Патент на изобретение №2318968

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА КОДА ДОСТУПА В КОНТРОЛЛЕР ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА ЗАМКА

(57) Реферат:

Изобретение может быть использовано для защиты различных объектов от доступа посторонних лиц с достижением технического результата, заключающегося в повышении секретности замка при исключении возможности несанкционированного ввода кода доступа третьими лицами, завладевшими кодовым ключом. Устройство для ввода кода доступа в исполнительный механизм дверного замка содержит магнитный ключ и считывающий узел. Магнитный ключ выполнен в виде пластины из немагнитного материала, снабженной постоянными магнитами. Считывающий узел выполнен из, по меньшей мере, двух магниточувствительных сенсоров. Сенсоры зафиксированы на немагнитной подложке с возможностью их полевого взаимодействия с магнитным полем магнитного ключа. Устройство снабжено контроллером исполнительного механизма замка. Контроллер электрически связан с каждым из магниточувствительных сенсоров и обеспечивает формирование кода доступа последовательным вводом его элементов. Магнитный ключ выполнен с возможностью перемещения над обращенной во внешнюю сторону двери свободной плоскостью немагнитной подложки. Эта плоскость снабжена риской, а внешняя сторона магнитного ключа имеет риски и/или идентифицирующие метки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к запирающим устройствам, конкретно к электронным кодовым дверным замкам с сигнализацией, и может быть использовано для защиты различных объектов от доступа посторонних лиц.

Известно устройство для ввода кода доступа в исполнительный механизм замка, включающее средство ввода управляющего сигнала, контроллер исполнительного механизма дверного замка (DE 3606620 А1, 03.09.1987). В качестве средства ввода управляющего сигнала использован кодовый ключ, выполненный по типу электронной карточки, а контроллер снабжен пазом для размещения в нем кодового ключа. В зависимости от ориентации ключа информация, считанная с него считывающим устройством, определяет направление вращения электродвигателя, который через реечную передачу вдвигает ригель замка в запорную планку или возвращает его в исходное положение.

Недостатками этого устройства являются невысокая надежность конструкции замка из-за возможности повреждения механизма передачи и открывания замка после приложения силы к торцевой поверхности ригеля; возможность перегрузки или повреждения двигателя и механизма запирания в процессе выдвижения ригеля при неполностью закрытой двери или наличии постороннего предмета в запорной планке; возможность несанкционированного доступа (несанкционированного раскрытия замка) при краже ключа.

Известно также устройство для ввода кода доступа в исполнительный механизм замка, включающее магнитный ключ, выполненный в виде пластины, снабженной постоянными магнитами, и считывающий узел, связанный с контроллером исполнительного механизма дверного замка, выполненный в виде магниточувствительных сенсоров, установленных с возможностью их полевого взаимодействия с магнитным полем магнитного ключа (RU 2027836 С1, 27.01.1995).

Это устройство не является вандалоустойчивым, кроме того, при краже ключа обеспечивается возможность несанкционированного доступа (несанкционированного раскрытия замка).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для ввода кода доступа в исполнительный механизм дверного замка, включающее магнитный ключ, выполненный в виде пластины из немагнитного материала, снабженной постоянными магнитами, и считывающий узел, выполненный из, по меньшей мере, двух магниточувствительных сенсоров, зафиксированных на немагнитной подложке с возможностью их полевого взаимодействия с магнитным полем магнитного ключа (SU 596707 А1, 13.02.1978).

Однако это устройство недостаточно надежно в работе и не обладает нужной степенью секретности.

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.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для ввода кода доступа в исполнительный механизм дверного замка, включающее магнитный ключ, выполненный в виде пластины из немагнитного материала, снабженной постоянными магнитами, и считывающий узел, выполненный из, по меньшей мере, двух магниточувствительных сенсоров, зафиксированных на немагнитной подложке с возможностью их полевого взаимодействия с магнитным полем магнитного ключа, согласно изобретению снабжено контроллером исполнительного механизма замка, электрически связанным с каждым из магниточувствительных сенсоров и обеспечивающим формирование кода доступа последовательным вводом его элементов, а магнитный ключ выполнен с возможностью перемещения над обращенной во внешнюю сторону двери свободной плоскостью немагнитной подложки, причем эта плоскость снабжена риской, а внешняя сторона магнитного ключа имеет риски и/или идентифицирующие метки.

Магнитный ключ выполнен в виде пластикового диска, снабженного соосным с его центром цилиндрическим выступом, выполненным с возможностью размещения и вращения в цилиндрической выемке, выполненной на внешней стороне подложки, при этом магниточувствительные сенсоры размещены на равных расстояниях друг от друга на дуге окружности, соосной с цилиндрической выемкой.

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 “считывающий узел выполнен в виде сенсорного поля, образованного, по меньшей мере, двумя магниточувствительными сенсорами, зафиксированными на немагнитной подложке” обеспечивают возможность формирования уплощенной пространственной структуры (чувствительной к магнитному полю, параметры чувствительности которого на площади сенсорного поля – величина переменная), что при вводе во взаимодействие с сенсорным полем магнитного поля соизмеримых размеров, занимающего только часть площади сенсорного поля, обеспечивает возможность преобразования определенных положений (определенного позиционирования) магнитного ключа во входные управляющие сигналы, последовательность которых составляет код доступа, при этом ключ (выключатель) не содержит никакой кодовой информации, а потому доступ к нему не обеспечивает возможности несанкционированного открытия замка.

Признаки “свободная плоскость подложки обращена во внешнюю сторону двери” обеспечивают возможность перемещения магнитного ключа параллельно магниточувствительным сенсорам, что обеспечивает постоянство сил взаимодействия магнитного поля ключа и сенсоров, что повышает однозначность восприятия считываемых сигналов и надежность срабатывания устройства, так же как и наличие риски, обеспечивающее точность “считывания символа”, т.е. точность позиционирования ключа в положении, соответствующем какому-либо управляющему сигналу из отображенных на магнитном ключе.

Признаки “магнитный ключ выполнен из немагнитного материала в виде пластины, снабженной постоянными магнитами, и установлен с возможностью перемещения над свободной плоскостью немагнитной подложки” обеспечивают возможность формирования магнитного поля, соизмеримого с размерами чувствительной зоны сенсорного поля, и различные положения ключа в пространстве трансформировать в управляющие сигналы из отображенных на магнитном ключе.

Признаки “в подложке выполнена цилиндрическая выемка, а обращенная к ней сторона магнитного ключа снабжена цилиндрическим выступом” упрощают реализацию требования подвижности магнитного ключа по отношению к сенсорному полю.

Признаки “внешняя сторона магнитного ключа снабжена рисками и/или идентифицирующими метками” позволяют (вместе с риской, сформированной на подложке) различные положения ключа в пространстве трансформировать в управляющие сигналы из отображенных на магнитном ключе и упрощают ввод кода доступа.

На фиг.1 показан вид сверху на считывающий узел; на фиг.2 изображен вид сверху на кодовый ключ; на фиг.3 показан разрез считывающего узла.

На чертежах показаны считывающий узел контроллера 1 дверного замка, выполненный в виде сенсорного поля, образованного по меньшей мере двумя магниточувствительными сенсорами 2 (оптимально – шестью), зафиксированными на одной стороне немагнитной подложки 3, свободная плоскость 4 которой обращена во внешнюю сторону 5 входной двери 6, снабжена нулевой риской 7 и цилиндрической выемкой 8, при этом магнитный ключ выполнен из немагнитного материала в виде пластины 9 (предпочтительно пластикового диска), снабженной магнитными вставками 10 и цилиндрическим выступом 11 (соосным с центром диска), кроме того, внешняя поверхность магнитного ключа (пластины 9) снабжена рисками 12 и идентифицирующими метками 13. Диск является совершенно стандартным (технология UniKey), поэтому преступники не смогут открыть замок, получив доступ к ключу. В ключе не содержится ни одной микросхемы или источника питания (технология ZeroChip), a значит установка жучка в ключ невозможна. При утере диска новый ключ можно легко купить в магазине, как всякое стандартное изделие. Это позволяет хранить диск в любом удобном месте.

Считывающий узел содержит подложку из немагнитного материала (медь, бронза, титан, немагнитная сталь, пластик), под которой расположена плата с магнитными сенсорами. Целесообразно, чтобы магниточувствительных сенсоров было шесть, они размещались на равных расстояниях друг от друга на дуге окружности соосно с цилиндрической выемкой, при этом нулевая риска 7 представляет собой произвольную черту (радиальную относительно центра цилиндрической выемки) на поверхности считывателя, обращенной на внешнюю поверхность двери. Ее можно расположить на одной из прямых линий от центра цилиндрической выемки через любой из шести магниточувствительных сенсоров.

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 нулевой риски 7 (соответственно, позиционирования в створе с нулевой риской 7 одной из рисок 12, снабженных идентифицирующими метками 13, подлежащей выбору) в сигнал, являющийся частью вводимого (формируемого) кода доступа;

– формирование кодовой последовательности из сигналов, последовательно введенных последовательным позиционированием идентифицирующих меток 13;

– 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.

В качестве идентифицирующих меток 13 могут быть использованы цифровые (арабские и/или римские) и/или буквенные сигналы (на основе различных алфавитов), а также пиктограммы и т.п., которые наносят по периферии диска; целесообразно, чтобы риски 12 выходили непосредственно на внешний периметр диска, а идентифицирующие метки 13 располагались с противоположной стороны рисок 12, что повышает точность позиционирования меток 13 ввода с нулевой риской 7.

В качестве магниточувствительных сенсоров 2 используют датчики известной конструкции, удовлетворяющие по своим характеристикам требуемым рабочим параметрам.

Заявленное устройство работает следующим образом.

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

Пользователь подходит к двери и вставляет цилиндрический выступ 11 магнитного ключа в цилиндрическую выемку 8 на считывателе (магнитный ключ может находиться в произвольном положении по отношению к нулевой риске 7) и вращает диск до момента совпадения нужного символа на диске и нулевой риски 7, но не менее трех делений (позиций на диске) в одном направлении. Можно делать несколько оборотов вокруг своей оси или “возвращаться”. После того как диск установлен правильно, он должен находиться неподвижно не менее двух секунд (происходит фиксация символа). После этого контроллер обеспечивает подачу однократного звукового сигнала, если символ успешно зафиксирован. В случае возникновения какой-либо ошибки – троекратный сигнал. Если диск будет неподвижен менее 2 секунд, символ не будет зафиксирован (нет сигнала). В случае возникновения ошибки ввод символа следует повторить. После подтверждения контроллером правильности ввода символа следует ввести и зафиксировать следующий символ. После ввода нескольких (например, пяти) символов (количество фиксировано) 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 магнитный ключ (диск) в произвольном положении (или извлечь) и подождать 10 секунд до сброса контроллера.

Для ввода двух одинаковых символов подряд необходимо повернуть магнитный ключ не менее чем на два символа в любую сторону и вернуть на прежнюю позицию.

В случае отсутствия магнитного ключа (или его неподвижности) более чем 10 секунд контроллер сбрасывает неоконченный ввод кода и входит в режим энергосбережения (засыпает).

Код доступа по умолчанию (заводской) – “1 3 5 7 9”.

Основные достоинства устройства: низкая заметность установки – на двери имеется только небольшое глухое отверстие под ось и “нулевая риска”; отсутствие каких-либо сквозных отверстий или механической связи диска и механизма замка; считыватель может устанавливаться в произвольном месте на двери (сейфе); невозможность открыть замок “на слух” или иным аналогичным образом – используется цифровой магнитный интерфейс; отсутствие какого-либо сигнала, который можно перехватить или подслушать – магнитное поле исчезает уже в 2-3 сантиметрах от диска и является стабильным; магнитный ключ является съемным (карманным) и уносится с собой, что делает замок совершенно неуязвимым для вандалов; использование классической дисковой конструкции кодовой панели исключает возможность такого способа взлома, как маркировка кнопок, и весьма затрудняет подсматривание кода доступа. Съемный вариант конструкции исключает возможность такого способа взлома, как использование царапающих “самописцев”, устанавливаемых “под диск”.

Среди недостатков следует отметить высокое время открытия – около 13 секунд. Кроме того, данные устройства не могут быть рекомендованы для лиц с серьезными нарушениями координации движений.

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 пунктами формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для ввода кода доступа в исполнительный механизм дверного замка, включающее магнитный ключ, выполненный в виде пластины из немагнитного материала, снабженной постоянными магнитами, и считывающий узел, выполненный из, по меньшей мере, двух магниточувствительных сенсоров, зафиксированных на немагнитной подложке с возможностью их полевого взаимодействия с магнитным полем магнитного ключа, отличающееся тем, что оно снабжено контроллером исполнительного механизма замка, электрически связанным с каждым из магниточувствительных сенсоров и обеспечивающим формирование кода доступа последовательным вводом его элементов, а магнитный ключ выполнен с возможностью перемещения над обращенной во внешнюю сторону двери свободной плоскостью немагнитной подложки, причем эта плоскость снабжена риской, а внешняя сторона магнитного ключа имеет риски и/или идентифицирующие метки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитный ключ выполнен в виде пластикового диска, снабженного соосным с его центром цилиндрическим выступом, выполненным с возможностью размещения и вращения в цилиндрической выемке, выполненной на внешней стороне подложки, при этом магниточувствительные сенсоры размещены на равных расстояниях друг от друга на дуге окружности, соосной с цилиндрической выемкой.

РИСУНКИ