Электронное замковое устройство

 

Изобретение относится к электрическим замкам с электронными устройствами внутри и вне замка и может быть использовано для запирания квартиры, офиса, сейфа, дачи, гаража, автомобиля, а также управления устройствами охраны акваторией, временно закрываемых для судоходства. Устройство содержит замок и ключ, в которые входят электромеханическое исполнительное устройство, кнопки открыть-закрыть, индикаторы открыто-закрыто, приемопередатчики двусторонней связи между ключом и замком и элементы электропитания. В замок и ключ введены микроконтроллеры, имеющие два вида памяти, данных и программную. Память данных содержит одинаковую для замка и ключа запись кодов, индивидуальных на каждое отпирание. Программная память содержит различную для замка и ключа запись команд, выполняемых при отпирании или запирании. Входящие в состав замка электромеханическое исполнительное устройство и приемопередатчик подключены к микроконтроллеру замка, а входящие в состав ключа кнопки открыть-закрыть, индикаторы открыто-закрыто и приемопередатчик подключены к микроконтроллеру ключа. Элементы электропитания подключены к шинам электропитания замка и ключа. Содержащее перечисленные элементы электронное замковое устройство обладает повышенной защищенностью от любого несанкционированного вскрытия. 1 ил.

Изобретение относится к электрическим замкам с электронными устройствами внутри и вне замка и может быть использовано для запирания квартиры, офиса, сейфа, дачи, гаража, автомобиля, а также управления устройствами охраны акваторий, временно закрываемых для судоходства.

В известных электронных замках используется такой принцип связи между ключом и замком, который содержит информацию, необходимую для отпирания замка. Так с электронного ключа на замок подается сигнал отпирания. Он может быть простым или кодированным и передаваться либо по линии связи (оптронной, радио, проводной и др.), либо путем набора кодовой комбинации на цифровой панели управления. Набор может осуществляться в запрограммированной последовательности.

В то же время такой принцип управления замком является слабым местом защиты замка от несанкционированного отпирания, поскольку при перехвате сеанса связи между ключом и замком появляется возможность подделки сигнала отпирания и открывания замка электронной отмычкой.

Из известных электронных замков ближайшим аналогом может быть кодовый замок с микропроцессорным управлением (см. Электроника и техника, каталог товаров от Conrod Electronic, 1998 г., электронные компоненты, с. 179, Best Nr 150 10-68), который выбран в качестве прототипа.

Прототип содержит модуль с микропроцессорным управлением, электромеханическое исполнительное устройство, индикацию состояния и клавиатуру открывания-закрывания замка. Для открывания замка необходимо набрать правильную кодовую комбинацию от 1 до 10 цифр в запрограммированной последовательности. При наборе правильной кодовой комбинации включается соответствующее устройство (срабатывает реле), которое открывает замок. Закрытие замка происходит при повторном наборе этой же комбинации. При трехкратном неправильном наборе кода устройство автоматически блокирует клавиатуру на 60 с, при этом активизируется тревожный выход и звучит подключенная "пищалка".

Слабым местом защиты прототипа заявленного устройства от вскрытия злоумышленником является использование выбранной кодовой комбинации отпирания более одного раза. Это дает возможность, "подсмотрев" процесс отпирания, вскрыть замок несанкционированно.

Целью изобретения является повышение защищенности электронного замкового устройства от любого несанкционированного вскрытия. Поставленная цель достигается тем, что в электронное замковое устройство, содержащее замок и ключ, в которые входят электромеханическое исполнительное устройство, кнопки открыть-закрыть, индикаторы открыто-закрыто, приемопередатчики двусторонней связи между ключом и замком и элементы электропитания, в замок и ключ введены микроконтроллеры, имеющие два вида памяти, данных и программную, причем память данных содержит одинаковую для замка и ключа запись кодов, индивидуальных на каждое отпирание, в то время как программная память содержит различную для замка и ключа запись команд, выполняемых при отпирании или запирании. При этом входящие в состав замка электромеханическое исполнительное устройство и приемопередатчик подключены к микроконтроллеру замка, а входящие в состав ключа кнопки открыть-закрыть, индикаторы открыто-закрыто и приемопередатчик подключены к микроконтроллеру ключа, и, кроме того, элементы электропитания подключены к шинам электропитания замка и ключа.

На чертеже показана структурная схема заявленного электронного замкового устройства. Согласно структурной схеме в электронный ключ входят узлы 1 - 9, а в электронный замок 10 - 15. При этом в ключе к портам микроконтроллера 6 подключены кнопки открыть 1, закрыть 2, индикаторы открыто 3, закрыто 4, приемопередатчик 5, в который входят передатчик 8 и приемник 9. Электропитание ключа обеспечивает элемент 7.

В замке к портам микроконтроллера 14 подключены приемопередатчик 10 и электромеханическое исполнительное устройство 13. В состав приемопередатчика 10 входят приемник 11 и передатчик 12. Устройство 13 имеет два входа управления - открыть и закрыть, а также два выхода подтверждения исполнения команды - открыто и закрыто. Электропитание замка обеспечивает элемент 15.

Память данных микроконтроллеров 6 и 14 замка и ключа одинакова. Она содержит n ячеек. В каждой ячейке записан различный код на каждое единичное открывание замка. В качестве кода используются, например, m-разрядные числа. В одной из ячеек памяти данных находится код текущего отпирания, который при последующем запирании случайным образом переходит в другую ячейку.

В программной памяти микроконтроллера 6 ключа используется семь последовательных команд на отпирание и три на запирание замка. В программной памяти микроконтроллера 14 замка используется восемь последовательных команд на отпирание и шесть на запирание замка.

Команды на отпирание или запирание запускаются автоматически после нажатия кнопок открыть 1 или закрыть 2.

Для управления используется двусторонняя связь между ключом и замком. В случае оптронной связи оптодатчики приемопередатчиков 5 и 10 замка и ключа должны быть направлены друг на друга, как в ПДУ телевизоров.

Ключом выполняются следующие команды при отпирании замка: 1 - посылка передатчиком 8 на замок сигнала запроса номера ячейки, в которой записан код текущего отпирания, 2 - включение приемника 9 на время приема от замка сигнала номера ячейки, 3 - получение от замка сигнала номера ячейки, 4 - извлечение кода отпирания из памяти данных микроконтроллера 6 ключа, согласно принятому номеру ячейки, 5 - передача кода отпирания на замок, 6 - получение от замка сигнала открыто, 7 - включение индикатора 3 открыто.

Команды, выполняемые замком при отпирании: 1 - прием от ключа сигнала запроса номера ячейки с кодом текущего отпирания, 2 - передача этого номера на ключ передатчиком 12, 3 - включение приемника 11 на время передачи ключом кода отпирания, 4 - прием сигнала, переданного ключом, 5 - взаимное вычитание кодов (чисел), принятого и записанного в ячейке отпирания замка.

В зависимости от результатов вычитания используется два варианта последующих команд: 1) разность не равна нулю: 6^a - блокировка исполнительного устройства 13, 7^a - включение сигнала тревоги; 2) разность равна нулю: 6^б - включение электромеханического исполнительного устройства 13 на отпирание, 7^б - получение от исполнительного устройства 13 сигнала открыто, 8 - передача сигнала открыто на ключ.

При запирании замка ключ выполняет следующие команды: 1 - передача на замок сигнала закрыть, 2 - прием от замка сигнала закрыто, 3 - индикация сигнала закрыто.

Замок при запирании выполняет следующие команды: 1 - прием от ключа команды закрыть, 2 - включение электромеханического исполнительного устройства 13 на запирание, 3 - получение микроконтроллером 14 замка от исполнительного устройства сигнала закрыто, 4 - перенос случайным образом кода текущего отпирания замка в другую ячейку памяти данных микроконтроллера 14, 5 - передача на ключ сигнала закрыто, 6 - подготовка приемника замка 11 к новому приему сигнала запроса номера ячейки с кодом отпирания.

Поскольку в цикле открыть-закрыть отсутствует информация о последующем отпирании электронного замкового устройства, то перехват сеанса связи ключа с замком не дает возможности скопировать сигнал отпирания (создать электронную отмычку).

Таким образом, достигается технический результат - повышение защищенности электронного замкового устройства от любого несанкционированного вскрытия.

Формула изобретения

Электронное замковое устройство, содержащее замок и ключ, в которые входят электромеханическое исполнительное устройство, кнопки открыть-закрыть, индикаторы открыто-закрыто, приемопередатчики двусторонней связи между ключом и замком и элементы электропитания, отличающееся тем, что в замок и ключ введены микроконтроллеры, имеющие два вида памяти, данных и программную, причем память данных содержит одинаковую для замка и ключа запись кодов, индивидуальных на каждое отпирание, в то время программная память содержит различную для замка и ключа запись команд, выполняемых при отпирании или запирании, при этом входящие в состав замка электромеханическое исполнительное устройство и приемопередатчик подключены к микроконтроллеру замка, а входящие в состав ключа кнопки открыть-закрыть, индикаторы открыто-закрыто и приемопередатчик подключены к микроконтроллеру ключа и, кроме того, элементы электропитания подключены к шинам электропитания замка и ключа.

РИСУНКИ

Рисунок 1