Электронный кодовый замок

Электронный кодовый замок

Реферат

 

Изобретение относится к электронной технике для защиты объектов от несанкционированного доступа. Техническим результатом является уменьшение вероятности несанкционированного выявления эталонного кода. Устройство содержит контактный элемент, три счетчика у блок эталонного кода, схему сравнения, два триггера, дешифратор, элемент ИЛИ-НЕ, индикатор, генератор импульсов, регистр, переключатель кода, сумматор и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. 1 ил.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в устройствах защиты объектов от несанкционированного доступа.

Известен электронный кодовый замок (см. патент РФ 1802847 от 26.02.91, МПК Е 05 В 47/00. Электронно-кодовое блокирующее устройство / А.В. Карлов, А. А. Карлов, опубл. 15.03.93, БИ 10), содержащий соединенный первым выходом с первым счетчиком блок набора кода, выходы первого счетчика соединены с первыми входами блока сравнения, генератор, RS-триггер, исполнительный механизм, формирователь двух частот, элементы 2И-ИЛИ, второй счетчик, делители частоты, переключатели частоты, формирователь. Второй выход блока набора кода подключен к первому входу переключателя частоты, к второму входу которого подключены третий выход блока набора кода, первый вход формирователя и счетный вход второго счетчика, первые выходы которого соединены с вторыми входами блока сравнения, выходом подключенного к второму входу формирователя, третий и четвертый входы которого соединены с вторыми выходами второго счетчика.

Первый выход формирователя подключен к S-входу RS-триггера, R-вход которого соединен с вторым выходом формирователя и исполнительным механизмом. Выходы RS-триггера подключены к первым входам первого элемента 2И-ИЛИ, к вторым входам которого через последовательно соединенные формирователь двух частот и генератор подключен четвертый выход блока набора кода. Выход первого элемента 2И-ИЛИ подключен к счетному входу делителя частоты, R-вход которого с R-входом второго счетчика подключены к первому выходу блока набора кода. Первый выход делителя частоты подключен к третьему входу переключателя частоты и первому входу второго элемента 2И-ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу делителя частоты. Третий и четвертый входы второго элемента 2И-ИЛИ соединены с первым и вторым выходами переключателя частоты, первый выход которого подключен к пятому входу формирователя. Выход второго элемента 2И-ИЛИ соединен с счетным входом первого счетчика.

Недостатком известного кодового замка является высокая вероятность определения эталонного кода из-за дистанционного измерения времени набора каждого разряда, начиная с нулевого состояния счетчика. Временное увеличение частоты перебора цифр несколько затрудняет, но не исключает возможности определения кода, поскольку частота перебора ограничена сверху необходимостью визуального контроля цифр.

Известен электронный кодовый замок (см. патент РФ 2154722 от 27.08.99, МПК Е 05 В 47/00. Электронный кодовый замок / А.П. Мартынов, Д.Б. Николаев, Г. И. Шишкин, опубл. 20.08.00, БИ 23), выбранный в качестве прототипа и содержащий первый контактный элемент, схему сравнения, первый и второй входы которой соединены с выходами соответственно первого счетчика и блока эталонного кода, вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, первый триггер, установочный вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а выход - с стробирующим входом дешифратора, выход которого соединен с входом исполнительного блока, второй контактный элемент, индикатор, элемент совпадения и второй триггер.

Первый счетчик выполнен в виде реверсивного счетчика, вход суммирования которого соединен с выходом первого контактного элемента, установочным входом второго триггера и первым входом элемента совпадения. Вход вычитания реверсивного счетчика соединен с выходом второго контактного элемента и вторым входом элемента совпадения, а выход - с входом индикатора, вход запрета которого соединен с входами сброса первого триггера, первого и второго счетчиков и с выходом второго триггера, вход сброса которого соединен с входом дешифратора и вторым выходом второго счетчика, счетный вход которого соединен с стробирующим входом схемы сравнения и выходом элемента совпадения.

Недостатками прототипа является высокая вероятность несанкционированного определения эталонного кода из-за дистанционного измерения времени набора каждого разряда, начиная с нулевого разряда счетчика, и выявления последовательности нажатия кнопок.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание электронного кодового замка с малой вероятностью несанкционированного определения эталонного кода.

Технический результат достигается тем, что электронный кодовый замок, содержит контактный элемент, элемент совпадения, первый счетчик, последовательно соединенные второй счетчик, блок эталонного кода и схему сравнения, стробирующий вход которой соединен с счетным входом второго счетчика, вход сброса которого соединен с прямым выходом второго триггера, с входом сброса первого триггера и входом запрета индикатора, вход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, первый выход которой подключен к входу установки первого триггера, выход которого соединен с первым входом дешифратора.

Новым является то, что дополнительно введены третий счетчик, генератор импульсов, регистр, переключатель кода, сумматор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса третьего счетчика, счетный вход которого соединен с первым выходом первого счетчика, второй выход которого соединен с входом регистра, тактовый вход которого соединен с выходом контактного элемента, с счетным входом второго счетчика, с первыми входами элемента совпадения и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, входы установки и сброса которого соединены соответственно с первым и вторым выходом третьего счетчика, прямой выход второго триггера соединен с вторым входом элемента совпадения, выход которого соединен с входами сброса генератора импульсов и первого счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход регистра соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом переключателя кодов, выход сумматора соединен с входом индикатора, второй и третий входы дешифратора соединены с вторыми выходами второго счетчика и схемы сравнения соответственно, выход дешифратора является выходом устройства, элемент совпадения выполнен в виде элемента ИЛИ-НЕ.

Указанная совокупность признаков позволяет снизить вероятность несанкционированного определения эталонного кода путем дистанционного измерения момента включения контактного элемента за счет введения регистра, сумматора, переключателя кода и обеспечения случайного состояния первого счетчика в момент набора каждого символа кода.

На чертеже приведена структурная схема электронного кодового замка.

Электронный кодовый замок содержит контактный элемент 1, счетчики 2, 3, 4, блок эталонного кода 5, схему сравнения 6, триггеры 7, 8, дешифратор 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, индикатор 11, генератор импульсов 12, регистр 13, переключатель кода 14, сумматор 15 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16.

Первый и второй входы схемы сравнения 6 соединены соответственно с выходом блока эталонного кода 5 и входом индикатора 11, вход запрета которого соединен с прямым выходом триггера 8, вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 10 и входами сброса триггера 7 и счетчика 3, первый выход которого соединен с входом блока эталонного кода 5. Счетный вход счетчика 3 соединен с контактным элементом 1, стробирущим входом схемы сравнения 6, тактовым входом регистра 13, первым входом элемента ИЛИ-НЕ 10 и первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16, второй вход которого подключен к инверсному выходу триггера 8, входы установки и сброса которого соединены соответственно с первым и вторым выходом счетчика 4, вход сброса которого подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16.

Счетный вход счетчика 4 соединен с первым выходом счетчика 2, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов 12, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 10 и входом сброса счетчика 2, второй выход которого соединен с входом регистра 13, выход которого подключен к первому входу сумматора 15, второй вход которого соединен с выходом переключателя кода 14, а выход - с вторым входом схемы сравнения 6. Первый и второй выходы схемы сравнения 6 соединены соответственно с входом установки триггера 7 и третьим входом дешифратора 9, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу триггера 7 и второму выходу счетчика 3, а выход является выходом устройства.

Контактный элемент 1 может быть выполнен в виде кнопки с устройством защиты от дребезга контактов (см. авторское свидетельство СССР 1202046, МКИ Н 03 К 5/153, опубл. 30.12.85 г. БИ 48). Счетчики 2, 3 и 4 аналогичны и могут быть выполнены на микросхеме 564ИЕ10. Блок 5 эталонного кода может быть выполнен на энергонезависимых ячейках памяти (см. авторское свидетельство СССР 845287, МКИ Н 03 К 19/16, опубл. 02.07.81 г. БИ 25). Схема 6 сравнения может быть выполнена на микросхеме 564ИП2. Триггеры 7 и 8 аналогичны и могут быть выполнены на микросхеме 564ТМ2, а входы сброса счетчика 3 и триггера 7 соединены с прямым выходом триггера 8 через инвертор микросхемы 564ЛН2. Дешифратор 9 может быть выполнен на микросхеме 564ИД1, а индикатор 11 - по схеме (см. Сборник справочных листов РД11.0488.3-89, лист 4).

Генератор 12 импульсов может быть выполнен на микросхемах 564ЛН2 и 564ЛА7 (см. книгу С.А. Бирюков. Цифровые устройства на МОП-интегральных микросхемах, рис. 114,а). Регистр 13 может быть выполнен на микросхеме 564ИР9, переключатель кода 14 может быть реализован на переключателе ПГЗ-11П4Н, а сумматор 15 - на микросхеме 564ИМ1.

Электронный кодовый замок работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 8 установлен в нулевое состояние. На прямом выходе триггера 8 устанавливается сигнал, удерживающий индикатор 11 в погашенном состоянии, сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 10 блокирует работу генератора 12 и счетчика 3, а сигнал с инверсного выхода триггера 8 удерживает счетчик 4 в исходном нулевом состоянии. На выходе триггера 7 установлен сигнал разрешения, а с второго выхода счетчика 3 подан сигнал запрета на дешифратор 9. Электронный кодовый замок находится в ждущем режиме.

При первом замыкании контактного элемента 1 сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 10 разрешает работу генератора 12 и счетчика 2, а сигнал с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16 - работу счетчика 4. Импульсы напряжения с выхода генератора 12 поступают на счетный вход счетчика 2, и если контактный элемент 1 замкнут достаточно долго, то импульсы напряжения с первого выхода счетчика 2 поступают на счетчик 4, сигнал с первого выхода которого устанавливает триггер 8 в единичное состояние. При этом загорается индикатор 11 и подается сигнал на элемент 10 ИЛИ-НЕ, осуществляющий разрешение работы генератора 12 и счетчика 2, а сигнал с инверсного выхода триггера 8 через элемент 12 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ устанавливает счетчик 4 в нулевое состояние.

При размыкании контактного элемента 1 происходит снятие сигнала запрета с индикатора 11 и запись в регистр 13 состояния счетчика 2, которое является случайным, что затрудняет определение эталонного кода. Состояние счетчика 3 выводит из блока 5 эталонного кода на первый вход схемы сравнения 6 первую цифру эталонного кода открывания замка. Состояние регистра 13 складывается в сумматоре 15 с состоянием переключателя кода 14 и отображается на индикаторе 11. Таким образом, первое замыкание и размыкание контактного элемента 1 переводит замок из ждущего режима в рабочий.

Первая цифра кода набирается переключателем кода 14. Изменяя положение переключателя кода 14 добиваются появления требуемой цифры кода на индикаторе 11. При втором замыкании контактного элемента 1 вырабатывается стробирующий импульс для схемы 6 сравнения, и если коды чисел, поступающие на ее входы с сумматора 15 и блока эталонного кода 5 не совпали, то триггер 7 переключается в состояние логической "1" и выдает сигнал запрета на первый вход дешифратора 9, а если коды чисел совпали, то изменение состояния триггера 7 не происходит. При размыкании контактного элемента 1 происходит запись в регистр 13 числа из счетчика 2 и переключается счетчик 3, в результате чего на выходе блока 5 эталонного кода появляется следующая цифра кода.

Набор остальных цифр кода происходит аналогичным образом.

При наборе последней цифры кода замыкание контактного элемента 1, при совпадении кодов чисел на входах схемы сравнения 6, приводит к формированию сигнала разрешения на третий вход дешифратора 9. Также формируются сигналы разрешения с второго выхода счетчика 3 и с триггера 7, если при наборе кода все цифры совпали. При этом вырабатывается сигнал на выходе дешифратора 9.

Если пауза между набором цифр сравнима с временем набора всех цифр кода, то счетчик 4, последовательно изменяя свое состояние, выдает на соответствующем выходе сигнал, приводящий триггер 8 в исходное нулевое состояние. Это приводит к выдаче сигнала, который удерживает индикатор 11 в погашенном состоянии и блокирует работу генератора 12 и счетчиков 2, 3, 4.

Изготовлен лабораторный макет электронного кодового замка, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого объекта.

Формула изобретения

Электронный кодовый замок, содержащий контактный элемент, элемент совпадения, первый счетчик, последовательно соединенные второй счетчик, блок эталонного кода и схему сравнения, стробирующий вход которой соединен со счетным входом второго счетчика, вход сброса которого соединен с прямым выходом второго триггера, с входом сброса первого триггера и входом запрета индикатора, вход которого соединен со вторым входом схемы сравнения, первый выход которой подключен к входу установки первого триггера, выход которого соединен с первым входом дешифратора, отличающийся тем, что дополнительно введены третий счетчик, генератор импульсов, регистр, переключатель кода, сумматор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса третьего счетчика, счетный вход которого соединен с первым выходом первого счетчика, второй выход которого соединен с входом регистра, тактовый вход которого соединен с выходом контактного элемента, со счетным входом второго счетчика, с первыми входами элемента совпадения и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, входы установки и сброса которого соединены соответственно с первым и вторым выходами третьего счетчика, прямой выход второго триггера соединен со вторым входом элемента совпадения, выход которого соединен с входами сброса генератора импульсов и первого счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход регистра соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом переключателя кодов, выход сумматора соединен с входом индикатора, второй и третий входы дешифратора соединены со вторыми выходами второго счетчика и схемы сравнения соответственно, выход дешифратора является выходом устройства, элемент совпадения выполнен в виде элемента ИЛИ-НЕ.

РИСУНКИ

Рисунок 1