单片机控制的机械电子密码锁的制作方法

专利名称：单片机控制的机械电子密码锁的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械电子密码锁，尤其是一种单片机控制 的机械电子密码锁。
背景技术：
现在人们使用的是流行的机械弹子锁。为了安全人们想了 很多办法，增加开锁的难度，出现了上下二个方向都有弹子的 弹子锁。近几年又出现了上下左右四个方向都有弹子的机械弹 子锁。现在，汽车、摩托车被偷盗的现象较为普遍、防不胜防， 这种锁正如俗话说的只能是"防君子不防小人"，这些锁很容
易被人打开，且被非法打开时无任何另外的防护装置；
为此又出现用键盘输入密码、再用机械弹子锁打开的电子 密码锁；因为密码是键盘输入的，这样密码位数不能多，多了 记不住，并且密码也易忘记，特别是年龄大的老人，更记不住。 又键盘也极易被人为破坏， 一旦损坏锁就打不开了，且不宜用
再有IC卡锁，它只有电子密码，没有机械弹子锁的保护, IC卡的读入设备易被人损坏， 一旦损坏，锁也打不开，同样 不宜用于室外，且要直接打开锁舌，用的电力很大；
还有一种机械电子密码锁，它的特点是在钥匙上装有储存 介质，这种介质是磁性材料，实质上是同磁卡电话差不多，但 磁性材料用在电话卡、银行存折上可以，用在锁上不行，可靠
性很差。因为要把磁性材料上的密码读出，磁性材料同密码的 读出设备要紧密接触，然而空气中磁性损耗为最大，即磁阻最 大，这样读出设备表面材料须要硬，不易损坏、拉毛，钥匙上 的磁性材料也要牢固，不易掉，而钥匙转动要带动锁芯一起转 动， 一方面锁芯同锁体不可能紧密接触，锁芯转动时也会把锁 体上的密码读出设备表面损坏，导致接触不良，另一方面钥匙 上的磁性材料，由于钥匙转动、受锁体和弹子的磨擦而脱落， 这样储存介质上的密码很难不误码读出，故障率很高。

发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种单片机控制的机械电 子密码锁，该单片机控制的机械电子密码锁防盗效果好、很难 被非法打开，且不易遭到人为破坏。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种单 片机控制的机械电子密码锁，包括锁体、锁芯和钥匙，锁芯设 于锁体中，锁芯上设有供钥匙插拔的钥匙孔，设有一单片机， 单片机中预设密码，锁芯钥匙孔外围的锁体上设有触点，所述 触点对应地与单片机密码信号输入、输出口和单片机电源口相 接；
钥匙上设有与所述触点数量、位置相匹配的触头，钥匙上 设有与单片机预设密码相对应的密码，钥匙上的密码设于储存
器芯片中，所述储存器芯片固设于钥匙中，钥匙上的触头对应 地与所述储存器芯片的密码信号输入、输出口和储存器芯片的 电源口相接，当钥匙插入钥匙孔中时或钥匙转动过程中触头可 接触到^f应触点进行对码，另单片机至少设有一信号输出线
路；
当钥匙上密码与单片机预设密码一致时，单片机的一信号
输出线路有信号输出并使驱动部件运动；当钥匙上密码与单片 机预设密码不一致时，单片机的一信号输出线路无信号输出、 不能使驱动部件运动。
这样就可有二重保护，第一重为机械锁保护、第二重为电 子密码保护，就很难非法开锁了，且电子密码隐藏于被保护物 内部很难被破坏。
本发明的进一步技术方案是
锁芯钥匙孔外围的锁体上设有触点。这样当钥匙插入钥匙 孔中顺时针或逆时针旋转一定角度后触头可接触到对应触点
进行对码。
锁芯钥匙孔外围的锁体上设有集电器，集电器与外界接触
端为触点，集电器至少设有三个触点；其中二个为电源触点构 成正负电源回路、另至少一个为信号触点构成信号输入/输出。 又设有电平变换电路，电平变换电路由电源升压电路、电 源降压电路、第一信号升压电路、第一信号降压电路、第二信 号升压电路、第二信号降压电路组成，集电器设有第一、二、 三、四触点，相应地钥匙上设有第一、二、三、四触头，钥匙 转动到设定角度时第一、二、三、四触头恰可对应地碰到第一、 二、三、四触点，电源升压电路^l入端接单片机电源口、电源 升压电路升压输出端接集电器第一触点，电源降压电路输入端 接第一触头、电源降压电路降压输出端接钥匙储存器芯片电源 口，第一信号升压电路输入端与单片机信号输出口相接、第一 信号升压电路输出端与集电器第二触点相接，第一信号降压电 路输入端与钥匙上第二触头相接、第一信号降压电路输出端与
钥匙储存器芯片信号输入口相接，第二信号升压电路输入端与 钥匙储存器芯片信号输出口相接、第二信号升压电l&输出端与 钥匙上第三触头相接，第二信号降压电路输入端与集电器第三
触点相接、第二信号降压电路输出端与单片机信号输入口相 接，第四触头、第四触点分别与钥匙上储存器芯片、单片机的 地线相接。这样依靠接触点电压的升高，可保证触点和触头之 间可靠的电气连接。
设有一电气盒，单片机设于电气盒中。
单片机设有二路信号输出线路， 一路信号输出线路接驱动
部件、另一路信号输出线路接报瞢系统；当钥匙上密码与单片 机预设密码一致时，单片机的另一信号输出线路无信号输出、 报警系统不工作；当钥匙上密码与单片机预设密码不一致时， 单片机的另一信号输出线路有信号输出，报瞥系统工作。
本发明的有益效果是:分二种情况来说明，第一种情况是: 当钥匙插入锁芯上的钥匙孔时，钥匙上的触头同锁体上的触点 直接接触，这时机械密码和电子密码同时比较，只有二种密码 都通过时才能开锁、关锁，这种情况好象同IC卡锁差不多， 但是多了机械密码比较。如果在电路中采取措施、 一旦人为破 坏锁体上的触点或二种密码不一致即会引起报警起保护作用； 第二种情况是装有储存器芯片及电路的钥匙插入锁芯上的钥 匙孔时，触头同锁体上的触点不直接接触，只有钥匙在机械密 码通过后，顺时针或逆时针转过一个角度后，钥匙上的触头才 能同触点相接触，即机械密码通过后才能进行电子密码比较， 这样在室外只看到的是普通机械弹子锁，非常隐蔽、不易破坏， 这种情况保护性更好；
单片机和钥匙上储存器芯片之间的电源、信号发送和接收 通过电平变换电路连接，在钥匙的触头上和锁体的触点上通过 的电压比单片机和钥匙上储存器芯片的工作电压高得多，这样
有利于电路导通；
单片机有多个输入输出引脚引出，这样便于做低成本的报 警系统。


图i为本S:明所述钥匙插于钥匙孔中示意图2为图1中I-I剖视图3为本发明所述锁本体金属盒及其附件与金属框配合 示意图4为本发明所述电平变换电路原理框图。
具体实施例方式
实施例 一种单片机控制的机械电子密码锁，包括锁体 1、锁芯2和钥匙3，锁芯设于锁体中，锁芯上设有供钥匙插 拔的钥匙孔，设有一单片机，单片机中预设密码，锁芯钥匙孔
外围的锁体上设有触点4，所述触点对应地与单片机密码信号 输入、输出口和单片机电源口相接；
钥匙上设有与所述触点数量、位置相匹配的触头5，钥匙 上设有与单片机预设密码相对应的密码，钥匙上的密码设于储
存器芯片中，所述储存器芯片固设于钥匙中，钥匙上的触头对 应地与所述储存器芯片的密码信号输入、输出口和储存器芯片 的电源口相接，当钥匙插入钥匙孔中时或钥匙转动过程中触头 可接触到对应触点进行对码，另单片机至少设有一信号输出线
路；
当钥匙上密码与单片机预设密码一致时，单片机的一信号 输出线路有信号输出并使驱动部件运动；当钥匙上密码与单片 机预设密码不一致时，单片机的一信号输出线路无信号输出、 不能使驱动部件运动。
这样就可有二重保护，第一重为机械锁保护、第二重为电 子密码保护，就很难非法开锁了，且电子密码隐藏于被保护物 内部很难被破坏。
本发明的进一步技术方案是
锁芯钥匙孔外围的锁体上设有触点，最好是锁芯钥匙孔外 围两侧的锁体上分别设有触点。这样当钥匙插入钥匙孔中顺时 针或逆时针旋转一定角度后触头可接触到对应触点进行对码。
锁芯钥匙孔外围的锁体上设有集电器，最好是锁芯钥匙孔 外围两侧的锁体上分别设有集电器,集电器与外界接触端为触 点，集电器至少设有三个触点；其中二个为电源li点构成正负 电源回路、另至少一个为信号触点构成信号输入/输出。
又设有电平变换电路，电^^变换电路由电源升压电路A、 电源降压电路B、第一信号升压电路Cl、第一信号降压电路 Dl、第二信号升压电路C2、第二信号降压电路D2组成，集电 器设有第一、二、三、四触点，相应地钥匙上设有第一、二、 三、四触头，钥匙转动到设定角度时第一、二、三、四触头恰 可对应地碰到第一、二、三、四触点，电源升压电路A输入端 接单片机COM电源口、电源升压电路A升压输出端接集电器第 一触点，电源降压电路B输入端接第一触头、电源降压电路B
降压输出端接钥匙储存器芯片E0电源口，第一信号升压电路
Cl输入端与单片机信号输出口相接、第一信号升压电路C1输 出端与集电器第二触点相接，第一信号降压电路D1输入端与
钥匙上第二触头相接、第一信号降压电路D1输出端与钥匙储 存器芯片信号输入口相接，第二信号升压电路C2输入端与钥 匙储存器芯片信号输出口相接、第二信号升压电路C2输出端 与钥匙上第三触头相接，第二信号降压电路D2输入端与集电 器第三触点相接、第二信号降压电路D2输出端与单片机信号 输入口相接，第四触头、第四触点分别与钥匙上储存器芯片、 单片机的地线相接。这样依靠接触点电压的升高，可保证触点 和触头之间可靠的电气连接。
设有一电气盒，单片机设于电气盒中。
单片机设有二路信号输出线路, 一路信号输出线路接驱动 部件、另一路信号输出线路接报警系统；当钥匙上密码与单片 机预设密码一致时，单片机的另一信号输出线路无信号输出、 报警系统不工作；当钥匙上密码与单片机预设密码不一致时， 单片机的另一信号输出线路有信号输出，报擎系统工作。
下面以锁芯钥匙孔外围两侧的锁体上分别设有集电器为 例说明。
本例工作过程是设有储存器芯片的钥匙插入钥匙孔中， 旋转钥匙，如机械部分正确，则钥匙顺时针或逆时针转动一定 角度后其触头会同一个集电器上的触点对应接触， 一旦接触, 单片机就读取钥匙储存器芯片上的密码，并同单片机中预存密 码比较，如果相同则一信号输出线路有信号输出、如不相同则 一信号输出线路无信号输出，同时另一信号输出线路工作情况 恰相反。 本发明应用实例
一、应用于门锁驱动设定部件运动为驱动电磁铁左右移 动，这时单片机的一信号输出线路与电磁铁的信号输入线路相接。
本单片机控制的机械电子密码锁，包括锁体、锁芯、装有
储存器芯片及相应电路的钥匙、两个集电器、电气盒K中断电 不丢失密码的单片机、电气盒K中电平变换电路及相应控制电 路、锁本体金属盒内的转动附件G1和运动附件G2、金属盒中 可阻挡拔杆转动的电磁铁及装门框的金属框J;
锁芯设于锁体中，锁芯上设有供钥匙插拔的钥匙孔，伸出 锁芯长一些的钥匙孔两側的锁体中分别设有两个集电器D，拔 杆设于锁芯的末端，门锁安装时，拔杆插入金属盒中的转动附 件G1中，转动附件G1附近设电磁铁I，电磁铁在金属盒中可 左右移动，转动附件Gl转动可推动运动附件G2左右移动，运 动附件G2推动锁舌H伸出金属盒插入装在门框上的金属框内， 门就上锁打不开了。
工作原理是
当对码不成功时(这时机械密码已破，锁芯可转动)，单 片机的一信号输出线路无信号输出(即电磁铁不通电)，电磁 铁不移动，金属盒中转动附件Gl的凸起被电磁铁I 一端挡块 所止挡、无法转动，这样拔杆就无法转动,锁舌也就无法左右 移动了，无法开、关锁了；
当对码成功时，单片机的信号输出线路有信号输出(即电 磁铁通电)，电磁铁产生磁性设定往本体右侧移动(见图3)， 金属盒中转动附件Gl的凸起就不会被电磁铁一端挡块所止 挡、就能转动，锁舌就可左右移动了，即可开、关锁了。
二、应用于机动车
这时单片机的信号输出线路与机动车的点火线圏相接。 当对码不成功时(这时机械密码已破，锁芯可转动)，单
片机的信号输出线路无信号输出，点火线圈无电就无法启动机
动车；
当对码成功时，单片机的信号输出线路有信号输出，点火
线圈通电就可启动机动车了。
还有应用其他各方面本例就不再一一举例了。
本例中，单片机的另一信号输出线路可与报警系统信号输 入端相接，当对码不成功时(这时机械密码已破，锁芯可转动)，
另一信号输出线路有信号输出，从而启动报蕾系统，这样就能 起到更好的防盗效果。当然单片机还可另设多组信号输出线路 可分别与录音报警、电话自动拔号报瞀等设备相接，本例不再 一一说明。
本例中，单片机与钥匙所用的储存器芯片、电平变换电路、
控制电路及单片机的信号输出驱动等电子装置为同领域技术 人员不用付出创造性劳动即可实现的技术手段，本例不再说 明。
权利要求
1.一种单片机控制的机械电子密码锁，包括锁体、锁芯和钥匙，锁芯设于锁体中，锁芯上设有供钥匙插拔的钥匙孔，其特征是设有一单片机，单片机中预设密码，锁芯钥匙孔外围的锁体上设有触点，所述触点对应地与单片机密码信号输入、输出口和单片机电源口相接；钥匙上设有与所述触点数量、位置相匹配的触头，钥匙上设有与单片机预设密码相对应的密码，钥匙上的密码设于储存器芯片中，所述储存器芯片固设于钥匙中，钥匙上的触头对应地与所述储存器芯片的密码信号输入、输出口和储存器芯片的电源口相接，当钥匙插入钥匙孔中时或钥匙转动过程中触头可接触到对应触点进行对码，另单片机至少设有一信号输出线路；当钥匙上密码与单片机预设密码一致时，单片机的一信号输出线路有信号输出并使驱动部件运动；当钥匙上密码与单片机预设密码不一致时，单片机的一信号输出线路无信号输出、不能使驱动部件运动。
2. 根据权利要求1所述的单片机控制的机械电子密码 锁，其特征是锁芯钥匙孔外围的锁体上设有触点。
3. 根据权利要求1或2所述的单片机控制的机械电子密 码锁，其特征是锁芯钥匙孔外围的锁体上设有集电器，集电 器与外界接触端为触点，集电器至少设有三个触点。
4. 根据权利要求3所述的单片机控制的机械电子密码 锁，其特征是又设有电平变换电路，电平变换电路由电源升压电路(A)、电源降压电路(B)、第一信号升压电路(Cl)、 第一信号降压电路(Dl)、第二信号升压电路(C2)、第二信号 降压电路(D2)组成，集电器设有第一、二、三、四触点，相 应地钥匙上设有第一、二、三、四触头，钥匙转动到设定角度 时第一、二、三、四触头恰可对应地碰到第一、二、三、四触 点，电源升压电路(A)输入端接单片机(COM)电源口、电源 升压电路(A)升压输出端接集电器第一触点，电源降压电路 (B)输入端接第一触头、电源降压电路(B)降压输出端接钥 匙储存器芯片(E0)电源口，第一信号升压电路(Cl)输入端 与单片机信号输出U相接、第一信号升压电路(Cl)输出端与 集电器第二触点相接，第一信号降压电路(Dl)输入端与钥匙 上第二触头相接、第一信号降压电路(Dl)输出端与钥匙储存 器芯片信号输入口相接，第二信号升压电路(C2)输入端与钥 匙储存器芯片信号输出口相接、第二信号升压电路(C2)输出 端与钥匙上第三触头相接,第二信号降压电路(D2)输入端与集 电器第三触点相接、第二信号降压电路(D2)输出端与单片机 信号输入口相接，第四触头、第四触点分别与钥匙上储存器芯 片、单片机的地线相接。
5. 根据权利要求1所述的单片机控制的机械电子密码锁， 其特征是设有一电气盒，单片机设于电气盒中。
6. 根据权利要求1所述的单片机控制的机械电子密码锁， 其特征是单片机设有二路信号输出线路， 一路信号输出线路 接驱动部件、另一路信号输出线路接报警系统当钥匙上密码 与单片机预设密码一致时，单片机的另一信号输出线路无信号 输出、报警系统不工作；当钥匙上密码与单片机预设密码不一 致时,单片机的另一信号输出线路有信号输出，报警系统工作。
全文摘要
本发明公开了一种单片机控制的机械电子密码锁，设有一单片机，单片机中预设密码，锁芯钥匙孔外围的锁体上设有触点，所述触点对应地与单片机密码信号输入、输出口和电源口相接；钥匙上设有与所述触点数量、位置相匹配的触头，钥匙上设有与单片机预设密码相对应的密码，钥匙上的密码设于储存器中，储存器固设于钥匙中，钥匙上的触头对应地与储存器的密码信号输入、输出口和电源口相接，当钥匙插入钥匙孔中时或钥匙转动过程中触头可接触到对应触点进行对码，单片机至少设一信号输出线路，信号输出线路连接驱动部件。本例很难被非法开锁且电子密码很难被破坏，完全可以替代机械门锁和电子锁，加上传感器可组成实用可靠的防盗报警系统。
文档编号E05B35/00GK101187272SQ20061016147
公开日2008年5月28日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15日
发明者单祖良 申请人:单祖良