Кодовая панель

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Анищик Виктор Михайлович Ярмолович Вячеслав Алексеевич(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) 1. Кодовая панель, включающая считывающий узел, связанный с контроллером исполнительного механизма и содержащий неподвижный набор сенсоров, чувствительных к магнитному полю, установленных с возможностью их полевого взаимодействия с кодовым ключом, содержащим точечные источники магнитного поля, к которому чувствительны указанные сенсоры, размещенные в одной плоскости в узлах сетки, ячейки которой равны и образованы одинаковыми геометрическими фигурами, а кодовый ключ выполнен в виде пластины из немагнитного материала с постоянными магнитами в виде малоразмерных таблеток, намагниченных аксиально, отличающаяся тем, что указанные постоянные магниты размещены на немагнитной пластине кодового ключа с возможностью перемещения вдоль одной из сторон пластины и фиксации в выбранном положении за счет сил магнитного взаимодействия каждого из магнитов со своей полоской из магнитомягкого материала, впрессованной в указанную пластину, причем сторона пластины,содержащая магниты, снабжена идентифицирующими метками и рисками в виде линий с имитацией ячеек, как в считывающем узле, и выполнена с прямолинейным буртиком, при этом в считывающем узле размещен замыкающий геркон, установленный напротив введенного миниатюрного магнита, размещенного в хвостовой части кодового ключа. 93952013.08.30 2. Кодовая панель по п. 1, отличающаяся тем, что число точечных источников магнитного поля равно числу установленных в считывающем узле сенсоров. 3. Кодовая панель по п. 1, отличающаяся тем, что размер ячейки в считывающем узле выбирается из условия превышения не менее чем в 4 раза размера диаметра магнита.(56) 1. Патентна полезную модель 57328, МПК 05 47/00, 2006. 2. Патент 2318967, МПК 05 47/00, 2008 (прототип). Заявляемая полезная модель относится к запирающим устройствам, конкретно к запирающим устройствам, конкретно к электронным кодовым замкам, оборудованным контроллером, и может быть использована для защиты различных объектов от доступа посторонних лиц, в том числе и от лиц, завладевших кодовым ключом. Известно устройство для ввода кода доступа в исполнительный механизм замка, описанное в 1. Сущность устройство для ввода кода доступа в исполнительный механизм замка, включающее магнитный ключ, выполненный в виде пластины, снабженной постоянными магнитами цилиндрической формы, и считывающий узел, связанный с контроллером исполнительного механизма дверного замка, выполненный в виде магнитных сенсоров, установленных с возможностью их полевого взаимодействия с магнитным полем магнитного ключа, причем считывающий узел выполнен в виде сенсорного поля, образованного по меньшей мере двумя магниточувствительными сенсорами, зафиксированными на немагнитной подложке, свободная плоскость которой обращена во внешнюю сторону входной двери, при этом магнитный ключ выполнен в виде диска из немагнитного материала, предпочтительно пластика, снабженный по меньшей мере двумя магнитными вставками, установленный с возможностью вращения над свободной плоскостью немагнитной подложки, для чего названная сторона немагнитной подложки снабжена кольцевым буртиком, внутренний диаметр которого соответствует диаметру магнитного ключа, при этом на торце буртика размещена нулевая риска, кроме того,внешняя поверхность магнитного ключа снабжена рисками и/или идентифицирующими метками. Магнитные сенсоры размещены на равных расстояниях друг от друга на дуге окружности, сосной с кольцевым буртиком. Кроме того, считывающий узел содержит оптимально шесть магнитных сенсоров. Функционирует 1 следующим образом. Пользователь подходит к двери и вставляет диск (магнитный ключ) в пространство, ограниченное буртиком, на считывателе (магнитный ключ может находиться в произвольном положении по отношению к нулевой риске) и вращает диск до момента совпадения нужного символа на диске и нулевой риски, 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, 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 2 93952013.08.30 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). Основным недостатком 1 является низкая эффективность работы устройства. Она обуславливается несколькими причинами. Как указано в самом описании устройства 1,одним из недостатков является продолжительное время открытия - около 13 секунд. Кроме того, данные устройства не могут быть рекомендованы для лиц с серьезными нарушениями координации движений. Последнее обусловлено сложностью операций по вводу кода доступа, которые были описаны выше. При слабой освещенности ввод кода доступа крайне затруднен. Наиболее близким к заявляемому является устройство, описанное в 2, - кодовая панель (прототип). 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 (в одном из вариантов), 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,а также в других вариантах источник электрического тока, снабженный двумя разъемами,или оптические излучатели. В качестве точечных источников магнитного поля в 2 использованы точечные (малоразмерные таблетки) постоянные магниты, запрессованные в корпус кодового ключа(или же -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 кодового ключа 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, предлагается, чтобы сторона подложки, обращенная к кодовому ключу, была снабжена метками, соответствующими положению центров сенсоров, что повысит точность позиционирования магнитного кодового ключа. Прототип 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 коммутаций. При этом такое воздействие может быть как полярным, так и неполярным. Полярность вектора задается полярностью подключения ключа. При наборе кодовой комбинации используют зрительно запоминаемые комбинации коммутаций, что позволяет обойтись без нумерации ключевых точек и использовать зри 3 93952013.08.30 тельно 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, 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. Основной недостаток прототипа 2, как и 1, ввод кода доступа в динамике, т.е. пользователь должен в определенной последовательности воздействовать посредством кодового ключа одновременно на два сенсора, создавая таким образом вектор коммутации. При наборе кодовой комбинации используют зрительно запоминаемые комбинации коммутаций, а их для обеспечения секретности должно быть не менее 5 или 6, что может вызвать ошибку при проведении операций коммутации и, как следствие, вводиться ложный код доступа. Следовательно, последовательность требуемых операций приводит к продолжительному времени открытия, что представляет неудобство. Кроме того, данные устройства не могут быть рекомендованы для лиц с серьезными нарушениями координации движений и при слабом зрении пользователя или низкой освещенности кодовой панели. Все перечисленные недостатки приводят к низкой эффективности функционирования устройства по вводу кода доступа в контроллер исполнительного механизма замка. Задачей, решаемой в настоящей полезной модели, является повышение эффективности функционирования устройства по вводу кода доступа в контроллер исполнительного механизма замка за счет ввода кода доступа в статике при обеспечении защиты объекта от доступа посторонних лиц, в том числе и от лиц, завладевших кодовым ключом. Для решения поставленной задачи предлагается следующая конструкция устройства,обеспечивающая ввод кода доступа в статике. Кодовая панель, включающая считывающий узел, связанный с контроллером исполнительного механизма и содержащий неподвижный набор сенсоров, чувствительных к магнитному полю, установленных с возможностью их полевого взаимодействия с кодовым ключом, содержащим точечные источники магнитного поля, к которому чувствительны указанные сенсоры, размещенные в одной плоскости в узлах сетки, ячейки которой равны и образованы одинаковыми геометрическими фигурами, а кодовый ключ выполнен в виде пластины из немагнитного материала с постоянными магнитами в виде малоразмерных таблеток, намагниченных аксиально. Кодовая панель отличается тем, что указанные постоянные магниты размещены на немагнитной пластине кодового ключа с возможностью перемещения вдоль одной из сторон пластины и фиксации в выбранном положении за счет сил магнитного взаимодействия каждого из магнитов со своей полоской из магнитомягкого материала, впрессованной в указанную пластину, причем сторона пластины, содержащая магниты, снабжена идентифицирующими метками и рисками в виде линий с имитацией ячеек, как в считывающем узле, и выполнена с прямолинейным буртиком, при этом в считывающем узле размещен замыкающий геркон, установленный напротив введенного миниатюрного магнита, размещенного в хвостовой части кодового ключа Кодовая панель отличается тем, что число точечных источников магнитного поля равно числу установленных в считывающем узле сенсоров. Кодовая панель отличается тем, что размер ячейки в считывающем узле выбирается из условия превышения не менее чем в 4 раза размера диаметра магнита. 93952013.08.30 По мнению авторов, полезная модель содержит ряд указанных выше новых элементов,позволяющих реализовать решение поставленной задачи. Комплексный анализ изложенных отличительных признаков конструкции устройства показывает, что они являются существенными и находятся в прямой причинноследственной связи с достигаемым техническим результатом. Из уровня техники не выявлено технических решений, отличительные признаки которых обеспечивают решение поставленной задачи в заявляемой полезной модели. Анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого устройства, показал, что оно соответствует критерию новизна по действующему законодательству. Заявляемая полезная модель поясняется фиг. 1, 2. На фиг. 1 изображен считывающий узел кодовой панели. На фиг. 2 изображен магнитный кодовый ключ. Кодовая панель включает считывающий узел, связанный с контроллером 1 исполнительного механизма и содержащий неподвижный набор сенсоров 2, чувствительных к магнитному полю, установленных с возможностью их полевого взаимодействия с кодовым ключом, содержащим точечные источники магнитного поля 3, к которому чувствительны сенсоры 2. Источники магнитного поля 3 являются постоянными высокоэнергетичными магнитами, изготовленными изилив виде малоразмерных таблеток, намагниченных аксиально. Магниты 3 устанавливаются пользователем на одной стороне пластины 4 кодового ключа, изготовленного из немагнитного материала (медь,бронза и т.д.) в одной плоскости в некоторых узлах сетки, ячейки которой одинаковы и образованы одинаковыми простыми геометрическими фигурами, например квадратами или прямоугольниками, аналогично набору сенсоров 2, закрепленных неподвижно также в узлах сетки. Узлы сетки обозначены цифрой 5. Миниатюрные постоянные магниты 3 размещены на немагнитной пластине 4 кодового ключа с возможностью перемещения вдоль одной из сторон пластины и фиксации в выбранном положении за счет сил магнитного взаимодействия каждого из магнитов 3 со своей полоской из магнитомягкого материала 6(например, фольга пермаллоя), впрессованной в пластину 4. Немагнитные направляющие 7 удерживают магниты 3 от выпадения и служат направляющими при перемещении магнитов. Сторона пластины 4, содержащая магниты 3, снабжена идентифицирующими метками 8 и рисками 9 в виде линий с имитацией ячеек, как в считывающем узле, и выполнена с прямолинейным буртиком 10, служащим для однозначного ввода кодового ключа в щель, в которой расположена пластина 11 считывающего узла с креплениями 12. На немагнитной пластине 11 размещен замыкающий геркон 13, установленный напротив миниатюрного магнита 14, размещенного в хвостовой части кодового ключа (когда кодовый ключ введен в щель считывающего узла). Целесообразно выполнение кодовой панели, в которой число точечных источников магнитного поля 3 равно числу установленных в считывающем узле сенсоров 2, например по двенадцать штук, как изображено на фиг. 1, 2, хотя число сенсоров может быть и больше. Требование, чтобы размер ячейки в считывающем узле выбирался из условия превышения не менее чем в 4 раза размера диаметра магнита, связано с необходимостью уменьшения влияния магнитных полей соседних магнитов. Широко известно изготовление магнитов диаметром 5 мм, которые можно и использовать в предлагаемой конструкции. В качестве магнитных сенсоров 2 можно использовать, например, промышленные элементы Холла. В качестве замка может быть использован электромеханический замок любого известного типа, а в качестве привода исполнительного механизма - электродвигатель или электромагнит (на фиг. 1, 2 не показаны). 93952013.08.30 В качестве контроллера может быть использован электронный блок, предпочтительно микроконтроллер (например,16684), функционально включающий в себя элементы, обеспечивающие решение следующих основных задач ввод и хранение энергонезависимого кода доступа преобразование входных сигналов с сенсоров, например, элементов Холла 2 (предпочтительно через аналогово-цифровой преобразователь, который не изображен) вводимых ориентировкой магнитов 3, расположенных или отсутствующих в узлах ячеек, помеченных идентифицирующими метками 8, которые являются частью вводимого (формируемого) кода доступа сравнение кода доступа, хранящегося в памяти контроллера и сформированного формирование сигнала управления исполнительным механизмом. Названные функции реализуются в основном программным путем. Кроме этих функций, контроллер 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 8 могут быть использованы цифровые и/или буквенных символы на основе различных алфавитов. На фиг. 2, например, идентифицирующие метки по вертикали обозначены буквенными символами соответственно, а по горизонтали - , ,соответственно. Устройство для ввода кода доступа в исполнительный механизм электронного замка работает следующим образом. В охраняемую зону, например 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. Токовые электороды элементов Холла или других магниточувствительных сенсоров 2 присоединяют к источнику ЭДС параллельно (не изображен) через геркон 13, контакты которого в исходном состоянии разомкнуты, и магниточувствительные сенсоры 2 обесточены, следовательно, не могут реагировать на случайный источник магнитного поля (возможную помеху), чем и обеспечивается высокая помехоустойчивость устройства и энергоэффективность. Непосредственно перед тем, как вставить магнитный ключ в щель считывающего узла, пользователь передвигает и устанавливает магниты 3 соответствующим образом в соответствии с индентифицирующими метками 8, исходя из известного только ему правильного кода доступа. Пользователь подходит и вставляет магнитный ключ в щель считывающего узла. Буртик 10 служит для однозначного ввода пластины 4 в щель считывающего узла. При этом магнит 14 оказывается в непосредственной близости от геркона 13, при этом контакты геркона 13 замыкаются и на магниточувствительные сенсоры 2 подается напряжение питания. После подтверждения контроллером правильности ввода всех символов (расположения магнитов 3 относительно сенсоров 2) в работу вступает контроллер 1, который после сравнения набранной кодовой комбинации 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. Таким образом, считывание кода доступа осуществляется в статике, что значительно уменьшает время открывания замка, и отсутствует сложная комбинация вращательных операций, по сравнению с прототипом, что уменьшает вероятность ложного срабатывания. При хранении кодового ключа для того, чтобы осуществить эффективную защиту различных объектов от доступа посторонних лиц, в том числе и от лиц, завладевших кодо 6 93952013.08.30 вым ключом, необходимо перемещением магнитов 3 в случайные узлы выставить их случайную комбинацию, которая соответствует неправильному коду доступа. Магнитный ключ является совершенно стандартным (технология ), поэтому преступники не смогут открыть замок, получив доступ к ключу. В ключе не содержится ни одной микросхемы или источника питания (технология ), а значит установка жучка в ключ невозможна. Таким образом, в комплексе предложенное устройство обладает повышенной эффективностью функционирования при вводе кода доступа в исполнительный механизм электронного замка. Исходя из вышеизложенного, для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в приведенной формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов,поэтому заявляемое устройство соответствует требованию промышленная применимость по действующему законодательству. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7