专利名称：电脑密码保险柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种用单片计算机控制的电子密码保险柜，是一种用于企事业单位及家庭等场所使用的，用户可自编密码的多功能电子密码保险柜。
目前保险柜技术及产品有很多，不仅有大量的机械密码锁保险柜，也有不少电子密码保险柜，它是一种机电相结合的控制装置，其技术设计不同，功能效果也不相同。就电子密码保险柜来说，目前我国特别是中国专利文献公开的已有技术中大多数是由逻辑电路组成，也有采用专用的密码芯片的，功能比较简单，编码容量少，保密性低，而且外围线路复杂，抗干扰性能差。CN92246130专利公开的“高档电脑保险框”，是采用微电脑技术的电子密码保险柜，其电路由微处理器、编码/启锁识别电路、密码输入电路、密码存取电路、启锁执行电路、动作显示电路、抗扰复位电路、互频逆变电路、逆变互控电路、低压封闭电路、稳压电源电路等相互连接组成，具有用户自编码，不必备用电池，断电密码不失，误码自锁功能，设有抗干扰和防误动措施，但其没有报警功能，没有显示器，不能显示输入数码、锁闭状态、开启状态、不能显示系统各种错误信息状态、操作不透明，电路较复杂，成本较高。对于电子产品来说，每一种产品有其自己的设计思想和设计特点，电子电路的设计多种多样，所以不能简单的对电子保险柜现有技术进行硬性的好坏评说，但已有技术也并非理想。
本实用新型的目的是提供一种电子保险柜，提供一种用单片计算机控制的，具有良好功能和可靠性的电子密码保险柜。
本实用新型的设计方案是通过键盘输入密码，由显示器显示输入、锁闭、开启及各种系统错误信息状态，若输入密码正确，打开保险柜，否则做一次错误输入处理，当连续输入错误码超过限定次数时，装置自动进入延时状态并锁闭所有的键盘输入，当箱体受到振动或移动时，装置发出报警，在无外部电源供电时，装置有后备电源支持工作。实现上述控制，该装置有如下的控制和功能1、可自编输入(或设置)108范围内的任意一密码，实现1亿组密码号的不重复概率；2、有抗干扰防误动措施功能；3、能在无任何电源的条件下保存输入锁存的密码号；4、能稳定正确地检测保险柜门的合上和打开状态；5、能检测保险框锁头的锁合和开启状态；6、能检测报警箱体的移动和振动，控制报警器的开和关；7、后备电池的全自动充电、供电、低电压检测和指示功能。
本实用新型电子保险柜，包括有机械箱体和电子控制装置构成，箱体上设有电控机械锁具装置，电子控制装置其包括有单片微处理器、显示器、存贮器、键盘、I/O转换口、柜门态检测电路、锁状态检测电路、锁具电机驱动电路、报警驱动电路、报警检测电路、复位抗干扰电路、后备电池电压检测电路、电源电路组合联接构成，电源电路由整流稳压电路、后备电池自动供电电路构成。
上述电子控制装置中，由三态门构成I/O转换口，设置于柜门态检测电路、锁状态检测电路和键盘之间，由单片机的一指令输出线控制三态门的状态，选择输入状态检测信号或键盘信号；报警检测电路为连接于单片机I/O线设置在柜体内的万向水银开关K5；锁具电机驱动电路、报警驱动电路分别受单片机的两指令输出线控制，予以相应动作；复位抗干扰电路是与单片机复位端相连的电压比较电路；后备电池电压检测电路是以后备电池电压为检测对象，向单片机输入检测信号，由单片机发出指令驱动报警驱动电路；本实用新型的电源电路采用备用电池自动供电的电路设计，通过单向管实现市电或后备电池的供电选择，其中后备电池自动供电电路包括连接于单向管后端的浮充电路和后备电池；本实用新型还选择液晶显示器作为显示元件，显示柜门、锁状态、输入码等其它系统状态信息。
图1是本实用新型柜体结构示意图。其中1-柜体，2-柜门，3-键盘，4-显示器，5-锁具机构装置。
图2是本实用新型电子控制装置电路结构方框图。
图3是本实用新型电子控制装置电路原理图。
图4、5是后备电池自动供电电路图。
本实用新型如图2所示，主控元件选用MCS-51系列单片机，其存储器选用24LC系列，其显示器选用八位液晶显示器，均以串行方式与单片机相连，由单片机的一I/O线P3.0输出串行数据信号，再分别由单片机的两I/O线P3.7、P3.2向存储器输出时钟和WR控制信号。
本实施例中的键盘为十二只按键键盘，与单片机的七条I/O线P1.0～P1.6相连，其中，为节省硬件布置，利用由三态门F1-F3构成的I/O转换口使其中四条键盘信号线实现第二种功能，即键盘中的四条信号线G、F、E、D再分别分配给锁状态检测电路的两检测开关K1、K2、门状态检测电路的开关K3，来完成机械状态检测功能；三态门的控制线与单片机的一条I/O线P1.7相连，通过P1.7输出指令统一控制其悬浮或导通状态，实现键盘信号输入和检测信号的输入。锁状态检测是用来检测保险箱柜的锁头机构是锁闭门态还是或开启门态的，它由两个安装在柜体上的触压开关K1、K2构成，当锁杆横向位移到打开位置时，由锁具传动部件触压打开开关K1闭合、锁闭开关K2抬起，此时P1.0、P1.1为0、1；反之，开关K1抬起、K2闭合，则P1.0、P1.1为1、0。门状态检测是用来检测当前柜门是处于打开还是闭合状态的，由设置在门框部位的一个触压开关K3构成。
本实施例中，设置有后备电池低电压/箱具移动/振动报警驱动电路和锁具电机驱动电路，这两个电路均是由电压比较放大电路V1、V2和三极管Q1、Q2驱动电路组成，两电路反相端设有共同基准电压VREF，由单片机的I/O线P3.5、P3.4分别与两电路的电压比较电路V1、V2的正相端连通，其输出分别驱动报警器B和锁具电机D。
本实用新型的实施例中为防止电源电压波动而产生的干扰，在单片机的复位端RESET设有一复位抗干扰电路，其组成为输出端与单片机RESET相连的电压比较器V3和连接于电源与电压比较器V3反相端之间的RC延时电路，在比较器V3的正相端设有一基准电压构成。当电源电压VCC正常时，RESET保持高电平无效状态；当电源电压突然畸高时，经延时电路使比较器V3的输出端转为低电压，保护整个设备。
为使用方便，为上述电子设备提供电能源的电源电路采用可自动选择备用能源的设计方式，即本实用新型的电源电路如图3所示，包括交流整流稳压电路和后备电池自动供电电路，其中后备电池自动供电电路是由连接于稳压输出端的单向二极管D及并于单向管D负极端的后备充电电池组成，当以市电提供工作能源时，一方面向用电设备提供稳定电压，同时又对后备电池进行充电，当放弃市电电源时，因二极管的反向作用，可由后备电池自动承担起提供能源的作用。后备电池自动供电电路的另一种实施方式为如图4所示，在单向二极管后连接有对应与其并连的三极管的PN结电压的并连电路，开关管的基极偏置电路与稳压输出端相连，当市电供电时，一方面因开关管T截止，经整流稳压、二极管D及压降管D1、D2给用电设备提供能源，同时又为后备电池充电；当放弃市电电源时，PNP开关管T因基极电压降低而导通，后备电池开始自动提供工作电压。
在上述电源电路中，为知晓后备电池的供压状况，其中还设有电池电压检测电路。该检测电路的检测信号来源于后备电池电压的R1、R2分压电路，基准信号来源于接于电源电压的稳压二极管WD的稳压电路，两信号经比较放大电路V4向单片机的一I/O线P1.3输入检测结果，当后备电池电压低于基准电压时，经单片机处理由P3.5线向报警驱动电路输出指令信号，启动报警器B报警。
本单片机的互作程序为启动，由单片机首先经P1.7口输出低电平信号，使三态门导通、进入各种状态检测，然后，可将锁状态经液晶显示器直接显示，对门状态进行相应处理。若P1.0、P1.1为01时，由显示器显示＂OPEN＂；若P1.0、P1.1为10时，由显示器显示＂CLO SE＂；出现00或11时，由单片机判断显示＂ERROR＂。
此后，单片机使P1.7口输出高电平，使三态门处于悬浮状态，进入键盘处理阶段。键盘处理分为密码输入、比较和ACC(开)、OFF(关)功能输入，当输入的密码与存储密码相同时，按动键ACC可将箱体打开；当与存储密码不同时，将予以一次错误记录，当错误次数超过限定次数后，将在一设定时间内封闭所有操作。另外，若直接按动ACC键，当单片机判断出并没有密码输入时，则放弃对该键的执行。
单片机对门状态检测电路K3进行检测，当P1.2为0时，单片机进入锁存程序，即驱动锁电机自动将保险箱上锁；当单片机检测到键盘有OFF按键时，当检测到P1.2为0时，则执行锁存程序，当检测到P1.2为1时，在一定时间里，其检测结果仍为1时，则退出要执行的锁存程序，转入键盘处理程序。
当异常情况出现时，如水银开关K3达到警界点、后备电池电压达到低压界限时，其报警功能采取中断方式完成，即输入信号线为中断线INT(P3.3)，由中断程序向I/O线P3.5输出报警执行信号，进行报警驱动。只有输入正确密码后，才能消除报警、开启保险箱。
本实用新型采用单片计算机控制，其电路简单，工作可靠，抗干扰能力较强，保密性好，可用户自编密码，具有掉电不丢失密码功能，同时还具有防误动、报警、后备电池自动供电、检测等功能，能显示输入数码、锁闭状态、开启状态，能显示系统各种错误信息状态、操作透明方便。
权利要求1.一种电脑密码保险柜，包括有机械箱体和电子控制装置构成，箱体上设有电控机械锁具装置，其特征是电子控制装置由单片微处理器、显示器、存贮器、键盘、柜门态检测电路、锁状态检测电路、报警检测电路、锁具电机驱动电路、报警驱动电路、复位抗干扰电路、电源电路组合构成；显示器为液晶显示器，在柜门态检测电路、锁状态检测电路与键盘之间设有由三态门构成的I/O转换口；框门态检测电路为两个安装在柜体锁具上的触压开关(K1、K2)构成，向单片机输入高或低电平；锁状态检测电路为设置在门框部位的一个触压开关(K3)构成，向单片机输入高或低电平；锁具电机驱动电路和报警驱动电路分别受单片机指令输出线控制，分别经电压比较、由功率管驱动报警器B或驱动电机D；报警检测电路为连接单片机I/O线的万向水银开关(K5)，单片机检测水银开关信号，对大振动或大幅度移动启动报警驱动电路；电源电路是由整流稳压电路和后备电池自动供电电路组成，其中后备电池自动供电电路是由连接于稳压输出端的单向二极管(D)及并于单向管(D)负极端的后备充电电池组成；以充电电池电压信号为检测信号，与单片机I/O线之间设有一后备电池电压检测电路，该电路的基准比较电压为来源于连接在电源电压端的稳压管(WD)。
2.根据权利要求1所述的电脑密码保险柜，其特征在于后备电池自动供电电路是由连接于稳压输出端的单向二极管(D)的并联电路，该并联电路的组成为开关管与该开关管相应的PN结电压并联构成，开关管的基极偏置电路与稳压输出端相连。
3.根据权利要求1所述的电脑保险柜，其特征在于液晶显示器和存贮器与单片机为串行方式连接。
专利摘要本实用新型电脑密码保险柜，包括箱体和电子控制装置构成，电子控制装置由单片微处理器、显示器、存贮器、键盘、门锁状态检测电路，报警检测电路、锁具电机驱动电路、报警驱动电路、复位抗干扰电路、电源电路组合联接构成。用户可键盘自编密码，具有掉电不失密码、防误动、报警，后备电池自动供电、多种显示功能，操作透明方便，其电路简单，工作可靠，抗干扰能力较强，保密性好。
文档编号E05G1/00GK2249294SQ95232748
公开日1997年3月12日 申请日期1995年11月15日 优先权日1995年11月15日
发明者孔庆伟, 杨毅, 景玉枢 申请人:丹东太平洋金属制品有限公司