專利名稱：多重門電腦密碼保險(xiǎn)柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電腦密碼保險(xiǎn)柜，它據(jù)有多重、多位密碼鎖，是保險(xiǎn)柜智能化的新拓展。
保險(xiǎn)柜主要以其強(qiáng)固的柜體、柜門和密碼鎖自保，報(bào)警呼救因其易于屏蔽和破壞，援救人員到場需要時(shí)間等局限而僅能做輔助手段。在防盜中密碼鎖尤其重要，成為盜竊和防盜雙方關(guān)注的焦點(diǎn)。
乞今所有保險(xiǎn)柜技術(shù)(包括產(chǎn)品和專利)中，大多采用機(jī)械密碼鎖或電子邏輯密碼鎖，雖有少數(shù)(如專利申請?zhí)?1216230.9、9020665.2和89202249.3等)采用了微電腦(單片機(jī))，但都僅有一個(gè)密碼鎖，密碼位數(shù)少(4位或6位)而且位數(shù)固定不變。理論盜碼成功概率絕對(duì)數(shù)值雖不小，但實(shí)際上，隨著盜碼技術(shù)的發(fā)展(如識(shí)別鍵上痕跡)，其安全性面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如一個(gè)四位密碼鎖，其理論一次盜碼成功率為10－4，但如已識(shí)得(用痕跡識(shí)別技術(shù))此四鍵，則一次盜碼成功率升為1／41＝1／24，兩分鐘就可遍試所有可能密碼而開門。
在現(xiàn)有保險(xiǎn)柜技術(shù)中，應(yīng)急強(qiáng)制開門手段更欠安全，留有開鎖繼電器驅(qū)動(dòng)入口的方案使盜者極易開柜，雖有報(bào)警監(jiān)視，但等救援人員趕到，恐防犯不及；正常開柜時(shí)的偶然錯(cuò)碼也引起報(bào)警，對(duì)用戶要求過嚴(yán)，缺少靈活性；此外，柜體或柜門上也因安裝鍵盤和顯示器而留下若干薄弱區(qū)域，從而使安全性受到限制。
本實(shí)用新型提供一種高強(qiáng)度、智能化的電腦監(jiān)控保險(xiǎn)柜。除了具有高強(qiáng)度、高封閉性的柜體結(jié)構(gòu)外，其獨(dú)特的電腦系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)靈活多變的復(fù)雜編碼。使其一次盜碼成功概率可降到10－77以下，即小于十萬億億億億億億億億分之一。小于現(xiàn)有四位電腦密碼鎖的一次盜碼成功率的1073分之一，數(shù)量上減少了73個(gè)數(shù)量級(jí)。其密碼門重?cái)?shù)和密碼位數(shù)可依需要自由設(shè)定。取消強(qiáng)制開門的不安全設(shè)置，代之以高安全性的永久特權(quán)開門口令和特權(quán)碼，來處理用戶密碼遺忘遭盜報(bào)警后的事宜。它還隨時(shí)監(jiān)視強(qiáng)制性破壞行為，做出自保護(hù)鎖閉，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
本實(shí)用新型由柜體1、柜門2和電腦軟硬件22組成，現(xiàn)分別說明如下1.柜體1和柜門2均采用多層材料復(fù)合而成，外層10為3mm厚冷軋鋼板10，中間設(shè)有防火、防切割層9和防鉆層19，內(nèi)壁17為2mm厚冷軋鋼板17。柜內(nèi)有分層儲(chǔ)物架。
柜體外表面三條不同方向的棱處的涂層下，各設(shè)一條扁平而薄的隱蔽發(fā)射天線3(兩面塑料中夾一銅帶)。
柜門由上下門軸固定于柜體上下門檻的軸座27上，關(guān)門時(shí)在可轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)無可切割縫。門上設(shè)有三個(gè)門閂11，分別由三條φ10mm的鋼筋制成，在上閂后與柜體上的閂口相配合，構(gòu)成防切割電路之一部分。門閂由一個(gè)凸輪連桿機(jī)構(gòu)12帶動(dòng)。
在一門閂上設(shè)一凹形銷口16，銷口中有一長方鎖銷15，鎖銷被彈簧和電磁鐵14聯(lián)合控制。在凹形銷口旁，門閂內(nèi)側(cè)，設(shè)一上鎖檢測微動(dòng)開關(guān)16；上鎖后，上鎖檢測開關(guān)被鎖銷撳下，作為鎖門狀態(tài)信號(hào)；解鎖后，鎖銷拉起，檢測開關(guān)彈起，給出開門狀態(tài)信號(hào)。
柜背后下部外層有φ4mm孔，外電源線由此通入夾層中，從柜內(nèi)壁經(jīng)下門軸引入電腦室內(nèi)。柜內(nèi)底部四角有四個(gè)φ6mm的絕緣通孔通過龍骨，孔中有縲栓與鋼筋水泥地板(或底座上)的膨脹縲母相連。柜頂部外殼有80x60x30mm凹槽，固定著鍵盤4。鍵盤通過4x20mm彎曲孔中的電纜26經(jīng)上門軸中心引入柜內(nèi)電腦室中。
門外右上部設(shè)有磁卡插入口5，通向門內(nèi)磁卡機(jī)。
門外右上部設(shè)有開門拉手6，在解鎖后，可通過杠桿，拖動(dòng)門閂而開門。
門外面板的右上部有一組φ1mm孔，門內(nèi)報(bào)警器聲音由此發(fā)出。
門內(nèi)壁上部設(shè)磁卡讀寫機(jī)、一8位密碼顯示器21和一蜂鳴器20。
2.電腦硬件由電源25、單片機(jī)22、外部控制器等部分構(gòu)成。電源部分包括可充電電池23和220V外接電源轉(zhuǎn)換器。在220V通電情況下轉(zhuǎn)換器給電腦和繼電器分別提供＋5V、＋15V的直流電，同時(shí)給電池充電。220V停電時(shí)自動(dòng)由電池供電。
電腦室中裝有一臺(tái)無線電發(fā)射機(jī)，其發(fā)射天線與柜體外棱上的三條隱蔽天線相通。
3.電腦軟件主要由主控程序、編碼程序、解鎖程序、顯示密碼程序和特權(quán)開門程序等五部分組成。電腦程序、特權(quán)口令和特權(quán)碼存于單片機(jī)的EPROM芯片中，RAM中存放用戶密碼。結(jié)合實(shí)際操作說明如下<1>主控程序一加電就被啟動(dòng)，它不斷訪問入口，檢測有無外部破壞和口令輸入。
如平安無事，也無輸入動(dòng)作，柜門處鎖閉態(tài)，則一分鐘后進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)；若柜門未鎖閉，則一分鐘后示警，直至上鎖為止。
如有強(qiáng)制破壞，立即發(fā)連續(xù)強(qiáng)警報(bào)，直至破壞被解除或修復(fù)。
對(duì)每次有效按鍵輸入，短鳴一聲，而后按規(guī)則采取不同響應(yīng)(1.1)是開門鍵，且門正處于鎖閉態(tài)，則轉(zhuǎn)入解鎖程序；(1.2)是開門鍵，且門正處于開門(未上鎖)態(tài)，則轉(zhuǎn)入顯示密碼程序；(1.3)是編碼鍵，且門正處于開門(未上鎖)態(tài)，則轉(zhuǎn)入編碼程序；(1.4)是編碼鍵，且門正處于鎖閉態(tài)，則轉(zhuǎn)入特權(quán)開門程序；(1.5)是數(shù)字鍵，且門正處于鎖閉態(tài)，則繼續(xù)檢測。
<2>編碼程序正常運(yùn)行過程是在門已打開的狀態(tài)下依次輸入如下系列碼
其中M1－8，門的重?cái)?shù)N1－8，每重門密碼位數(shù)X0－9，數(shù)字碼編編碼鍵如果在一組碼中輸入的X位數(shù)不足N，則高位補(bǔ)O，多于N位則只取后N位。如果輸入的密碼組不足M，其余視為全O；多于M則發(fā)一長音示警且多余的無效。程序依次讀入M，N和所有組密碼，直到第M組數(shù)碼末的編碼鍵終止，發(fā)兩短一長音示成功，同時(shí)寫入用戶磁卡。
第一編鍵啟動(dòng)編碼程序。接著讀入門的重?cái)?shù)M和每組密碼位數(shù)N。分別壓入棧中，在第二個(gè)編收到時(shí)，把M、N兩數(shù)轉(zhuǎn)入存貯單元m和n中，如果輸入串多于2位則取最后兩位。每位鍵碼輸入成功均發(fā)出一短音信號(hào)，如果是錯(cuò)碼，(如開門鍵)則不發(fā)信號(hào)且不接收。
依同樣規(guī)則讀入相繼的M組密碼。送滿M組，則發(fā)兩短一長音表示完畢，記入RAM和磁卡。如果送入的碼不足M組，而后一分鐘內(nèi)無輸入，則也停止輸入，但不發(fā)信號(hào)；不足的組視為全O。
如果接連收到兩個(gè)相鄰的編碼鍵，則把以前的所有密碼清除，表示重新開始，最后一個(gè)當(dāng)作第一個(gè)編鍵。
<3>柜門內(nèi)側(cè)設(shè)一8位顯示器，在門開著時(shí)用開鍵啟動(dòng)顯示程序(圖3)，依次顯示已裝入的M、N和各組密碼。
這種靈活的編碼結(jié)構(gòu)使使用者可以根據(jù)需要選定所需密碼組(即門)數(shù)和每組密碼的位數(shù)。如要求一次盜碼成功率小于萬分之一，則可選M＝1、N＝4，這樣使操作簡單。如果選M＝1、N＝6，則一次盜碼成功率為3.3x10－7，M＝1、N＝8時(shí)，一次盜碼成功率則為2.3x10－9。
<4>解鎖程序在關(guān)門鎖閉狀態(tài)下由開鍵啟動(dòng)。正常的開鎖按鍵過程為
輸入程序依次讀入每一位密碼，以短促發(fā)聲表示按鍵有效，并逐位比較其正確性并記錄錯(cuò)誤，當(dāng)連續(xù)兩次開鍵輸入時(shí)，如果全部口令正確，則門解鎖并發(fā)出一長兩短音以示成功。若有錯(cuò)則發(fā)出三長音警告。并記錄一次盜碼。累積盜碼超過四次，解鎖程序則停止運(yùn)行，處于自保護(hù)狀態(tài)并發(fā)出長時(shí)間報(bào)警信號(hào)。
<5>特權(quán)開門程序，是為了處理密碼遺忘、盜碼超過四次后解除自保狀態(tài)而設(shè)置的，它在門鎖閉的情況下由編碼鍵啟動(dòng)，在輸入特權(quán)口令和密碼后，它停止報(bào)警，以特權(quán)開門碼(這密碼通常比用戶碼復(fù)雜)取代用戶密碼，然后按正常開鎖程序進(jìn)行。
由于特權(quán)密碼復(fù)雜，既使以每秒鐘輸入兩次鍵的速度，不停地盜碼一年，累計(jì)盜碼成功率仍達(dá)不到1億億分之一。因此實(shí)際上只有掌握了特權(quán)口令和密碼的人才可打開。
特權(quán)磁卡、特權(quán)口令和特權(quán)碼由生產(chǎn)廠家登記備案，嚴(yán)格保密。如有特殊要求，也可轉(zhuǎn)交用戶最高權(quán)力代表。
本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)在于1.極低的盜碼成功率，高防盜碼安全性；2.安全周密的特權(quán)開門手段，是其它方法無法比擬的；3.編碼靈活，選擇范圍廣，可根據(jù)需要更改，從最簡單的1門三碼直至最安全的八門八碼。
4.閉門時(shí)密碼隱蔽，門開時(shí)又可方便地顯示密碼；5.上鎖檢測開關(guān)監(jiān)視門閂上鎖實(shí)況，有效避免了關(guān)門不上鎖的失誤；6.輸入口令時(shí)的容錯(cuò)功能可避免常見失誤引起的麻煩，且不必設(shè)消碼鍵；7.一鍵多用，使鍵盤鍵數(shù)減到最少而按鍵次數(shù)較多，這時(shí)對(duì)付盜鍵(識(shí)別按過的鍵)的有效措施。
8.整體機(jī)械結(jié)構(gòu)中，薄弱區(qū)域極少；可以在一定時(shí)間內(nèi)抵御強(qiáng)制破壞，等待救援人員到來；9.多方位無線報(bào)警和聲音警報(bào)，不易屏蔽；10.節(jié)省電源，使用費(fèi)用低。
其不足之處是操作相對(duì)復(fù)雜。
以下結(jié)合附圖和實(shí)例加以說明。


圖1、整體外觀圖；圖2、前面正視圖和頂視剖面圖；圖3、柜門和柜體剖面圖；圖4、控制部件邏輯框圖；圖5、主控程序流圖；圖6、編碼程序流圖；圖7、解碼程序流圖；圖8、顯示密碼程序流圖；圖9、特權(quán)解鎖程序流圖。
實(shí)例MIS－8型保險(xiǎn)柜是本新型的一個(gè)實(shí)例，它具有美觀大方的外型，柜體前面四周成圓弧狀，頂上鍵盤合內(nèi)有精致的鍵盤，鍵盤由白色有機(jī)玻璃制造，淺灰色鍵面刻有黑色字；柜門上蜂鳴器音孔和開門拉手分列左右；乳白的柜體表面平整光亮。
柜門內(nèi)密碼顯示器顯示紅色數(shù)碼。柜內(nèi)有三層儲(chǔ)物架和一個(gè)抽屜。一盞照明燈裝在柜壁一側(cè)上方。
從柜內(nèi)打開柜體頂部的電腦室，可看到電腦板、電源轉(zhuǎn)換器，電池和無線電發(fā)射機(jī)。
柜體外殼由3mm冷軋鋼板沖壓焊接而成，殼內(nèi)石棉防火層中設(shè)有一條網(wǎng)狀導(dǎo)線，構(gòu)成回路的一部分而作為防切割探測器，只要任一點(diǎn)被切斷，都因斷路而報(bào)警；鋼制龍骨分布于柜體夾層各部；龍骨間和內(nèi)外壁間其它部分，均充以防鉆水泥。
柜門內(nèi)壁有可從內(nèi)打開的蓋板，夾層中的電腦、無線電發(fā)射機(jī)、電源、門閂、鎖銷、繼電器和蜂鳴器可由此安裝和維護(hù)。在上閂時(shí)門閂也構(gòu)成防切割電路的一部分。門閂上的凹形銷口旁裝有一上鎖檢測微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)鎖銷落入銷口時(shí)，開關(guān)斷，鎖銷拉出銷口時(shí)，開關(guān)通。
柜門靠上下門檻上的門軸固定在柜體上，門關(guān)閉時(shí)外面無可入撬點(diǎn)。
51單片機(jī)和外部設(shè)備是柜門控制的核心。
鍵12鍵盤接在單片機(jī)51的鍵盤接口(圖4，Y0－Y7，)鍵盤掃描程序掃描鍵盤的狀態(tài)，將掃描到的輸入碼讀入內(nèi)存，并通過IPA4(圖4)口給出一個(gè)信號(hào)使蜂鳴器發(fā)出一短音，數(shù)碼顯示器LED接在單片機(jī)51的顯示口EX0－EX7。
上鎖檢測開關(guān)接在單片機(jī)51的IPA1口，當(dāng)鎖栓處于鎖門狀態(tài)時(shí)，檢測開關(guān)閉合，通過IPAI口測得低電平(圖4中，G表示接地)。當(dāng)門沒有鎖閉時(shí)，檢測開關(guān)斷開，檢測到高電平。
柜體防切割電路由一條單股導(dǎo)線回路構(gòu)成，它以S形遍布于柜體(包括柜門)夾層的防切割層中，一端接單片機(jī)51的IPA2口，另一端接地。
蜂鳴器接在IPA4口，IPA6口；無線電發(fā)射機(jī)與IPA5，IPA7口相連。
單片機(jī)51通過IPA3口控制鎖栓電器(圖3.14)動(dòng)作。
電源轉(zhuǎn)換器是采用的橋式整流濾波電路。當(dāng)有外加電壓(220V)時(shí)，通過D1、R1對(duì)＋5V電池充電；通過D3、R2對(duì)＋15V電池充電，同時(shí)向單片機(jī)51提供＋5V電源，向繼電器提供＋15V電源。在沒有外加電源(220V)時(shí)，兩電池組分別通過D2和D4提供＋5V和＋15V電源。
此例中未裝磁卡以降低成本。
電腦程序框圖如
圖1－5。下在結(jié)合實(shí)際應(yīng)用說明其作用
保險(xiǎn)柜安裝完畢，裝入電池或接通外電源后，電腦程序開始工作。在關(guān)門前應(yīng)編碼，這里選用2門6碼按“編26編306518編517489編”，主控程序啟動(dòng)編碼程序，將密碼存入RAM的用戶碼單元BM中，并發(fā)出聲音提示編碼完畢。保險(xiǎn)柜回到主控程序控制之下。
按“開”鍵，轉(zhuǎn)入密碼顯示程序，門內(nèi)側(cè)顯示器顯示“26”，再按“開”鍵，顯示“306518”，再按“開”鍵，顯示“517489”，顯示完畢，返回主控程序控制。
拉柜門拉手關(guān)閉柜門，上門閂。門閂到位則鎖銷滑入銷槽而上鎖。
開門時(shí)需按“開306518開517489開開”，在解鎖程序控制下，逐位比較鍵入碼與BM中的用戶碼，如結(jié)果相同，則發(fā)一持續(xù)5秒的信號(hào)，繼電器將鎖銷拉起，此時(shí)可用門拉手拉開門閂開門。如5秒內(nèi)未拉閂開門，則自動(dòng)上鎖。使用2門6碼，一次盜碼成功率為12－17，約等于4.5×10－19。容錯(cuò)功能使如下一列碼也能正常解鎖“開3277018306518開0012000210517489開開”。實(shí)際上在每組真實(shí)密碼之前可以添加任意數(shù)碼，并不影響解鎖。
特權(quán)口令是一組4位數(shù)碼，在柜門上鎖時(shí)，按“編1234編”，啟動(dòng)特權(quán)解鎖程序，將存于正常開門程序進(jìn)行，不過密碼不同而已。特權(quán)密碼與用戶密碼的區(qū)別僅在于前者是永遠(yuǎn)固定不變的，后者在用戶編碼或電腦斷電時(shí)都可能變更。
權(quán)利要求1.一種智能化、高封閉性多重門電腦密碼保險(xiǎn)柜，由柜體、柜門、電腦程控鎖和報(bào)警子系統(tǒng)構(gòu)成，共特征在于柜體(1)和柜門(2)均采用多層材料復(fù)合而成，中間設(shè)置龍骨，外層10為3mm厚冷軋鋼板(10)，中間設(shè)有防火、防切割層(9)和防鉆層(19)，內(nèi)壁(17)為2mm厚冷軋鋼板，柜門由上下門軸固定于柜體上下門檻的軸座(27)上，門上設(shè)有三個(gè)門閂(11)，分別由三條O10mm鋼筋制成，門閂由一個(gè)凸輪連桿機(jī)構(gòu)(12)帶動(dòng)；在門閂上設(shè)一凹形銷口(16)，銷口中有一長方鎖鎖(15)，凹形銷口旁門閂內(nèi)側(cè)，設(shè)有一上鎖檢測微動(dòng)開關(guān)(16)，柜背后下部外層有O4mm孔，外電源線由此通入夾層中，從柜內(nèi)壁經(jīng)下門軸引入電腦室內(nèi)，柜頂部外殼有80×60×30mm凹槽，固定著鍵盤(4)，鍵盤通過4×20mm彎曲孔中的電纜(26)經(jīng)上門軸中心引入柜內(nèi)電腦室中；鍵(12)鍵盤接在單片機(jī)(51)的鍵盤接口，數(shù)碼顯示器LED接在單片機(jī)(51)的顯示口EXo-EXT；上鎖檢測開關(guān)接在單片機(jī)(51)的IPA1口，柜體防切割電路由一條單股導(dǎo)線回路構(gòu)成，它以“S”形遍布于柜體夾層的防切割層中，一端接單片機(jī)(51)的IPA2口，另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)柜，其特征在于蜂鳴器接在IPA4口，IPA6口；無線電發(fā)射機(jī)與IPA5，IPA7口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)柜，其特征在于電源轉(zhuǎn)換器是采用橋式整流濾波電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)柜，其特征在于柜門外面設(shè)拉手和蜂鳴器發(fā)音孔。
專利摘要一種電腦密碼保險(xiǎn)柜，它允許設(shè)置多重(1—8任選)密碼門，每一重門可有多(1—8任選)位密碼，一次盜碼成功率可達(dá)10多重密碼門，可由一人掌握；也可分別由多人各掌握一組。特權(quán)開門程序替代了通常使用的應(yīng)急開門設(shè)施，提高了安全性。防盜鍵措施使盜賊不能識(shí)別哪些是有效的解鎖鍵；受限容錯(cuò)功能，允許操作員有限次誤操作，既提高了保密性，又減少了不必要的報(bào)警。
文檔編號(hào)E05G1/00GK2165209SQ9321612
公開日1994年5月18日 申請日期1993年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月17日
發(fā)明者楊書章, 周關(guān)良, 劉增福, 談軍 申請人:楊書章, 周關(guān)良, 劉增福, 談軍