專利名稱：光子鑰匙及與之配合使用的光控門鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及門禁系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種光子鑰匙及與之配合使用的光控門鎖。
背景技術(shù)：
無線光通信技術(shù)又稱可見光通訊，其通過LED光源的高頻率閃爍來進(jìn)行通信，有光代表1，無光代表0，其傳輸速率高達(dá)每秒上千兆。無線光通信通過可見光來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，與微波技術(shù)相比，有相當(dāng)豐富的頻譜資源，是一般微波通信和無線通信無法比擬的；同時(shí)可見光通信可以適用任何通信協(xié)議、適用于任何環(huán)境；在安全性方面，不必?fù)?dān)心通信內(nèi)容被人竊??；無線光通信的設(shè)備靈活便捷，且成本很低，適合大規(guī)模普及應(yīng)用。門禁系統(tǒng)屬于公共安全系統(tǒng)的范疇，是廣泛使用的一種高科技安全設(shè)施。光信號(hào)不容易被破譯，安全性高，因而在門禁系統(tǒng)中已逐漸被應(yīng)用，現(xiàn)有用光信號(hào)傳輸信息的門禁 系統(tǒng)包括光子鑰匙及與所述光子鑰匙配合的光控門鎖，所述光子鑰匙通過發(fā)射不斷閃滅的含有開鎖密碼信息的白光光信號(hào)，所述光控門鎖解析所述白光信號(hào)，從而進(jìn)行開門或關(guān)門動(dòng)作。然而，由于傳送所述開鎖密碼信息的載體是白光，光控門鎖接收所述白光時(shí)容易受到太陽光、日光燈發(fā)出的光及手電筒發(fā)出的光等外界雜散光的影響，因而抗干擾能力差，噪聲大及性能不可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種光子鑰匙及與之配合使用的光控門鎖，其抗干擾能力強(qiáng)，噪聲小及性能可靠。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提出一種光控門鎖，其包括光信號(hào)發(fā)射模塊，所述光信號(hào)發(fā)射模塊是彩色光信號(hào)發(fā)射模塊，所述彩色光信號(hào)發(fā)射模塊用于發(fā)射含有開鎖密碼信息的光信號(hào)。進(jìn)一步地，所述彩色光信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的光是紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫中的一種單色光。進(jìn)一步地，所述光子鑰匙包括微處理器模塊、碼型變換模塊及所述光信號(hào)發(fā)射模塊，所述微處理器模塊用于固化開鎖密碼，并根據(jù)所述開鎖密碼輸出碼型是NRZ碼的數(shù)字信號(hào)；所述碼型變換模塊用于將所述NRZ碼的數(shù)字信號(hào)變換成CMI碼的數(shù)字信號(hào)；所述光信號(hào)發(fā)射模塊用于根據(jù)所述碼型變換模塊輸出的信號(hào)發(fā)射含有開鎖密碼信息的所述可見光信號(hào)。進(jìn)一步地，所述碼型變換模塊包括采樣電路、判決電路、翻轉(zhuǎn)電路、反相電路、開關(guān)電路及合成電路，所述采樣電路、判決電路及翻轉(zhuǎn)電路依秩電連接，所述反相電路、開關(guān)電路及合成電路依秩電連接；所述采樣電路與所述微處理器模塊電連接，所述采樣電路及反相電路均與位同步信號(hào)輸入點(diǎn)電連接，所述開關(guān)電路與所述判決電路電連接，所述合成電路與所述翻轉(zhuǎn)電路電連接。進(jìn)一步地，所述光信號(hào)發(fā)射模塊包括驅(qū)動(dòng)單元及發(fā)光單元，所述驅(qū)動(dòng)單元用于根據(jù)所述碼型變換模塊輸出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)光單元不斷閃滅。進(jìn)一步地，所述發(fā)光單元是碲化鋅類綠光二極管。本發(fā)明還公開了一種與所述的光子鑰匙配合使用的光控門鎖，其包括光信號(hào)接收模塊，所述光信號(hào)接收模塊是彩色光信號(hào)接收模塊，該彩色光信號(hào)接收模塊用于接收光子鑰匙發(fā)射過來的含有開鎖密碼信息的可見光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。進(jìn)一步地，所述光控門鎖包括所述光信號(hào)接收模塊、譯碼模塊、微控制器模塊及電控鎖主體，所述譯碼模塊用于將光信號(hào)接收模塊傳過來的CMI碼的數(shù)字信號(hào)譯成NRZ碼的數(shù)字信號(hào)，所述微控制器模塊用于將所述NRZ碼數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解密，并控制所述電控鎖主體開啟或關(guān)閉。進(jìn)一步地，所述光控門鎖還包括均衡整形模塊，所述均衡整形模塊用于對(duì)光信號(hào)接收模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行消除碼間干擾并糾正脈沖波形。進(jìn)一步地，所述彩色光信號(hào)接收模塊包括用于接收所述可見光信號(hào)的綠光探測(cè)器，所述綠光探測(cè)器用于將綠光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。綜上所述，本發(fā)明光子鑰匙通過將光信號(hào)發(fā)射模塊設(shè)置成彩色光信號(hào)發(fā)射模塊，所述光控門鎖設(shè)置有與所述彩色光信號(hào)發(fā)射模塊相匹配的彩色光信號(hào)接收模塊，傳送所述開鎖密碼信息的介質(zhì)是除激光以外的可見光，因此，與白光相比，所述光控門鎖接收所述彩色光時(shí)不容易受到太陽光、日光燈發(fā)出的光及手電筒發(fā)出的光等外界雜散光的影響，因而抗干擾能力強(qiáng)，可減少噪聲及提高性能；與激光相比，所述彩色光不會(huì)對(duì)人體的眼睛或皮膚造成任何傷害。


圖I是本發(fā)明光子鑰匙一種實(shí)施例的原理框圖。圖2是圖I所示本發(fā)明碼型變換模塊的原理框圖。圖3是本發(fā)明光控門鎖一種實(shí)施例的原理框圖。圖4是圖3所示本發(fā)明光信號(hào)接收模塊的原理框圖。圖5是圖3所示本發(fā)明均衡整形模塊的原理框圖。圖6是圖3所示本發(fā)明譯碼模塊的原理框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述請(qǐng)參閱圖I及圖3，本發(fā)明公開了一種光子鑰匙I及與之配合使用的光控門鎖2，所述光子鑰匙I包括電源模塊11、微處理器模塊12、碼型變換模塊13及光信號(hào)發(fā)射模塊14,所述電源模塊11與所述微處理器模塊12、碼型變換模塊13及光信號(hào)發(fā)射模塊14電連接，并用于為所述微處理器模塊12、碼型變換模塊13及光信號(hào)發(fā)射模塊14供電。所述電源模塊11設(shè)置有開關(guān)(圖中未示)，所述開關(guān)用于控制所述電源模塊11的開啟或關(guān)閉，即實(shí)現(xiàn)開啟光子鑰匙或關(guān)閉光子鑰匙。所述微處理器模塊12設(shè)置有用于對(duì)輸出的信息進(jìn)行編碼、加密以及校驗(yàn)運(yùn)算的微處理器及與所述微處理器電連接的串口，所述微處理器可以是單片機(jī)、FPGA或DSP，在本實(shí)施例中，所述微處理器是單片機(jī)，開鎖密碼固化在所述單片機(jī)內(nèi)，所述單片機(jī)根據(jù)所述開鎖密碼輸出碼型是NRZ碼的數(shù)字信號(hào)，所述串口用于發(fā)送所述NRZ碼的數(shù)字信號(hào)至所述碼型變換模塊13。請(qǐng)參閱圖2，所述碼型變換模塊13用于將所述NRZ碼的數(shù)字信號(hào)變換成CMI碼的數(shù)字信號(hào)。CMI (coded mark inversion,傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼)碼是一種1B2B碼(一位信息碼,二位碼元)，即將傳過來的一位碼字用兩位碼字來表示。當(dāng)傳過來“O”碼時(shí)，編碼輸出固定的“01”碼；當(dāng)傳過來的是“I”碼時(shí)，編碼輸出“00”或者“11”碼，并且交替出現(xiàn)。在本實(shí)施例中，所述碼型變換模塊13主要是通過對(duì)NRZ碼的采樣，當(dāng)NRZ碼是I時(shí)，輸出CMI碼的11，當(dāng)NRZ碼是O時(shí)，輸出碼型01。 所述碼型變換模塊13包括采樣電路131、判決電路132、翻轉(zhuǎn)電路133、反相電路134、開關(guān)電路135及合成電路136，所述采樣電路131、判決電路132及翻轉(zhuǎn)電路133依秩電連接，所述反相電路134、開關(guān)電路135及合成電路136依秩電連接；所述采樣電路131與所述微處理器模塊12電連接，所述采樣電路131及反相電路134均與位同步信號(hào)BS輸入點(diǎn)電連接，所述開關(guān)電路135與所述判決電路132電連接，所述合成電路136與所述翻轉(zhuǎn)電路133電連接。所述碼型變換模塊13形成的CMI碼從所述合成電路136輸出。通過所述碼型變換模塊13將所述NRZ碼的數(shù)字信號(hào)變換成CMI碼的數(shù)字信號(hào)，所述CMI碼具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)不存在直流分量，且低頻分量較??；(2)信息碼流中具有很強(qiáng)的時(shí)鐘分量，便于從信號(hào)中提取時(shí)鐘信息；(3)具有一定的糾錯(cuò)能力。因而，可降低信號(hào)傳輸?shù)恼`碼率。所述光信號(hào)發(fā)射模塊14是彩色光信號(hào)發(fā)射模塊，其用于根據(jù)所述碼型變換模塊13輸出的信號(hào)發(fā)射含有信息的光信號(hào)，其包括驅(qū)動(dòng)單元141及發(fā)光單元142，所述驅(qū)動(dòng)單元141用于根據(jù)所述碼型變換模塊13輸出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)光單元142不斷閃滅。所述發(fā)光單元142可以是能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫中一種或混合顏色的彩色發(fā)光光源，其不包括激光。在本實(shí)施例中，所述發(fā)光單元142是綠光二極管，其在驅(qū)動(dòng)單元141的驅(qū)動(dòng)下不斷進(jìn)行高速的閃滅，形成代表O和I信號(hào)的光信號(hào)，因而本發(fā)明在通信的同時(shí)還可在需要時(shí)提供照明。發(fā)光二級(jí)管是半導(dǎo)體發(fā)光光源，不僅亮度高、可靠性高、能量損耗低、尺寸小、綠色環(huán)保，更具有調(diào)制性能好、響應(yīng)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的所述光子鑰匙可設(shè)計(jì)成各種便于懸掛的形狀，在本實(shí)施例中，所述光子鑰匙呈圓柱體狀，其可懸掛在鑰匙扣上，因而便于攜帶。請(qǐng)參閱圖3及圖4，所述光控門鎖2包括光信號(hào)接收模塊21、均衡整形模塊22、譯碼模塊23、微處理器模塊24及電控鎖主體25。所述光信號(hào)接收模塊21是彩色光信號(hào)接收模塊，其用于將光子鑰匙發(fā)射過來的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。所述光信號(hào)接收模塊21包括綠光探測(cè)器211、信號(hào)放大器212及帶通濾波器213，所述綠光探測(cè)器211及所述帶通濾波器213均分別與所述信號(hào)放大器212電連接。在本實(shí)施例中，所述綠光探測(cè)器211可響應(yīng)中心頻率為555nm、光譜寬度為IOnm左右的綠光，由于所述綠光探測(cè)器的光譜響應(yīng)寬度較小，只對(duì)555nm附近的可見光有響應(yīng)，而對(duì)其它可見光沒有響應(yīng)，這樣會(huì)減小外界可見光的干擾；所述信號(hào)放大器212是跨阻放大器。請(qǐng)參閱圖5，所述均衡整形模塊22用于對(duì)光信號(hào)接收模塊21輸出的信號(hào)進(jìn)行消除碼間干擾并糾正脈沖波形，其包括相互電連接的運(yùn)算放大器221及比較器222，所述運(yùn)算放大器221的輸入端及所述比較器222的一輸入端均與所述光信號(hào)接收模塊21的信號(hào)放大器212輸出端電連接，所述比較器222的輸出端與所述譯碼模塊23電連接。
請(qǐng)參閱圖6，所述譯碼模塊23用于將光信號(hào)接收模塊21經(jīng)整形后傳過來的CMI碼的數(shù)字信號(hào)譯成NRZ碼的數(shù)字信號(hào)，其包括高低位分離電路231及譯碼運(yùn)算電路232，所述高低位分離電路231用于將接收到的CMI碼的高低位進(jìn)行分離，所述譯碼運(yùn)算電路232用于對(duì)所述CMI碼分離后的高低位進(jìn)行同或運(yùn)算。所述高低位分離電路231設(shè)置有若干D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器設(shè)置有數(shù)據(jù)輸入端D，時(shí)鐘輸入端CLK、反相置位端SD及數(shù)據(jù)輸出端Q。輸入的CMI碼在時(shí)鐘CP的作用下被各個(gè)D觸發(fā)器鎖存。當(dāng)時(shí)鐘CP下降沿達(dá)到時(shí)(此時(shí)對(duì)應(yīng)第一位CMI碼的中點(diǎn)時(shí)刻)，經(jīng)過反相器成為上升沿，此刻D觸發(fā)器輸出第一位CMI碼的值，并處于保存狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)第一位CMI 碼值的鎖存。經(jīng)過一個(gè)CMI碼元寬度時(shí)間，時(shí)鐘CP的上升沿到達(dá)(此時(shí)對(duì)應(yīng)第二位CMI碼中點(diǎn)時(shí)刻)，D觸發(fā)器輸出第二位的CMI碼值，與此同時(shí)，第一位被鎖存的CMI碼進(jìn)入第二個(gè)D觸發(fā)器，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)CMI碼的分離。所述譯碼運(yùn)算電路232包括一個(gè)異或門和一個(gè)D觸發(fā)器，其中，異或門分別接碼位分離電路的第一、第二位CMI碼輸出，NRZ為譯碼輸出。由CMI譯碼原理可知，只要將CMI碼的第一、第二位進(jìn)行同或運(yùn)算，就得其對(duì)應(yīng)的NRZ碼，所以，本實(shí)施例將CMI碼第一、第二位先經(jīng)過異或門再做反相運(yùn)算，即得譯碼輸出。所述微控制器模塊24用于對(duì)接收到的NRZ碼數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解密，并控制所述電控鎖主體25開啟或關(guān)閉。所述微控制器可以是單片機(jī)、FPGA或DSP。在本實(shí)施例中，所述微控制器是單片機(jī)。所述電控鎖主體25包括繼電器、電機(jī)及與電機(jī)傳動(dòng)連接的鎖舌等部件，其是現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明光子鑰匙I通過將光信號(hào)發(fā)射模塊14設(shè)置成彩色光信號(hào)發(fā)射模塊，所述光控門鎖2設(shè)置有與所述彩色光信號(hào)發(fā)射模塊相匹配的彩色光信號(hào)接收模塊，傳送所述開鎖密碼信息的介質(zhì)是除激光以外的光，因此，與白光相比，所述光控門鎖2接收所述彩色光時(shí)不容易受到太陽光、日光燈發(fā)出的光及手電筒發(fā)出的光等外界雜散光的影響，因而抗干擾能力強(qiáng)，可減少噪聲及提高性能；與激光相比，所述彩色光不會(huì)對(duì)人體的眼睛或皮膚造成任何傷害。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光子鑰匙，其包括光信號(hào)發(fā)射模塊，其特征在于所述光信號(hào)發(fā)射模塊是彩色光信號(hào)發(fā)射模塊，所述彩色光信號(hào)發(fā)射模塊用于發(fā)射含有開鎖密碼信息的光信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光子鑰匙，其特征在于所述彩色光信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的光是紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫中的一種單色光。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光子鑰匙，其特征在于所述光子鑰匙包括微處理器模塊、碼型變換模塊及所述光信號(hào)發(fā)射模塊，所述微處理器模塊用于固化開鎖密碼，并根據(jù)所述開鎖密碼輸出碼型是NRZ碼的數(shù)字信號(hào)；所述碼型變換模塊用于將所述NRZ碼的數(shù)字信號(hào)變換成CMI碼的數(shù)字信號(hào)；所述光信號(hào)發(fā)射模塊用于根據(jù)所述碼型變換模塊輸出的信號(hào)發(fā)射含有開鎖密碼信息的所述可見光信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光子鑰匙，其特征在于所述碼型變換模塊包括采樣電路、判決電路、翻轉(zhuǎn)電路、反相電路、開關(guān)電路及合成電路，所述采樣電路、判決電路及翻轉(zhuǎn)電路依秩電連接，所述反相電路、開關(guān)電路及合成電路依秩電連接；所述采樣電路與所述微處理器模塊電連接，所述采樣電路及反相電路均與位同步信號(hào)輸入點(diǎn)電連接，所述開關(guān)電路與所述判決電路電連接，所述合成電路與所述翻轉(zhuǎn)電路電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光子鑰匙，其特征在于所述光信號(hào)發(fā)射模塊包括驅(qū)動(dòng)單元及發(fā)光單元，所述驅(qū)動(dòng)單元用于根據(jù)所述碼型變換模塊輸出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)光單元不斷閃滅。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光子鑰匙，其特征在于所述發(fā)光單元是碲化鋅類綠光二極管。
7.一種與權(quán)利要求I所述的光子鑰匙配合使用的光控門鎖，其包括光信號(hào)接收模塊，其特征在于所述光信號(hào)接收模塊是彩色光信號(hào)接收模塊，該彩色光信號(hào)接收模塊用于接收光子鑰匙發(fā)射過來的含有開鎖密碼信息的光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光控門鎖，其特征在于所述光控門鎖包括所述光信號(hào)接收模塊、譯碼模塊、微控制器模塊及電控鎖主體，所述譯碼模塊用于將光信號(hào)接收模塊傳過來的CMI碼的數(shù)字信號(hào)譯成NRZ碼的數(shù)字信號(hào)，所述微控制器模塊用于將所述NRZ碼數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解密，并控制所述電控鎖主體開啟或關(guān)閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光控門鎖，其特征在于所述光控門鎖還包括均衡整形模塊，所述均衡整形模塊用于對(duì)光信號(hào)接收模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行消除碼間干擾并糾正脈沖波形。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的光控門鎖，其特征在于所述彩色光信號(hào)接收模塊包括用于接收所述可見光信號(hào)的綠光探測(cè)器，所述綠光探測(cè)器用于將綠光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光子鑰匙及與之配合使用的光控門鎖，所述光子鑰匙包括彩色光信號(hào)發(fā)射模塊，其用于發(fā)射含有開鎖密碼信息的光信號(hào)。所述光控門鎖包括彩色光信號(hào)接收模塊，其用于接收光子鑰匙發(fā)射過來的所述光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。本發(fā)明傳送所述開鎖密碼信息的介質(zhì)是除激光以外的可見光，與白光相比，所述光控門鎖接收彩色光時(shí)不容易受到太陽光、日光燈發(fā)出的光及手電筒發(fā)出的光等外界雜散光的影響，因而可實(shí)現(xiàn)抗干擾能力強(qiáng)，可減少噪聲及提高性能；與激光相比，所述彩色光不會(huì)對(duì)人的眼睛或皮膚造成任何傷害。
文檔編號(hào)E05B19/00GK102677969SQ20121013291
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者劉若鵬, 李春來, 欒琳, 馬偉濤 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司