专利名称：智能门锁装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及固定建筑物的门锁装置，尤其涉及采用单片微计算机控制从而具有人工智能的建筑物门锁装置。
现有的IC卡门锁装置是由IC卡作为钥匙插入安装在门扇外的读卡器，再由锁内微处理器(CPU)识别IC卡密码，确认IC卡合法后，吸动锁内继电器，再转动门锁上的把手把门打开。IC卡锁在安全防盗性能方面比传统的机械门锁已进了一大步。但IC卡作为钥匙，存放和使用都不太方便，当IC卡锁的电池电力不足时，IC卡便无法打开门锁；特别是更改密码及配钥匙时必须借助电脑及IC卡读写器，使得IC卡锁只在联网的酒店或大厦使用，难以普及到一般的家庭。
本实用新型的目的在于克服上述现有IC卡门锁装置的不足之处而提供一种安全可靠，具有语音提示和报警功能，且能在本锁内不借助其他工具随时配钥匙和修改密码的智能门锁装置。
为达到上述目的，本实用新型的智能门锁装置包括略作改动的普通机械门锁、钥匙、安装在机械门锁内的电路板和电池组，电路板包括单片微计算机系统、锁头钥匙读/写码电路、锁芯继电器电路、锁芯密码存储器电路、收信模/数转换电路、发信数/模转换电路、开锁、内保险感应开关(SB)、自动修改密码开关(K1)、自动配钥匙开关(SA)、电话接口电路、红、绿指示灯和蜂鸣器电路；
单片微计算机系统含有单片微机D1和固化在D1内的软件程序P，指挥控制上述其他电路工作，使所述门锁装置具有随机自动配钥匙功能、自动修改密码功能、语音提示功能和联网防盗功能；上述各电路都同单片微机系统有电连接，其中锁头钥匙读/写码电路和锁芯密码存储器电路同微机系统之间是多线双向连接，信号流在两个方向流动；收信模/数转换电路、开锁及内保险感应开关SB、自动修改密码开关K1、自动配钥匙开关SA的输出端连至单片微计算机系统的输入端口；发信数/模转换电路、锁芯继电器电路、红绿指示灯、蜂鸣器电路和电话线接口电路则是把输入端接至单片微计算机系统的输出端口；而电话接口电路的部分输入端接发信数/模转换电路的输出端，部分输出端接收信模/数转换电路的输入端；电话接口电路的输出端A和B接入电话线或电脑网络以便对所述门锁装置进行远程监控。
钥匙包括钥匙体及安装在其前的存储芯片D2，当钥匙体插入机械门锁的锁芯内时，储存芯片D2的触脚与锁头钥匙读/写码电路中相应的触脚电连接，电源导通，单片微计算机系统读取储存在芯片D2和锁芯密码存储器电路中的密码并相互比较，如果密码一致，单片微机系统将指挥锁芯继电器电路吸动电磁铁铁芯运动，从而带动机械门锁的相关部件作开锁动作，并同时把门锁装置的状态信息传递给电话接口电路、红绿指示灯和蜂鸣器电路，让其作相应的声音、图像显示。
钥匙还包括备用电池及其按纽开关，当钥匙被插入机械门锁的锁芯时，若按下按纽开关，备用电池将代替电池组为整个智能门锁装置提供电源。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型智能门锁装置的结构示意图；图2是所述锁芯11的结构示意图；图3是所述电路板3的逻辑方框图；图4是所述电路板3的电路原理图；图5是所述钥匙2的结构示意图；图6是所述软件P的工作流程图。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型智能门锁装置的结构示意图，智能门锁装置包括略作改动的普通机械门锁1、钥匙2、安装在机械门锁1内的电路板3和电池组4；机械门锁1与普通的机械锁结构相类似，包括锁芯11、旋片12、拨片13、锁舌14和电磁铁15等部件，锁芯11的结构如图2所示。当合法的钥匙2插入锁芯11时，电源导通，电路板3中的继电器吸动电磁铁芯作脱离动作，开锁者在4秒钟内旋转钥匙带动旋片12旋转，旋片12再拨动拨片13旋转并将锁舌14向后推动开门。
电路板3包括单片微计算机系统31、锁头钥匙读/写码电路32、锁芯继电器电路33、锁芯密码存储器电路34、收信模/数转换电路35、发信数/模转换电路36、开锁及内保险感应开关37(SB)、自动修改密码开关38(K1)、自动配钥匙开关39(SA)、电话接口电路40、红绿指示灯41和蜂鸣器电路42，如图3所示。单片微计算机系统31含有单片微机311(D1)和固化在D1内的软件程序P，指挥控制上述其他电路工作，使所述门锁装置具有随机自动配钥匙功能、自动修改密码功能、语音提示功能和联网防盗功能。上述各电路32～42都同单片微计算机系统31有电连接，其中锁头钥匙读/写码电路32和锁芯密码存储器电路34同微机系统31之间是多线双向连接，信号流在两个方向流动；收信模/数转换电路35、开锁及内保险感应开关37(SB)、自动修改密码开关38(K1)、自动配钥匙开关39(SA)的输出端连至单片微机系统31的输入端口；发信数/模转换电路36、锁芯继电器电路33、红绿指示灯41、蜂鸣器电路42和电话线接口电路40则是把输入端接至单片微机系统31的输出端口；而电话接口电路40的部分输入端接发信数/模转换电路36的输出端，部分输出端接收信模/数转换电路35的输入端；电话接口电路40的输出端A和B接入电话线或电脑网络以便对所述门锁装置进行远程监控；图4是所述电路板3的电路原理图，由于图面太大，图4分成图4-1和图4-2。所述锁头钥匙读/写码电路32包括芯片321(D4)，用于读写钥匙2的密码，是钥匙2与电路板3的接口电路，其VCC端口经过开关KC接电池组4，GND端口接收信模/数转换电路35的输入端，SDA和SCL端口分别接单片机D1的1、2号脚。
所述锁芯密码存储器电路34包括芯片341(D3)，电阻R11，用于储存本锁密码、多把钥匙序号管理码和开锁记录，芯片D3的SCL、CLK脚分别与单片微机D1的3、4号脚相连接，WP脚接自动修改密码开关38，A0、A1、A2、GND脚并联后接地线，VCC脚接锁芯继电器电路33和电源。
所述收信模/数转换电路35包括芯片351(N1)、电阻R1～R3、电容C1～C4；用于联网时接收控制总台发出的修改密码、开始或暂停使用等信号。芯片N1的11～14号脚与单片微机D1的39、38、37、36号脚相连接，10号脚与18号脚并联后接入发信数/模转换电路36，3号脚经电阻R1后与2号脚并联，再经电阻R2、电容C3接入电话接口电路40，7、8、9号脚接由电容C1、C2和晶体B组成的晶振电路后再接入锁头钥匙读/写码电路32和发信数/模转换电路36。
所述发信数/模转换电路36包括芯片361(D4)，电阻R5，电容C5～C6，用于自动拨号发警报信号或联网时的发信通迅。芯片D4的6、5、1号脚分别与单片微机D1的32～34号脚相连接，2号脚经电容C6后分支5路分别接入单片微机D1的19号脚，4号脚经电容C5接收信模/数转换电路35，7号脚经电阻R5接电话接口电路40。
所述电话接口电路40包括三极管Q1、Q3～Q5，二极管V1～V4，Z1～Z2，电阻R4、R7～R10，电容C7，三极管Q3～Q5的发射极分别经电阻R6、二极管V5后并联接入地线和发信数/模转换电路36，Q5的基极经电阻R4接单片微机D1的21号脚，Q3的基极接发信数/模转换电路36，二极管V1～V4组成桥式整流回路，桥式整流回路中的A、B接线端连接电话线或电脑网络。
所述锁芯继电器电路33包括继电器331(J)、三极管Q2和电阻R12、R15；三极管Q2的发射极接地，基极依次与电阻R15、R12、继电器J串联，最后接入三极管Q2的集电极；电阻R15、R12之间的连线接单片微机D1的5号脚，继电器J与电阻R12之间的线段接锁芯密码存储器电路34和锁头钥匙读/写码电路32。
所述蜂鸣器电路42包括扬声器B、三极管Q6、电阻R13、R14；三极管的发射极接地，集电极经扬声器B接入红绿指示灯41，基极经电阻R14、R13接入锁芯继电器电路33和锁芯密码存储器电路34，R13、R14之间的线段接单片微机D1的6号脚。
所述红绿指示灯(41)包括发光二极管L1、L2和电阻R16、R17，发光二极管L1、L2分别接单片微机D1的8号和7号脚。
开锁及内保险感应开关SB感应识别开锁或内保险(反锁)动作；自动修改密码开关K1用于打开锁芯存储芯片写保护并自动同时启动修改钥匙及及锁内密码功能；自动配钥匙开关SA用于启动系统的自动配钥匙功能。
图5是钥匙2的结构示意图，它包括钥匙体21及安装在钥匙体插入锁芯部分的储存芯片22(D2)、备用电池23、按纽开关24、电池线25、阳极触片26和阴极触片27，当钥匙体21插入机械门锁1的锁芯11内时，储存芯片D2的触脚与锁头钥匙读/写码电路32中相应的触脚电连接，电源导通，单片微计算机系统31读取储存在芯片D2和锁芯密码存储器电路34中的密码并相互比较，如果密码一致，单片微计算机系统31将指挥锁芯继电器电路33吸动电磁铁铁芯运动，从而带动机械门锁1的相关部件作开锁动作，并同时把门锁装置的状态信息传递给电话接口电路40、红绿指示灯41和蜂鸣器电路42，让其作相应的声音、图像显示。
现有的IC卡锁当电池电量不足时，必须借助专用工具把门打开，非常麻烦。而本实用新型装置当电池组4电量不足开不了锁时，可在钥匙2插入机械门锁1的锁芯11后，按下按纽开关24，备用电池23将将被接入电路代替电池组4为整个智能门锁装置提供电源。
固化在单片机D1内的软件程序P，指挥控制上述其他电路工作，使所述门锁装置具有随机自动配钥匙功能、自动修改密码功能、语音提示功能和联网防盗功能。图6是所述软件P的工作流程图，各种功能操作的流程如下开锁(图6-1)把钥匙2插入机械门锁1的锁芯11，单片微计算机系统31读取钥匙芯片D2的密码和锁芯密码存储器电路34中的密码并相互比较，如果密码一致，红绿指示灯41中的绿灯亮，蜂鸣器B叫一声，芯继电器电路33吸动电磁铁铁芯运动，从而带动机械门锁1的相关部件作开锁动作，感应开关SB使继电器J还原，门锁装置的状态信息通过发信数/模转换电路36和电话接口电路40传递给主人或电脑总台；如果密码不一致，红绿指示灯41中的红灯亮，蜂鸣器B发报警声，门锁装置的状态信息也是通过发信数/模转换电路36和电话接口电路40传递给主人或电脑总台。
配钥匙(图6-3)；闭合自动配钥匙开关SA，接着插入能开本锁的钥匙2，红绿指示灯41中的绿灯亮，蜂鸣器B叫一声，然后拔出钥匙2，再插入要配的钥匙，红绿指示灯41中的绿灯又亮，蜂鸣器B再叫一声，表明配钥匙成功，拔出新配的钥匙，还原配匙开关SA。
修改密码(图6-2)闭合自动修改密码开关K1，插入钥匙2，单片微计算机系统31读取钥匙芯片D2的密码和锁芯密码存储器电路34中的密码并相互比较，如果密码一致，单片微计算机系统31随机产生一个密码，并把随机产生的新密码写入钥匙芯片D2和锁芯密码存储器电路34中，接着红绿指示灯41中的绿灯亮，蜂鸣器B叫一声，表明钥匙2的密码已被修改，然后拔出钥匙2，还原自动修改密码开关K1；如果比较结果密码不一致，表明使用了非法钥匙，此时红绿指示灯41中的红灯亮，蜂鸣器B发报警声。
上述的配钥匙和修改密码两个过程都是在本锁内进行，无需借助任何外来工具，而且重码率几乎为零(43亿分之一)，非常安全可靠。如果某人所有的门锁都使用本实用新型的智能锁，那么他将能避免象一般人一样要携带许多把钥匙，他完全可以把他所有的门锁都设置成同一个密码，这样他只要携带一把钥匙就够了，而且只要他认为有必要，他可以很方便地更改钥匙的密码。
与现有技术相比，本实用新型的智能门锁装置具有如下优点具有语音提示和报警功能，能在本锁内不借助其他工具很方便地配钥匙和修改密码，而且重码率几乎为零；当锁内电池组电量不足时，还可以使用钥匙内的备用电池开锁，安全可靠。
本实用新型装置实施例所用主要元、器件型号、参数如下电路符号 名称规格型号D1， 单片微机，8051；D2， 钥匙芯片，AT24C01；D3， 锁芯密码存储器， AT2401；D4， 芯片，HT9200；N1， 芯片，HT9170；Q1， 三极管， 1013；Q2～Q6， 三极管， 8050；V1～V4， 二极管1N4004；Z1， 稳压二极管110V；Z2， 稳压二极管3.9V；电路符号 名称 规格型号L1，发红光二极管指示灯；L2，发绿光二极管指示灯；R1～R19， 电阻；C1，C4电容，0.1μ；C2～C3， 电容，20P；C7，C9， 电容，104P；C5～C6， 电容，104P；K1，双刀开关；SA，单刀开关；SB，按纽开关；J， 继电器， 6V；B， 蜂鸣器。
权利要求1.一种智能门锁装置，包括略作改动的普通机械门锁(1)、钥匙(2)、安装在机械门锁(1)内的电路板(3)和电池组(4)，其特征在于电路板(3)包括单片微计算机系统(31)、锁头钥匙读/写码电路(32)、锁芯继电器电路(33)、锁芯密码存储器电路(34)、收信模/数转换电路(35)、发信数/模转换电路(36)、开锁及内保险感应开关(37)(SB)、自动修改密码开关(38)(K1)、自动配钥匙开关(39)(SA)、电话接口电路(40)、红绿指示灯(41)和蜂鸣器电路(42)；单片微计算机系统(31)含有单片微机(311)(D1)和固化在(D1)内的软件程序P，用以指挥控制其他电路工作；上述各电路(32)～(42)都同单片微计算机系统(31)有电连接，其中锁头钥匙读/写码电路(32)和锁芯密码存储器电路(34)同微机系统(31)之间是多线双向连接，信号流在两个方向流动；收信模/数转换电路(35)、开锁及内保险感应开关(37)(SB)、自动修改密码开关(38)(K1)、自动配钥匙开关(39)(SA)的输出端连至单片微机系统(31)的输入端口；发信数/模转换电路(36)、锁芯继电器电路(33)、红绿指示灯(41)、蜂鸣器电路(42)和电话线接口电路(40)则是把输入端接至单片微计算机系统(31)的输出端口；而电话接口电路(40)的部分输入端接发信数/模转换电路(36)的输出端，部分输出端接收信模/数转换电路(35)的输入端；电话接口电路(40)的输出端A和B接入电话线或电脑网络以便对所述门锁装置进行远程监控；钥匙(2)包括钥匙体(21)、及安装在其前的存储芯片(22)(D2)、备用电池(23)及其按纽开关(24)(SB)，当钥匙体(21)插入机械门锁(1)的锁芯(11)内时，存储芯片(22)(D2)的触脚与锁头钥匙读/写码电路(32)中相应的触脚电连接；。
2.根据权利要求1所述的智能门锁装置，所述锁头、钥匙读码写码电路(32)包括芯片(321)(D4)，是钥匙(2)与电路板(3)的接口电路，其VCC端口经过开关KC接电池组(4)，GND端口接收信模/数转换电路(35)的输入端，SDA和SCL端口分别接单片机(D1)的1、2号脚。
3.根据权利要求1所述的智能门锁装置，所述锁芯密码存储器电路(34)包括芯片(341)(D3)，电阻R11，用于储存本锁密码、多把钥匙序号管理码和开锁记录，芯片(D3)的SCL、CLK脚分别与单片微机(D1)的3、4号脚相连接，WP脚接自动修改密码开关(38)，A0、A1、A2、GND脚并联后接地线，VCC脚接锁芯继电器电路(33)和电源。
4.根据权利要求1所述的智能门锁装置，所述收信模/数转换电路(35)包括芯片(351)(N1)、电阻R1～R3、电容C1～C4，芯片(N1)的11～14号脚与单片微机(D1)的39、38、37、36号脚相连接，10号脚与18号脚并联后接入发信数/模转换电路(36)，3号脚经电阻R1后与2号脚并联，再经电阻R2、电容C3接入电话接口电路(40)，7、8、9号脚接由电容C1、C2和晶体X组成的晶振电路后再接入锁头钥匙读/写码电路(32)和发信数/模转换电路(36)。
5.根据权利要求1所述的智能门锁装置，所述发信数/模转换电路(36)包括芯片(361)(D4)，电阻R5，电容C5～C6，芯片(D4)的6、5、1号脚分别与单片微机(D1)的32～34号脚相连接，2号脚经电容C6后分支5路分别接入单片微机(D1)的19号脚，4号脚经电容C5接收信模/数转换电路(35)，7号脚经电阻R5接电话接口电路(40)。
6.根据权利要求1所述的智能门锁装置，所述电话接口电路(40)包括三极管Q1、Q3～Q5，二极管V1～V4，Z1～Z2，电阻R4、R7～R10，电容C7，三极管Q3～Q5的发射极分别经电阻R6、二极管V5后并联接入地线和发信数/模转换电路(36)，Q5的基极经电阻R4接单片微机(D1)的21号脚，Q3的基极接发信数/模转换电路(36)，二极管V1～V4组成桥式整流回路，桥式整流回路中的A、B接线端连接电话线或电脑网络。
7.根据权利要求1所述的智能门锁装置，所述锁芯继电器电路(33)包括继电器(331)(J)、三极管Q2和电阻R12、R15；三极管Q2的发射极接地，基极依次与电阻R15、R12、继电器(J)串联，最后接入三极管Q2的集电极；电阻R15、R12之间的连线接单片微机(D1)的5号脚，继电器(J)与电阻R12之间的线段接锁芯密码存储器电路(34)和锁头钥匙读/写码电路(32)。
8.根据权利要求1所述的智能门锁装置，所述蜂鸣器电路(42)包括扬声器B、三极管Q6、电阻R13、R14；三极管的发射极接地，集电极经扬声器B接入红绿指示灯(41)，基极经电阻R14、R13接入锁芯继电器电路(33)和锁芯密码存储器电路(34)，R13、R14之间的线段接单片微机(D1)的6号脚。
专利摘要本实用新型公开了一种智能门锁装置,它包括略作改动的普通机械门锁1、钥匙2、安装在机械门锁1内的电路板3和电池组4;电路板3包括:与单片微计算机系统31双向连接的锁头钥匙读/写码电路32和锁芯密码存储器电路34、收信模/数转换电路35、发信数/模转换电路36、电话接口电路40和锁芯继电器电路33;本实用新型装置具有语音提示和报警功能,能在本锁内不借助其他工具很方便地配钥匙和修改密码;安全可靠,非常适合在家庭、酒店和办公室使用。
文档编号E05B37/20GK2362979SQ9823467
公开日2000年2月9日 申请日期1998年7月15日 优先权日1998年7月15日
发明者朱旗, 王惠诚 申请人:深圳蛇口诚意机电设备有限公司