專利名稱：改進的代碼讀出器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般來說涉及電子鎖系統(tǒng)，特別是涉及從鑰匙卡可靠地讀出數(shù)據(jù)的卡片讀出器。
美國專利第4，126，780號公開了一個光學卡片讀出器，當卡片觸到讀出器的底部時，該讀出器有一個彈簧推壓卡片偏離光檢測器和光電底部檢測器，以產(chǎn)生一個信號。
美國專利第4，519，228號公開了一個可重復編碼的電子鎖，該鎖包括一個磁性的或光學的卡片讀出器。該卡片讀出器包括一個桿式起動開關和一個結束開關，當鑰匙插入槽里時該桿式起動開關打開讀出頭，而當鑰匙觸到槽的底部時該結束開關關閉讀出頭。
美國專利第3，896，293號公開了一個具有恒速卡片傳輸機構的卡片讀出器，該讀出器利用一個懸臂彈簧對著卡片推動一個滾輪，以致使卡片的編碼區(qū)被壓在讀出頭。
美國專利第RE29，846號公開了一個電子鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個鑰匙卡讀出器，這個讀出器包括一個微型開關，在卡片完全插入后起動讀出傳感器。
美國專利第3，622，991號公開了一個含光學卡片讀出器系統(tǒng)的電子鎖系統(tǒng)。該卡片讀出器利用可限定樞軸位移的快門保證鑰匙卡在槽中的正確取向。
此外，用于判定從磁盤驅(qū)動器或從數(shù)據(jù)磁帶系統(tǒng)讀出的數(shù)據(jù)是否是真的各種循環(huán)冗余碼校驗(CRC)過程是已知的過程。CRC數(shù)據(jù)同其它數(shù)據(jù)一起被存貯在磁盤驅(qū)動器或磁帶上。這些數(shù)據(jù)從以機械過程驅(qū)動的磁帶或磁盤上沿著一個方向以恒定的速度讀出。還有，用來判定存貯在信用卡上的數(shù)據(jù)是否是真的線性冗余碼校驗(LRC)過程也是已知的過程。當數(shù)據(jù)沿一個方向被讀出時即完成了LRC，LRC對每個數(shù)據(jù)位都包括一個奇偶校驗位。
已有技術制造的卡片讀出器存在著諸如上面所說的問題，其中包括錯讀卡片上的數(shù)據(jù)。這些問題對于用于電子門鎖的卡片讀出器尤其突出，因為正確地插入卡片鑰匙會打不開鎖。
錯誤可能是由于卡片同讀出頭未對準產(chǎn)生的。此外，錯讀也可能是由于卡片沒有以合適的速度通過讀出頭。再有，錯讀可能由于起動條件造成的。如果鑰匙卡片含有一個串行磁道，讀出磁道上的第一位可能很困難，下面作更詳細討論。
本發(fā)明的目的在于提供一個能可靠地從卡片讀出數(shù)據(jù)的卡片讀出器。
本發(fā)明歸為一個電子鎖，該電子鎖具有從鑰匙卡讀出一組實際數(shù)據(jù)的裝置，與讀出裝置相連的存貯裝置用于存貯這組實際數(shù)據(jù)，同時也存貯讀出裝置不正確地讀出的錯誤數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個特征，所提供的裝置通過存貯裝置移位至多組所說的實際和錯誤數(shù)據(jù)的內(nèi)存單元。第一組既包括實際數(shù)據(jù)也包括錯誤數(shù)據(jù)，而所說的第二組只包括實際數(shù)據(jù)但沒有錯誤數(shù)據(jù)。連接到移位裝置的處理裝置判定第一組包括一些錯誤數(shù)據(jù)，而第二組只包括實際數(shù)據(jù)但沒有錯誤數(shù)據(jù)。連接到該處理裝置的裝置把第二組內(nèi)的實際數(shù)據(jù)與存貯在鎖裝置中的鎖暗碼進行比較，并且如果二者相符則使該鎖裝置動作。因此，與實際數(shù)據(jù)一道不正確讀出的錯誤數(shù)據(jù)沒有使電子鎖裝置失效。
根據(jù)發(fā)明的另一個特征，鑰匙卡上的數(shù)據(jù)在鑰匙卡插入和取出時都被讀出，從而提高了可靠性。
根據(jù)發(fā)明的另一個特征，鑰匙卡含有對應實際數(shù)據(jù)的有效性數(shù)據(jù)，例如CRC數(shù)據(jù)。處理裝置將多組實際數(shù)據(jù)與從鑰匙卡讀出的有效性數(shù)據(jù)進行比較，以確定實際數(shù)據(jù)。有效性數(shù)據(jù)能以編碼形式存貯在鑰匙卡上，將與從鑰匙卡讀出的錯誤數(shù)據(jù)偶然一致的危險性減至最小。


圖1表示一個適于本發(fā)明的卡片讀出器，其外殼部分被剖開以顯示完全插入的卡片，以及一個部分剖開的卡片讀出器彈簧。
圖2是圖1卡片讀出器的部件分解圖，表示了外殼、卡片讀出器彈簧和電子模塊。
圖3、4和5是讀出器卡片插入前、部分插入和完全插入時沿著剖線1-1的側剖視圖。
圖6和7表示電子模塊。
圖8表示用作為電子門鎖系統(tǒng)部件的卡片讀出器。
圖9是方塊圖，用圖解法說明圖2電子模塊內(nèi)的電路。
圖10是圖1的鑰匙卡和其上數(shù)據(jù)的示意圖。
圖11(a)是圖10的卡片和數(shù)據(jù)的放大示意圖。圖11(b)表示圖8當卡片插入電子鎖時的卡片讀出器產(chǎn)生的電子波形。圖11(c)表示圖11(b)經(jīng)圖1電子模塊處理后的電子波形。
圖12(a)是流程圖的上部，而圖12(b)是流程圖的下部，該流程圖包括在該電子模塊內(nèi)的計算機程序，用于讀鑰匙卡。
圖13(a)是一個中央管理系統(tǒng)內(nèi)的可能的計算機程序的流程圖，用于寫入信息，包括在鑰匙卡上的數(shù)據(jù)信息。圖13(b)是電子鎖內(nèi)的相應程序，用于辨認鑰匙卡上的信息。
圖1、2和8表示一個按照本發(fā)明的卡片讀出器，它包括一個外殼10，它具有一個槽13，槽的大小可容納一個卡片20，該卡片含有一個磁片，該磁片含有兩個磁道19和21。安裝兩個伸出的桿11和12以便插到要采用卡片讀出器的裝置上。螺釘31穿過電子模塊30上的孔35和彈簧片50上的孔51擰入外殼10內(nèi)部螺絲套的螺紋孔15中，把卡片讀出器彈簧片50和電子模塊30固定在外殼10的內(nèi)壁。用螺釘插入螺紋孔16中把卡片讀出器固定在所用裝置上。
磁性讀出頭55借助于適當?shù)恼辰Y劑，例如不易氧化的或防潮的粘結劑，粘在卡片讀出器彈簧片50的一個臂上。彈簧片50有一個框架或底座，兩個臂60和61被固定到上面。彈簧片的底座可以有一個或多個凹槽區(qū)62和63以增加結構剛性。右臂61通常是矩形的并連在彈簧片的底座上。讀出頭55裝在右臂61與底相連端的相反一端。支架56和57是為了增加結構的剛性。右臂61朝向卡片讀出器外殼10偏斜，因此適宜于推動讀出頭朝向卡片20。左臂60通常做得象一個小“h”的形狀，只是“h”的左下部連在彈簧片的底座上。左臂60有兩個支點使其能完成兩種功能。支點的大概位置由標號40和41表示。彈簧片左臂的上部有一個彎曲的結構，凸面58位于“h”頂部(詳見圖7)。“h”形左臂的右下部分包括另一個由標號59表示的凸出部分。微型開關100(圖3)位于凸面58下面，微型開關101位于彈簧片50的左臂60的凸部59的下面。彈簧片50的左臂60也對所說卡片的插入起作用，并離開微型開關100和101，斜向卡片讀出器外殼10。傳感器，例如光學或霍爾效應傳感器，可以被用來代替微型開關100、101，并不偏離本發(fā)明的構思。
讀出頭55可是任一磁片讀出器，但最好是舒凱公司(ShokaiCo.)制做的SLP-526型。讀出頭和電子模塊用導線39連接。
參照圖3、4和5，更詳細地說明卡片讀出器的工作情況。在圖3中，卡片20直接裝在槽13的外面。微型開關100處于打開或日關閉狀態(tài)，所示的彈簧片50的臂60的凸部58和讀出頭55傾斜地靠向外殼10。當卡片20通過槽13并進入該通道時，推開了彈簧片50的凸部58(見圖4)。彈簧片50偏到左邊，如圖中所見，并且壓下桿99，這就推動微型開關100，微型開關100起動電子模塊及讀出頭55。圖4畫出微型開關100處于壓下或曰“打開”位置。當卡片20上的數(shù)據(jù)被推送通過讀出頭55中心時，讀出頭55就讀出了卡片20上含有的數(shù)據(jù)。在該通道末端，卡片20碰到彈簧片50的凸起部59(見圖5)。這一碰，彈簧片50偏斜并壓下桿98，因此推動微型開關101。圖5畫出微型開關101處于壓下或曰“打開”狀態(tài)，微型開關101向電子線路發(fā)信號插入讀出已經(jīng)結束，抽出讀出應該開始。
當微型開關101被推動時，微型開關100仍舊接合，因此讀出頭55仍舊還被激勵。微型開關101完成兩項功能第一，它向電子模塊30發(fā)信號卡片移動已經(jīng)完成，于是讀出頭讀出的信息可以被傳送到邏輯電路，在該電路內(nèi)與存貯在其中的信息比較，確定是否信息一致和鎖是否能被打開。第二，它向電子模塊發(fā)出信號開始接收第二次讀出的信息，這第二次讀出發(fā)生在卡片取出時。因此，如果讀出器沒有正確地讀出插入卡片上的信息，當取出卡片時它將有另一個機會重讀該信息。按這種方式，每次卡片插入時都給該系沉醬位帷 參照圖6和7，電子模塊30包括操作讀出器的電子和邏輯電路。此外，該模塊還可以包括操作諸如象電子鎖那樣的器件的電路。電源由電池219(如圖9所示)供給，如例中所示，它是3個3伏鋰電池串聯(lián)產(chǎn)生9伏電源。
在圖8中，卡片讀出器作為電子鎖的一部分被示出。可利用的本發(fā)明的最佳電子門鎖包括外殼體200，外部手柄206，外部操作機構210，內(nèi)部操作機構(未示出)，插銷螺栓組件207，內(nèi)殼體250和內(nèi)柄(未示出)。鑄造盒和鑄造板按慣用的方式固定在門的側壁上。
包括外殼10、彈簧片50和電子模塊30的卡片讀出器位于電子鎖的外殼體200內(nèi)?？ㄆx出器由伸長桿11和12及螺釘201固定在鎖上。固定接頭202的位置，使伸長桿11和12能被安置在這些接頭上，并將卡片讀出器保持在相對水平的位置以便維修安裝。固定螺釘201的位置以便可從門的里邊拆卸維修。螺絲201通過電子鎖內(nèi)殼體250內(nèi)的孔209，通過外殼體200的后板上的孔204，固定在卡片讀出器螺紋孔16中。
對于鎖裝置7的更多的細節(jié)，可以參考美國專利申請第099，929號，題目為“改進的卡片讀出器”(代理人Docket3878-01號)和美國專利申請第099，940號，題目為“電子鎖的拆卸蓋板”(代理人Docket3991-01號)，這些專利申請作為本公開的部分資料。在此被參考引用。
圖9表示電子模塊30內(nèi)的電子器件。這些器件包括一個微處理器220，一個存貯鎖的暗碼并向微處理器220提供操作程序或微程序語言的電可擦式可編程序只讀存貯器(EEPROM)222，及一個存貯一個或多個鎖的暗碼以及其它從鑰匙卡讀出的數(shù)據(jù)的隨機存取存貯器(RAM)223。作為例子，微處理器220和RAM223可以由微型計算機提供。在讀出從鑰匙卡得到的這樣的鎖的暗碼后，微處理器220將這個鎖暗碼同存貯在EEPROM222中的一個或多個鎖暗碼比較，如果一致，微處理器起動一個或多個驅(qū)動器224以便驅(qū)動一個或多個涉及打開鎖裝置7的電磁線圈226。
電子模塊30還包括一個具有一個峰值檢測器227的讀出電路225，該讀出電路連在讀出頭55的輸出，并將這輸出轉換為數(shù)字形式以便傳送給微處理器220，如下所述。微處理器也連在開關100和101的輸出，分別檢測鑰匙卡何時開始進入鎖裝置7的槽及何時完全插入鎖裝置7。對于驅(qū)動器224和相連的電磁線圈226以及它們怎樣操作鎖裝置的更詳細的說明，可以參考美國專利申請第099，937號，名稱為“多功能電子鎖的鎖裝置”(代理人Docket，3915-01)，這里僅作為部分現(xiàn)有的公開資料被參考引用。
圖10示意地說明磁性卡片20和它的兩個磁道19與21，每一個磁道包含數(shù)據(jù)區(qū)段510，CRC區(qū)段511和沒有信息的兩個區(qū)段512及514。每個磁道的514區(qū)段靠近鑰匙卡20的前部邊緣216。
圖11(a)進一步用圖示方法說明鑰匙卡20的磁道19和21。在512和514區(qū)段，所有磁性數(shù)據(jù)位都以同樣的方向極化，正如向上指示的箭頭213、213所表示的。在數(shù)據(jù)區(qū)段510和CRC區(qū)段511中，數(shù)據(jù)位都由相反極化的磁道反轉表示，并由向下指示的箭頭515、515說明。磁道19中向下指示的箭頭表示二進制的“0”數(shù)據(jù)位，磁道21中向下指示的箭頭表示二進制的“1”數(shù)據(jù)位。因此，鑰匙卡20包括從數(shù)據(jù)區(qū)段510的前緣開始的數(shù)據(jù)區(qū)段位10011和隨后的CRC區(qū)段位10。
圖12(a-b)是流程圖，說明操作一個鎖裝置7的過程，其中包括存貯在EEPROM222中的計算機程序230，該程序控制微處理器220。當鑰匙卡20插入時(步驟231)，開關100起動(步驟232)，并且通過電子模塊內(nèi)的電路和電池219的連接使電子模塊30通電(步驟234)。開關100的起動還使微處理器220復位(步驟236)。響應中，微處理器開始監(jiān)控讀出電路225的輸出并在卡片插入期間讀出數(shù)據(jù)(步驟238)。
每當下一個磁性數(shù)據(jù)位的極性改變時，讀出頭55就產(chǎn)生一個電壓脈沖。如圖11(b)所示，讀出電路225提供兩個輸出，一個用于磁道19，另一個用于磁道21。每當一個由圖11(a)中向下指示的箭頭表示的反相極化磁性數(shù)據(jù)位515通過讀出頭時，每個輸出中就包括一個電壓脈沖。在讀出頭輸出端出現(xiàn)數(shù)據(jù)區(qū)段510中的第一個真的電壓脈沖400，它和數(shù)據(jù)磁道21上的第一個真數(shù)據(jù)位相對應，該脈沖表示二進制的1電平。下面的兩個真電壓脈沖401和402出現(xiàn)在讀出頭55的輸出端，該輸出和數(shù)據(jù)磁道19對應，并表示兩個二進制的0位。卡片讀出器的輸出提供了萸 10中的最后兩個真脈沖403和404，代表磁道21和兩個二進制的1位。
必須注意，卡片讀出器區(qū)段514中表示磁道19或21的輸出中，存在著比較小的數(shù)據(jù)脈沖237和239，它們自磁性讀出頭55下數(shù)據(jù)卡20的前導沿216抵達時開始定時，這是由以下原因造成的。在磁性卡20的前導沿216達到讀出頭55前，讀出頭不受任何磁性作用，但當該前導沿216抵達讀出頭下時，并且當每個磁道19和磁道21中的第一個磁性數(shù)據(jù)位在讀出頭下通過時，存在著從無磁性到用向下指示的箭頭表示的有極化磁性的改變。這種磁性改變在讀出頭55輸出端就產(chǎn)生了電壓脈沖237和239。電壓脈沖237和239的幅度比數(shù)據(jù)區(qū)段510中與真數(shù)據(jù)位相對應的電壓脈沖400-404小，因為每一個真數(shù)據(jù)位對應著從一個方向的極化到另一個方向極化的磁性改變，而電壓脈沖237和239僅對應磁性從極性為0或中性到某一方向的改變，當讀出一個真數(shù)據(jù)位時，只經(jīng)受二分之一的磁性改變。電壓脈沖237和239及數(shù)據(jù)脈沖400-404的實際幅度也取決于卡片20被插入的速度，較大的速度產(chǎn)生較大的磁性變化率(可由讀出頭55測得)，因此產(chǎn)生較大的最終電壓脈沖幅度。由于卡片在一次插入中插入的速度可能有變化，電壓脈沖237和239不能總由簡單地測量它們峰到峰的電壓的方法來識別。
插入期間數(shù)據(jù)磁道19和21上讀出數(shù)據(jù)的步驟238還包括了處理讀出頭55輸出的步驟。這種處理是由包括峰值檢波器227的讀出電路225進行的。峰值檢波器227檢測電壓脈沖的峰值，并在卡片讀出器的輸出下降到小于預定電平后復位。檢測出的高于門限電平的峰觸發(fā)讀出電路225中的數(shù)字門從而形成如圖11(c)所示的輸出，以便傳送給微處理器220。必須注意，圖11(c)所示的例子中，電壓脈沖237產(chǎn)生了脈沖243，脈沖243同分別和實際數(shù)據(jù)位400-404對應的脈沖410-414相類似。因此，微處理器讀出數(shù)據(jù)位010011而不是10011。微處理器220按讀出的順序?qū)⑦@些數(shù)據(jù)位存貯在串行寄存器221中(步驟6240)，它是RAM223的一部分。微處理器類似地讀出兩個CRC位，即分別由圖11(b)中的電壓脈沖405和406以及圖11(c)中的脈沖415和416表示的511區(qū)段的二進制1和二進制0。CRC數(shù)據(jù)也存貯在寄存器221中。循環(huán)冗余碼校驗算法是本專業(yè)的已有技術，因此不需要進一步的討論，只消說它們具有和奇偶校驗位相同的功能。CRC數(shù)據(jù)對應于510區(qū)段的實際數(shù)據(jù)，從卡片讀出的CRC數(shù)據(jù)和通過微處理器由實際數(shù)據(jù)計算出來的CRC值之間的一致性表示數(shù)據(jù)成功地被讀出了。
在插入期間讀出數(shù)據(jù)，直到或者開關101被起動或是“N+P+4”的和被讀出為止(步驟241，238，240，241等)，這里“N”等于510區(qū)段的實際數(shù)據(jù)位數(shù)，“P”等于實際CRC位數(shù)。
然后，由于下面要討論的理由，微處理器置變量“M”等于1(步驟242)。接著，微處理器從串行寄存器221中的數(shù)據(jù)的第一個“N”位，從“M”到“N+M-1”位計算CRC的結果(步驟244)。在許多情況下，第一個“N”位實際上是數(shù)據(jù)位而不是別的，但是在11(c)所示的一些情況下，第一個“N”位包括錯誤位243和N-1實際數(shù)據(jù)位。然后微處理器220把計算出來的CRC與從下一個“P”位，從“M+N”到“M+N+P-1”位得到的二進制數(shù)進行比較，(步驟245)，判定是否從包含在第一個N位內(nèi)的假定的數(shù)據(jù)計算出的CRC等于從串行寄存器221的下一個“P”位讀出的CRC二進制數(shù)(步驟245)。計算出的和讀出的CRC一致，則表示該數(shù)據(jù)有效。由于在所說明的情況中，第一個“N”位不是實際數(shù)據(jù)位，不存在這樣的一致(步驟246)，微處理器開始增加變量“M”(步驟251)。作為例子，這個增加的步驟可以由變量“M”簡單地加1完成。在這情況下，微處理器確定，是否該變量小于5(步驟252)，由于變量“M”一般等于2，微處理器返回到步驟244來計算自位“M”到“N+M-1”的CRC值，現(xiàn)在相當自第2位到N+1位。然后，微處理器將由步驟244計算出來的CRC值與由下一個“P”位，從“N+M”到“N+M+P-1”，讀出的CRC值進行比較。必須注意，在步驟244中，不再認為錯誤位243是數(shù)據(jù)位的一部分，包括在CRC運算中的數(shù)據(jù)位事實上只能是510數(shù)據(jù)區(qū)段內(nèi)的所有數(shù)據(jù)位，而非其他，并且從下一個“P”位讀出的CRC值事實上只能相當于包含在CRC511區(qū)段內(nèi)的CRC位而非其它。因此，如果在讀出的數(shù)據(jù)中不存在其它的錯誤，則步驟245中比較的結果即正確地表示了有效數(shù)據(jù)。這樣一些錯誤可能來源于不正確地將卡片推進卡片讀出器，以致于在完成插入之前，操作者將鑰匙卡拉回致使一個或多個數(shù)據(jù)位讀了兩次。
下面，微處理器開始處理貯存在寄存器221中的M到M+N-1位的數(shù)據(jù)(步驟248)。如果鑰匙卡是標準的存取卡，并且包含在數(shù)據(jù)區(qū)段510中的數(shù)據(jù)與存貯在EEPROM222中的鎖的暗碼相符，則微處理器起動驅(qū)動器224，驅(qū)動器224驅(qū)動電磁線圈226打開鎖。另一方面，如果該數(shù)據(jù)與鎖暗碼不符，微處理器220將不打開鎖。步驟248之后，微處理器220可能停止給電子模塊30供電(步驟249)以節(jié)者電能;然而，在許多應用中可能期望等到鑰匙卡從鎖中取出為止，然后再驅(qū)動電磁線圈并使電子模塊30斷電，這樣就能保證使用者能移開他或她的卡片而不會因疏忽將卡片留在鎖裝置7中。
還必須注意，如果有多于一個的錯誤數(shù)據(jù)位先于實際數(shù)據(jù)讀入串行寄存器221，微處理器將重復處理由步驟244，245，246，251和252構成的附加的循環(huán)，直到錯誤數(shù)據(jù)位被當作實際數(shù)據(jù)處理的這組數(shù)據(jù)位移出為止。例如，上述循環(huán)允許反復四次以確定實際數(shù)據(jù)。
如果有四次錯誤的和步驟244，245，246，251和252的重復相對應的讀操作，微處理器清寄存器221(步驟254)，然后等待鑰匙卡從鎖裝置7中取出時從鑰匙卡20讀數(shù)據(jù)。這樣的取出通常發(fā)生在上述的四次重復之后，在這樣的取出期間同樣的數(shù)據(jù)區(qū)段510和CRC區(qū)段511從鑰匙卡被讀出(步驟255)，但順序相反，并且該數(shù)據(jù)被存貯在寄存器221中(步驟256)。在開關100打開以表示卡片20已被移開或是N+P+4位已被讀出(步驟257)后，微處理器置變量M等于1(步驟259)，并開始對在卡片取出期間讀出的數(shù)據(jù)的分析過程。微處理器最初把取出期間讀出的新的M到M+P-1位看作是相反順序的CRC位，并把取出后讀出的M+P到M+N+P-1位看作是相反順序的數(shù)據(jù)位。換句話說，在寄存器221內(nèi)的位M(最初M＝1)作為最后的CRC位用，位M+P-1作為第一個CRC位用，位M+P作為最后的假定數(shù)據(jù)位用，而寄存器221內(nèi)的位M+P+N-1作為第一個假定數(shù)據(jù)位，等等。然后，微處理器以相反順序計算M+P到M+P+N-1的CRC(步驟260)。接著，微處理器把步驟260計算出來的CRC值與從位“M”到“M+P-1”按相反順序讀出的CRC值進行比較(步驟261)。如果比較是成功的(步驟262)，微處理器開始步驟263，按上述步驟248的方式處理數(shù)據(jù)位M+P到M+N+P-1，但是如果比較是不成功的，則開始增加參量“M”(步驟264)。如果“M”小于5(步驟266)，微處理器重復步驟260，261，262和263或264，以便確定實際數(shù)據(jù)和實際的CRC并消除錯誤數(shù)據(jù)位。如果在確定和讀出實際數(shù)據(jù)及實際CRC時有四次不成功的嘗試，則微處理器不能打開鎖并關閉電源(步驟249)。
必須注意，即使圖10和11說明了數(shù)據(jù)區(qū)段510只包括5個數(shù)據(jù)位，且CRC區(qū)段511只包括兩個數(shù)據(jù)位，但這只是為了簡化說明，通常數(shù)據(jù)區(qū)段510可能包括很多位，例如100到200位，CRC區(qū)段可包括幾位，例如6到32位。
圖13(a)是一個流程圖，說明對卡片20的磁道19或21的每一個CRC區(qū)段511內(nèi)的CRC值進行編碼的一個過程。然而，必須清楚地知道，各種這樣的編碼過程都可以被使用，也可以應用無編碼過程。對于不經(jīng)編碼的過程，實際的CRC值被簡單地寫入CRC區(qū)段511，并作如上的分析。根據(jù)圖13(a)的過程，首先，包括一個隨機數(shù)發(fā)生器的管理系統(tǒng)(沒有畫出)對鑰匙卡20的510區(qū)段產(chǎn)生適當?shù)逆i暗碼數(shù)據(jù)(步驟299)。然后也包括在系統(tǒng)內(nèi)的計算機將CRC數(shù)作為與磁道19和21的數(shù)據(jù)區(qū)段510中的數(shù)據(jù)對應的一組數(shù)據(jù)位來計算CRC數(shù)(步驟300)。然后計算機把這組計算出來的CRC位分成兩半(步驟302)，將數(shù)據(jù)位的前一半作為CRC值的后一半，而把計算出來的CRC數(shù)據(jù)位的后一半作為CRC值的前一半(步驟304)。例如，如果在步驟300中計算出來的CRC值是01，在步驟302和304后，最后的CRC值將是10。然后，操作者將空白鑰匙卡插入管理系統(tǒng)內(nèi)的寫入設備，該管理系統(tǒng)能向鑰匙卡寫入數(shù)據(jù)。計算機指示寫入設備在CRC區(qū)段511內(nèi)寫入最后的CRC數(shù)據(jù)組，并在磁道19和21的數(shù)據(jù)區(qū)段510內(nèi)寫入該數(shù)據(jù)(步驟306)。
圖13(b)是一個流程圖，說明完成圖12算法230的步驟245和261的過程，該過程對應關于用如圖13(a)所示的CRC值給鑰匙卡20編碼的過程。首先，微處理器假定，CRC位是關于步驟245的位“M+N”到“M+N+P-1”，或反之，關于步驟261的位“M”到“M+P-1”(步驟310)。然后，微處理器將CRC位分成兩半(步驟311)，并將兩半顛倒過來(步驟312)，以使在上述例中，最后的CRC位等于步驟245的頭一位“M+N+P/2”和最后一位“M+N-1+P/2”，或是步驟261的頭一位“P/2”和最后一位“1+P/2”。然后，微處理器把經(jīng)步驟311和312后得到的CRC值與在步驟244或步驟260從數(shù)據(jù)區(qū)段510計算出來的CRC值進行比較(步驟318)。這樣就完成了實現(xiàn)步驟245或261的一個過程的實施方案，因此微處理器就開始步驟246或262，分別在圖12中進行說明。
將寫在鑰匙卡20上的并且由數(shù)據(jù)區(qū)段510計算出來的CRC值分成兩半并且交換這兩半的目的，是保證只有包括有效鎖暗碼的一個鑰匙卡才能操作該鎖。如果錯誤數(shù)據(jù)位被讀進了微處理器，則微處理器從一開始就把一個錯誤的二進制數(shù)認為是有效數(shù)據(jù)(連續(xù)重復步驟244，245，246，251和252或步驟260，261，262，264和266之前)。然而，微處理器還假定從CRC字段511讀出的CRC值取了一個不正確的二進制數(shù)，這是因為所取的CRC值是由于錯誤數(shù)據(jù)位的緣故移動了一位。因此，如果沒有預防措施，假定的數(shù)據(jù)還是有可能與假定的CRC值一致，盡管這種相等的概率是很小的。如果這種情況發(fā)生，那么微處理器將認為，讀出的數(shù)據(jù)位盡管包括一個錯誤的數(shù)據(jù)位也是有效的，并且這個錯誤的數(shù)據(jù)位組可能意外地同存貯在EEPROM222中的一個鎖暗碼相符而使鎖打開。錯誤數(shù)據(jù)同錯誤CRC的偶然一致在很大程度上取決于所用校驗數(shù)據(jù)的CRC過程。但是必須注意，如果錯誤數(shù)據(jù)組只是一位不正確，錯誤CRC字段的大多數(shù)位應該同實際的CRC組一致。因此，通過將實際的CRC組分成兩半并交換兩半，并且因此大大改變了CRC的值，從僅由一個數(shù)據(jù)位改變的數(shù)據(jù)流所計算出的CRC值極少有可能同分成兩半又按順序交換了兩半后從該卡片讀出的不正確的CRC值相符。因此，圖13的過程改善了電子鎖7的安全性。
由上述，體現(xiàn)本發(fā)明的電子鎖裝置被公開。然而，還可能進行許多改進和替換仍不超出本發(fā)明的范圍。為此，本發(fā)明以圖解方式公開，但不受此限制，應參照確定本發(fā)明范圍的下述權利要求書。
權利要求
1.具有從鑰匙卡讀出一組實際數(shù)據(jù)的電子鎖裝置，其改進包括連接到讀出裝置的存貯裝置，用于存貯所說這組實際數(shù)據(jù)，同時也用于存貯從所說讀出裝置錯誤讀出的不正確數(shù)據(jù)，用于將多組所說實際數(shù)據(jù)和錯誤數(shù)據(jù)通過所說存貯裝置移至內(nèi)存單元的裝置，第一個所說數(shù)據(jù)組包括所說實際數(shù)據(jù)和所說錯誤數(shù)據(jù)，第二個所說數(shù)據(jù)組包括所說實際數(shù)據(jù)而沒有錯誤數(shù)據(jù)，連接到移位裝置的處理裝置，用于確定所說第一組包括某些所說錯誤數(shù)據(jù)以及第二組包括所說實際數(shù)據(jù)而沒有所說錯誤數(shù)據(jù)，連接到所說處理裝置的裝置，用于把所說第二組內(nèi)的所說實際數(shù)據(jù)同所說鎖裝置內(nèi)存貯的鎖暗碼進行比較，如果這種比較合適，則操作所說鎖裝置。
2.按照權利要求1所述的改進，其特征在于所說的存貯裝置包括用于按由所說讀出裝置讀出的順序存貯所說這組實際數(shù)據(jù)和所說錯誤數(shù)據(jù)的裝置，所說錯誤數(shù)據(jù)或先或后于所說這組實際數(shù)據(jù)讀出。
3.按照權利要求1所述的改進，其特征在于，所說鑰匙卡包括有效性檢驗信息，該信息對應于所說實際數(shù)據(jù)，并且是可以由讀出裝置讀出的，并且所說處理裝置包括將所說這組數(shù)據(jù)與有效性檢驗信息進行比較的裝置，以確定這些組中的哪一個是所說第二組實際數(shù)據(jù)。
4.按照權利要求3所述的改進，其特征在于，所說處理裝置包括用以把第一組數(shù)據(jù)與含有所說有效性檢驗信息的第三組數(shù)據(jù)進行比較的裝置，以確定所說第一組數(shù)據(jù)除包含所說實際數(shù)據(jù)外是否還包括其它內(nèi)容。
5.按照權利要求3所述的改進其特征在于，所說有效性檢驗信息是一CRC組，所說處理裝置包括這樣的裝置，它能確定對應所說實際數(shù)據(jù)的一組CRC，并能把由所說處理裝置確定的所說的一組CRC與從所說有效性檢測信息讀出的一組CRC進行比較。
6.按照權利要求2所述的的改進其特征在于移位裝置包括通過按位順序移動所說實際的和錯誤的數(shù)據(jù)來定位所說第二組有效數(shù)據(jù)的裝置。
7.按照權利要求1所述的電子鎖裝置，其特征在于讀出裝置包括這樣的裝置，它能讀出所說鑰匙卡的至少一個磁道上順序提供的所說實際及錯誤數(shù)據(jù)。
8.按照權利要求1所述的電子鎖裝置，其特征在于讀出裝置包括從所說鎖裝置中插入或取出所說鑰匙卡時讀出所說實際數(shù)據(jù)組的裝置。
9.按照權利要求1所述的改進，其特征在于，所說的鑰匙卡包括第一組循環(huán)冗余碼校驗位，它對應于所說的這組實際數(shù)據(jù)并由所說讀出裝置讀出，所說處理裝置包括這樣的裝置，它從所說這組實際數(shù)據(jù)計算第二組循環(huán)冗余碼校驗位，由讀出裝置讀出的第二組循環(huán)冗余碼校驗位分成兩半并交換這兩半，并將計算出的第二組循環(huán)冗余碼校驗位與分成兩半又經(jīng)交換后的第一組循環(huán)冗余碼校驗位進行比較。
10.一種用于鎖系統(tǒng)的鑰匙卡，它具有讀出裝置，用于讀出包括在所說鑰匙卡上的第一組實際數(shù)據(jù)和包括在所說鑰匙卡上的第二組有效性數(shù)據(jù)，還有存貯裝置，用于存貯由讀出裝置讀出的所說一組實際數(shù)據(jù)，還有比較裝置，用于將所說第一組實際數(shù)據(jù)與所說第二組有效性數(shù)據(jù)進行比較以確定是否所說第一組實際數(shù)據(jù)是有效的，所說鑰匙卡包括按直線形式包括所說第一組實際數(shù)據(jù)和所說第二組有效性數(shù)據(jù)的至少一個磁道，所說第一組實際數(shù)據(jù)包括一個鎖存取暗碼，所說第二組有效性數(shù)據(jù)包括循環(huán)冗余碼校驗位，所說第一組實際數(shù)據(jù)按順序存貯在至少一個磁道上和所說第二組有效性數(shù)據(jù)近似地分為兩半并按順序交換兩半以便按直線形式存貯在至少一個磁條上。
11.按照權利要求10所述的鑰匙卡，其特征在于有兩個所說磁道，它們以直線形式包括所說第一組實際數(shù)據(jù)和所說第二組有效性數(shù)據(jù)，第一個磁道存貯二進制1數(shù)據(jù)，另一個磁道存貯二進制0數(shù)據(jù)。
12.一種用鎖系統(tǒng)的鎖暗碼數(shù)據(jù)給鑰匙卡編碼的方法，該鎖系統(tǒng)具有用于讀出所說鑰匙卡的裝置，并且具有對從所說鑰匙卡讀出的所說的鎖暗碼數(shù)據(jù)和存貯在所說鎖裝置中的鎖暗碼進行比較的裝置，所說鑰匙卡有至少一個磁道，所說方法包括的步驟為從所說鎖暗碼數(shù)據(jù)計算相應的一組循環(huán)冗余碼校驗位，將所說這組循環(huán)冗余碼校驗位分裂成兩部分，將所說這組循環(huán)冗余碼校驗位的所說兩部分交換順序，以及將被分裂/交換的這組循環(huán)冗余碼校驗位連同所說鎖暗碼數(shù)據(jù)按順序地寫在所說鑰匙卡的所說至少一個磁道上。
13.按照權利要求12所述的方法，其特征在于分裂所說這組循環(huán)冗余碼的步驟是將這組碼分為兩個近似等長部分。
14.在電子鎖裝置中，有確定一個開口以便接收鑰匙卡的裝置，用于把從所說鑰匙卡讀出的鎖的暗碼數(shù)據(jù)與存貯在所說鎖裝置中的至少一個鎖暗碼進行比較的處理器裝置，以及響應于在所說鑰匙卡上的所說鎖暗碼數(shù)據(jù)和存貯在所說鎖裝置中的所說鎖暗碼之間一致性的裝置，用于操作該鎖裝置，其改進包括，連接到處理器裝置上的裝置，用于通過規(guī)定所說開口的所說裝置來插入和取出所說鑰匙卡時讀出所說鑰匙卡上的鎖暗碼數(shù)據(jù)。
15.按照權利要求14所述的改進，其特征在于，所說處理器裝置包括這樣的裝置，它在所說鑰匙卡插入期間確定所說鑰匙卡上的鎖暗碼數(shù)據(jù)何時被成功地讀出，并且當鑰匙卡插入期間所說鑰匙卡上的鎖暗碼數(shù)據(jù)被成功地讀出，所說的數(shù)據(jù)對應于存貯在所說鎖裝置中的所說鎖暗碼時能起動鎖的操作裝置。
16.按照權利要求15所述的改進，其特征在于，所說處理器裝置包括這樣的裝置，它在鑰匙卡取出期間確定所說鑰匙卡上的鎖暗碼數(shù)據(jù)何時被成功地讀出，并且當鑰匙卡取出期間所說鑰匙卡上的所說鎖暗碼數(shù)據(jù)被成功地讀出，所說的數(shù)據(jù)對應于存貯在所說鎖裝置中的所說鎖暗碼時能起動鎖操作裝置。
17.按照權利要求16所述的改進，其特征在于，所說鑰匙卡包括有效性檢驗信息，該信息對應于存貯在所說鑰匙卡上的鎖暗碼數(shù)據(jù)，該信息可由讀出裝置讀出，所說處理器裝置包括這樣的裝置，它從所說鑰匙卡讀出的所說鎖暗碼數(shù)據(jù)計算有效性檢驗信息，并將計算出的有效性檢驗信息與從鑰匙卡讀出的有效性檢驗信息進行比較，以便確定鑰匙卡是否被正確地讀出。
18.按照權利要求17所述的改進，其特征在于計算和比較裝置的運行的根據(jù)是插入和取出期間讀出的鎖暗碼數(shù)據(jù)和有效性檢驗信息是有效的。
19.按照權利要求14所述的改進，其特征在于，讀出裝置包括一個第一傳感器，它在鑰匙卡插入的一開始時由所說鑰匙卡起動，它連接到所說處理器裝置以便起動所說處理器裝置來處理所說鑰匙卡插入期間讀出的所說鎖暗碼數(shù)據(jù)。
20.按照權利要求19所述的改進，其特征在于，所說讀出裝置進一步還包括一個第二傳感器，它在所說鑰匙卡完全插入時由鑰匙卡起動，它連到所說處理器裝置以便起動所說處理器裝置來處理所說鑰匙卡取出期間讀出的所說鎖暗碼數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種可靠的電子鎖，包括鑰匙卡插入和取出時的讀卡裝置。從鑰匙卡讀出的數(shù)據(jù)組與從鑰匙卡讀出的CRC數(shù)據(jù)進行比較以確定哪一組數(shù)據(jù)包括實際數(shù)據(jù)而沒有由電子鎖不正確讀出的錯誤數(shù)據(jù)。CRC數(shù)據(jù)以編碼形式存貯在卡上，將與一組包括實際數(shù)據(jù)和錯誤數(shù)據(jù)發(fā)生一致符合的可能性減至最小。
文檔編號G06K7/00GK1032249SQ88106860
公開日1989年4月5日 申請日期1988年9月23日 優(yōu)先權日1987年9月23日
發(fā)明者加里·E·拉維爾 申請人:恩哈特工業(yè)公司