專利名稱：節(jié)奏碼識(shí)別控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電腦密碼控制器的編碼、人機(jī)交互和識(shí)別方法，特別是涉及一種由單片機(jī)系統(tǒng)參與的含有心理特征與節(jié)奏特征的節(jié)奏碼的使用及一維信號(hào)模式識(shí)別方法。
不用鑰匙和各種卡實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證已有很多辦法，常見的是數(shù)字密碼控制和指紋鑒別。指紋鑒別是檢驗(yàn)具有生理特征的皮膚表面紋理結(jié)構(gòu)，效果好但費(fèi)用較高。數(shù)字密碼控制雖然費(fèi)用較低但數(shù)字鍵盤保密性差，在某些場合也不適用，如智能武器和警用器械的身份識(shí)別。電子工業(yè)出版社1997年8月出版，陳國華編著的“電子防盜報(bào)警器電路大全”，在第十一章第四節(jié)展示了一個(gè)典型的電腦密碼控制器的實(shí)例。此例中的小鍵盤有10個(gè)數(shù)字鍵和2個(gè)清除鍵，配有6位LED顯示器。
本發(fā)明的任務(wù)是為了適應(yīng)結(jié)構(gòu)簡化與隱蔽操作的需求，由一個(gè)紅外反射式接近傳感器取代通常的數(shù)字鍵盤，一個(gè)LED雙色發(fā)光二極管取代其他顯示裝置，采用“擺動(dòng)手指”的方式進(jìn)行人機(jī)交互，用單片機(jī)系統(tǒng)配合相關(guān)程序完成信息輸入及識(shí)別控制。
本發(fā)明用節(jié)奏碼做為密碼，這是一種融合了心理特征和節(jié)奏特征的密碼，編碼方法是“唱歌加擺手”。唱歌和擺手是節(jié)奏碼編碼過程中的二個(gè)步驟，唱歌確定了某一節(jié)奏模式，擺手則是提取這個(gè)模式特征的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
“唱”許多復(fù)雜的因素作用到不同的人身上，逐步形成了個(gè)體間的不同個(gè)性。許多重要的具有排他性的個(gè)性存在于潛意識(shí)中，這與國籍、民族、年齡、性別、性格、愛好、職業(yè)、環(huán)境、家庭、經(jīng)歷等密切相關(guān)。個(gè)性隨著時(shí)間的積累而逐漸形成區(qū)別于他人的心理特征，這導(dǎo)致了思維習(xí)慣、解決問題的方法直至結(jié)果都與其他人有所區(qū)別。因此，不同的人喜歡唱什么，是受人的心理特征所左右的。
“歌”節(jié)奏特征依附于歌曲中，唱歌的同時(shí)，某段節(jié)奏便可完整再現(xiàn)。不同的歌有不同的節(jié)奏，同一首歌用不同的速度去唱、從不同的段落開始和結(jié)束，會(huì)提取到不同的節(jié)奏特征。
“擺手”在默唱的同時(shí)用擺手的方式給所唱的歌打拍子，打拍子不是目的，是要讓歌曲的節(jié)奏與擺手相聯(lián)系，使擺手與節(jié)奏同步，來回?cái)[動(dòng)時(shí)手指斷續(xù)遮擋紅外線光束并反射到接收管，使相應(yīng)的單片機(jī)輸入端口線有1或0的變化，一串寬窄不一的方波便依次輸入，方波高、低電平的寬度由傳感器被遮擋與否的時(shí)間長短來決定。
方波描述的是受心理特征影響所決定的某一歌曲的某一段落的節(jié)奏特征，是把心理特征和節(jié)奏特征關(guān)聯(lián)在一起的載體，這一串方波就是節(jié)奏碼。節(jié)奏碼是一種與時(shí)間密切相關(guān)的模式類，由于一維的時(shí)間信號(hào)是用統(tǒng)計(jì)數(shù)值來表示的，因此用連續(xù)采樣法可以描述節(jié)奏碼的類別特征。
本發(fā)明的感知處理單元是紅外接近傳感器，由前向通道的方波發(fā)生器、紅外發(fā)射/接收對管、交流信號(hào)放大器、檢波器、電壓比較器等組成。調(diào)節(jié)電壓比較器的門限電壓可以使紅外接近傳感器的探測靈敏度為20毫米左右。當(dāng)手指來回?cái)[動(dòng)并掠過傳感器檢測窗口的有效區(qū)域時(shí)，此信息被變換成開關(guān)信號(hào)送到單片機(jī)的輸入端口。程序連續(xù)查詢端口的狀態(tài)，在查詢的過程中以1毫秒的采樣間隔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)量，計(jì)量的結(jié)果作為描述節(jié)奏碼特征的數(shù)據(jù)被提取。已經(jīng)儲(chǔ)存到模板庫中的數(shù)據(jù)，是樣本訓(xùn)練集的組成部分。程序依據(jù)對被識(shí)別對象進(jìn)行分類的規(guī)則，對被識(shí)別的模式分類決策，決策的結(jié)果由顯示輸出單元執(zhí)行。本發(fā)明的顯示輸出單元是由后向通道的緩沖器、發(fā)光二極管、光偶合器等組成。根據(jù)程序運(yùn)行情況，雙色發(fā)光管的紅、綠、黃三色指示出不同的工作狀態(tài)，控制信號(hào)則通過緩沖、隔離送出。
節(jié)奏的規(guī)律在其他許多方面都有相同的表現(xiàn)，如詩詞、民謠、戲曲、舞蹈、口令等。因此，除唱歌外還可以用“唱戲加擺手”、“鑼鼓點(diǎn)兒加擺手”、“朗誦詩歌加擺手”及“其他與節(jié)奏相關(guān)的形式加擺手”等，都有相同的功效。如“數(shù)字加擺手”的方法，這是一種準(zhǔn)數(shù)字式編碼方法，即連續(xù)擺動(dòng)加上有意識(shí)地停頓，便可以輸入以數(shù)字組合為特征的節(jié)奏碼，這體現(xiàn)了節(jié)奏碼編碼的靈活性。
節(jié)奏碼包含了特定人的獨(dú)特信息。把最能代表某人心理特征的節(jié)奏模式做為模板儲(chǔ)存，則輕松再現(xiàn)這段節(jié)奏模式的只能是他本人，因?yàn)樗皇桥R時(shí)拼湊的某種密碼，而是經(jīng)過長時(shí)間自然形成的，即能夠做到“張嘴就來”，他本人早已牢牢存在于潛意識(shí)中，對其他人卻全無規(guī)律。用節(jié)奏碼作為密碼，看似靈活隨意，實(shí)則嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，這體現(xiàn)了節(jié)奏碼既難破譯又能經(jīng)久不忘的雙重特點(diǎn)。這種結(jié)合了人的心理特征和節(jié)奏特征的編碼方法是本發(fā)明的權(quán)利要求之一。
下面說明中涉及到的流程圖，是本發(fā)明功能樣機(jī)的實(shí)際程序流程，是用51匯編語言編寫的。
參照

圖1主程序流程圖，其中第一個(gè)判斷框中的“有遮擋嗎”是指有否檢測到傳感器有被遮擋的事件發(fā)生。程序查詢單片機(jī)輸入端口線的值，當(dāng)有遮擋時(shí)，先輸出紅色顯示，表示程序已經(jīng)響應(yīng)此次動(dòng)作，再把一個(gè)軟件記時(shí)器清0，一個(gè)硬件記時(shí)器按中斷方式每隔1毫秒使軟件記時(shí)器進(jìn)行加1操作。這個(gè)軟件記時(shí)器是2字節(jié)的全局變量，在本發(fā)明功能樣機(jī)中安排在80c32單片機(jī)內(nèi)部RAM的2eh和2fh處，高位字節(jié)在前，用timerH表示，低位字節(jié)在后，用timerL表示，參見圖18存儲(chǔ)器使用地址分配圖。程序繼續(xù)查詢，如果在3秒內(nèi)結(jié)束遮擋，則程序以停止紅色顯示表示下面將進(jìn)入密碼操作模塊。如果遮擋超過3秒，則紅色顯示變?yōu)辄S色，表示下面將進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置模塊。
下面分別說明程序進(jìn)入兩個(gè)不同模塊的工作過程。
參見圖2密碼操作模塊程序流程圖，進(jìn)入后立刻調(diào)用輸入識(shí)別子程序，返回的結(jié)果放在一個(gè)識(shí)別錯(cuò)標(biāo)志中。第二個(gè)判斷框中的“識(shí)別通過？”就是檢查標(biāo)志的狀態(tài)是0還是1，是0則通過。
參見圖4輸入識(shí)別子程序流程圖，進(jìn)入后共調(diào)用3個(gè)子程序，其中2個(gè)是本發(fā)明中最重要的程序段，即輸入子程序和識(shí)別子程序。
在輸入子程序中實(shí)現(xiàn)了和擺手動(dòng)作相配合記錄某一模式特征的過程。被記錄的任何一個(gè)有效模式都屬于同一個(gè)緊致集節(jié)奏模式類。每一個(gè)節(jié)奏碼模式都是上述緊致集中的元素。這個(gè)集合中的元素各有三個(gè)子集高電平子集，低電平子集，長度子集。高電平子集中的元素都是描述節(jié)奏碼方波高電平寬度的時(shí)間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；低電平子集中的元素都是描述節(jié)奏碼方波低電平寬度的時(shí)間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。如果單獨(dú)觀察二個(gè)子集中元素的值，只是孤立的時(shí)間統(tǒng)計(jì)值，但它們按一定規(guī)律排列的整體效果卻表現(xiàn)出這一模式的排他性節(jié)奏特征；長度子集中只有一個(gè)元素，描述了前二個(gè)子集中元素?cái)?shù)量的總和。
參見圖5輸入子程序流程圖，首先，程序判斷無遮擋是否大于3秒，如果使用者這時(shí)改變主意不準(zhǔn)備繼續(xù)操作了，3秒后將返回。如果有遮擋發(fā)生，實(shí)際上是密碼的輸入剛好開始。重新開始記時(shí)后程序再次判斷遮擋是否繼續(xù)，是則使綠色開始顯示。對應(yīng)的外部情況是擺動(dòng)的手指正在掠過傳感器的有效窗口區(qū)。左面的判斷循環(huán)，是要把大于3秒的遮擋動(dòng)作視為主動(dòng)停止輸入，程序?qū)⒎祷?；一旦遮擋結(jié)束，程序向右轉(zhuǎn)到“否”出口，使一個(gè)記錄遮擋次數(shù)的計(jì)數(shù)器加1，在參數(shù)設(shè)置的程序段中將用到這個(gè)計(jì)數(shù)器的值。下面是重要的一步讀出軟件記時(shí)器的值并傳送到專門接收密碼數(shù)據(jù)的一維數(shù)組的首地址中，也就是給數(shù)組的元素賦值，為了敘述方便，把這個(gè)數(shù)組命名為mA。數(shù)組mA在使用80c32單片機(jī)時(shí)開辟在內(nèi)部RAM的30h到7fh處，共80個(gè)字節(jié)，每2個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)。最后一個(gè)字節(jié)存放數(shù)組的有效長度，倒數(shù)第二個(gè)字節(jié)存放相似系數(shù)K(稍后介紹K的定義)。因此留給密碼數(shù)據(jù)的最多只有39個(gè)字的空間。其中20個(gè)字存放方波的高電平數(shù)據(jù)，19個(gè)字存放方波的低電平數(shù)據(jù)。每擺動(dòng)一次手指，產(chǎn)生2個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)高電平數(shù)據(jù)，一個(gè)低電平數(shù)據(jù)，最多可以接受擺動(dòng)20次的數(shù)據(jù)，這相當(dāng)于唱二句普通歌詞的長度。如果用滿39個(gè)字的空間，最后一個(gè)低電平的數(shù)據(jù)會(huì)被程序自動(dòng)舍棄?！伴g址寄存器指向后移”即數(shù)組索引指向下一個(gè)地址，程序返回上面重新開始記時(shí)的時(shí)候，已經(jīng)是低電平數(shù)據(jù)的記時(shí)開始了。經(jīng)過緊接著的有無遮擋判斷，向右轉(zhuǎn)到綠色停顯。到此給使用者的感覺是手指擺動(dòng)一次，綠色亮滅一次，綠色顯示與正在遮擋中的手指動(dòng)作相符。“數(shù)組越界？”是檢查數(shù)組的使用是否越界。如果沒有越界，程序在循環(huán)中等待下一次遮擋的開始，等待如果超過3秒便自動(dòng)結(jié)束。再次出現(xiàn)的遮擋，是又一次手指擺動(dòng)的開始，如此繼續(xù)到輸入結(jié)束后，將數(shù)組索引值導(dǎo)出的數(shù)組有效長度傳送到數(shù)組mA的最后一個(gè)字節(jié)做為數(shù)組有效長度數(shù)據(jù)保存，在本發(fā)明功能樣機(jī)中的位置參見圖18存儲(chǔ)器使用地址分配圖，就是每個(gè)模板數(shù)組最后一個(gè)字節(jié)的mAI、mBI等。在傳感器旁擺動(dòng)手指時(shí)，推薦的方法是根據(jù)歌詞“一字一擺”。參見圖16節(jié)奏與方波的對應(yīng)關(guān)系圖，其中“月亮走，……”的“走”字后有一段延時(shí)，方波的低電平寬度加大。在第二個(gè)“走”字后停止擺動(dòng)手指，3秒鐘后自動(dòng)結(jié)束。唱了6個(gè)字，得到了11個(gè)數(shù)據(jù)6個(gè)高電平數(shù)據(jù)和5個(gè)低電平數(shù)據(jù)，數(shù)組的有效長度是11，將填入從mA
至mA[10]的11個(gè)字地址。底下的另一個(gè)方波是同一個(gè)人的另一次輸入或不同人對同一歌曲同一段落輸入的可能結(jié)果。
由于輸入子程序有為數(shù)組mA賦值和記錄遮擋次數(shù)的雙重功能，因此在參數(shù)設(shè)置的其他程序段中還將被多次調(diào)用。
繼續(xù)參見圖4輸入識(shí)別子程序流程圖，從輸入子程序返回后，要進(jìn)行的是“模板指針Pn賦初值”，目的是準(zhǔn)備對模板庫從最后一個(gè)模板到第一個(gè)模板遍歷搜索。模板庫是在EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中開辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，做為樣本訓(xùn)練集即保存節(jié)奏碼模式的數(shù)據(jù)庫，在本發(fā)明功能樣機(jī)中的位置參見圖18存儲(chǔ)器使用地址分配圖，地址4000h以后的存儲(chǔ)區(qū)即是模板庫mPn。以模板庫mPn的首地址4000h為起點(diǎn)，每隔80字節(jié)是一個(gè)模板，和數(shù)組mA的長度一樣。第一個(gè)模板空間即m0不作為模板庫使用，另有他用。因此，模板1從地址4050h開始。模板指針Pn是用來尋址模板庫mPn各模板首地址的，因?yàn)樵趨?shù)設(shè)置時(shí)模板指針Pn的值是取自輸入子程序中遮擋計(jì)數(shù)器的值，所以最多能尋址20個(gè)模板。此時(shí)“模板指針Pn賦初值”取決于實(shí)際應(yīng)用中準(zhǔn)備使用幾個(gè)模板，在本發(fā)明的樣機(jī)中使用了5個(gè)模板，所以這時(shí)模板指針Pn賦值為5。在此強(qiáng)調(diào)模板指針Pn的賦值問題，是因?yàn)椴煌木唧w應(yīng)用會(huì)使用不同的單片機(jī)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，因此就會(huì)對Pn有不同的賦值。此外，為了識(shí)別子程序的需求還使用了一個(gè)中間數(shù)組，命名為mB，首地址在80c32內(nèi)部RAM的80h處。繼續(xù)參見圖4輸入識(shí)別子程序流程圖，下面經(jīng)過是否有輸入的判斷后，調(diào)用mPn傳送mB子程序，因此開始把模板5中的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)組mB中。隨后的識(shí)別子程序?qū)⒃跀?shù)組mA和數(shù)組mB中取出數(shù)據(jù)完成識(shí)別過程。識(shí)別如果沒通過，程序繼續(xù)將模板4的數(shù)據(jù)傳送到mB數(shù)組進(jìn)行識(shí)別，直至識(shí)別通過或模板庫全部遍歷。
參見圖6識(shí)別子程序流程圖，當(dāng)數(shù)組mA中已經(jīng)存放好待識(shí)別的模式數(shù)據(jù)，數(shù)組mB中也已經(jīng)準(zhǔn)備好從模板庫中調(diào)來的某一模式數(shù)據(jù)時(shí)，關(guān)鍵的識(shí)別過程就可以進(jìn)行了。識(shí)別是否能夠通過，受二個(gè)條件的約束首先要判斷模式mA和模板mB的長度子集中元素的值是否相等，即這二個(gè)數(shù)組中的數(shù)據(jù)所描述的方波總個(gè)數(shù)要相等，而不管方波的寬度如何。這是將保存在二個(gè)數(shù)組最后一個(gè)字節(jié)中的數(shù)值進(jìn)行比較來完成的，這里存放的是數(shù)組的有效長度，即變量mAI和變量mBI。如果這個(gè)條件不能滿足，程序?qū)彦e(cuò)標(biāo)志置1后返回。這種通過判斷長度子集中元素的值是否相等來作為決策約束條件的方法，也是本發(fā)明的權(quán)利要求之一。
其次要看模式數(shù)組mA和模板數(shù)組mB中對應(yīng)元素的相似度是否符合約束條件，也就是對模式mA進(jìn)行分類，如果分類結(jié)果屬于樣本訓(xùn)練集的成員，則決策通過。識(shí)別決策通過與否取決于對應(yīng)元素的相似性度量，簡稱相似度。怎樣對相似度概念給以明確的定量表述呢？參見圖15相似度判決原理圖，相似度是指數(shù)組mA中待鑒別的數(shù)據(jù)去和數(shù)組mB中做為模板的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對時(shí)，前者占后者的百分比。數(shù)據(jù)比對是在對應(yīng)元素間進(jìn)行的，圖15中畫出了3對數(shù)據(jù)描述的方波波形mA
對應(yīng)mB
，mA[1]對應(yīng)mB[1]，mA[2]對應(yīng)mB[2]。以mA
和mB
比對為例，當(dāng)把方波的前沿對齊時(shí)，方波的后沿之間有一個(gè)時(shí)間差，用變量diff表示，取名模板差。模板差diff是二個(gè)方波的差的絕對值，即diff＝|mB
-mA
|。顯然，模板差diff的值越小，相似度越大。理想情況是模板差diff等于0，即mA
等于mB
，相似度為1；最壞的情況是模板差diff趨向與mB
相等，即相似度為0。
那么識(shí)別能否通過的具體條件如何確定呢？為此引入一個(gè)變量mk，它是程序在運(yùn)行中要用到的中間變量，它決定了一個(gè)關(guān)鍵的閾值，它的值確定了相似度的約束條件，即待識(shí)別的模式與模板比對時(shí)利用閾值分割技術(shù)所確定的臨界點(diǎn)。只要比較模板差diff和閾值mk的大小就可以了，即diff＜mk就是數(shù)組mA中密碼模式?jīng)Q策通過的約束條件。
閾值mk是模板mB
的導(dǎo)出值mk＝(8-K)*mB
/8，即把mB
作為模板，取mB
的值的1/8做為基本單位去乘一個(gè)正整數(shù)(8-K)則得到閾值mk。
K是表示相似系數(shù)的變量。相似系數(shù)K的值本應(yīng)選在1到9之間，對應(yīng)的相似度在10％到90％，相似度為100％太嚴(yán)格了沒有實(shí)際應(yīng)用意義。為了簡化匯編程序的16位除法運(yùn)算，相似系數(shù)K的實(shí)際取值在1到7之間，對應(yīng)的相似度在1/8到7/8之間。相似系數(shù)K的值可以按使用者的意愿在參數(shù)設(shè)置模塊中給定，相似系數(shù)K的設(shè)置和(8-K)的變換在同一個(gè)子程序中完成，稍后將詳細(xì)介紹。對使用者來說，相似系數(shù)K的作用像是難度級別調(diào)整，K越小，閾值mk越大，越容易通過；K越大，閾值mk越小，越不容易通過。
將上述變量的關(guān)系合在一起是|mB-mA|＜(8-K)*mB/8，這就是節(jié)奏碼相似性判決公式，含義是如果模式數(shù)組mA中的元素的值都分別與模板數(shù)組mB中對應(yīng)元素的值的差別小于經(jīng)K調(diào)整過的某個(gè)閾值，則可獲得識(shí)別通過。這種人為設(shè)定相似系數(shù)K的值來確定程序中關(guān)鍵閾值，從而影響到?jīng)Q策結(jié)果的方法，也是本發(fā)明的權(quán)利要求之一。
繼續(xù)參見圖6識(shí)別子程序流程圖，在模板差diff和閾值mk已經(jīng)計(jì)算出來后，“diff小于mk？”判斷框就可以進(jìn)行關(guān)鍵的識(shí)別判斷了，如數(shù)組mA中的全部數(shù)據(jù)都能符合這個(gè)條件，則識(shí)別獲得通過，程序在返回前將錯(cuò)標(biāo)志置0。
繼續(xù)參見圖4輸入識(shí)別子程序流程圖，從識(shí)別子程序返回來后，如果在“識(shí)別通過？”的判斷中檢查到錯(cuò)標(biāo)志為1，則還要通過模板指針Pn減1后找到模板4的首地址，進(jìn)行下一輪的數(shù)據(jù)傳送、識(shí)別……。
繼續(xù)參見圖2密碼操作子程序，有了識(shí)別結(jié)果，在這里就可以決定是解鎖還是允許再試二次，如果三次輸入均失敗，將進(jìn)入報(bào)警封鎖子程序。程序返回圖1的主程序時(shí)，也就完成了密碼操作模塊的全過程。
主程序的另一個(gè)分支是參數(shù)設(shè)置模塊，在參數(shù)設(shè)置模塊中的任務(wù)是建立樣本訓(xùn)練集，即建模。當(dāng)黃色顯示開始時(shí)，程序已經(jīng)進(jìn)入了參數(shù)設(shè)置模塊，建模經(jīng)五個(gè)步驟完成使用者的資格審查；指定模板指針Pn的值；指定相似系數(shù)K的值；輸入新的密碼模式；再次確認(rèn)新的密碼模式。
參見圖3參數(shù)設(shè)置模塊程序流程圖，首先判斷遮擋是否結(jié)束，如果遮擋已經(jīng)結(jié)束，黃色顯示也就關(guān)閉，表示可以開始輸入密碼了。這里的調(diào)用輸入識(shí)別和主程序中密碼操作中的輸入識(shí)別有不同的目的，現(xiàn)在是對使用者設(shè)置資格的審查，不能正確輸入有效密碼模式的使用者將被拒絕，即不能隨意更改密碼模式。為此，在第一次使用前，模板1中存有寬度為0.5秒，占空比為1∶1，相似系數(shù)K1為1，數(shù)組有效長度為5的標(biāo)準(zhǔn)方波模式。只要按大約0.5秒的節(jié)奏遮擋3次，就可以輕松通過第一次資格審查。
為了區(qū)別設(shè)置不同的項(xiàng)目，在后面每種參數(shù)設(shè)置前均在子程序中用黃色以0.5秒間隔顯示和熄滅。亮滅一次，設(shè)置模板指針Pn；亮滅二次，設(shè)置相似系數(shù)K；亮滅三次，輸入新密碼；亮滅四次，再次確認(rèn)輸入新密碼。用擺動(dòng)手指的方法輸入密碼和設(shè)置數(shù)字，根據(jù)LED發(fā)光管顯示的提示輸入不同的參數(shù)，是本發(fā)明的人機(jī)交互方式，這也是本發(fā)明的權(quán)利要求之一。
參見圖7設(shè)置模板指針Pn子程序流程圖，黃色亮滅一次后，調(diào)用的輸入子程序僅是為了獲取遮擋次數(shù)，輸入子程序運(yùn)行結(jié)束后，雖然在數(shù)組mA中也有數(shù)據(jù)填入，但在此廢棄不用，只取記錄遮擋次數(shù)的軟件計(jì)數(shù)器的值，在本發(fā)明的功能樣機(jī)中，這個(gè)軟件計(jì)數(shù)器是80c32內(nèi)部RAM的2bh。經(jīng)過有效判斷后，將這個(gè)值傳送到變量Pn中，變量Pn是80c32內(nèi)部RAM的2ch。為變量Pn賦值，是要把變量Pn做為模板指針使用，使用者決定下面將要針對模板庫mPn的哪一個(gè)模板操作，就為Pn賦值為相應(yīng)的數(shù)值。如果是第一次，應(yīng)該選擇1，以便用新的模式覆蓋模板1中的標(biāo)準(zhǔn)方波。如不是第一次，可以任意選擇，被選中的模板，將被新數(shù)據(jù)覆蓋。用綠色顯示模板指針Pn的值，是為了反饋給設(shè)置者。
繼續(xù)參見圖3參數(shù)設(shè)置模塊程序流程圖，如果模板指針Pn的值有效，將繼續(xù)設(shè)置相似系數(shù)K。參見圖8設(shè)置相似系數(shù)K子程序流程圖，先顯示二次黃色，表示將要設(shè)置的參數(shù)是K而非其他。K的取值范圍必須在1到7之間，如果不對，程序?qū)⑷∪笔≈??！坝洈?shù)值復(fù)制到K”是把記數(shù)值臨時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)到一個(gè)局部變量，防止后面的顯示程序破壞此值。“Ka賦值為(8-K)”是把(8-K)的結(jié)果裝配到數(shù)組mA的倒數(shù)第二個(gè)字節(jié)處，現(xiàn)在馬上把K的值進(jìn)行(8-K)的變換，是為了給識(shí)別子程序中求解閾值mk做好準(zhǔn)備。隨著數(shù)據(jù)的成組傳送，在不同的模板中，同一個(gè)Ka可能用不同的變量名表示Kb、K1、K2……，參見圖18存儲(chǔ)器使用地址分配圖。
繼續(xù)參見圖3參數(shù)設(shè)置模塊程序流程圖，下面要設(shè)置新密碼，是調(diào)用圖11的設(shè)置新密碼子程序。先顯示3次黃色以示區(qū)別，而后再調(diào)用輸入子程序。這次調(diào)用是接受密碼模式輸入。回到圖3參數(shù)設(shè)置模塊程序流程圖，如果剛才沒有輸入動(dòng)作，程序?qū)⒂眉t色顯示3次表示異常終止，然后返回主程序。如果輸入有效，在輸入完成3秒以后會(huì)顯示一遍剛剛輸入的密碼。剛輸入的數(shù)據(jù)在數(shù)組mA中，需要傳送到數(shù)組mB中才能進(jìn)行下面的確認(rèn)過程。參見圖13確認(rèn)新密碼子程序流程圖，再次確認(rèn)輸入新密碼前，程序會(huì)先顯示4次黃色以示區(qū)別，而后再次調(diào)用輸入子程序重復(fù)接收一次，這時(shí)使用者應(yīng)輸入和剛才一致的密碼模式，否則將被下面的識(shí)別子程序所拒絕。在識(shí)別子程序中，將使用剛剛設(shè)置完的相似系數(shù)K的導(dǎo)出值Kb來作為參數(shù)。回到圖3參數(shù)設(shè)置模塊程序流程圖，如果前后二次輸入的密碼模式被確認(rèn)通過，則第一次輸入的密碼模式，也就是目前在數(shù)組mB中的數(shù)據(jù)，將被傳送到由剛才設(shè)置的模板指針Pn所指定的模板中保存。至此，新參數(shù)設(shè)置結(jié)束，將返回主程序等待下一次遮擋動(dòng)作的開始。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用了相對簡單的硬件技術(shù)組合，從而有利于推廣使用及設(shè)備維護(hù)。可以采用偽裝、暗裝的辦法將傳感器安裝在最適合的位置；不但具有數(shù)字小鍵盤的功能，而且擴(kuò)展了輸入信息量；輸入方法具有趣味性的同時(shí)增強(qiáng)了保密性。本發(fā)明適合多種身份鑒別場合應(yīng)用，如門、柜、車、警用器械、智能武器等。
圖1是主程序流程圖；圖2是密碼操作模塊程序流程圖；圖3是參數(shù)設(shè)置模塊程序流程圖；圖4是輸入識(shí)別子程序流程圖5是輸入子程序流程圖；圖6是識(shí)別子程序流程圖；圖7是設(shè)置模板指針Pn子程序流程圖；圖8是設(shè)置相似系數(shù)K子程序流程圖；圖9是數(shù)據(jù)傳送的三個(gè)子程序流程圖；圖10是綠色、黃色計(jì)數(shù)顯示子程序流程圖；圖11是設(shè)置新密碼子程序流程圖；圖12是顯示新密碼子程序流程圖；圖13是確認(rèn)新密碼子程序流程圖；圖14是解鎖與報(bào)警封鎖子程序流程圖；圖15是相似度判決原理圖；圖16是節(jié)奏與方波的對應(yīng)關(guān)系圖；圖17是單片機(jī)系統(tǒng)功能框圖；圖18是存儲(chǔ)器使用地址分配圖。
本發(fā)明的功能樣機(jī)已經(jīng)完成，參見圖17單片機(jī)系統(tǒng)功能框圖。如有必要，可以提供原程序和樣機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)奏碼識(shí)別控制器，其特征在于節(jié)奏碼含有心理特征和節(jié)奏特征的編碼方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)奏碼識(shí)別控制器，其特征在于人機(jī)交互是通過一個(gè)紅外接近傳感器用擺動(dòng)手指的方法輸入信息，用一個(gè)LED雙色發(fā)光二極管指示程序運(yùn)行的狀態(tài)來完成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)奏碼識(shí)別控制器，其特征在于通過判斷密碼模式中元素的數(shù)量是否符合模板庫的某一模式作為決策的約束條件之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)奏碼識(shí)別控制器，其特征在于通過指定相似系數(shù)K的值來確定相似度的判決閾值，以此作為決策的另一個(gè)約束條件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電腦密碼控制器的編碼、人機(jī)交互和識(shí)別方法，特別是涉及一種由單片機(jī)系統(tǒng)參與的含有心理特征與節(jié)奏特征的節(jié)奏碼的使用及一維信號(hào)模式識(shí)別方法。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1227939SQ9910331
公開日1999年9月8日 申請日期1999年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月16日
發(fā)明者薛偉 申請人:薛偉