專利名稱：家用ic卡電腦門鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用IC卡作為開門鑰匙的門鎖，尤其是一種家用IC電腦卡門鎖。
普通家用機(jī)械門鎖，存在更換鎖芯困難，且一把鑰匙只可以開一把門鎖等缺點(diǎn)；而目前一些酒店和賓館所用的IC卡門鎖，其運(yùn)作必須添置相應(yīng)配置，如計(jì)算機(jī)、IC卡發(fā)行機(jī)、管理軟件等，顯然這種IC卡門鎖不適合于一般家庭使用。
本實(shí)用新型的目的就是要克服普通機(jī)械門鎖和酒店式IC卡門鎖的缺點(diǎn)和不足，研制一種安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便的家用IC卡電腦門鎖。突破性地將IC卡管理與門鎖合二為一，使本門鎖能適合一般家庭使用。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種家用IC卡電腦門鎖，它具有一單片機(jī)U1，其中，所述的單片機(jī)U1其腳1端與由E4、R5構(gòu)成的上電復(fù)位電路中的E4負(fù)極端相連接，U1的腳2端與門鎖開關(guān)S1相連接； U1的腳3端經(jīng)電阻R27與三極管BG11的基極端相連接；U1的腳4端、腳5端之間連接一個(gè)振蕩頻率為12Mhz的振蕩器CR1；U1的腳6腳經(jīng)電阻R26與三極管BG12的基極端相連接； U1的腳7端、腳8端、腳9端分別與IC卡的復(fù)位腳8端、時(shí)鐘腳7端、數(shù)據(jù)腳4端相連接；U1的腳10端接地；U1的腳11端與由電容E1、E2、二極管D3、D4構(gòu)成的整流濾波電路中的電容E1的正極端相連接；U1的腳12端與電源電壓的采樣電路中的電阻R4、R5的中間節(jié)點(diǎn)端相連接，U1的腳13端與電源電壓的參考電壓電路中的電阻R7、R8的節(jié)點(diǎn)端相連接；U1的腳14端經(jīng)電阻R13與三極管BG5的基極端相連接，并且，還經(jīng)電阻R11與三極管BG4的基極端相連接；U1的腳15端分別經(jīng)電阻R9、R15與三極管BG3、BG6的基極端相連接；U1的腳16、17端分別與串行E-@PROM存貯器的腳6、5端相連接；U1的腳18、19端分別與發(fā)光二極管L1、L2的負(fù)極端相連接；U1的腳20端與直流電源VCC的節(jié)點(diǎn)端相連接。也就是說家用IC卡電腦門鎖是以一片單片機(jī)U1為控制核心，它既可以讀取IC卡中的數(shù)據(jù)來控制門鎖動作，又具備對IC卡管理和發(fā)卡的功能，使IC卡門鎖不需要計(jì)算機(jī)、IC卡發(fā)行機(jī)及管理軟件的支持。突破性地實(shí)現(xiàn)IC卡管理與門鎖合二為一，實(shí)現(xiàn)一張IC卡可以開多把門鎖，一把門鎖允許多張IC卡開啟的家用IC卡電腦門鎖。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是用此IC卡電腦門鎖不需要依賴于PC機(jī)、IC卡發(fā)行機(jī)、及管理軟件的支持。實(shí)現(xiàn)了以卡來管理卡，將IC卡管理與門鎖合二為一，僅用一張管理卡就可以實(shí)現(xiàn)對門鎖的管理。實(shí)現(xiàn)了一卡開多鎖，多卡開一鎖的功能。操作簡便，所有操作均不超過10秒。能適合于家庭和一般的企事業(yè)單位的管理要求。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例再對本實(shí)用新型作詳細(xì)描述


圖1是家用IC卡電腦門鎖的電路工作原理圖；圖2是關(guān)于
圖1的全程序流程圖；圖3是門鎖專用化處理程序流程圖；圖4是門鎖的功能按鈕處理程序流程圖；圖5是關(guān)于門鎖的設(shè)置管理卡程序流程圖；圖6是門鎖的開門卡程序流程圖；圖7是門鎖的隨機(jī)數(shù)序列發(fā)生器的流程圖；圖8是門鎖的管理卡處理程序的流程圖。
由
圖1并結(jié)合圖2至圖8本實(shí)用新型涉及一種家用IC卡電腦門鎖，它具有一單片機(jī)U1，其中，所述的單片機(jī)U1其腳1端與由E4、R5構(gòu)成的上電復(fù)位電路中的E4負(fù)極端相連接，U1的腳2端與門鎖開關(guān)S1相連接；U1的腳3端經(jīng)電阻R27與三極管BG11的基極端相連接；U1的腳4端、腳5端之間連接一個(gè)振蕩頻率為12Mhz的振蕩器CR1；U1的腳6腳經(jīng)電阻R26與三極管BG12的基極端相連接；U1的腳7端、腳8端、腳9端分別與IC卡的復(fù)位腳8端、時(shí)鐘腳7端、數(shù)據(jù)腳4端相連接；U1的腳10端接地；U1的腳11端與由電容E1、E2、二極管D3、D4構(gòu)成的整流濾波電路中的電容E1的正極端相連接；U1的腳12端與電源電壓的采樣電路中的電阻R4、R5的中間節(jié)點(diǎn)端相連接，U1的腳13端與電源電壓的參考電壓電路中的電阻R7、R8的節(jié)點(diǎn)端相連接；U1的腳14端經(jīng)電阻R13與三極管BG5的基極端相連接，并且，還經(jīng)電阻R11與三極管BG4的基極端相連接；U1的腳15端分別經(jīng)電阻R9、R15與三極管BG3、BG6的基極端相連接；U1的腳16、17端分別與串行EPROM存貯器的腳6、5端相連接；U1的腳18、19端分別與發(fā)光二極管L1、L2的負(fù)極端相連接；U1的腳20端與直流電源VCC的節(jié)點(diǎn)端相連接。
上述的三極管BG3、BG5分別通過其集電極經(jīng)電阻R17、R18連接一個(gè)由三極管BG7、BG8、BG9、BG10和微型直流馬達(dá)M1構(gòu)成的正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路。
上述的由電容E1、E2、二極管D3、D4構(gòu)成的整流濾波電路，其二極管D3的負(fù)極端經(jīng)電阻R3與三極管BG2的基極端相連接。
上述的電源電壓采樣電路中的電阻R4，其一端分別與集成電源DJE的腳2端、三極管BG1的集電極端相連接。當(dāng)插入IC卡，卡座內(nèi)開關(guān)閉合第1腳與第10腳接通到地，經(jīng)D1、R2、三極管BG1導(dǎo)通，TL1050穩(wěn)壓輸出5V電源，供系統(tǒng)工作，P3.1口可以檢測到IC卡的插卡信號。
E4、R6組成上電復(fù)位電路，單片機(jī)上電復(fù)位后，由P3.7輸出50HZ方波，經(jīng)E1藕合后，由D3、D4、E2進(jìn)行整流濾波，產(chǎn)生一直流電平，使BG2導(dǎo)通接地，保持系統(tǒng)供電，單片機(jī)處理結(jié)束后，終止P3.7的方波輸出，BG2關(guān)斷，抽出IC卡系統(tǒng)自動下電。
R4、R5和R8、R7分別為電源電壓的采樣電路和參考電壓。采樣電路，此兩信號由P1.0、P1.1輸入到單片機(jī)內(nèi)部比較器進(jìn)行比較，結(jié)果由內(nèi)部引腳P3.6檢測，判別電池是否欠壓。S2為功能按鍵，本電路通過選擇R3、R7的值使參考電壓為4.5V左右，即P1.1的邏輯電平為1，若S2按下時(shí)，P1.1的邏輯電平為0。程序由S2的狀態(tài)進(jìn)行不同的處理。
插入IC卡后，P3.1變?yōu)榈碗娖?，三極管BG12導(dǎo)通，IC卡供電，單片機(jī)的P3.3、P3.4、P3.5分別與IC卡的復(fù)位、時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線相聯(lián)，與IC卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。AT24C01是一個(gè)具有I2C總線接口的串行E2PROM存貯器，單片機(jī)通過P1.4、P1.5引腳與之進(jìn)行通信存取系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
原理圖中M1表示的是一個(gè)微型直流馬達(dá)，馬達(dá)的運(yùn)動將帶動門鎖內(nèi)的電動插鎖的動作。為提高馬達(dá)驅(qū)動電路的工作效率，本電路采用分立元件組成，單片機(jī)由P1.2、P1.3兩引腳的電平來控制馬達(dá)運(yùn)動。當(dāng)P1.2為低電平時(shí)，三極管BG5關(guān)斷，BG9關(guān)斷，BGg關(guān)斷，正向運(yùn)動電路斷開。同理，當(dāng)P1.3為低電平時(shí)，三極管BG3關(guān)斷，BG7關(guān)斷、BG10關(guān)斷，反向運(yùn)動電路斷開。之后當(dāng)P1.2為高電平，P1.3為低電平時(shí)，三極管BG5導(dǎo)通、BG9導(dǎo)通、BG8導(dǎo)通，電機(jī)正向運(yùn)動電路接通；當(dāng)P1.2為低電平，P1.3為高電平時(shí)，三極管BG3導(dǎo)通、BG7導(dǎo)通、BG10導(dǎo)通，電機(jī)反向運(yùn)動電路導(dǎo)通。若P1.2、P1.3同為高電平時(shí)，三極管BG4、BG6導(dǎo)通，分別將三極管BG3、BG5的基極鉗位到低電平，而斷開，整個(gè)馬達(dá)驅(qū)動電路斷開。
由此可以得出，若P1.2、 P1.3同時(shí)位高電平或同為低電平時(shí)，馬達(dá)不運(yùn)動。
若P1.2為高電平，P1.3為低電平時(shí)，馬達(dá)正向運(yùn)動。
若P1.2為低電平，P1.3為高電平時(shí)，馬達(dá)反向運(yùn)動。
S1為門鎖開關(guān)，門鎖執(zhí)手轉(zhuǎn)動時(shí)S1閉合，單片機(jī)由P3.0可以檢測到是否開門進(jìn)入。
L1、L2及SP分別為發(fā)光二極管和蜂鳴器，作為操作指示。
IC卡家用電腦門鎖是通過一張管理卡來對門鎖和IC卡來進(jìn)行管理，其中IC卡分為四類，即新卡、管理卡、開門卡、非法卡。
①新卡是指從IC卡生產(chǎn)廠家購回，未作其它用途的IC卡，門鎖可以對新卡進(jìn)行識別并對其它進(jìn)行初始化。
②管理卡具備管理標(biāo)識的卡，管理卡能否控制某一個(gè)門鎖，取決于它具有該門鎖的管理密碼。管理卡可以控制門鎖的下列功能。
A.初始化開門卡即將新卡初始化為作開門用途的開門卡。
B.增加開門密碼即向開門卡中增加本門鎖的開門密碼。
C.修改開門卡中的開門密碼當(dāng)門鎖的開門密碼改變后。本功能可以用新的開門密碼取代原來的舊的開門密碼。
D.修改門鎖開門密碼，原開門密碼失效。
E.改變管理密碼本功能可以改變IC卡和門鎖的管理密碼，使它們建立起新的對應(yīng)，原開門密碼失效。
③開門卡具有開門標(biāo)識的卡，它能否打開某門，取決于開門卡中是否具有該門的開門密碼；若有則可以打開該門。
④非法卡非上述三類卡，門鎖均作非法卡識別、報(bào)警。家用IC卡電腦門鎖具有兩種狀態(tài)即新鎖和專用化鎖。
新鎖是指從廠家購回時(shí)，未進(jìn)行專用處理的門鎖。新鎖內(nèi)既無開門密碼，也無管理密碼。新鎖必須經(jīng)專用化處理后，才能使用。
專用化鎖是指新鎖經(jīng)專用化處理后，門鎖自身產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)的管理密碼，與管理卡對應(yīng)。專用化鎖只受到對應(yīng)的管理卡的管理。
家用IC卡電腦門鎖的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卡電腦門鎖是通過兩個(gè)64位隨機(jī)數(shù)序列來控制。一個(gè)作為管理密碼，一個(gè)作為開門密碼，基本過程如下①專用化處理將新卡插入新鎖，IC卡初始化為管理卡，將管理密碼記錄到管理卡，使管理卡與門鎖對應(yīng)起來，同時(shí)門鎖產(chǎn)生自身的開門密碼，完成專用化過程。
②用對應(yīng)的管理卡插入門鎖，門鎖就進(jìn)入管理狀態(tài)。處于此狀態(tài)下，若插入新卡，則初始化為開門卡，并增加門鎖的開門密碼；若插入開門卡，則增加門鎖開門密碼。
若再次插入管理卡則修改管理密碼，同時(shí)也改變門鎖的開門密碼。對于已改變開門密碼的門鎖，若插入原開門卡只是將舊開門密碼更換為新的開門密碼。
管理狀態(tài)自撥出IC卡計(jì)起延10秒，在10秒有卡插入則重復(fù)上述過程，若在10秒內(nèi)無卡插入，則管理狀態(tài)自動終止該管理狀態(tài)。
③開門處理插入開門卡，門鎖檢索卡內(nèi)的開門密碼，若檢索到本鎖的開門密碼，即執(zhí)行正常的開門操作。從安裝家用IC卡電腦門鎖的實(shí)施方式上講，應(yīng)遵循下述幾項(xiàng)原則1.門鎖專用化新門鎖安裝完畢，在投入使用前必須對門鎖進(jìn)行專用化處理。插入一張新IC卡，門鎖會自動關(guān)上，待綠燈亮，蜂鳴器“嘀”一聲響，門鎖專用化處理完畢，可撥出IC卡。專用化過程會將新卡轉(zhuǎn)化為管理卡，并用一列隨機(jī)數(shù)寫入同IC卡和門鎖中，使管理與門鎖對應(yīng)。對于已專用化的門鎖或非法卡，門鎖會報(bào)警提示。
2.增加開門卡持對應(yīng)的管理卡插入門鎖內(nèi)，待綠燈亮，蜂嗚器“嘀”一聲響，門鎖進(jìn)入管理狀態(tài)，撥出管理卡，在綠燈繼亮期間，插入新卡或開門卡，綠燈閃爍一下，待綠燈亮，蜂鳴器“嘀”一聲，已將門鎖的開門密碼寫入IC卡中，對于新卡還完成了初始化為開門卡的工作。撥卡后，綠燈繼續(xù)亮10秒，若10秒無卡插入則終止本次管理狀態(tài)。若在管理狀態(tài)下插入非法卡，門鎖會“嘀、嘀、嘀、嘀”報(bào)警，紅燈亮，直到撥出非法卡，綠燈恢復(fù)，等待下一次。
3.更改密碼由于卡片遺失等原因，造成門鎖不安全，可以通過更換密碼來廢除原來開門密碼，和廢除管理卡等卡。
持對應(yīng)的管理卡插入門鎖，待綠燈亮，蜂鳴器“嘀”一聲，門鎖進(jìn)入管理狀態(tài)。撥出管理卡再次插入該管理卡，待綠燈再亮，蜂嗚器“嘀”一聲，已將門鎖的管理密碼和開門密碼用兩個(gè)新的隨機(jī)數(shù)代替，并更換管理卡中的管理密碼。這樣，原管理卡的片被廢除，同時(shí)本鎖的所有開門卡均不可開門。此時(shí)撥出管理卡，插入開門卡，門鎖會將IC卡中的舊開門密碼用新的開門密碼代替。
4.開門操作持具有對應(yīng)門鎖開門密碼的開門卡，插入門鎖，待綠燈亮，蜂鳴器“嘀”一聲。電動插銷已打開，轉(zhuǎn)動執(zhí)手，可開門，當(dāng)執(zhí)手還原后，電動插銷自動關(guān)閉，若在10秒無開門動作，電動插銷自動關(guān)閉。
5.更換管理卡按住門鎖內(nèi)的功能鍵，插入具有該門鎖開門密碼的開門卡，待綠燈亮，蜂鳴器“嘀”一聲，即把開門卡轉(zhuǎn)換成管理卡，原管理密碼和開門密碼都由新的隨機(jī)數(shù)序列代替，原管理失效。
6.清除門鎖按住門鎖內(nèi)的功能鍵，插入該門鎖對應(yīng)的管理卡，待綠燈亮，蜂鳴器“嘀”一聲，清除門鎖內(nèi)的所有信息和IC卡中所有信息，門鎖還原成新鎖。關(guān)于程序流程圖的釋義是這樣的1.主程序當(dāng)IC卡首次插入門鎖，開始主程序流程。主程序完成下列工作①鎖定系統(tǒng)供電，并初始化系統(tǒng)。
②欠壓檢測和欠壓報(bào)警。
③新鎖檢測，若為新鎖則執(zhí)行門鎖專用化處理程序。
④檢測IC卡片類型，根據(jù)插入卡片類型執(zhí)行相應(yīng)處理程序。
⑤檢查執(zhí)行結(jié)果，作出正確指示/錯(cuò)誤報(bào)警。
⑥等待IC卡撥出后，系統(tǒng)自動下電，本過程結(jié)束。
2.管理卡處理程序在主程序中若檢測到插入的IC卡為管理卡，則調(diào)用管理卡處理程序。本程序主要完成下列工作①確認(rèn)管理卡密碼是否正確，不正確則退出本程序。
②等待重新插入IC卡，若在10秒內(nèi)無卡插入則自動退出本程序。
③檢測IC卡類型，若插入的是新卡，則初始化為開門卡并記錄本鎖的開門密碼。若插入的是開門卡，則執(zhí)行向IC卡中增加開門密碼或更換開門密碼。若插入的本門鎖的管理卡，則執(zhí)行更換門鎖密碼工作。
④檢查執(zhí)行結(jié)果，作出正確指示/錯(cuò)誤報(bào)警。
⑤轉(zhuǎn)向②重新執(zhí)行下一個(gè)循環(huán)。
3.開門卡處理程序在主程序中若檢測到為開門卡，則執(zhí)行開門卡處理程序。本程序主要完成下列工作。
①搜索IC卡是否有本門鎖的開門密碼，若無本門鎖的開門密碼則退出本程序。
②執(zhí)行打開門鎖電動插銷。
③檢查是否門鎖執(zhí)手壓下一欠，若執(zhí)手壓下一次則執(zhí)行下一步，若10秒內(nèi)檢查不到門鎖的執(zhí)手壓下則執(zhí)行下一步。
④執(zhí)行關(guān)閉門鎖電動插銷。
4.專用化門鎖程序若門鎖為新鎖初次使用時(shí)，則執(zhí)行專用化門鎖處理程序。本程序主要完成下列工作。
①檢查插入的IC卡是否為新卡，若IC卡不是新卡則退出本程序。
②初始化新卡為管理卡。
③產(chǎn)生一隨機(jī)數(shù)序列，作為本鎖管理密碼，保存在IC卡和門鎖中。
④產(chǎn)生一隨機(jī)數(shù)序列，作為本鎖開門密碼。
5.功能按鈕處理程序本程序主要完成將開門卡轉(zhuǎn)換為管理卡或清除門鎖信息的功能。
6.隨機(jī)數(shù)程序能夠產(chǎn)生一個(gè)65位的隨機(jī)數(shù)序列。
權(quán)利要求1.一種家用IC卡電腦門鎖，具有一單片機(jī)U1，其特征是所述的單片機(jī)U1其腳1端與由E4、R6。構(gòu)成的上電復(fù)位電路中的E4負(fù)極端相連接，U1的腳2端與門鎖開關(guān)S1相連接；U1的腳3端經(jīng)電阻R27與三極管BG11的基極端相連接；U1的腳4端、腳5端之間連接一個(gè)振蕩頻率為12Mhz的振蕩器CR1；U1的腳6腳經(jīng)電阻R26與三極管BG12的基極端相連接；U1的腳7端、腳8端、腳9端分別與IC卡的復(fù)位腳8端、時(shí)鐘腳7端、數(shù)據(jù)腳4端相連接；U1的腳10端接地；U1的腳11端與由電容E1、E2、二極管D3、D4構(gòu)成的整流濾波電路中的電容E1的正極端相連接；U1的腳12端與電源電壓的采樣電路中的電阻R4、R5的中間節(jié)點(diǎn)端相連接，U1的腳13端與電源電壓的參考電壓電路中的電阻R7、R8的節(jié)點(diǎn)端相連接；U1的腳14端經(jīng)電阻R13與三極管BG5的基極端相連接，并且，還經(jīng)電阻R11與三極管BG4的基極端相連接；U1的腳15端分別經(jīng)電阻R9、R15與三極管BG3、BG6的基極端相連接；U1的腳16、17端分別與串行EPROM存貯器的腳6、5端相連接；U1的腳18、19端分別與發(fā)光二極管L1、L2的負(fù)極端相連接；U1的腳20端與直流電源VCC的節(jié)點(diǎn)端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用IC卡電腦門鎖，其特征是上述的三極管BG3、BG5分別通過其集電極經(jīng)電阻R17、R18連接一個(gè)由三極管BG7、BG8、BG9、BG10和微型直流馬達(dá)M1構(gòu)成的正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用IC卡電腦門鎖，其特征是上述的由電容E1、E2、二極管D3、D4構(gòu)成的整流濾波電路，其二極管D3的負(fù)極端經(jīng)電阻R3與三極管BG2的基極端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用IC卡電腦門鎖，其特征是上述的電源電壓采樣電路中的電阻R4，其一端分別與集成電源DJE的腳2端、三極管BG1的集電極端相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種家用IC卡電腦門鎖，該門鎖是一單片機(jī)U
文檔編號E05B63/00GK2356104SQ9825003
公開日1999年12月29日 申請日期1998年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月11日
發(fā)明者胡志軍 申請人:胡志軍