Электронный двоично-кодовый замок

 

Изобретение относится к электронным замкам и может быть использовано в запорных устройствах. Электронная схема замка позволяет расширить область его применения за счет возможности устанавливать секретность замка практически в неограниченном диапазоне, а также высокой надежности защиты от декодирования замка подбором кода либо с помощью подключения технических средств. Применение кодового устройства со схемами приоритета позволяет контролировать группу входных дверей одного объекта, что существенно экономит элементы электроники при изготовлении замка, а также обеспечивает строго поочередное открывание входных дверей. Конструкция ручки декодера позволяет использовать замок на дверях как левостороннего, так и правостороннего исполнения, а также обеспечивает дополнительные меры по сохранению секретности кода, что достигается расположением кнопок напорного поля замка на невидимой стороне дверной ручки. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электронно-кодовым замкам и может быть использовано в запорных устройствах.

Известен электронно-кодовый замок, содержащий пульт управления, индикатор, генератор импульсов, спонтанный механизм, узел дешифраторов, узел счетчиков, переключатель счетчиков, схему совпадения, причем пульт управления выполнен в виде переключателя, управляющие выводы которого связаны с входом генератора импульсов и первым входом переключателя счетчиков, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, подключенного к входу индикатора, выходы переключателя счетчиков через узел счетчиков подключены к входам узла дешифраторов, выход которого через схему совпадения связаны с входом исполнительного механизма замка.

Недостатком устройства является наличие в данной системе большого количества элементов электроники, что снижает надежность его работы, увеличивает его габариты, ограничивая область его применения. Наличие большого количества элементов электроники повышает также затраты на изготовление замка, его установку и наладку.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а также расширение области применения, повышение удобства пользования и секретности устройства.

Hа фиг. 1 представлена принципиальная схема электронного двоично-кодового замка; на фиг. 2 принципиальная схема приоритета; на на фиг. 3 показана ручка-декодер, главный вид; на фиг. 4 то же, вид сверху.

Электронный двоичнокодовый замок содержит логический элемент "исключающее ИЛИ", конденсатор C1, логический элемент "исключающее ИЛИ" 1, первый формирователь импульсов 2, содержащий резисторы R1, R2, R3, диод Д1, конденсатор C2 и логический элемент И-НЕ, логический элемент ИЛИ-3, элемент И-4, сдвиговый регистр 5 в виде Д-триггеров 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, триггер 6, четыре логических элемента И-НЕ 7, дешифратор 8, кодирующее устройство 9, узел последовательной памяти 10, выполненный в виде n-разрядов, каждый из которых включает элемент И 10.1.10 n и Д-триггер 11.1.11 n замок содержит также переключатель емкости кода 12, второй формирователь импульсов в виде резисторов R4, R5, R6, диода Д 2, конденсатора C3 и элемента И 13, а также элемент И 14.

Выход схемы набора нулей 15 соединен с вторым входом элемента "исключающее ИЛИ" 1 и первым входом элемента "исключающее ИЛИ" 1.1, второй вход которого соединен с выходом схемы набора единиц 16. Информационный вход первого разряда сдвигового регистра 5 соединен с выходом элемента "исключающее ИЛИ" 1, а вход синхронизации первого разряда сдвигового регистра 5 соединен с входами синхронизации второго, третьего, четвертого разрядов сдвигового регистра 5 и триггера 6 и выходом элемента И 4. Первый вход элемента И 4 соединен с выходом элемента "исключающее ИЛИ" 1.1 с входом первого формирователя импульсов 2. Второй вход элемента И 4 соединен с инверсным выходом триггера 6, прямой выход которого соединен со вторым входом каждого из четырех элементов И-НЕ 7, при этом первый вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого разряда и с информационным входом разряда сдвигового регистра 5, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, который соединен с информационным входом третьего разряда сдвигового регистра 5. Первый вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом третьего разряда сдвигового регистра 5 и информационным входом его четвертого разряда, а первый вход четвертого элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого разряда сдвигового регистра 5. Выход каждого элемента И-НЕ 7 соединен с входом дешифратора 8. Выход дешифратора 8 соединен с входными контактами кодирующего устройства, выходные контакты которого соединены с входом синхронизации узла последовательной памяти 17. Первый выход узла последовательной памяти 10 соединен с входами элемента ИЛИ 3, а второй выход узла последовательной памяти 10 соединен с входными контактами переключателя емкости кода 12. Выходной контакт переключателя емкости кода 12 подключен к входу второго формирователя импульсов 13 и к второму входу элемента И 14, выход которого соединен с исполнительным механизмом "М".

R вход узла последовательной памяти 10 соединен с выходом формирователя импульсов 2 и с первым входом элемента ИЛИ 3, выход которого подключен к S-входу первого разряда сдвигового регистра 5 и к R-входам второго, третьего, четвертого разрядов сдвигового регистра 5 и триггера 6.

Узел последовательной памяти 10 выполнен в виде n разрядов, каждый разряд включает элемент И 10.1 и Д-триггер 11.1.

Вход синхронизации узла последовательной памяти 10 образован вторыми входами элементов И 10.110.n, а их входами образован первый выход узла последовательной памяти 10, второй выход которого образуется выходами Д-триггеров 11.1.11.n. Каждый из (n-1) Д-триггеров соединен с первым входом элемента 10.1.10.n и с информационным входом Д-триггера последующего разряда, n вход узла последовательной памяти 10 образован соединенными между собой входами Д-триггеров 11.1.11.n, которые соединены с информационным входом Д-триггеров и первым входом элемента И 10.1 Логический элемент "исключающее ИЛИ" 1 и конденсатор C1 служат для задержки сигнала высокого уровня на Д-входе триггера 5.1 первого разряда сдвигового регистра 5. Логический элемент "исключающее ИЛИ" 1.1 предназначен для включения первого формирователя импульсов 2, и образования затем через элемент 4 сигнала синхронизации на входе синхронизации сдвигового регистра 5 и триггера 6.

Первый формирователь импульсов служит для формирования сигнала регулируемой длительности. Логический элемент ИЛИ 3 служит для включения исходного либо рабочего состояния сдвигового регистра 5 и триггера 6 по сигналам с выхода 1-го формирователя импульсов либо с первого выхода узла последовательной памяти. Элемент И 4 блокирует образование сигнала синхронизации по сигналу с инверсного выхода триггера 6.

На сдвиговом регистре 5 происходит последовательная запись разряда тетрады кода по сигналам высокого уровня из точек "0" и "1" а на триггере 6 в свою очередь происходит формирование сигналов блокировки на элемент И 4 и стробирования на элемент И 7, которые предназначены для передачи тетрады двоичного кода со сдвигового регистра 5 на дешифратор 8 и преобразования его в обратный код по сигналу с триггера 6. Дешифратор используется для преобразования тетрады двоичного кода с соответствующую цифру десятичного кода и передачи ее в виде сигнала высокого уровня на один из десяти входных контактов кодирующего устройства 9, которое предназначено для кодирования замка подключением входных контактов на выходные, каждый из "n" которых представляет собой разряд кода замка.

Узел последовательной памяти 10 служит для передачи и записи сигнала дешифрованного разряда в один "n" Д-триггер, каждый из которых представляет соответствующий разряд кода, который устанавливается для определенного объекта на переключателе емкости кода 12 путем подключения каждого из "n" входных контактов на выходной.

Второй формирователь импульсов 13 предназначен для формирования сигнала регулируемой длительности.

Логический элемент И 14 служит для блокировки выходного сигнала "Код" при подаче на схему напряжения.

При наличии в охранном объекте нескольких дверей замок может быть использован со схемой приоритета. Приоритетом выбора открываемой двери является опережающий фактор набора первого знака кода.

Схема приоритета содержит схему набора нулей, выполненную в виде кнопки "0" и логического элемента "исключающее ИЛИ" 15, схему набора единиц, выполненную в виде кнопки "1" и элемента "исключающее ИЛИ" 16 логический элемент "исключающее ИЛИ" 17, логический элемент И 18, триггер 19, логические элементы И 20, 21, 22. Схема включает также узел исходного состояния 23, содержащий триггер, элемент И и узел сигнала "Тр" (тревога), выполненного в виде счетчика 24 и переключателя 25. Схема набора единиц и нулей служат для формирования сигналов высокого уровня на соответствующую цепь при наборе знаков кода.

Логический элемент И 18 предназначен для блокировки сигнала с элемента "исключающее ИЛИ" 17 по сигналу "П" (приоритет) низкого уровня. Триггер 19 обеспечивает формирование разрешающего либо запрещающего уровня на элементы И 20, 21, 22 и сигнала "С" (сигнализация), а каждый элемент И 20, 21, 22 обеспечивают формирование сигналов "02, "1" и "М" (механизм) соответственно. Узел исходного состояния 23 предназначен для приведения схем приоритета в исходного состояние.

Для подключения предупредительной сигнализации в случае попытки подбора кода в схеме предусмотрен узел сигнала "Тр".

Первый вход элемента "исключающее ИЛИ" 17 соединен с выходом схемы набора единиц 16 и с вторым входом элемента И 21. Выход элемента "исключающее ИЛИ" 17 соединен с вторым входом элемента И 18, выход которого соединен с S-входом триггера 19. Прямой выход триггера 19 соединен с вторым входом элемента И 20, с первым входом элемента И 21 и с вторым входом элемента И 22. Первый вход элемента И 22 подключен к шине сигнала "код", а выход элемента И 20 через диод Д1 подключен к шине сигнала "0", выход элемента И 21 через диод Д 2 подключен к шине сигнала "1". Выход элемента И 22 соединен с исполнительным механизмом, а второй вход триггера 19 соединен с выходом узла исходного состояния 23, вход которого подключен к шине сигнала "П".

Электронный двоичнокодовый замок кодируется подключением входных контактов кодирующего устройства, каждый из которых представляет цифру десятичного кода на его выходные контакты. Каждый выходной контакт представляет разряд кода. Число разрядов n, на которые выполняется схема замка, определяет его характеристики. Число кодирующих операций определяется из соотношения: К_код 10n, где n число разрядов кода. A число декодирующих комбинаций кода (секретность) C 10ⁿ.

Если замок имеет код шести разрядов, например 0.1.1.9.7.9. то декодируется он в двоичном коде в следующем виде: 0000. 0001. 0001. 1001. 0111. 1001. и имеет секретность C 10⁶ 1.000.000.

Для преобразования тетрады двоичного кода в соответствующую цифру десятичного кода и передачи ее в виде сигнала высокого уровня на один из десяти входных контактов кодирующего устройства служит дешифратор.

Узел последовательной памяти замка предназначен для записи сигнала с кодирующего устройства в один из "n" Д-триггеров, каждый из которых представляет соответствующий разряд кода.

Переключатель емкости кода обеспечивает установку необходимого и достаточного для данного объекта числа разрядов кода подключением одного из входных контактов на выходной.

Возможность регулировки числа кодирующих комбинаций, не меняя принципиальную схему замка, позволяет использовать его на различных объектах, повышает его секретность, расширяет область применения.

При наличии в охраняемом объекте не одной, а группы дверей совместно с электронным замком, используется схема приоритета, при этом замок устанавливается на одной (основной) двери, а схема приоритета на каждой включая и основную. Приоритетом выбора открытия двери является передающий фактор набора первого знака кода замка.

Для обеспечения сохранения секретности кода замок снабжен ручкой, которая закреплена на трубчатом стержне, установленном в дверной плите с возможностью поворота для взаимодействия с механизмом замка. Кнопки наборного поля замка размещены на ручке фронтальной (активной) стороной к дверной плите и связаны со схемой набора "0" и "1" посредством проводов, размещенных в трубчатом стержне.

Символы сигналов, передающихся по схеме замка, имеют следующие значения: "0" сигнал логического нуля, "1" сигнал логической единицы, "Код" сигнал правильно выбранного кода, "М" сигнал на исполнительную схему замка, "С" - сигнал на схему сигнализации, "Тр" сигнал тревоги при попытке подбора кодовой комбинации, "П" сигнал приоритета.

Электронный двоичнокодовый замок работает следующим образом. При подаче напряжения на схему замка возникает исходное состояние схемы, при котором сигнал высокого уровня с выхода первого формирователя импульсов 2 приведен в исходное состояние узел последовательной памяти 10 и через элемент ИЛИ 3 запирает по входу S в первый разряд сдвигового регистра 5 логическую единицу, а остальные разряды сдвигового регистра 5 приведет в исходное состояние так же, как и триггер 6, с прямого выхода которого заблокируются элементы И-НЕ 7, а следовательно, и дешифратор 8.

При появлении в точках "0" либо "1" сигнала высокого уровня с выхода элемента "исключающее ИЛИ" 1.1 запускается первый формирователь импульсов 2 и начинает отсчет установленного резисторов R 3 времени паузы между набором чередующихся знаков с выхода первого формирователя импульсов сигналом низкого уровня устанавливается рабочий режим узла последовательной памяти 11, триггера 6 и сдвигового регистра 5, после чего по спадающему фронту сигнала из точек "0" или "1" в сдвиговый регистр 5 запирается соответственно логическая "1" или "0", причем логическая "1", записанная в исходном состоянии в первый разряд сдвигового регистра 5, сдвинется во второй разряд. С появлением третьего сигнала кода логическая "1" сдвинется на Д-вход триггера 6 и по спадающему фронту четвертого сигнала кода триггер 6 сработает, в результате чего с прямого выхода триггера 6 стробируются элементы И-НЕ 7 и информация со сдвигового регистра 5 поступит на дешифратор 8 в обратном коде, а с инверсного выхода триггера 6 заблокируется элемент И 4. Дешифратор 6 преобразует тетраду двоичного кода в цифру десятичного и в случае совпадения с закодированным разрядом, на кодирующем устройстве 9 сигнал высокого уровня через элемент И 10.1 запишется в D-триггер 11.1 узла последовательной памяти 10, а также через элемент ИЛИ 3 произойдет включение исходного состояния триггер 6 и сдвигового регистра 5. После этого заблокируется дешифратор 8 и восстановится рабочий режим сдвигового регистра 5 и триггера 6.

С прямого выхода D-триггера 11.1 сигнал высокого уровня поступит на D-вход D-триггера 11.2, на вход элемента И 10.2 и на вход переключателя емкости кода 12. Таким образом узел последовательной памяти 10 будет готов к записи второго разряда кода.

В случае не совпадения дешифрирующей тетрады с закодированным разрядом кода, приведение в исходное состояние триггера 6 и разблокирование элемент И 4 станет возможным лишь с выхода первого формирователя импульсов 2, что исключает применение генератора случайных чисел при дешифрировании замка. При правильно набранном коде сигнал высокого уровня с узла последовательной памяти 10 через переключатель емкости кода 12 запустит второй формирователь импульсов 13, с выхода которого через элемент И 14 сформируется сигнал "код" установленной длительности, который поступит на схему исполнительного механизма.

Схема приоритета работает следующим образом. После набора первого знака кода с выхода схемы набора нулей или единиц сигнал высокого уровня через элементы "исключающее ИЛИ" 16 и 17 через элемент И 18 произойдет включение триггера 19, с прямого выхода которого сигнал высокого уровня откроет элемент И 20 либо 21 и сигнал с выхода схемы набора нулей либо единиц поступит в точку "0" или "1" схемы электроннокодового замка. При этом сигналом с прямого выхода триггера 19 готовится к работе элемент И 22. С инверсного выхода триггера 19 включается цепь сигнализации готовности схемы к работе.

Сигнал высокого уровня из точек "0" или "1" включит первый формирователь импульсов 2, с выхода которого на шину "П" передается сигнал низкого уровня, который заблокирует элементы И 18 18 n, после чего дальнейший набор кода станет возможным только с выбранной двери. Сигнал "П" низкого уровня через узел исходного состояния 23 произведет включение триггера узла исходного состояния 23, который приведет в исходное состояние триггеры 19.19 n с выхода элемента И узла исходного состояния 23, после появления на шине "П" сигнала высокого уровня формирователя импульсов 2.

Сигнал "Код" при правильно набранном коде поступает на шину "код" и через элемент И 22.22 n (в зависимости от количества охраняемых дверей) на исполнительный механизм "М".

При правильно набранном коде счетчик 24 запишет попытку и на второй или четвертой попытке набора кода включится цепь сигнала Тр (тревога).

При использовании замка на одной двери схема набора нулей и единиц подключается в точках "0" и "1" схемы электронного двоичнокодового замка (фиг. 1), а счетчик 24 к шине "П". Тогда необходимость в схемах приоритет и узла исходного состояния отпадает, а сигнал "код" подключается на исполнительный механизм замка.

Ручка декодер электронного двоично кодового замка (см. фиг. 3 и 4) состоит из корпуса 1 со сквозным вырезом 2, в полости которого расположены кнопки 3 и 4 наборного поля. Корпус ручки 1 жестко закреплен на трубчатом стержне 5, установленном с возможностью поворота в дверной плите 6. В полости стержня размещены провода 7, которые коммутируют кнопку 3 со схемой набора "0", а кнопку 4 со схемой набора "1". Сквозной вырез 2 в корпусе ручки 1 закрыт декоративными накладками 8.

При правильно набранной комбинации знаков нажатием кнопок 3 и 4 кодирующее устройство вырабатывает сигнал "Код", который является сигналом для разблокирования механизма замка. Для срабатывания механизма замка необходимо повернуть корпус ручки 1 вокруг оси трубчатого стержня 5.

Использование устройства по сравнению с известными позволяет расширить область применения за счет возможности устанавливать секретность замка практически в неограниченном диапазоне, а также высокой надежности защиты от декодирования замка подбором кода, либо с помощью подключения технических устройств.

Применение двоичнокодового замка со схемами приоритета позволяет контролировать группу входных дверей одного объекта, что существенно экономит элементы электроники при его изготовлении, а также обеспечивает строго поочередное (приоритетное) использование входных дверей.

Размещение кнопок набора кода на стороне ручки-декодера, обращенной к дверной плите, способствует повышению сохранности кода. Конструкция ручки-декодера позволяет использовать замок на дверях как лево, так и правостороннего исполнения.

Использование изобретения расширяет область применения, повышает удобство пользования и секретности устройства.

Формула изобретения

1. Электронный двоично-кодовый замок, содержащий схему набора нулей, схему набора единиц, сдвиговый регистр, триггер, элементы И, ИЛИ, кодирующее устройство, исполнительный механизм, отличающийся тем, что в замок дополнительно введены элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, формирователи импульсов, элементы И НЕ, дешифратор, узел последовательной памяти, переключатель емкости кода, причем выход схемы набора нулей соединен с вторым входом первого и первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом схемы набора единиц, а информационный вход первого разряда сдвигового регистра соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вход синхронизации первого разряда сдвигового регистра соединен с входами синхронизации второго, третьего и четвертого разрядов сдвигового регистра и триггера и выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входом первого формирователя импульсов, а второй вход первого элемента И соединен с инверсным выходом триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом каждого из четырех элементов И НЕ, при этом первый вход первого элемента И НЕ соединен с выходом первого разряда и информационным входом второго разряда сдвигового регистра, выход которого соединен с первым входом второго элемента И НЕ и информационным входом третьего разряда сдвигового регистра, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И НЕ и информационным входом четвертого разряда сдвигового регистра, первый вход четвертого элемента И НЕ соединен с выходом четвертого разряда сдвигового регистра и информационным входом триггера, а выход каждого элемента И НЕ соединен с входами дешифратора, выходы которого соединены с входными контактами кодирующего устройства, выходные контакты которого соединены с входом синхронизации узла последовательной памяти, первый выход которого соединен с входами элемента ИЛИ, а второй выход с входными контактами переключателя емкости кода, выходной контакт которого подключен к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с исполнительным механизмом, а R-вход узла последовательной памяти соединен с входом первого формирователя импульсов и первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к S-входу первого разряда сдвигового регистра и R-входу второго, третьего и четвертого разрядов сдвигового регистра и триггера.

2. Замок по п. 1, отличающийся тем, что узел последовательной памяти выполнен в виде n разрядов, каждый из которых включает элемент И и D-триггер, причем вход синхронизации узла последовательной памяти является вторым входом элементов И, выходы которых являются первым выходом узла последовательной памяти, второй выход которого является выходами D-триггеров, каждый из n-1 которых соединен с первым входом элемента И и информационным входом D-триггера последующего разряда, а R-вход узла последовательной памяти является соединенными между собой R-входами D-триггеров всех n-разрядов, которые соединены с информационным входом D-триггера и первым входом элемента И первого разряда.

3. Замок по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен схемой приоритета, включающей элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, четыре элемента И, триггер и узел исходного состояния, причем первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходом схемы набора нулей и с первым входом второго элемента И, а второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходом схемы набора единиц и с вторым входом третьего элемента И, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с S-входом триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго, первым входом третьего и вторым входом четвертого элементов И, первый вход которого подключен к шине сигнала "Код", а выход второго элемента И подключен к шине сигнала "0", выход третьего элемента И подключен к шине сигнала "1", выход четвертого элемента И соединен с входом исполнительного механизма, а R-вход триггера соединен с выходом узла исходного состояния, вход которого подключен к шине сигнала "П".

4. Замок по п.1, отличающийся тем, что он снабжен ручкой, жестко закрепленной на трубчатом стержне, установленном в дверной плите с возможностью поворота для взаимодействия с механизмом замка, а кнопки наборного поля замка размещены на обращенной к дверной плите стороне ручки и связаны со схемой набора "0" и "1" посредством проводов, размещенных в полости стержня.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4