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，所述光控門鎖解析所述白光信號，從而進(jìn)行開門或關(guān)門動作。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，其包括光信號發(fā)射模塊，所述光信號發(fā)射模塊是彩色光信號發(fā)射模塊，所述彩色光信號發(fā)射模塊用于發(fā)射含有開鎖密碼信息的光信號。進(jìn)一步地，所述彩色光信號發(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；所述碼型變換模塊用于將所述NRZ碼的數(shù)字信號變換成CMI碼的數(shù)字信號；所述光信號發(fā)射模塊用于根據(jù)所述碼型變換模塊輸出的信號發(fā)射含有開鎖密碼信息的所述可見光信號。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輸入點電連接，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，所述光信號發(fā)射模塊包括驅(qū)動單元及發(fā)光單元，所述驅(qū)動單元用于根據(jù)所述碼型變換模塊輸出的信號驅(qū)動所述發(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，其包括光信號接收模塊，所述光信號接收模塊是彩色光信號接收模塊，該彩色光信號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，并將所述光信號轉(zhuǎn)換成電信號。進(jìn)一步地，所述光控門鎖包括所述光信號接收模塊、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接收模塊傳過來的CMI碼的數(shù)字信號譯成NRZ碼的數(shù)字信號，所述微控制器模塊用于將所述NRZ碼數(shù)字信號進(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光信號接收模塊輸出的信號進(jìn)行消除碼間干擾并糾正脈沖波形。進(jìn)一步地，所述彩色光信號接收模塊包括用于接收所述可見光信號的綠光探測器，所述綠光探測器用于將綠光信號轉(zhuǎn)換成電信號。綜上所述，本發(fā)明光子鑰匙通過將光信號發(fā)射模塊設(shè)置成彩色光信號發(fā)射模塊，所述光控門鎖設(shè)置有與所述彩色光信號發(fā)射模塊相匹配的彩色光信號接收模塊，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，所述彩色光不會對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)明光控門鎖一種實施例的原理框圖。圖4是圖3所示本發(fā)明光信號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。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述請參閱圖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)置有用于對輸出的信息進(jìn)行編碼、加密以及校驗運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，所述串口用于發(fā)送所述NRZ碼的數(shù)字信號至所述碼型變換模塊13。請參閱圖2，所述碼型變換模塊13用于將所述NRZ碼的數(shù)字信號變換成CMI碼的數(shù)字信號。CMI (coded mark inversion,傳號反轉(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，編碼輸出固定的“01”碼；當(dāng)傳過來的是“I”碼時，編碼輸出“00”或者“11”碼，并且交替出現(xiàn)。在本實施例中，所述碼型變換模塊13主要是通過對NRZ碼的采樣，當(dāng)NRZ碼是I時，輸出CMI碼的11，當(dāng)NRZ碼是O時，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BS輸入點電連接，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)字信號變換成CMI碼的數(shù)字信號，所述CMI碼具有以下優(yōu)點(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)的時鐘分量，便于從信號中提取時鐘信息；(3)具有一定的糾錯能力。因而，可降低信號傳輸?shù)恼`碼率。所述光信號發(fā)射模塊14是彩色光信號發(fā)射模塊，其用于根據(jù)所述碼型變換模塊13輸出的信號發(fā)射含有信息的光信號，其包括驅(qū)動單元141及發(fā)光單元142，所述驅(qū)動單元141用于根據(jù)所述碼型變換模塊13輸出的信號驅(qū)動所述發(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。在本實施例中，所述發(fā)光單元142是綠光二極管，其在驅(qū)動單元141的驅(qū)動下不斷進(jìn)行高速的閃滅，形成代表O和I信號的光信號，因而本發(fā)明在通信的同時還可在需要時提供照明。發(fā)光二級管是半導(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。本發(fā)明的所述光子鑰匙可設(shè)計成各種便于懸掛的形狀，在本實施例中，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。請參閱圖3及圖4，所述光控門鎖2包括光信號接收模塊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。所述光信號接收模塊21是彩色光信號接收模塊，其用于將光子鑰匙發(fā)射過來的光信號轉(zhuǎn)換成電信號。所述光信號接收模塊21包括綠光探測器211、信號放大器212及帶通濾波器213，所述綠光探測器211及所述帶通濾波器213均分別與所述信號放大器212電連接。在本實施例中，所述綠光探測器211可響應(yīng)中心頻率為555nm、光譜寬度為IOnm左右的綠光，由于所述綠光探測器的光譜響應(yīng)寬度較小，只對555nm附近的可見光有響應(yīng)，而對其它可見光沒有響應(yīng)，這樣會減小外界可見光的干擾；所述信號放大器212是跨阻放大器。請參閱圖5，所述均衡整形模塊22用于對光信號接收模塊21輸出的信號進(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算放大器221及比較器222，所述運算放大器221的輸入端及所述比較器222的一輸入端均與所述光信號接收模塊21的信號放大器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。
請參閱圖6，所述譯碼模塊23用于將光信號接收模塊21經(jīng)整形后傳過來的CMI碼的數(shù)字信號譯成NRZ碼的數(shù)字信號，其包括高低位分離電路231及譯碼運算電路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，所述譯碼運算電路232用于對所述CMI碼分離后的高低位進(jìn)行同或運算。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碼在時鐘CP的作用下被各個D觸發(fā)器鎖存。當(dāng)時鐘CP下降沿達(dá)到時(此時對應(yīng)第一位CMI碼的中點時刻)，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)，實現(xiàn)對第一位CMI 碼值的鎖存。經(jīng)過一個CMI碼元寬度時間，時鐘CP的上升沿到達(dá)(此時對應(yīng)第二位CMI碼中點時刻)，D觸發(fā)器輸出第二位的CMI碼值，與此同時，第一位被鎖存的CMI碼進(jìn)入第二個D觸發(fā)器，從而實現(xiàn)兩個CMI碼的分離。所述譯碼運算電路232包括一個異或門和一個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)行同或運算，就得其對應(yīng)的NRZ碼，所以，本實施例將CMI碼第一、第二位先經(jīng)過異或門再做反相運算，即得譯碼輸出。所述微控制器模塊24用于對接收到的NRZ碼數(shù)字信號進(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通過將光信號發(fā)射模塊14設(shè)置成彩色光信號發(fā)射模塊，所述光控門鎖2設(shè)置有與所述彩色光信號發(fā)射模塊相匹配的彩色光信號接收模塊，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，所述彩色光不會對人體的眼睛或皮膚造成任何傷害。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
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，其包括光信號發(fā)射模塊，其特征在于所述光信號發(fā)射模塊是彩色光信號發(fā)射模塊，所述彩色光信號發(fā)射模塊用于發(fā)射含有開鎖密碼信息的光信號。
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；所述碼型變換模塊用于將所述NRZ碼的數(shù)字信號變換成CMI碼的數(shù)字信號；所述光信號發(fā)射模塊用于根據(jù)所述碼型變換模塊輸出的信號發(fā)射含有開鎖密碼信息的所述可見光信號。
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輸入點電連接，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發(fā)射模塊包括驅(qū)動單元及發(fā)光單元，所述驅(qū)動單元用于根據(jù)所述碼型變換模塊輸出的信號驅(qū)動所述發(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，其包括光信號接收模塊，其特征在于所述光信號接收模塊是彩色光信號接收模塊，該彩色光信號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，并將所述光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
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接收模塊傳過來的CMI碼的數(shù)字信號譯成NRZ碼的數(shù)字信號，所述微控制器模塊用于將所述NRZ碼數(shù)字信號進(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光信號接收模塊輸出的信號進(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任一項所述的光控門鎖，其特征在于所述彩色光信號接收模塊包括用于接收所述可見光信號的綠光探測器，所述綠光探測器用于將綠光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
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發(fā)射模塊，其用于發(fā)射含有開鎖密碼信息的光信號。所述光控門鎖包括彩色光信號接收模塊，其用于接收光子鑰匙發(fā)射過來的所述光信號，并將所述光信號轉(zhuǎn)換成電信號。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，所述彩色光不會對人的眼睛或皮膚造成任何傷害。
文檔編號E05B19/00GK102677969SQ20121013291
公開日2012年9月19日 申請日期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 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司