头的开启或拒绝开启。
电子锁锁头，每把锁头用于控制一个房间门的开或关。
为使上述电子锁系统能记录经过变换的密码，必须在计算机内有既能读出又能写入数据，并使所储存的数据不易丢失的装置。因此，上述电子锁系统中发密码计算机与接收密码计算机可以配备有读写储存器，同时对读写储存器进行不间断供电，为应付掉电，可配备有备用电源，如电池等。
为使电子锁系统能记录经过变换的密码，还可以应用密封在计算机内的外储存设备，如磁盘。这样就无需对读写储存器进行不间断供电。
电子锁系统为了能适应酒店管理的要求，电子锁系统配置得，对于每把电子锁锁头，控制该锁头的计算机至少能接受两种密码(最好是三种)。这三种密码中任何一种正确的密码，每次均可打开一把对应的锁头。这三种密码第一种是高级管理人员用密码，它能打开酒店内所有锁头，第二种是中级管理人员和服务员用密码，它能打开一定范围内锁头，第三种是客人用密码，它只能打开一把锁头。
为了适应酒店管理的要求，电子锁系统配置得，电子锁锁头的电磁阀有至少两个(最好是两个)的控制回路。同时控制该锁头的计算机，为该锁头至少配置两个专门输出端输出接受信号。
一种最佳方案是控制电子锁锁头的计算机经过适当编程，将该锁头的所有被接受的密码分两类，分别由两个专门输出端输出信号控制电磁阀的两个控制回路。电子锁系统配置得能用其它方式断开一回路。则这种情况下，一部份正确密码也不能打开锁头。
电子锁锁头最好能配置一机械装置，该机械装置的特征是它既能用手动方式将门栓拉开，又可用手动方式断开一部份电磁阀的控制回路。
图一是本发明中电子锁系统的一个实例框图。
图二是电子锁锁头的控制电路图。
图三至图六是电子锁锁头的实例结构图。
如图一所示1是发密码计算机，对于每把电子锁锁头，计算机经适当编程，可以发出三种密码，该计算机配置有一读写储存器，并对读写储存器进行不间断供电，并配备有应付掉电的备用电源，该计算机的特征是具有一外储存设备驱动器，用于将所发出密码输入使用者的外储存设备上，该驱动器最好具有写入数据功能而不具有读出数据功能。
2是外储存设备，该外储存设备最好是由磁表面数据载体附着在硬塑料片上构成。磁表面数据载体最好具有直磁道。
3是包括4至14的接收密码计算机;4是外储存设备驱动器，该驱动器是放置于房间门外，最好只具读出数据功能而无写入数据功能;5是包括6至12主机部份;6是输入I/o接口;7是中央处理器;8是可编程序只读储存器，用于储存运算和控制程序;9是一读写储存器;10是读写储存器的应急备用电源;11是一计时装置;12是输出I/o接口，对于每一把受该计算机控制的电子锁锁头，它都有三种输出方式在接收密码计算机已经过编程将所有被接受密码分两类的前提下，对其中一类密码(如高级管理人员用密码)，计算机启用电磁继电器13;对另一类密码(如服务员或客人用密码)，计算机则启动电磁继电器14;对任何不被接受的密码，则启动报警装置15。
16是一电磁阀，它由A、B两个控制回路控制，其中A回路串联有电磁阀16、电源和电磁继电器13的常开触点，B回路串联有电磁阀16、电源、电磁继电器14的常开触点和一个受机械装置17控制的常通开关21。在A或B回路中电磁继电器的常开触点也就是常断开关。(两回路电路图参看图二)。
17是置于房门内的一机械装置，该机械装置是配备得既可用手动方式拉开门栓18，又可用手动方式断开或闭合常通开关21，该机械装置配置得，当常通开关21被断开时，要先将或同时将常通开关21重新闭合才能将门栓拉开(该机械装置结构参考图三至图六及说明)。
18是一门栓，它既受电磁阀16控制，又受机械装置17控制。19是包括16至18的电子锁锁头部份，每把锁头对应一个外储存设备驱动器放置于同一个房间门两侧。20是置于门与门框的一弹簧装置，用于当门栓被拉开时，自动将门弹开。
该实例电子锁系统工作过程如下，由管理发密码计算机的人员按照酒店的要求，对特定的使用者发出一个经变换后的密码，并通过外储存设备驱动器将新密码储存在外储存设备上并交给使用者，同时经过适当方式将变换后的密码(新标准码)输入到接收密码的计算机中，同时取消对应原标准码，当使用者将外储存设备放入置于房间门外的外储存设备驱动器，并接通电源，接收密码计算机将外储存设备中数据输入并判别，并依据判别结果对输入密码的外储存设备驱器所对应的那一把锁头分三种方式输出控制信号。接收密码的计算机是经过预先适当编程，并通过计时装置11的计时，控制一定的输出时间。
当使用者进入房间关上门后，如要开门，只须用机械装置17将门栓拉开，如使用者通过机械装置17将常通开关21断开后，则只有持有能启动电磁继电器13的密码的使用者方可从外开门。
图三至图六显示电子锁系统锁头部份的结构实例。
图三为锁头的正视图，图四为俯视图。
图三图四各零部件名称为手柄1，电磁阀2，拉力弹簧3，门栓芯轴4，压力弹簧5，拨叉6，门栓斜舌7，挡舌壳8，壳体9，小转轴10，拨销11，限位支座12，盖13，图示安装形式为挡舌壳8装在门上，壳体9装在门框上。
门锁开启(即门栓被拉开)分为密码开启和手动开启两种形式。
用密码开启时，锁头部份的主要动作是接收密码的计算机确认密码是正确的后，接通电磁阀2的控制回路，电磁阀2将门栓芯轴4吸入阀内，门开启。当电源断开后，压力弹簧5使门栓芯轴4及门栓斜舌7复位。
手动开启时，手柄1可以顺时针转动(详见图五图六说明)。转动手柄1，拨销11转动一定角度后(例如大于或等于20°)拨动拨叉6，拨叉6绕小转轴转动，拨动门栓芯轴4，使压力弹簧5受压缩，门栓斜舌7脱离挡舌壳8，门开启。手柄受力消失后，压力弹簧5和拉力弹簧3使门栓斜舌7，门栓芯轴4及手柄1复位。要用手动开锁，只能在房间内进行，因为手柄1装在房内。
图五、图六均为手柄部份的剖面图。各零部件名称为手柄1，螺塞14，压力弹簧15，活动芯轴16，芯轴17，手柄套18，壳体9，绝缘套19，开关20，开关21，芯轴前支承座22，开口销23，压力弹簧24，带圆柱头螺钉25，斜口键26，厚螺母27，拨杆28。
手柄1装在手柄套18中，带圆柱头螺钉25的圆柱头在其环形槽中定位而不锁紧。因此手柄1可以绕轴心转动而不能轴向移动。
芯轴17与手柄1是同轴线，芯轴17与芯轴前支承座22为方形轴孔配合，因此芯轴17只能轴向移动。
当房内的使用者推动芯轴17尾部的半圆头，芯轴17推动压力弹簧24向内轴向移动，拨杆28也随之移动。在移动过程中，活动芯轴16受斜口键26的斜面作用而被压入孔中。当活动芯轴16越过斜口键26的斜面后，压力弹簧15推动活动芯轴16向外伸出复位。此时，活动芯轴16已处于斜口键26的垂直面位置，受阻于斜口键26，芯轴17不能轴向退出复位。
要将芯轴17复位，可将手柄1转动一角度(例如小于或等于20°)斜口键26也随之转动，但活动芯轴16却不能转动，于是两者分离，活动芯轴16不再受阻于斜口键26，压力弹簧24将芯轴17推出复位。
开关20与21同是可自动弹回的动断式开关，开关21就是图一
中所述的常通开关21。开关20则串联有一显示“请勿打扰”指示灯和电源，形成一回路，当芯轴17被使用者推动，并受阻于斜口键26而不能复位时，拨杆28随芯轴17移动并断开开关21，同时使开关20处于闭合状态，并使“请勿打扰”指示灯发亮。当芯轴17复位，拨杆28也随之移动并断开开关20，“请勿打扰”指示灯熄灭，同时使开关21处于闭合状态。
当芯轴17受阻于斜口键26而不能复位时，开关21被断开，若要用手动方式开锁，手柄1须转动的角度必须大于或等于芯轴17复位时手柄1所转动的角度，所以芯轴17未复位时，也就是开关21被断开时，用手动方式拉开门栓过程中，定先将或同时将常通开关21重新闭合。
图一图二
中各编号的零部件是区别于图三至图六说明的各编号零部件，但其中图五中开关21即图一图二中常通开关21，图三中电磁阀2即图一中电磁阀16，图三中门栓芯轴4与门栓斜舌7的结合体即是图一中门栓18，图三至图六中除了开关21、电磁阀2、门栓芯轴4、门栓斜舌7和开关20外的所有零部件统称就是图一中机械装置17。
也就是该机械装置配置得，当常通开关21被断开时，用手动方式拉开门栓过程中，机械装置定先将或同时将常通开关21重新闭合。该机械装置配置得在断开常通开关21的同时，闭合一连有“请勿打扰”指示灯的回路使指示灯发亮，在闭合常通开关21同时，断开指示灯回路。
为了使发密码计算机发出的新标准码能输入到接收密码计算机中，发密码计算机与接收密码计算机可采用下列三种连接方式中任一种，并采用对应适用的变换密码的方法。
方式一，双方计算机经过适当编程，使发密码计算机在专门管理人员控制下，对每一把电子锁，每次均可用随机方式产生一密码，并用通讯电缆直接输入到控制该锁头的接收密码计算机中，同时使对应原标准码失效。若发出的是一公用密码(如高级管理人员或服务人员用密码)则能被对应范围内所有接收密码计算机接受。
方式二，发密码计算机与接收密码计算机使用同一台计算机，该计算经过适当编程，能根据酒店管理的要求用随机方式产生密码，并存在计算机中，同时使对应原标准码失效。
方式三，双方计算机经过适当编程，预先确定足够多个有顺序且对应相同的密码，由专门管理人员控制发密码计算机按顺序逐个发出密码，并输入到用户的外储存设备中，再由用户将密码输入接收密码计算机，接收密码计算机能按顺序逐个接受新标准码，并取消对应原标准码。
为实现上述计算机连接的方式三及所述的密码变换方法，本发明提供一种适用的密码变换方法实例。
该方法是由发密码计算机和接收密码计算机双方预先编制互相配合的程序实现下列步骤1、预先将足够多个随机数据有顺序地储存在双方计算机中(最好是储存在只读储存器中或可编程序只读储存器中)，并使双方按顺序同一位置的随机数对应相同。
2、双方各设置一变量，例如D，并使双方变量D的初始值同，同时给变量D设置一相同的变化规则。
3、由一个D的可能值及对应顺序的随机数组成一个组合密码。(下称计算变换密码)4、发密码计算机每次能将该计算机内D值所对应的下一个D的可能值而形成的下一个计算变换密码发出作为新标准码，然后将下一个D可能值赋入D。
5、接收密码计算机，可以接受两个组合密码，一个是现存在该计算机内D值所对应的计算变换密码，另一个是下一个D的可能值所对应的计算变换密码。若计算机一旦接受下一个D可能值所对应的计算变换密码，就会将下一个D可能值赋入D，使上一计算变换密码失效，同时使再下一个可能被接受。当下一个密码未被接受前，上一个密码可反复使用。
下面一段用BASIC语言编写的程序是实现步骤1的实例5 DATA 19811 87521 32313 9961510 DIM P(4)15 FOR D = 1 TO 430 READ P(D)40 NEXT D50 D = 1 (将D回到起始位置)下面一段用BASIC语言编写的程序是接收密码计算机判别待辨别密码的实例。
先设定变量为D，变化规则为“加一”，现计算机输入一待辨别的密码，并已将数值赋入变量E、F中。
100IF D = EAND P<D> = P THEN 130110IF D <> E-1 OR P(D+1) <> THEN 150120D =E
130 PR O (输出接受信号)140 END150 PR 1 (输出拒绝信号)160 END按需要，还可在输出信号命令与结束命令间加入一程序段使输出维持一定时间。
发密码计算机与接收密码计算机经适当编程，是可以使用多套上述方法产生的计算变换密码。
接收密码计算机控制电子锁锁头有两种方式方式甲一台计算机控制一把锁头，如图一所示电子锁系统实例中，输入I/o接口6只对应一外储存设备驱动器，而输出I/o接口12只对应一把电子锁锁头。
方式乙一台计算机控制多把电子锁锁头，只要计算机输入I/o接口与输出I/o接口分别是多通道。计算机经过适当编程，能使用特定通道输入的信号由特定的通路输出，也就是从同一房门的外储存设备驱动器输入的信号，计算机判断后输出信号控制同一房间的电子锁锁头。
综合发密码计算机与接收密码计算机及电子锁锁头三者，它们间有五种连接方式，分别适用于不同规模，不同管理要求和营业历史的酒店旅馆。
一般来说，发密码计算机与接收密码计算机采用连接方式三，同时接收密码计算机与电子锁锁头采用方式乙是较普遍适用的。它具有意外风险少，安装容易，开锁速度快，适于大规模制造，成本低的特点。
本发明给酒店业安全防盗提供很大方便1、电子锁系统产生变换密码，防止因锁匙被复制产生盗窃。
2、计算机输出与电子锁锁头的多控制回路的配合解决高级管理人员用匙的复杂机械工艺。
3、计算变换密码使电子锁系统安装方便，免去大量布线等麻烦。
权利要求
1.一种由计算机控制的电子锁系统，其特征是，电子锁系统包括一台计算机，用于按一定规则，发出可被接收密码的计算机接受的密码。外储存设备，用于储存发密码计算机所发出的密码，并交给用户。接收密码的计算机，该计算机每台包括外储存设备驱动器和一主机，用于控制电子锁锁头。电子锁锁头，用于控制房间门的开或关。
2.根据权利要求1的电子锁系统，特征是用随机方式在发密码计算机中产生新标准码，并通过通讯电缆直接存入接收密码的计算机中，并取消对应原标准码。
3.根据权利要求1的电子锁系统，特征是由发密码计算机将新标准码存入外储存设备，由使用者将外储存设备中的新标准码输入接收密码的计算机，并取消对应原标准码。
4.根据权利要求1和3的电子锁系统，特征是发密码计算机与接收密码计算机双方经适当编程，预先确定足够多个有顺序且对应相同的密码，发密码计算机按顺序逐个发出标准码，接收密码计算机按顺序逐个接受新标准码。
5.根据权利要求1的电子锁系统，特征是发密码计算机与接收密码计算机使用同一台计算机，用随机方式产生新标准码，并取消对应的原标准码。
6.根据1至5任一权利要求的电子锁系统，特征是每台接收密码计算机只控制一把电子锁锁头。
7.根据1至5任一权利要求的电子锁系统，特征是每台接收密码计算机控制多把电子锁锁头。
8.根据以上任一权利要求的电子锁系统，特征是发密码计算机与接收密码计算机都配置有读写储存器
9.根据权利要求1和8的电子锁系统，特征是该系统配置得能对读写储存器进行不间断供电。
10.根据权利要求1、8和9的电子锁系统，特征是每台计算机的读写储存器都配置有应急备用电源。
11.根据1至8任一权利要求的电子锁系统，特征是发密码计算机或接收密码计算机配备有密封在计算机内的外储存设备及驱动器。
12.根据以上任一权利要求的电子锁系统，特征是发密码计算机配置有可将数据存入用户外储存设备中的驱动器。
13.根据权利要求1和12的电子锁系统，特征是发密码计算机中可将数据存入用户外储存设备的驱动器具有存入数据功能而不具有将外储存设备中数据读出的功能。
14.根据以上任一权利要求的电子锁系统，特征是用户的外储存设备是由磁表面数据载体附着在硬塑料片构成。
15.根据权利要求1和14的电子锁系统，特征是磁表面数据载体具有直磁道。
16.根据以上任一权利要求的电子锁系统，特征是接收密码的计算机配置有能读出用户外储存设备中数据的驱动器。
17.根据权利要求1和16的电子锁系统，特征是接收密码计算机中可读出用户外储存设备中数据的驱动器能读出数据，而不能写入数据。
18.一种能变换密码的电子锁系统，特征是电子锁锁头配置有一门栓，一控制门栓的电磁阀和至少两个控制同一电磁阀的回路，同时控制该锁头的计算机为控制该锁头的电磁阀配置至少两个专门的输出端。
19.根据权利要求18的电子锁系统，特征是有两个控制同一电磁阀的回路(A回路和B回路)，同时控制该锁头的计算机有两个专门输出端分别控制A或B回路。
20.根据权利要求18和19的电子锁系统，特征是两个回路各有一常断开关，分别由控制该锁头计算机的两个专门输出端控制。
21.根据权利要求18至20的电子锁系统，特征是A回路串联有一常断开关、电源及电磁阀，B回路串联有一常断开关、一常通开关、电源及电磁阀。
22.根据权利要求18或19的电子锁系统，特征是电子锁锁头有一机械装置，该装置是配置得既可用手动方式将门栓拉开，又可用手动方式断开或接通一部份控制电磁阀的回路。
23.根据权利要求18至22的电子锁系统，特征是机械装置配置得可用手动方式断开或接通B回路中的常通开关。
24.根据权利要求18至23的电子锁系统，特征是，当B回路中常通开关被断开时，用手动方式拉开门栓过程中，机械装置定先将或同时将B回路中常通开关闭合。
25.根据权利要求18至24的电子锁系统，特征是机械装置配置得，在断开B回路中常通开关的同时，能闭合一连有一指示灯的回路，使指示灯发亮，在闭合常通开关同时，断开该指示灯回路。
26.根据18至25任一权利要求的电子锁系统，特征是机械装置通过一手柄绕轴心转动再通过机械传动将门栓拉开，同时通过一同轴线芯轴的轴向移动，断开或闭合B回路中常通开关。
27.根据权利要求18至26的电子锁系统，特征是手柄只能绕轴心转动，而芯轴只能轴向移动。
28.根据权利要求18或19的电子锁系统，特征是对于每把电子锁锁头，控制该锁头的计算机能接受两种以上密码。
29.根据权利要求18或19的电子锁系统，特征是对于每把电子锁锁头，控制该锁头的计算机能接受三种密码。
30.根据权利要求18、19、28、29任一项的电子锁系统，特征是对于每一把电子锁锁头，控制该锁头的计算机能将所有被接受的密码分两类，分别由两个专门的输出端输出接受信号。
31.一种产生变换密码的方法，其特征在于，由两台计算机双方经过适当编程，预先确定足够多个有顺序且对应相同的密码，一台计算机能按顺序逐个发出标准码，另一台计算机能按顺序逐个接受新标准码，并取消对立的原标准码。
32.根据权利要求31的方法，特征是发密码计算机所发出的标准码是通过存入外储存设备，再由使用者将外储存设备中新标准码输入接收密码计算机后，才改变对应原标准码。
33.根据权利要求31或32的方法，其特征是双方计算机通过下列步骤实现变换密码步骤1、预先将足够多个随机数据有顺序地储存在双方计算机中，并使双方按顺序同一位置的随机数对应相同。步骤2、双方各设置一变量，例如D，并使双方变量D的初始值同，并给变量D设置一相同的变化规则。步骤3、由一个D的可能值及对应顺序的随机数组成一个组合密码。步骤4、发密码计算机每次能将该计算机内D值的下一个D的可能值所对应的下一个组合密码发出，然后将下一个D可能值赋入D。步骤5、接收密码计算机可接受两个组合密码，一个是该计算机内D值所对应的组合密码，另一个是下一个D的可能值所对应的组合密码，若计算机一旦接受下一个D可能值所对应的组合密码，就会将下一个D可能值赋入D。
全文摘要
一种适于酒店业应用的电子锁系统，它由发密码计算机产生新标准码并输入用户的外储存设备中，并通过适当方式将新标准码输入到控制电子锁锁头的接收密码计算机中，取消对应的原标准码，从而使电子锁系统能容易地变换密码，避免因酒店客房门匙遭复制而使客人安全受威胁。该系统还通过接收密码计算机输出与电子锁锁头的多控制回路的配合解决了酒店高级管理人员用匙的复杂机械工艺。该系统对于每一把电子锁锁头，控制该锁头的计算机可接受至少两种密码。
文档编号E05B49/04GK1067286SQ9210320
公开日1992年12月23日 申请日期1992年4月26日 优先权日1992年4月26日
发明者黄硕志 申请人:黄硕志