Патент на изобретение №2318967

(54) КОДОВАЯ ПАНЕЛЬ

(57) Реферат:

Изобретение может быть использовано для защиты различных объектов от доступа посторонних лиц с достижением секретности замка при исключении возможности несанкционированного ввода кода доступа третьими лицами, завладевшими кодовым ключом. Кодовая панель включает считывающий узел, связанный с контроллером исполнительного механизма и содержащий набор сенсоров, чувствительных к физическому полю, установленных с возможностью их полевого взаимодействия с кодовым ключом, содержащим точечные источники физического поля, к которому чувствительны сенсоры. Сенсоры размещены в одной плоскости в узлах сетки, ячейки которой равны и образованы равносторонними треугольниками. Кодовый ключ содержит по меньшей мере два точечных источника физического поля, расстояние между которыми кратно и предпочтительно равно расстоянию между узлами сетки. В качестве точечных источников физического поля могут быть использованы постоянные магниты, а в качестве сенсоров – магниточувствительные сенсоры, зафиксированные на подложке из немагнитного материала. В качестве точечных источников физического поля могут быть использованы постоянные магниты одного полюса, постоянные магниты разных полюсов, источник электрического тока, снабженный двумя разъемами, или оптические излучатели. В качестве сенсоров могут быть использованы электрические контакты, изолированные друг от друга, или фоточувствительные сенсоры. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к запирающим устройствам, а точнее к электронным кодовым дверным замкам, и может быть использовано для ввода кода доступа в контроллер исполнительного механизма замка при защите различных объектов от доступа посторонних лиц.

Известна кодовая панель, включающая корпус, снабженный кнопочными средствами последовательного ввода управляющих сигналов и тем самым формирования кода даступа, связанная с контроллером исполнительного механизма дверного замка (см. патент РФ №2132441, кл. Е05В 37/16, 1999).

Однако это техническое решение имеет низкую стойкость к проявлениям вандализма (даже при его изготовлении из металла «антивандальные версии»). Кроме того, известные кодовые панели имеют ряд недостатков, которые значительно уменьшают их взломостойкость, не защищены от подсматривания кода (в том числе в абсолютной темноте) или ввода «перебором в лоб» различных комбинаций, от маркировки мелкодисперсными порошками. Кроме того, кодовые панели могут блокироваться на длительное время вводом нескольких заведомо неверных кодовых комбинаций. Так как для ввода кодовых комбинаций не требуется ключ или какие-либо приготовления, то владелец кодовой панели весьма уязвим для хулиганов и детских шалостей.

Известна также кодовая панель, включающая считывающий узел, связанный с контроллером исполнительного механизма, содержащий набор сенсоров, чувствительных к соответствующему физическому полю, установленных с возможностью их полевого взаимодействия с кодовым ключом, содержащим точечные источники физического поля, к которому чувствительны сенсоры (см. пат. РФ №2027836, кл. Е05В 47/00, 1991).

Названное устройство реализовано с использованием магнитного поля и содержит магнитный ключ и магнитовосприимчивые датчики. Устройство не является вандалоустойчивым, кроме того, при краже ключа обеспечивается возможность несанкционированного доступа (несанкционированного раскрытия замка).

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, выражается в повышении секретности замка при исключении возможности несанкционированного ввода кода доступа третьими лицами, завладевшими кодовым ключом.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в повышении надежности работы замка, взломостойкости и вандалоустойчивости устройства для ввода кода доступа, упрощении его конструкции, а также повышении удобства эксплуатации.

Результат достигается тем, что кодовая панель, включающая считывающий узел, связанный с контроллером исполнительного механизма, содержащий набор сенсоров, чувствительных к физическому полю, установленных с возможностью их полевого взаимодействия с кодовым ключом, содержащим точечные источники физического поля, к которому чувствительны сенсоры, отличается тем, что сенсоры размещены в одной плоскости в узлах сетки, ячейки которой равны и образованы равносторонними треугольниками, при этом кодовый ключ содержит по меньшей мере два точечных источника физического поля, расстояние между которыми кратно и предпочтительно равно расстоянию между узлами сетки. Кроме того, в качестве точечных источников физического поля использованы постоянные магниты, при этом в качестве сенсоров использованы магниточувствительные сенсоры, зафиксированные на подложке из немагнитного материала. Кроме того, в качестве точечных источников физического поля использованы постоянные магниты одного полюса. Кроме того, в качестве точечных источников физического поля использованы постоянные магниты разных полюсов. Кроме того, в качестве точечных источников физического поля использованы источник электрического тока, снабженный двумя разъемами, при этом в качестве сенсоров использованы электрические контакты, изолированные друг от друга. Кроме того, в качестве точечных источников физического поля использованы оптические излучатели, при этом в качестве сенсоров использованы фоточувствительные сенсоры.

Указанные особенности изобретения представляют его отличия от прототипа и обуславливают новизну предложения; эти отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают достижение технического результата, отраженного в технической задаче, и отсутствуют в известных технических решениях с тем же эффектом.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков заявляемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию “новизна”.

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки «…сенсоры размещены в одной плоскости в узлах сетки, ячейки которой равны и образованы равносторонними треугольниками», обеспечивают возможность размещения сенсоров таким образом, что расстояния между любой их парой одинаковы на всей площади сенсорного поля, что обеспечивает возможность одновременного воздействия кодовым ключом на любую пару сенсоров. Таким образом обеспечивается возможность преобразования определенных положений (определенного позиционирования) кодового ключа во входные управляющие сигналы, последовательность которых составляет код доступа.

Признаки «…кодовый ключ содержит по меньшей мере два точечных источника физического поля, расстояние между которыми кратно и предпочтительно равно расстоянию между узлами сетки», обеспечивают возможность воздействия кодовым ключом одновременно на пару сенсоров, что позволяет, в свою очередь, расширить вариабельность возможных сигналов, вводимых через эту пару сенсоров, кроме того, это позволяет упростить конструкцию кодового ключа. Ключ (выключатель) не содержит никакой кодовой информации, а потому несанкционированный доступ к нему не обеспечивает возможности несанкционированного открытия замка.

Кроме того, снижается вероятность хулиганских действий и уменьшается размер кодовой панели. Также обеспечивается возможность использования различных принципов действия кодовой панели (оптический, электрический, магнитный, механический).

Признаки второго-четвертого пунктов формулы конкретизируют варианты реализации устройства с использованием магнитного поля.

Признаки пятого пункта формулы конкретизируют варианты реализации устройства с использованием электрического поля.

Признаки шестого пункта формулы конкретизируют варианты реализации устройства с использованием оптического излучения.

На фиг.1 показан вид сверху на считывающий узел, реализованный с использованием магнитного поля; на фиг.2 изображен вид сверху на считывающий узел, реализованный с использованием электрического поля; на фиг.3 изображен вид сверху на считывающий узел, реализованный с использованием оптического излучения.

На чертежах показаны считывающий узел контроллера 1 дверного замка, содержащий набор сенсоров 2, чувствительных к какому-либо одному физическому полю (или магнитному, или электрическому, или оптическому), по меньшей мере три (оптимально – семь, шесть) из которых размещены на дуге окружности, а один – в ее центре. При этом сенсоры размещены в одной плоскости (зафиксированы на одной подложке 3, выполненной из материала, не чувствительного к физическому полю, воспринимаемому сенсорами) в узлах сетки 4, ячейки которой равны и образованы равносторонними треугольниками.

Кодовый ключ 5 содержит по меньшей мере два точечных источника 6 физического поля, расстояние между которыми равно расстоянию между узлами сетки, по которой размещены сенсоры 2. Число точечных источников 6 физического поля может быть и больше двух, при этом целесообразно их размещать в вершинах треугольника, аналогичного использованному в сетке 4, но в этом случае сокращается число комбинаций возможного расположения кодового ключа, хотя и увеличивается число комбинаций вводимых сигналов.

Дальше по тексту рассматриваются варианты кодового ключа с двумя точечными источниками 6 физического поля.

Корпус кодового ключа 5 выполнен из материала, не чувствительного к физическому полю, воспринимаемому сенсорами.

При реализации устройства с использованием магнитного поля:

В качестве точечных источников 6 физического поля использованы точечные (малоразмерные таблетки) постоянные магниты, запрессованные в корпус кодового ключа 5 (или же – U-образный магнит), при этом магниты могут быть обращены наружу либо одинаковыми, либо разными полюсами в зависимости от конкретных условий работы. В качестве сенсоров использованы магниточувствительные сенсоры известной конструкции, удовлетворяющие по своим характеристикам требуемым рабочим параметрам. Подложка 3 выполнена из немагнитного материала (медь, бронза, титан, немагнитная сталь, пластик). Поскольку сенсоры зафиксированы с внутренней стороны подложки и их не видно с наружной стороны двери, целесообразно, чтобы сторона подложки, обращенная к кодовому ключу, была снабжена метками 7, соответствующими положению центров сенсоров, что повысит точность позиционирования магнитного кодового ключа.

При реализации устройства с использованием электрического сигнала в качестве электрочувствительных сенсоров могут быть использованы электрические контакты 8, изолированные друг от друга, а кодовый ключ может быть выполнен в виде диода или батарейки 9 с двумя разъемами. В этом случае целесообразно, чтобы разъемы находились на концах выступов 10 кодового ключа, а в двери были выполнены отверстия 11, дно которых снабжено электрическими контактами 8.

При реализации устройства с использованием оптического сигнала в качестве сенсоров могут быть использованы фоточувствительные сенсоры 12 известной конструкции, удовлетворяющие по своим характеристикам требуемым рабочим параметрам. В качестве точечных источников 6 физического поля использованы оптические излучатели известной конструкции, удовлетворяющие по своим характеристикам требуемым рабочим параметрам. В этом случае также целесообразно, чтобы в двери были выполнены отверстия 11, дно которых снабжено фоточувствительными сенсорами 12.

Таким образом, кодовый ключ является совершенно стандартным изделием (технология UniKey), поэтому преступники не смогут открыть замок, получив доступ к ключу. При утере новый ключ можно легко купить в магазине, как всякое стандартное изделие. Это позволяет хранить ключ в любом удобном месте.

В качестве дверного замка может быть использован электромеханический замок любого известного типа (в качестве привода исполнительного механизма которого использован электродвигатель или электромагнит – на чертежах не показаны).

В качестве контроллера 1 может быть использован электронный блок, предпочтительно микроконтроллер (например, Microchip 16 F 684), функционально включающий в себя элементы, обеспечивающие решение следующих задач:

– ввод и хранение энергонезависимого кода доступа;

– преобразование входного сигнала, вводимого ориентировкой магнитного ключа относительно метки 7 в сигнал, являющийся частью вводимого (формируемого) кода доступа;

– формирование кодовой последовательности из сигналов, последовательно введенных последовательным позиционированием ключа на метках 7;

– сравнение кода доступа, хранящегося в памяти контроллера и сформированного;

– формирование сигнала управления исполнительным механизмом (соответственно, его открывание или закрывание).

Названные функции реализуются в основном программным путем. Кроме этих функций, непосредственно связанных с обеспечением работы замка, контроллер 1 может обеспечивать подачу сигнала о неверно набранном коде и/или включение охранной сигнализации или выполнить иное действие, предусмотренное в перечне опций, выбираемых при покупке замка.

Заявленное устройство работает следующим образом.

В дверное полотно (или на стену рядом с дверью) монтируют подложку с сенсорами, выходы которых известным образом соединяют с контроллером исполнительного механизма дверного замка (обеспечивая недоступность каналов связи с внешней стороны двери).

Пользователь подходит к двери и посредством кодового ключа одновременно воздействует на два сенсора, создавая таким образом вектор коммутации. При этом код доступа состоит из последовательности «векторов коммутации». При этом такое воздействие может быть как полярным (например, ток течет только по направлению от одной фиксированной точки до другой, но не наоборот), так и неполярным (ток может течь в обоих направлениях). Полярность вектора задается полярностью подключения ключа.

При наборе кодовой комбинации используют легко зрительно запоминаемые комбинации коммутаций, что позволяет обойтись без нумерации ключевых точек и использовать зрительно запоминаемые коды, которые не имеют числового эквивалента и при необходимости записываются при помощи специальной мнемонической записи, хотя нумерация точек коммутации (сенсоров) также возможна.

После ввода нескольких (например, пяти) символов (количество фиксирования определяется длиной кода доступа) в работу вступает контроллер 1, который после сравнения набранной кодовой последовательности с кодом доступа, хранящимся в его памяти, либо дает команду на выполнение соответствующей операции замку (если кодовая последовательность соответствует коду доступа), либо дает сигнал о неверно набранном коде и/или включает охранную сигнализацию или выполняет другое действие, предусмотренное функциями замка. В случае ввода ошибочного символа следует остановить кодовый ключ в этом положении (или извлечь) и подождать 10 секунд до сброса контроллера.

Основные достоинства устройства: низкая заметность установки (особенно при реализации магнитного принципа работы), на двери имеются только метки 7 или небольшие отверстия-окошки для ввода через них электрических или оптических сигналов, при этом считыватель может устанавливаться в произвольном месте на двери (сейфе) или рядом на стене; невозможность открыть замок «на слух» или иным аналогичным образом, используется цифровой интерфейс; отсутствие какого-либо сигнала, который можно перехватить или подслушать, физическое поле исчезает уже в 2-3 сантиметрах от диска и является стабильным; кодовый ключ является съемным (карманным) и уносится с собой, что делает замок совершенно неуязвимым для вандалов.

Вышеприведенный пример осуществления настоящего изобретения допускает различные модификации и дополнения, которые являются очевидными для специалистов в области, к которой данное изобретение относится. То есть настоящее изобретение ни в коей мере нельзя ограничивать этим описанием предложенного устройства и в него могут быть внесены изменения и дополнения, определяемые ниже пунктами формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Кодовая панель, включающая считывающий узел, связанный с контроллером исполнительного механизма и содержащий набор сенсоров, чувствительных к физическому полю, установленных с возможностью их полевого взаимодействия с кодовым ключом, содержащим точечные источники физического поля, к которому чувствительны сенсоры, отличающаяся тем, что сенсоры размещены в одной плоскости, в узлах сетки, ячейки которой равны и образованы равносторонними треугольниками, при этом кодовый ключ содержит по меньшей мере два точечных источника физического поля, расстояние между которыми кратно и, предпочтительно, равно расстоянию между узлами сетки.

2. Кодовая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве точечных источников физического поля использованы постоянные магниты, при этом в качестве сенсоров использованы магниточувствительные сенсоры, зафиксированные на подложке из немагнитного материала.

3. Кодовая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве точечных источников физического поля использованы постоянные магниты одного полюса.

4. Кодовая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве точечных источников физического поля использованы постоянные магниты разных полюсов.

5. Кодовая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве точечных источников физического поля использован источник электрического тока, снабженный двумя разъемами, при этом в качестве сенсоров использованы электрические контакты, изолированные друг от друга.

6. Кодовая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве точечных источников физического поля использованы оптические излучатели, при этом в качестве сенсоров использованы фоточувствительные сенсоры.

РИСУНКИ