专利名称：锁具控制系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种锁具控制系统，尤指一种以数字调变/解调变处理收发的交换资料来控制锁具作开启或关闭动作的锁具控制系统。
背景技术：
为安全考虑，一般均会在建筑物的人员进出门设置有门锁。门锁种类很多，其中，机械式门锁的金属制钥匙容易被复制；磁卡式锁具控制系统的磁卡磁条则容易损坏而且磁卡卡片也容易复制；另，按键式门锁在使用者按数字时容易被周围的人发现所按下的数字号码，安全性较低。
此外，亦有以无线方式控制锁具的系统，其是在例如停车场闸道出入口，使用非接触式的IC卡锁具控制系统，虽然IC卡的复制不容易，但是感应的有效范围距离非常小，进出停车场闸道时，一定得摇下车窗才可有效感应。而在以调幅(AmplitudeMOdulatiOn，简称AM)和调频(Frequency Modulation，简称FM)的模拟式无线讯号传输方式的汽机车锁具控制系统中，调幅以振幅大小和调频以频率移动速度代表符号，两者需要的信号载波的频宽很大，遥控锁内可变化的编码数目和信号资料长度非常有限，并且存在着许多的易受杂讯干扰等问题难以克服。另外在以红外线技术等的光波波长变化方式实现的锁具控制系统中，其缺点在于操控时的指向性要求，发光光源和受光部必须点对点正面对准才能传输，容易被障碍物遮蔽。
发明内容
本发明的目的是在提供一种锁具控制系统，其以展频式数字调变和解调变技术处理收发的交换资料，具有受干扰影响小保密性高的特性，并且以加密、解密的手段保护资料，更增加系统的安全性与私密性。
为达成前述的目的，本发明的技术解决方案是提供一种锁具控制系统，以加密保护的手段传送讯息资料及以解密程式演算作内容比较判断，系统包含至少一电子钥匙，其可被启动而进行传送讯息资料，电子钥匙内储存数笔操作者资料，当使用者按键操作时，与按键相对应的记忆体内一笔操作者资料和加密用共享资料经过内部的加密程式演算后制作成讯息资料并被传送出去；以及至少一用以控制锁具的锁具控制模件，其收到讯息资料时，会将讯息资料和记忆体内的解密用共享资料以内部的解密程式演算制作成认证资料，然后再以内部的比对程式将认证资料和储存在记忆体内的认证表格资料一笔一笔的作内容比较判断，若有相同的资料通过认证时，锁具控制模件会依照验证比对结果，对锁具开关输出或切断电子信号作锁具的切换控制，并且写入发生时的动作和时间等提供管理用资料。
所述的锁具控制系统，其是以展频式数字调变/解调变(Modulation/Demodulation)处理收发的交换资料，电子钥匙发送讯息资料，使用基频的数字编码技术和数字至模拟转换技术，将编码过的无线讯号以射频发射，透过天线以电磁波的型态发射出去，接收端的射频和天线从空中接收的无线讯号，经过基频的模拟至数字的转换技术以及数字编码技术还原发送端的讯息资料。
所述的锁具控制系统，其在锁具控制模件的认证表格所存入的一笔资料，是以锁具控制模件相对应的电子钥匙内相同的一笔操作者表格资料内容、和相同的共享加密资料内容以相对应的电子钥匙内相同的加密程式演算，演算后所得到的讯息资料和锁具控制模件内的共享解密资料以其内部的解密程式作演算，演算后的资料内容才存入锁具控制模件记忆体的认证表格内。
所述的锁具控制系统，其电子钥匙的操作者表格存入不同内容的多笔资料，以对应复数个不同的锁具控制模件，锁具控制模件认证表格内也可存入多笔经过演算方法所得的用以验证比对用的认证资料与复数个不同的电子钥匙相对应。
所述的锁具控制系统，其无线讯号收发和展频式数字调变/解调变处理的单位以基频、射频和天线所组成。
所述的锁具控制系统，其基频的数字调变/解调变方式为直接序列调频展频(Direct Sequence Spread Spectrum)、宽带线性调频展频(ChirpSpread Spectrum)、跳频式调频展频(Frequency Hopping SpreadSpectrum)、跳时式调频展频(Time Hopping Spread Spectrum)、正交频率分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)和分组二进制卷积码(Packet Binary Convolutional Coding)的其中一种类型。
所述的锁具控制系统，其锁具控制模件内记忆体会写入执行过的控制内容和时间等进出入、使用状况的记录资料。
所述的锁具控制系统，其电子钥匙提供与外部机器连接用的信号线，供外部的资料输入系统更新电子钥匙记忆体内的操作者表格内容时使用。
所述的锁具控制系统，其锁具控制模件提供与外部机器连接用的信号线，供外部机器控制锁具和管理、维护系统时使用。
所述的锁具控制系统，其资料输入系统的外部机器可以透过信号输入讯息资料或认证资料的方式，对装有锁具控制模件的锁具作开关切换控制。
所述的锁具控制系统，其锁具控制模件记忆体内的认证表格内容、控制记录、共享解密资料的维护是由一外部管理系统透过信号线的连接方式或以无线讯号传输方式执行。
图1为本发明的锁具控制系统的第一种实施例；图2为本发明的电子钥匙和锁具控制模件搭配组合的示意图；图3为本发明的电子钥匙和锁具控制模件的一对多的组合示意图；图4为本发明的锁具控制系统的第二种实施例；图5为本发明的锁具控制系统的第三种实施例，其说明如何更新电子钥匙操作者表格资料内容；
图6为本发明的锁具控制系统的第四种实施例，其说明本锁具控制系统的管理和维护；图7为说明本发明在建筑物的运用例子；图8为说明本发明在机车的运用例子；图9为说明本发明在汽车的运用例子。
具体实施例方式
有关本发明的锁具控制系统，请先参照图1所示本发明的第一种实施例，其包括至少一电子钥匙10及至少一锁具控制模件30，在电子钥匙10中，电源19提供电路和各元件需要的电力，记忆体45储存了操作者表格22内必要的资料和共享加密资料23，键盘模件11供使用者操作时使用，传送控制21用以监控使用者操作动作传来的电子信号1，当电子信号1进入时，开始驱动必要的送信动作，首先传送控制21会读取操作者表格22内相对应的一笔资料，和共享加密资料23在加密程式24内作演算制作成讯息资料25，讯息资料25以基频50的数字调变26的编码技术和数字/模拟转换27的技术，转换成电磁波无线讯号2，射频28将编码过的无线讯号发射至空中，透过天线29发射出去。
在锁具控制模件30的构成中，电源44提供电路和各元件必要的电力，射频32和天线31接收空中的电磁波无线讯号2，在基频50作模拟/数字转换33和数字解调变34的编码处理以还原成讯息资料35，记忆体45储存了验证比对、动作控制用的认证表格39资料、共享解密资料36和记录控制动作、时间等的控制记录42，解密程式37将收到的讯息资料35和共享解密资料36作演算制作成认证资料38交给比对程式40处理，比对程式40再将认证资料38和认证表格39内的资料一笔一笔的作比较判断，若有相同的一笔资料通过认证时，依照验证比对结果，开关控制41会输出或切断控制电子信号5，对装有锁具控制模件30的锁具开关作切换控制，并且写入发生的动作和时间等提供管理用资料，留下控制记录42。
图2说明锁具控制模件30的认证表格39内所储存的认证资料是如何产生的。每一笔的资料是以锁具控制模件30相对应的电子钥匙10内操作者表格22、共享加密资料23以加密程式24演算，再以演算后的讯息资料与锁具控制模件30内的共享解密资料36以解密程式37再一次的演算，此连续的演算结果才存入认证表格39内，经过演算后储存认证资料的目的是为了和电子钥匙10作一对一搭配，此搭配方法让一电子钥匙10和一锁具控制模件30的组合是唯一的，不会重复。
图3说明储放在随机存取记忆体(RandomAcCeSSMemory，简称RAM)等记忆体内的操作者表格22和认证表格39的范例说明。电子钥匙10的操作者表格范例22a内存放了资料种类和资料内容，资料种类用以标示资料内容的属性，资料内容用以控制锁具。锁具控制模件30的认证表格范例39a内存放了控制动作和认证内容，通过了认证内容的验证比对后，开关控制41以控制动作的指示内容输出或切断控制电子信号5。一电子钥匙的操作者表格22存入不同内容的多笔资料以对应复数个不同的锁具控制模件30，一锁具控制模件30的认证表格39内以图2说明所述的方法存入多笔的认证资料以对应复数个不同的电子钥匙10，因此，电子钥匙10和锁具控制模件30可以是一对一的组合外，也可以是一电子钥匙10操作多个锁具控制模件30，或者一含有本锁具控制模件30的锁具可以对应复数个电子钥匙10等一对多的组合。
以下的图4、图5和图6，在数字调变/解调变处理、讯息资料和认证资料的演算、认证内容的验证比对，与前述的说明叙述相同，将省略重复部分。
图4的第二种实施例说明控制锁具的另一种方式。锁具控制模件30提供电子信号线与外部机器连接，外部资料输入系统51透过资料电子信号线7输入讯息资料35或认证资料38的方式，经外部输出入控制部43传送，以控制含有锁具控制模件30的锁具。
图5的第三种实施例是第一种实施例的功能扩充，说明如何更新电子钥匙10操作者表格22的资料内容。使用者以资料输入系统51的外部机器，透过资料电子信号线6更新储存在电子钥匙10操作者表格22的资料内容，当使用者操作键盘模件11时，系统会以更新过的资料处理。
图6的第四种实施例是第一种实施例的附加功能，说明本发明的锁具控制系统的管理和维护方式。锁具控制模件30提供电子信号线与外部机器连接，远端的管理系统52可以透过资料电子信号线7、外部输出入控制部43等的传送或电磁波无线讯号2传送的方式与锁具控制模件30连结，远端的管理系统52可以读取、更新、编辑、消除8在锁具控制模件30记忆体45内的认证表格39资料、共享解密资料36、控制记录42等的内容。
图7说明本发明在建筑物的运用例子，其说明以电子信号控制锁具的方式，提供以金属钥匙开门以外的另一种安全防护方法，可以和金属钥匙一起搭配或是单独使用对锁具作控制。建筑物60装上锁具控制模件30，使用者按下装有电子钥匙10的遥控器按键，与按键相对应的操作者表格22内一笔资料，以数字调变处理的电磁波无线讯号2发射出去，在有效距离内的锁具控制模件30经过数字解调变还原讯息资料35，经过内部的解密程式、比对程式等演算，资料通过了比对验证后，开关控制41送出开门的电子信号5，打开了进出门锁具61的开关。
图8说明本发明在机车的运用例子。装有锁具控制模件30的机车引擎启动锁具62，使用者使用装有电子钥匙10的遥控器，自动打开/关闭锁具的电源开关，有防止机车失窃的效果。
图9说明本发明在汽车的运用例子。使用者操作装有电子钥匙10的遥控器，可以自动打开/关闭汽车车门63，同时可以切换控制装有锁具控制模件30的汽车引擎启动锁具64内的电源开关，减低汽车失窃的机会。
权利要求
1.一种锁具控制系统，以加密保护的手段传送讯息资料及以解密程式演算作内容比较判断，其特征在于，系统包含至少一电子钥匙，其可被启动而进行传送讯息资料，电子钥匙内储存数笔操作者资料，当使用者按键操作时，与按键相对应的记忆体内一笔操作者资料和加密用共享资料经过内部的加密程式演算后制作成讯息资料并被传送出去；以及至少一用以控制锁具的锁具控制模件，其收到讯息资料时，会将讯息资料和记忆体内的解密用共享资料以内部的解密程式演算制作成认证资料，然后再以内部的比对程式将认证资料和储存在记忆体内的认证表格资料一笔一笔的作内容比较判断，若有相同的资料通过认证时，锁具控制模件会依照验证比对结果，对锁具开关输出或切断电子信号作锁具的切换控制，并且写入发生时的动作和时间等提供管理用资料。
2.如权利要求1所述的锁具控制系统，其特征在于，是以展频式数位调变/解调变(Modulation/Demodulation)处理收发的交换资料，电子钥匙发送讯息资料，使用基频的数字编码技术和数字至模拟转换技术，将编码过的无线讯号以射频发射，透过天线以电磁波的型态发射出去，接收端的射频和天线从空中接收的无线讯号，经过基频的模拟至数字的转换技术以及数字编码技术还原发送端的讯息资料。
3.如权利要求1所述的锁具控制系统，其特征在于，在锁具控制模件的认证表格所存入的一笔资料，是以锁具控制模件相对应的电子钥匙 内相同的一笔操作者表格资料内容、和相同的共享加密资料内容以相对应的电子钥匙内相同的加密程式演算，演算后所得到的讯息资料和锁具控制模件内的共享解密资料以其内部的解密程式作演算，演算后的资料内容才存入锁具控制模件记忆体的认证表格内。
4.如权利要求3所述的锁具控制系统，其特征在于，电子钥匙的操作者表格存入不同内容的多笔资料，以对应复数个不同的锁具控制模件，锁具控制模件认证表格内也可存入多笔经过演算方法所得的用以验证比对用的认证资料与复数个不同的电子钥匙相对应。
5.如权利要求1所述的锁具控制系统，其特征在于，无线讯号收发和展频式数字调变/解调变处理的单位以基频、射频和天线所组成。
6.如权利要求1所述的锁具控制系统，其特征在于，基频的数字调变/解调变方式为直接序列调频展频(Direct Sequence SpreadSpectrum)、宽带线性调频展频(Chirp Spread Spectrum)、跳频式调频展频(Frequency Hopping Spread Spectrum)、跳时式调频展频(Time HoppingSpread Spectrum)、正交频率分割多重(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)和分组二进制卷积码(Packet Binary Convolutional Coding)的其中一种类型。
7.如权利要求1所述的锁具控制系统，其特征在于，锁具控制模件内记忆体会写入执行过的控制内容和时间等进出入、使用状况的记录资料。
8.如权利要求1所述的锁具控制系统，其特征在于，电子钥匙提供与外部机器连接用的信号线，供外部的资料输入系统更新电子钥匙记忆体内的操作者表格内容时使用。
9.如权利要求1所述的锁具控制系统，其特征在于，锁具控制模件提供与外部机器连接用的信号线，供外部机器控制锁具和管理、维护系统时使用。
10.如权利要求1所述的锁具控制系统，其特征在于，资料输入系统的外部机器可以透过信号输入讯息资料或认证资料的方式，对装有锁具控制模件的锁具作开关切换控制。
11.如权利要求1所述的锁具控制系统，其特征在于，锁具控制模件记忆体内的认证表格内容、控制记录、共享解密资料的维护是由一外部管理系统透过信号线的连接方式或以无线讯号传输方式执行。
全文摘要
本发明为一种锁具控制系统，其将电子钥匙内经过加密程式演算制作的信息资料，以展频式数字调变处理，通过射频和天线发射出去。接收端输锁具控制模件通过射频和天线从空中收到的无线讯号以数字解调变处理还原成讯息资料，并且以解密程式演算制作成认证资料，再由比对程式与记忆体内的认证表格内容一笔一笔的验证比对，如有一致的资料，开关控制会输出或切断控制信号以对锁具作控制。本发明具有受干扰影响小保密性高的特性，并且以加密、解密的手段保护资料，更增加系统的安全性与私密性。
文档编号E05B49/00GK1512029SQ02158349
公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月27日 优先权日2002年12月27日
发明者陈荣裕 申请人:陈荣裕