专利名称：家用ic卡电脑门锁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用IC卡作为开门钥匙的门锁，尤其是一种家用IC电脑卡门锁。
普通家用机械门锁，存在更换锁芯困难，且一把钥匙只可以开一把门锁等缺点；而目前一些酒店和宾馆所用的IC卡门锁，其运作必须添置相应配置，如计算机、IC卡发行机、管理软件等，显然这种IC卡门锁不适合于一般家庭使用。
本实用新型的目的就是要克服普通机械门锁和酒店式IC卡门锁的缺点和不足，研制一种安全可靠，结构简单，使用方便的家用IC卡电脑门锁。突破性地将IC卡管理与门锁合二为一，使本门锁能适合一般家庭使用。
本实用新型是这样实现的一种家用IC卡电脑门锁，它具有一单片机U1，其中，所述的单片机U1其脚1端与由E4、R5构成的上电复位电路中的E4负极端相连接，U1的脚2端与门锁开关S1相连接； U1的脚3端经电阻R27与三极管BG11的基极端相连接；U1的脚4端、脚5端之间连接一个振荡频率为12Mhz的振荡器CR1；U1的脚6脚经电阻R26与三极管BG12的基极端相连接； U1的脚7端、脚8端、脚9端分别与IC卡的复位脚8端、时钟脚7端、数据脚4端相连接；U1的脚10端接地；U1的脚11端与由电容E1、E2、二极管D3、D4构成的整流滤波电路中的电容E1的正极端相连接；U1的脚12端与电源电压的采样电路中的电阻R4、R5的中间节点端相连接，U1的脚13端与电源电压的参考电压电路中的电阻R7、R8的节点端相连接；U1的脚14端经电阻R13与三极管BG5的基极端相连接，并且，还经电阻R11与三极管BG4的基极端相连接；U1的脚15端分别经电阻R9、R15与三极管BG3、BG6的基极端相连接；U1的脚16、17端分别与串行E-@PROM存贮器的脚6、5端相连接；U1的脚18、19端分别与发光二极管L1、L2的负极端相连接；U1的脚20端与直流电源VCC的节点端相连接。也就是说家用IC卡电脑门锁是以一片单片机U1为控制核心，它既可以读取IC卡中的数据来控制门锁动作，又具备对IC卡管理和发卡的功能，使IC卡门锁不需要计算机、IC卡发行机及管理软件的支持。突破性地实现IC卡管理与门锁合二为一，实现一张IC卡可以开多把门锁，一把门锁允许多张IC卡开启的家用IC卡电脑门锁。
本实用新型的优点是用此IC卡电脑门锁不需要依赖于PC机、IC卡发行机、及管理软件的支持。实现了以卡来管理卡，将IC卡管理与门锁合二为一，仅用一张管理卡就可以实现对门锁的管理。实现了一卡开多锁，多卡开一锁的功能。操作简便，所有操作均不超过10秒。能适合于家庭和一般的企事业单位的管理要求。
以下结合附图和实施例再对本实用新型作详细描述
图1是家用IC卡电脑门锁的电路工作原理图；图2是关于
图1的全程序流程图；图3是门锁专用化处理程序流程图；图4是门锁的功能按钮处理程序流程图；图5是关于门锁的设置管理卡程序流程图；图6是门锁的开门卡程序流程图；图7是门锁的随机数序列发生器的流程图；图8是门锁的管理卡处理程序的流程图。
由
图1并结合图2至图8本实用新型涉及一种家用IC卡电脑门锁，它具有一单片机U1，其中，所述的单片机U1其脚1端与由E4、R5构成的上电复位电路中的E4负极端相连接，U1的脚2端与门锁开关S1相连接；U1的脚3端经电阻R27与三极管BG11的基极端相连接；U1的脚4端、脚5端之间连接一个振荡频率为12Mhz的振荡器CR1；U1的脚6脚经电阻R26与三极管BG12的基极端相连接；U1的脚7端、脚8端、脚9端分别与IC卡的复位脚8端、时钟脚7端、数据脚4端相连接；U1的脚10端接地；U1的脚11端与由电容E1、E2、二极管D3、D4构成的整流滤波电路中的电容E1的正极端相连接；U1的脚12端与电源电压的采样电路中的电阻R4、R5的中间节点端相连接，U1的脚13端与电源电压的参考电压电路中的电阻R7、R8的节点端相连接；U1的脚14端经电阻R13与三极管BG5的基极端相连接，并且，还经电阻R11与三极管BG4的基极端相连接；U1的脚15端分别经电阻R9、R15与三极管BG3、BG6的基极端相连接；U1的脚16、17端分别与串行EPROM存贮器的脚6、5端相连接；U1的脚18、19端分别与发光二极管L1、L2的负极端相连接；U1的脚20端与直流电源VCC的节点端相连接。
上述的三极管BG3、BG5分别通过其集电极经电阻R17、R18连接一个由三极管BG7、BG8、BG9、BG10和微型直流马达M1构成的正、反转驱动电路。
上述的由电容E1、E2、二极管D3、D4构成的整流滤波电路，其二极管D3的负极端经电阻R3与三极管BG2的基极端相连接。
上述的电源电压采样电路中的电阻R4，其一端分别与集成电源DJE的脚2端、三极管BG1的集电极端相连接。当插入IC卡，卡座内开关闭合第1脚与第10脚接通到地，经D1、R2、三极管BG1导通，TL1050稳压输出5V电源，供系统工作，P3.1口可以检测到IC卡的插卡信号。
E4、R6组成上电复位电路，单片机上电复位后，由P3.7输出50HZ方波，经E1藕合后，由D3、D4、E2进行整流滤波，产生一直流电平，使BG2导通接地，保持系统供电，单片机处理结束后，终止P3.7的方波输出，BG2关断，抽出IC卡系统自动下电。
R4、R5和R8、R7分别为电源电压的采样电路和参考电压。采样电路，此两信号由P1.0、P1.1输入到单片机内部比较器进行比较，结果由内部引脚P3.6检测，判别电池是否欠压。S2为功能按键，本电路通过选择R3、R7的值使参考电压为4.5V左右，即P1.1的逻辑电平为1，若S2按下时，P1.1的逻辑电平为0。程序由S2的状态进行不同的处理。
插入IC卡后，P3.1变为低电平，三极管BG12导通，IC卡供电，单片机的P3.3、P3.4、P3.5分别与IC卡的复位、时钟和数据线相联，与IC卡进行数据交换。AT24C01是一个具有I2C总线接口的串行E2PROM存贮器，单片机通过P1.4、P1.5引脚与之进行通信存取系统数据。
原理图中M1表示的是一个微型直流马达，马达的运动将带动门锁内的电动插锁的动作。为提高马达驱动电路的工作效率，本电路采用分立元件组成，单片机由P1.2、P1.3两引脚的电平来控制马达运动。当P1.2为低电平时，三极管BG5关断，BG9关断，BGg关断，正向运动电路断开。同理，当P1.3为低电平时，三极管BG3关断，BG7关断、BG10关断，反向运动电路断开。之后当P1.2为高电平，P1.3为低电平时，三极管BG5导通、BG9导通、BG8导通，电机正向运动电路接通；当P1.2为低电平，P1.3为高电平时，三极管BG3导通、BG7导通、BG10导通，电机反向运动电路导通。若P1.2、P1.3同为高电平时，三极管BG4、BG6导通，分别将三极管BG3、BG5的基极钳位到低电平，而断开，整个马达驱动电路断开。
由此可以得出，若P1.2、 P1.3同时位高电平或同为低电平时，马达不运动。
若P1.2为高电平，P1.3为低电平时，马达正向运动。
若P1.2为低电平，P1.3为高电平时，马达反向运动。
S1为门锁开关，门锁执手转动时S1闭合，单片机由P3.0可以检测到是否开门进入。
L1、L2及SP分别为发光二极管和蜂鸣器，作为操作指示。
IC卡家用电脑门锁是通过一张管理卡来对门锁和IC卡来进行管理，其中IC卡分为四类，即新卡、管理卡、开门卡、非法卡。
①新卡是指从IC卡生产厂家购回，未作其它用途的IC卡，门锁可以对新卡进行识别并对其它进行初始化。
②管理卡具备管理标识的卡，管理卡能否控制某一个门锁，取决于它具有该门锁的管理密码。管理卡可以控制门锁的下列功能。
A.初始化开门卡即将新卡初始化为作开门用途的开门卡。
B.增加开门密码即向开门卡中增加本门锁的开门密码。
C.修改开门卡中的开门密码当门锁的开门密码改变后。本功能可以用新的开门密码取代原来的旧的开门密码。
D.修改门锁开门密码，原开门密码失效。
E.改变管理密码本功能可以改变IC卡和门锁的管理密码，使它们建立起新的对应，原开门密码失效。
③开门卡具有开门标识的卡，它能否打开某门，取决于开门卡中是否具有该门的开门密码；若有则可以打开该门。
④非法卡非上述三类卡，门锁均作非法卡识别、报警。家用IC卡电脑门锁具有两种状态即新锁和专用化锁。
新锁是指从厂家购回时，未进行专用处理的门锁。新锁内既无开门密码，也无管理密码。新锁必须经专用化处理后，才能使用。
专用化锁是指新锁经专用化处理后，门锁自身产生一个随机的管理密码，与管理卡对应。专用化锁只受到对应的管理卡的管理。
家用IC卡电脑门锁的IC卡可以是AT24xx系列及SLE44xx系列IC卡，具有高可靠性及高保密性。
家用IC卡电脑门锁是通过两个64位随机数序列来控制。一个作为管理密码，一个作为开门密码，基本过程如下①专用化处理将新卡插入新锁，IC卡初始化为管理卡，将管理密码记录到管理卡，使管理卡与门锁对应起来，同时门锁产生自身的开门密码，完成专用化过程。
②用对应的管理卡插入门锁，门锁就进入管理状态。处于此状态下，若插入新卡，则初始化为开门卡，并增加门锁的开门密码；若插入开门卡，则增加门锁开门密码。
若再次插入管理卡则修改管理密码，同时也改变门锁的开门密码。对于已改变开门密码的门锁，若插入原开门卡只是将旧开门密码更换为新的开门密码。
管理状态自拨出IC卡计起延10秒，在10秒有卡插入则重复上述过程，若在10秒内无卡插入，则管理状态自动终止该管理状态。
③开门处理插入开门卡，门锁检索卡内的开门密码，若检索到本锁的开门密码，即执行正常的开门操作。从安装家用IC卡电脑门锁的实施方式上讲，应遵循下述几项原则1.门锁专用化新门锁安装完毕，在投入使用前必须对门锁进行专用化处理。插入一张新IC卡，门锁会自动关上，待绿灯亮，蜂鸣器“嘀”一声响，门锁专用化处理完毕，可拨出IC卡。专用化过程会将新卡转化为管理卡，并用一列随机数写入同IC卡和门锁中，使管理与门锁对应。对于已专用化的门锁或非法卡，门锁会报警提示。
2.增加开门卡持对应的管理卡插入门锁内，待绿灯亮，蜂呜器“嘀”一声响，门锁进入管理状态，拨出管理卡，在绿灯继亮期间，插入新卡或开门卡，绿灯闪烁一下，待绿灯亮，蜂鸣器“嘀”一声，已将门锁的开门密码写入IC卡中，对于新卡还完成了初始化为开门卡的工作。拨卡后，绿灯继续亮10秒，若10秒无卡插入则终止本次管理状态。若在管理状态下插入非法卡，门锁会“嘀、嘀、嘀、嘀”报警，红灯亮，直到拨出非法卡，绿灯恢复，等待下一次。
3.更改密码由于卡片遗失等原因，造成门锁不安全，可以通过更换密码来废除原来开门密码，和废除管理卡等卡。
持对应的管理卡插入门锁，待绿灯亮，蜂鸣器“嘀”一声，门锁进入管理状态。拨出管理卡再次插入该管理卡，待绿灯再亮，蜂呜器“嘀”一声，已将门锁的管理密码和开门密码用两个新的随机数代替，并更换管理卡中的管理密码。这样，原管理卡的片被废除，同时本锁的所有开门卡均不可开门。此时拨出管理卡，插入开门卡，门锁会将IC卡中的旧开门密码用新的开门密码代替。
4.开门操作持具有对应门锁开门密码的开门卡，插入门锁，待绿灯亮，蜂鸣器“嘀”一声。电动插销已打开，转动执手，可开门，当执手还原后，电动插销自动关闭，若在10秒无开门动作，电动插销自动关闭。
5.更换管理卡按住门锁内的功能键，插入具有该门锁开门密码的开门卡，待绿灯亮，蜂鸣器“嘀”一声，即把开门卡转换成管理卡，原管理密码和开门密码都由新的随机数序列代替，原管理失效。
6.清除门锁按住门锁内的功能键，插入该门锁对应的管理卡，待绿灯亮，蜂鸣器“嘀”一声，清除门锁内的所有信息和IC卡中所有信息，门锁还原成新锁。关于程序流程图的释义是这样的1.主程序当IC卡首次插入门锁，开始主程序流程。主程序完成下列工作①锁定系统供电，并初始化系统。
②欠压检测和欠压报警。
③新锁检测，若为新锁则执行门锁专用化处理程序。
④检测IC卡片类型，根据插入卡片类型执行相应处理程序。
⑤检查执行结果，作出正确指示/错误报警。
⑥等待IC卡拨出后，系统自动下电，本过程结束。
2.管理卡处理程序在主程序中若检测到插入的IC卡为管理卡，则调用管理卡处理程序。本程序主要完成下列工作①确认管理卡密码是否正确，不正确则退出本程序。
②等待重新插入IC卡，若在10秒内无卡插入则自动退出本程序。
③检测IC卡类型，若插入的是新卡，则初始化为开门卡并记录本锁的开门密码。若插入的是开门卡，则执行向IC卡中增加开门密码或更换开门密码。若插入的本门锁的管理卡，则执行更换门锁密码工作。
④检查执行结果，作出正确指示/错误报警。
⑤转向②重新执行下一个循环。
3.开门卡处理程序在主程序中若检测到为开门卡，则执行开门卡处理程序。本程序主要完成下列工作。
①搜索IC卡是否有本门锁的开门密码，若无本门锁的开门密码则退出本程序。
②执行打开门锁电动插销。
③检查是否门锁执手压下一欠，若执手压下一次则执行下一步，若10秒内检查不到门锁的执手压下则执行下一步。
④执行关闭门锁电动插销。
4.专用化门锁程序若门锁为新锁初次使用时，则执行专用化门锁处理程序。本程序主要完成下列工作。
①检查插入的IC卡是否为新卡，若IC卡不是新卡则退出本程序。
②初始化新卡为管理卡。
③产生一随机数序列，作为本锁管理密码，保存在IC卡和门锁中。
④产生一随机数序列，作为本锁开门密码。
5.功能按钮处理程序本程序主要完成将开门卡转换为管理卡或清除门锁信息的功能。
6.随机数程序能够产生一个65位的随机数序列。
权利要求1.一种家用IC卡电脑门锁，具有一单片机U1，其特征是所述的单片机U1其脚1端与由E4、R6。构成的上电复位电路中的E4负极端相连接，U1的脚2端与门锁开关S1相连接；U1的脚3端经电阻R27与三极管BG11的基极端相连接；U1的脚4端、脚5端之间连接一个振荡频率为12Mhz的振荡器CR1；U1的脚6脚经电阻R26与三极管BG12的基极端相连接；U1的脚7端、脚8端、脚9端分别与IC卡的复位脚8端、时钟脚7端、数据脚4端相连接；U1的脚10端接地；U1的脚11端与由电容E1、E2、二极管D3、D4构成的整流滤波电路中的电容E1的正极端相连接；U1的脚12端与电源电压的采样电路中的电阻R4、R5的中间节点端相连接，U1的脚13端与电源电压的参考电压电路中的电阻R7、R8的节点端相连接；U1的脚14端经电阻R13与三极管BG5的基极端相连接，并且，还经电阻R11与三极管BG4的基极端相连接；U1的脚15端分别经电阻R9、R15与三极管BG3、BG6的基极端相连接；U1的脚16、17端分别与串行EPROM存贮器的脚6、5端相连接；U1的脚18、19端分别与发光二极管L1、L2的负极端相连接；U1的脚20端与直流电源VCC的节点端相连接。
2.根据权利要求1所述的家用IC卡电脑门锁，其特征是上述的三极管BG3、BG5分别通过其集电极经电阻R17、R18连接一个由三极管BG7、BG8、BG9、BG10和微型直流马达M1构成的正、反转驱动电路。
3.根据权利要求1所述的家用IC卡电脑门锁，其特征是上述的由电容E1、E2、二极管D3、D4构成的整流滤波电路，其二极管D3的负极端经电阻R3与三极管BG2的基极端相连接。
4.根据权利要求1所述的家用IC卡电脑门锁，其特征是上述的电源电压采样电路中的电阻R4，其一端分别与集成电源DJE的脚2端、三极管BG1的集电极端相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种家用IC卡电脑门锁，该门锁是一单片机U
文档编号E05B63/00GK2356104SQ9825003
公开日1999年12月29日 申请日期1998年12月11日 优先权日1998年12月11日
发明者胡志军 申请人:胡志军