СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАПИРАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ И ЗАПИРАЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ЗАМКОВЫХ УСТРОЙСТВ
LOCKING SYSTEM OPERATION METHOD AND LOCKING SYSTEM FOR ELECTROMECHANICAL LOCK DEVICES

Группа изобретений относится к способу эксплуатации запирающей системы, а также к запирающим системам для электромеханических запирающих замковых устройств.
Имеющиеся в настоящее время системы управления доступом используют множество различных конфигураций. Одним из таких решений является использование электронных запорных устройств, установленных без источника питания. Затем запорные устройства могут быть запитаны при вставке подходящего ключевого устройства за счет использования электрического соединения с указанным ключевым устройством, который содержит батарею.
Существует несколько проблем:
- может разрядиться батарея, что приведет к невозможности открытия запорного устройства;
- запорные устройства и/или ключевые устройства не обеспечиваются актуальными правами доступа в режиме ON LINE. Например, если кто-то теряет ключевое устройство, то должна быть возможность доверенному лицу легко и надежно запретить потерянному ключевому устройству получать доступ к любым запорным устройствам системы управления доступом;
- затрудненное подключение к системе автоматизаций здания для контроля времени и физических лиц доступа в помещение, не предусмотрена возможность автоматизированного дистанционного открывания запорного механизма.
Также из уровня техники известно ключевое устройство, способ работы такого устройства и программный продукт (патент RU 2670398 приоритет 03.07.2014) и замковое устройство (патент US2018/0350172A1).
Ключевое устройство, содержащее механический интерфейс для механического манипулирования запорным устройством при успешном управлении доступом, при этом механический интерфейс содержит соединительный элемент для обеспечения питания для запорного устройства и для связи с запорным устройством, так что запорное устройство способно осуществлять электронное управление доступом с использованием ключевого устройства;часы;память;модуль радиосвязи; и контроллер, выполненный с возможностью, используя модуль радиосвязи, осуществления связи в режиме онлайн с устройством управления доступом и использования памяти в качестве временного хранилища для связи в режиме оффлайн между устройством управления доступом и одним или более запорными устройствами, причем контроллер выполнен с возможностью приема обновленного времени для часов ключевого устройства путем отправки кода вызова в устройство управления доступом, приема кода ответа вместе с обновленным временем, причем код ответа основан на коде вызова, и определения, что обновленное время является валидным, если определено, что код ответа является валидным.
Недостатками технического решения являются:
- необходимость своевременного контроля остаточного заряда батареи ключа, для гарантированного открытия запорного устройства;
- наличие в ключе или замковой части модуля радиосвязи для управления ключом (замковой части) по открытым каналам связи в режиме ON LINE приводит к повышенному расходу батареи ключа;
- при отсутствии радиосвязи в режиме OFF LINE, ввод кодов доступа может осуществляться через кнопки управления ключа наличие которых снижает надежность работы ключа, что дает возможность получения несанкционированного доступа, удорожает конструкцию;
- при отсутствии радиосвязи в режиме OFF LINE, ввод кодов доступа может осуществляться специально через устройство ввода кода, что дает возможность получения несанкционированного доступа и удорожает систему замок-ключ;
- в замковой части не предусмотрена возможность установки дополнительного быстросъёмного устройства на место, предназначенное для установки поворотной задвижки, содержащего батарею, электронную плату управления включая, модуль связи с устройством управления, мотор-редуктор для поворота задвижки, электрические контакты для подачи дополнительного напряжения от батареи для экономии заряда батареи ключа, обмена информацией с электронной платы управления замковой части и при установке ключа в замковую часть на электронную плату ключа.
Также из уровня техники известно запорное устройство с ключом (патент RU№2237143, опубликован 27.10.2003), из которого известен способ авторизации ключа или запорного устройства. Запорное устройство состоит из ключа и замка, содержит первое устройство, включающее в себя первый электронный процессор, первый блок памяти, соединенный с указанным первым электронным процессором, и первый контакт, соединенный с указанным первым электронным процессором; второе устройство, включающее в себя второй электронный процессор, второй блок памяти, соединенный с указанным вторым электронным процессором, и второй контакт, соединенный с указанным вторым электронным процессором и выполненный с возможностью механического взаимодействия с указанным первым контактом для передачи информации между указанными ключом и замком, когда указанный ключ вставлен в замок; а также источник питания, механизм механической блокировки и электрический блокирующий механизм, выполненный с возможностью блокировать срабатывание замка, когда в него вставлен ключ, не получивший разрешение на отпирание замка, указанный первый блок памяти выполнен с возможностью хранения открытого и секретного идентификаторов ключа или замка; указанный второй блок памяти выполнен с возможностью хранения открытого и секретного идентификаторов ключа или замка для первых устройств, разрешенных к использованию; указанный первый электронный процессор выполнен с возможностью идентифицировать себя перед указанным вторым электронным процессором посредством указанного открытого идентификатора ключа или замка; а указанные первый и второй электронные процессоры выполнены с возможностью обмена случайным числом и вычисления соответствующего кодового слова с использованием, по меньшей мере, части указанного секретного идентификатора ключа или замка и, по меньшей мере, части указанного случайного числа, при этом, если указанные кодовые слова, вычисленные в указанных первом и втором электронных процессорах, соответственно, являются идентичными, указанный электрический блокирующий механизм устанавливается в неблокирующее положение.
Недостатками технического решения являются:
- необходимость своевременного контроля остаточного заряда батареи ключа, для гарантированного открытия запорного устройства;
- в замковой части не предусмотрена возможность установки дополнительного быстросъёмного устройства на место, предназначенное для установки поворотной задвижки, содержащего батарею, электронную плату управления включая, модуль связи с устройством управления, мотор-редуктор для поворота задвижки, электрические контакты для подачи дополнительного напряжения от батареи для экономии заряда батареи ключа, обмена информацией с электронной платы управления замковой части и при установке ключа в замковую часть на электронную плату ключа.
Также из уровня техники известна дверная накладка на запирающее устройство (патент RU2699438 приоритет 04.02.2019), изобретение относится к дверной фурнитуре, предназначенной для открытия или закрытия запирающих устройств дверей. Дверная накладка на запирающее устройство содержит корпус с установленной на нем ручкой. В корпусе расположены мотор-редуктор, кинематически связанный с ним и соединенный с ручкой механизм вращения с контактами для регистрации поворота ручки, микроконтроллер, соединенный с мотор-редуктором с возможностью его включения и выключения, и соединенное с микроконтроллером устройство приема и передачи радиосигналов. Ручка выполнена с центральным отверстием под стержень запирающего устройства и с периферийной дугообразной канавкой. Механизм вращения включает установленные соосно с ручкой зубчатое колесо, соединенное с ним с возможностью совместного поворота контактное кольцо и крышку с двумя пружинными контактами, соединенными с микроконтроллером. Зубчатое колесо связано с мотор-редуктором и имеет выступ, расположенный в дугообразной канавке ручки с возможностью перемещения в ней при повороте ручки на 180° и с возможностью взаимодействия с торцами канавки и поворота ручки при повороте зубчатого колеса мотор-редуктором. Контактное кольцо выполнено с проводящим внутренним кольцом и внешними секторами, которые соединены с микроконтроллером и с которыми взаимодействуют соответствующие пружинные контакты, расположенные на крышке, причем все внешние секторы имеют различное сопротивление между каждым сектором и внутренним кольцом. Накладка снабжена датчиком положения ручки, соединенным с микроконтроллером.
Недостатками технического решения являются:
- отсутствие возможности быстрого съема;
- отсутствие электрического контакта для подачи дополнительного напряжения от батареи и обмена информацией на электронную плату управления замковой части и через нее при установке ключа в замковую часть на ключ;
- мотор-редуктор, который включает электромотор, редуктор и червяк, кинематически связанный с зубчатым колесом, имеет значительные габариты;
- датчик положения ручки выполнен контактным и подвержен механическому износу.
Задачей заявляемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящая группа изобретений, заключается в создании способа эксплуатации запирающей системы и запирающей системы для электромеханических замковых устройств, отвечающих требованиям повышенной безопасности, высокой надежности, автономности, малой зависимости от воздействующих факторов при простом обслуживании и эксплуатации.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ эксплуатации запирающей системы и запирающая система для электромеханических замковых устройств.
Способ эксплуатации запирающей системы, содержащей по крайней мере один электронный ключ, электронный замок с децентрализованным управлением, быстросъёмное устройство расширения (далее адаптер) на замковую часть, осуществляется путем реализации следующих этапов: первичная активация установленного деактивированного адаптера в запирающей системе, которая осуществляется путем n-го количества вставок по крайней мере одного активированного электронного ключа с расширенными правами (далее мастер-ключа) в активированный электронный замок с децентрализованным управлением, при этом формируются криптографические данные; записи криптографических данных и идентификационной информации о составных элементах запирающей системы в энергонезависимые области памяти микроконтроллеров мастер-ключа, адаптера, электронного замка с децентрализованным управлением с присвоением адаптеру статуса автономной активации. Далее частично активированный адаптер с помощью специального программного обеспечения регистрируется в устройстве управления, которое представляет собой систему автоматизации зданий или смартфона, при этом формируются криптографические данные; производится запись криптографических данных и идентификационной информации о составных элементах запирающей системы в энергонезависимые области памяти микроконтроллеров электронного замка, адаптера, устройства управления и адаптер получает статус активированного в системе автоматизации.
Мастер-ключ – это активированный электронный ключ с расширенными правами. Адаптер – быстросъёмное устройство расширения на замковую часть.
Электронный замок с децентрализованным управлением для электромеханических замковых устройств предназначен для установки адаптера с внутренней стороны двери, дополнительно оборудован механическим валом, хвостовик которого сочленяется с хвостовиком адаптера, при вращении которого усилие передается на перемещение задвижки двери в положение закрыто или открыто, имеет отверстия для установки кронштейна быстросъемным креплением, имеет соединительный электрический разъем, совпадающий с ответной частью электрического разъема адаптера для передачи энергии батареи адаптера на электронную плату замка (и/или ключа) и обмена информацией с электронными платами замка и ключа.
Адаптер запирающей системы для электромеханических замковых устройств состоит из быстросъёмного крепления, предназначенного для установки с внутренней стороны двери на место поворотной задвижки в замковой части, содержит корпус с хвостовой частью, ручку для ручного открывания замка, батарею, электронную плату управления с микроконтроллером включая модуль связи с устройством управления, сигнализатор, компактный мотор-редуктор для поворота задвижки включая бесконтактный датчик положения вала задвижки замка, электрические контакты для подачи дополнительного напряжения от батареи для экономии заряда батареи ключа, обмена информацией с электронной платы управления замковой части и при установке ключа в замковую часть на электронную плату ключа.
Электронный замок с децентрализованным управлением может быть оснащен дополнительными контактами подключения через специальный адаптер соединения с устройством управления зданием для реализации дополнительных сервисных функций, которые управляются дистанционно. Питание электронного замка с децентрализованным управлением дополнительно осуществляется от адаптера с целью сохранения энергии батареи ключа.
Адаптер и электронный замок с децентрализованным управлением могут иметь следующие упрощенные более дешевые варианты исполнения:
- адаптер не имеет мотор-редуктор для поворота задвижки (датчик положения задвижки замка остается), задвижка поворачивается вручную;
- электронный замок с децентрализованным управлением имеет только электрический разъем для соединения с адаптером без подсоединения с валом поворота задвижки.
Батареи адаптера могут быть выполнены в виде перезаряжаемых батарей или в виде сменных батарей одноразового использования. Адаптер может быть выполнен с возможностью замены батареи (в случае использования батареи одноразового использования) и без возможности замены батареи (в случае использования перезаряжаемой батареи). При использовании в адаптере перезаряжаемой батареи (аккумулятора), заряд батареи осуществляется через проводное или беспроводное зарядное устройство. Для заряда батареи адаптер за счет быстроразъёмного соединения снимается и ставится на зарядку.
Сигнализатор адаптера может быть световым, звуковым или вибрационным с целью подачи сигнала при изменении фаз работы, сигнализации разряда батарей и др.
Для уменьшения размеров мотор-редуктора, который включает электромотор и механический редуктор, должен быть применен малогабаритный редуктор, например планетарного типа или аналог по размерам.
Датчик положения вала привода задвижки выполнен бесконтактным и не подвержен механическому износу.
Быстросъемное крепление адаптера к корпусу замка выполнено на основе байонетного соединения или другого быстро выполняемого соединения деталей.
В предлагаемом адаптере для запирающей системы применяется криптографическая защита обмена информацией с устройством управления, выполненным в виде системы автоматизации зданий или в виде смартфона, с использованием ключей шифрования, сгенерированных при первоначальной активации. При изготовлении адаптера для электромеханических замковых устройств на заводе-изготовителе, электронная плата адаптера специальной технологической программой настраиваются путем заполнения дескрипторов управления в микроконтроллеры электронной платы адаптера, как готовые к активации (деактивированные) с незаполненными данными в таблицах хранения идентификационных данных, кодов криптографической защиты, расположенных в энергонезависимой памяти EEPROM, защищенной от несанкционированного считывания.
На один и тот же электронный замок с децентрализованным управлением могут быть подключены разные адаптеры в разных вариантах исполнения. Один и тот же адаптер может быть зарегистрирован в нескольких замках, что позволяет менять адаптеры с целью зарядки батарей и для изменения степени автоматизации дверей для доступа в помещения здания.
Предложенный способ и устройство решают следующие проблемы автономных запирающих систем:
- не требуется энергия батареи ключа для открытия замка, что продлевает срок службы батареи ключа, дает возможность открытия замка при разряженной батарее ключа, увеличивает вероятность открытия запорного устройства;
- запорные устройства обеспечиваются актуальными правами доступа в режиме ON LINE через устройство управления, например, если кто-то теряет ключевое устройство, то должна быть возможность доверенному лицу легко и надежно запретить потерянному ключевому устройству получать доступ к любым запорным устройствам системы управления доступом, как только потерянные ключевые устройства кто-либо вставит в электронный замок с децентрализованным управлением они заблокируются с выдачей сообщения в соответствующие сервисы о попытке нелегального открытия замка;
- дистанционное разрешение доступа лица на определенное время;
- подключение к системе автоматизаций здания для контроля времени доступа в помещение физическим лицам;
- предусмотрена возможность автоматизированного дистанционного открывания запорного механизма;
- быстросъемное соединение позволит быстро оснастить замковые системы адаптерами, оперативно заряжать батареи, делать замену адаптеров для их техобслуживания, модернизации, изменения конфигурации и т.д.;
- в аварийных ситуациях, таких как поломка адаптера, взлом системы безопасности автоматизаций здания, можно быстро снять адаптер с замка и перейти временно на полностью автономную работу запорной системы до устранения аварийной ситуации. Реализация заявленной группы изобретений осуществляется следующим образом.
При использовании адаптера первым этапом проводится его установка на электронный замок с децентрализованным управлением, первичная активация установленного деактивированного адаптера в запирающей системе осуществляется путем n-го количества вставок по крайней мере одного активированного электронного мастер-ключа в активированный замок с децентрализованным управлением, при этом формируются криптографические данные; затем осуществляется запись криптографических данных и идентификационной информации о составных элементах запирающей системы в энергонезависимые области памяти микроконтроллеров электронного ключа, адаптера, электронного замка с децентрализованным управлением с присвоением адаптеру статуса автономной активации. Далее частично активированный адаптер с помощью специального программного обеспечения управления зданием регистрируется в устройстве управления, при этом формируются криптографические данные; записи криптографических данных и идентификационной информации о составных элементах запирающей системы осуществляется в энергонезависимые области памяти микроконтроллеров электронного замка, адаптера, устройства управления и адаптер получает статус активированного в устройстве управления. Далее пользователь переходит к эксплуатационным процедурам управления запирающей системой через адаптер.
Эксплуатация запирающей системы осуществляется путем беспроводной передачи команд по управлению замком от устройства управления в криптографическом виде в адаптер и получения информации о состоянии замка. Далее криптографическая информация дешифруется адаптером и, при ее совпадении, производится выполнение команд, таких как отпирание блокирующего устройства, перемещение задвижки двери, передача команд в электронную плату замка или ключа, считывание журнала событий с электронных плат ключа, замка, адаптера и т.д.
Адаптер не мешает открывать электронный замок с децентрализованным управлением активированным ключом, а в случае получения команды от системы управления доступом на блокировку запрещенных к использованию активированных ключей в данном замке, передает команды в электронную плату замка. Блокированные ключи получают статус деактивированных, с записью этой информации в энергонезависимую память микроконтроллера замка.
Активация дополнительного адаптера производится аналогичным образом.
При необходимости может производиться эксплуатационная деактивация активированного адаптера путем удаления информации из памяти микроконтроллера замка при помощи активированного мастер-ключа идентификационной и криптографической информации одного адаптера или всех адаптеров, при утере (выходе их строя) любого из адаптеров, активированных для данного замка.
При необходимости может производиться эксплуатационная деактивация активированного адаптера путем удаления информации из памяти микроконтроллера замка при помощи команд от системы управления зданием, идентификационной и криптографической информации, одного адаптера или всех адаптеров, при утере (выходе их строя) любого из адаптеров, активированных для данного замка.
При необходимости и при наличии технической возможности может производиться процедура повторной эксплуатационной активации для восстановления доступа для оставшихся адаптеров данного электронного замка.
Представленные описание заявленного решения раскрывает лишь предпочтительные примеры его реализации и не должно трактоваться как ограничивающее иные, частные примеры его осуществления, не выходящие за рамки объема правовой охраны, которые являются очевидными для специалиста соответствующей области техники.
Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» заявляемого изобретения.
Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».