通过随机码输入进行触摸表面的使用和磨损均衡的电子锁的制作方法

本申请要求于2014年3月25日提交的题为“Electronic Lock Having Usage and Wear Leveling of a Touch Surface through Randomized Code Entry”的序列号为61/970,127的美国临时申请的权益，所述美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及电子锁，并且更特别地涉及通过随机码输入进行触摸表面的使用和磨损均衡的电子锁。

背景技术：

电子锁是众所周知的。为了解锁某些类型的电子锁，用户必须使用触摸表面将有效密码输入锁中。然而，在长期使用触摸表面之后，用户的指尖上的油和污垢可能在最常使用的区域上留下污迹并导致磨损。随着该磨损的积累，最常使用的区域变得与较少使用的区域明显可区分。由于尝试猜测密码的人现在只需要弄清楚已经磨损的键的顺序，这产生了潜在的安全风险。相应地，需要一种电子锁，其减少用于输入密码的触摸表面上的可见磨损区域。

技术实现要素：

根据一个方面，本发明提供了一种电子锁，其需要用户在输入密码之前完成磨损均衡动作(wear leveling action)。磨损均衡动作导致用户对触摸界面的触摸可能不与密码相关联的部分，以分配触摸界面的磨损。例如，用户可能需要在输入密码之前对触摸界面的多个区域进行触摸。可以基于伪随机数发生器和/或通过追踪触摸界面的使用度以识别较少使用的区域，来确定触摸界面的被选择用于磨损均衡动作的这些区域。

在一些实施例中，在磨损均衡交互作用的开始，界面的单个区域可以被照亮。如果用户触摸该区域(在时间限制的可能性的情况下)，照亮将停止，且界面的第二区域(可能与第一区域相同)将照亮。当触摸第二区域(或多于两个区域)时，磨损均衡交互作用将完成。

设想了以下实施例，其中磨损均衡动作可以基于触摸被照亮的键的行或列。例如，锁可以照亮触摸界面的3个区域，其彼此成直线并且使用户相继地触摸所有3个区域。在一些情况下，方向性将不重要，而用户仅在线的端点开始而不是中点开始。典型地，用户可以在按压之间抬起他们的手指。

在另一实施例中，磨损均衡动作可能需要用户触摸或保持一个或多个键。例如，锁可能照亮触摸界面的1个区域，用户必须触摸并保持该区域，直至整个触摸界面照亮，这指示磨损均衡动作完成。作为另一示例，锁可能照亮触摸界面的两个相邻的区域，且用户必须触摸并保持这两个区域，直至整个触摸界面照亮。

根据另一方面，本发明提供了一种在电子锁的触摸表面上进行均衡磨损的方法。电子锁的触摸界面的需要被选择以完成磨损均衡动作的一个或多个部分被确定。该(多个)部分可视地指示在触摸界面上。在选择触摸界的需要被选择以完成磨损均衡动作的区域后，有一个可视和/或可听的指示，表示磨损均衡动作已经完成。在一些实施例中，至少部分地使用伪随机数发生器，来实现触摸界面的需要被选择以完成磨损均衡动作的一个或多个部分的确定。设想了如下实施例，其中至少部分地使用触摸界面的磨损使用度，来实现触摸界面的需要被选择以完成磨损均衡动作的一个或多个部分的确定。

当考虑以下对示出的实施例的详细描述时，本发明的附加特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见，示出的实施例例示了目前所认为的实现本发明的最佳模式。

附图说明

图1A是根据本发明的实施例的电子锁的侧视图，其安装在门上，且以虚线示出门。

图1B是从门的外部所见的图1A的电子锁的透视图。

图1C是从门的内部所见的图1A的电子锁的透视图。

图2是图1A-1C的电子锁的分解图。

图3是在移除了上盖和子卡的情况下的图2的电子锁的内部机架的透视图。

图4是示出了示例方法的流程图，通过该方法可以使用磨损均衡动作。

图5是示出了使用根据实施例的磨损均衡动作的示例方法的流程图。

图6是示出了使用根据实施例的磨损均衡动作的示例方法的流程图。

图7是示出了使用根据实施例的磨损均衡动作的示例方法的流程图。

图8A-8C示出了示例触摸界面，其中基于示例磨损均衡方法照亮各个区域。

在几个附图中，相对应的附图标记表示相对应的部件。本文所阐述的示例说明了本发明的实施例，并且这些示例不应被理解为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

现在参照附图，且特别参照图1A-1C和图2，示出了根据本发明的实施例的电子锁(EL)，其用于安装在门D上，且包括内部机架1、外部机架2、安装板3、适配器4、闩锁组件5和锁扣(strike)6。

如图2所示，闩锁组件5是本领域众所周知的配置，且包括锁件致动器机构(bolt actuator mechanism)7和锁件8。安装板3用于将电子锁安装至门D。适配器4用于将电子锁适配至门D中的特定孔开口中。尽管为了示例的目的而示出了固定锁件，但本文所描述的磨损均衡也可以适用于具有触摸界面的其他类型的锁，包括电子杠杆(electronic levers)。

还参照图3，内部机架1包括电子锁的电子电路9，还包手动转向件10。手动转向件10被用于门的内侧上以操作闩锁组件5的锁件致动器机构7，且进而使锁件8延伸和回缩(也参见图1C)。在该示例中，电子电路9包括基板11和可选的子卡12。在图3中，设置可移除的盖13，从而当盖13在安装位置时，其覆盖在基板11和子卡12上。可选的子卡12是无线通信模块，其有助于通过所需的无线通信协议(例如Zigbee、Z-wave等)与外部设备进行无线通信。

再次参照图2，外部机架2包括触摸界面14，例如触摸屏或触摸键盘，以接收用户输入。触摸屏与触摸键盘之间的差别在于，触摸屏具有某种类型的显示器，通常是LCD，但不限于此；智能手机是触摸屏的主要示例。触摸键盘通过照亮涂漆表面的背侧来显示静态图案；汽车的设备面板是这种照亮的很好示例。触摸屏和触摸键盘两者都能够通过接触检测用户的“对按钮的按压”，而无需压力或机械致动。本发明所针对的是可用于用作触摸界面14的触摸屏和触摸键盘两者的磨损均衡技术。

触摸界面14电连接至电子电路9的基板11，例如通过电缆15。当用户经由触摸界面14输入由电子电路9识别的有效密码时，电机(未示出)通电，以使闩锁组件5的锁件8回缩，从而允许门D(参见图1B)从关闭位置打开。可替代地，设置具有可移除的键K的键致动器16，以从门D的外部手动地操作闩锁组件5。

然而，在经由触摸界面输入密码之前，电子电路9被配置为启动磨损均衡动作，如下文更详细地描述的，其旨在将触摸界面14的使用度分配在基本上整个触摸表面上。如上文提到的，用户的指尖上的油和污垢可能留下污迹，并且长期的使用可能在触摸表面的最常使用的区域上导致磨损和划痕。随着该磨损的积累，最常使用的区域变得与较少使用的区域明显可区分。由于尝试猜测密码的人现在只需要弄清楚与磨损的区域相对应的键的顺序，这产生了潜在的安全风险。

图4示出了可由电子电路9使用的示例步骤，以使得和用户的密码相对应的区域与触摸界面14的其他区域的磨损均匀。在许多情况下，在输入密码之前，触摸界面14被用户激活或“唤醒”(图框400)。例如，EL可以包括用于激活触摸界面14的按钮。可替代地，触摸界面14的区域可以用于激活触摸界面14。当触摸界面14激活时，在输入密码之前，用户将需要执行磨损均衡动作(图框402)。例如，磨损均衡动作可能需要用户对触摸表面的与密码无关的一个或多个区域进行触摸。例如，电子电路9可以包括PRNG(例如伪随机数发生器)，以确定触摸界面14的将要照亮的区域。作为另一示例，用户与界面的交互作用可以被追踪，且触摸界面14的较少使用的区域可以被选择用于磨损均衡。在一些情况下，可以使用PRNG和/或触摸界面14的使用度追踪的组合。一旦已经执行磨损均衡动作，随后用户可以输入密码以解锁EL(图框404)。

图5示出了根据本发明的实施例的可以由电子电路9执行的示例磨损均衡动作的步骤。在该示例中，作为磨损均衡动作，用户必须相继地选择触摸界面14的多个区域。当激活触摸界面时(图框500)，例如，电子电路9可以照亮触摸界面的对应于键的其中一个区域(图框502)。在该示例中，用户将需要触摸被照亮的区域。当检测到用户触摸第一被照亮的区域时(图框504)，电子电路9将随后照亮第二区域(图框506)。用户将随后需要触摸第二被照亮的区域。当检测到第二被照亮的区域已经被触摸时(图框508)，磨损均衡完成(图框510)，随后用户可以输入密码以解锁EL。例如，电子电路9可以通过照亮触摸界面14的所有区域来指示磨损均衡动作完成。尽管在该示例中，两个被照亮的区域被用于磨损均衡，但本领域技术人员将理解的是，这仅是为了示例的目的。取决于具体情况，在结束磨损均衡动作之前，额外的区域可以被相继地照亮并由用户触摸。

考虑本实施例的示例，其中用户通过按压按钮来激活触摸界面14。在该示例中，电子电路9基于伪随机数发生器和/或使用度追踪来照亮对应于“1”键的区域。当用户对触摸界面14的对应于“1”键的区域进行触摸时，电子电路9基于伪随机数发生器和/或使用度追踪来照亮对应于“7”键的区域。当用户对触摸界面14的对应于“7”键的区域进行触摸时，电子电路9基于伪随机数发生器和/或使用度追踪照亮对应于“9”键的区域。当检测到用户触摸对应于“9”键的区域时，电子电路9可以照亮触摸界面14的所有区域，以指示用户现在可以输入密码。

图6示出了根据本发明的另一实施例的可由电子电路9执行的示例磨损均衡动作的步骤。在该示例中，电子电路9照亮沿着相同的轴线布置成直线的区域，且用户必须在输入密码之前选择这些区域。当激活触摸界面时(图框600)，例如，电子电路9可以照亮触摸界面的对应于三个键的布置成直线的三个区域，其可以为键的行或列(图框602)。电子电路9可以使用伪随机数发生器和/或使用度追踪，以确定照亮触摸界面14中的哪些行或列。随后，用户可以在输入密码之前选择被照亮的区域(图框604)。在一些实施例中，用户选择的区域(例如键)的方向性并不重要，用户仅在线的端点开始而不是中点开始。当检测到被照亮的区域已经被相继地触摸时，磨损均衡完成(图框606)，随后用户可以输入密码以解锁EL。

考虑本实施例的示例，其中用户通过按压按钮来激活触摸界面14。在该示例中，如图8A所示，电子电路9基于伪随机数发生器和/或使用度追踪来照亮触摸界面14的对应于“1”、“2”和“3”键的区域。当检测到用户相继地触摸“1”、“2”和“3”键(或“3”、“2”和“1”键时)，磨损均衡完成，随后用户可以输入密码以解锁EL。考虑另一示例，如图8B所示，其中电子电路9照亮对应于“1”、“4”和“7”键的区域，且当用户相继地输入“1”、“4”和“7”键(或“7”、“4”和“1”键)时，磨损均衡完成。考虑又一示例，如图C所示，其中电子电路9照亮对应于“2”、“5”和“8”键的区域，且当用户相继地输入“2”、“5”和“8”键(或“8”、“5”和“2”键)时，磨损均衡完成。当输入被照亮区域的序列时，电子电路9可以照亮触摸界面14的所有区域，以指示磨损均衡动作完成。

图7示出了根据本发明的另一实施例的可由电子电路9执行的示例磨损均衡动作的步骤。在该实施例中，当激活触摸界面时(图框700)，电子电路9照亮触摸界面14的至少一个区域(图框702)。用户必须在预定的时间周期内触摸并保持被照亮的(多个)区域，以完成磨损均衡。当检测到被照亮的(多个)区域的该触摸和保持时(图框704)，磨损均衡动作完成(图框706)。

考虑本实施例的示例，其中用户通过按压按钮来激活触摸界面14。在该示例中，电子电路9照亮对应于“1”的区域。用户必须触摸并保持对应于“1”键的区域。在保持预定的时间周期之后，电子电路9将照亮触摸界面14的所有区域，以指示磨损均衡完成。考虑另一示例，其中电子电路9照亮多个区域，例如对应于“2”和“3”键的区域。在该示例中，用户将触摸并保持触摸界面14的对应于“2”和“3”键的区域。当到达预定的时间周期时，电子电路9将照亮触摸界面14的所有区域，以指示磨损均衡动作完成。

在另一实施例中，当激活触摸界面14时，电子电路9照亮触摸界面14的所有区域，除了将需要被触摸作为磨损均衡动作的至少一个键以外。用户必须触摸未被照亮的(多个)区域，以完成磨损均衡动作。考虑示例，其中电子电路9照亮所有的区域，除了对应于2和5键的区域以外。当用户触摸5键时，电子电路9将照亮该区域。在该示例中，未被照亮的剩余区域将对应于2键。一旦用户触摸对应于2键的区域，该区域将照亮并完成磨损均衡动作。

在又一实施例中，触摸界面14的一个或多个区域可以闪烁且必须被触摸以用于磨损均衡动作。这可以相继地完成，其开始于一个闪烁的区域，在触摸第一闪烁区域之后，将导致另一个闪烁区域，以此类推，直至磨损均衡动作完成。可替代地，多个闪烁区域可以呈现在触摸界面14上，其每一个将需要被触摸，以完成磨损均衡动作。考虑示例，其中对应于2键的区域闪烁。在用户触摸该区域之后，对应于5键的区域可以开始闪烁。在用户触摸对应于5键的区域之后，电子电路14可以开始闪烁对应于9键的区域。在用户触摸该区域之后，磨损均衡动作将完成。

虽然已经参照本发明的实施例描述了本发明，但是可以在本发明的精神和范围内对本发明进行进一步的修改。因此，本申请旨在使用其基本原理覆盖本发明的任何变化，使用或适配。此外，本申请旨在覆盖在本发明所属领域中的已知或惯例内的对本发明的偏离。