CN101789144B

CN101789144B - 一种光码电路、光码单元及光码电路的开启方法

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Publication number: CN101789144B
Application number: CN2010101109658A
Authority: CN
Inventors: 林文宾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2030-02-09
Also published as: CN101789144A

Abstract

本发明公开了一种光码电路、光码单元及光码电路的开启方法，光码电路是包括电源、两个开关管、至少一个光码单元的开关电路，开关管导通受光码单元控制。光码单元由光敏电阻和三刀双掷开关组成，光敏电阻连接在三刀双掷开关第一开关L1和第三开关L3上，三刀双掷开关的第一开关L1的输入端连接第二开关L2的输入端和第一开关L2形成光码单元输入端。三刀双掷开关的L2输出端和L3的输入端连接形成光码单元的输出端。L1的输出端和L3的输出端连接在其中一个开关管的两端。多个光码单元之间串接，第一个光码单元的输入端接电源正极，最后一个光码单元输出端连接至另一个开关管的一端。本光码电路拨码方式组合多，由此得到的光码锁防盗性能高。

Description

一种光码电路、光码单元及光码电路的开启方法

技术领域

本发明涉及一种防盗装置的技术领域，特别是一种光码电路、光码单元及光码电路的开启方法，

背景技术

锁发展至今已经经历了多个阶段的演变，最原始的机械锁结构简单，逐渐被人们改造，结构变得复杂，防盗性能也有所提高。但是机械锁容易被他人复制，或者根据其结构采用非正常手段开启，这样仍然存在一定的安全隐患。

电子技术的发展，在防盗技术领域形成了一次技术革新。电子密码锁、智能锁、指纹锁、声音识别锁、脸部识别锁等一系列新颖的锁具不断被开发、完善。这类锁具安全性能相对机械锁要高，是通过电子技术，用密码或者人体唯一部位特征进行控制电子锁的开启。电子锁的很大一部分要依靠软件来实现控制，软硬件的结合一方面增加了锁的成本，另一方面软件程序出错，被破坏或者改写，会造成整个系统瘫痪。

因此，本发明人从光电技术领域中出发，为实现安全可靠防盗目的，设计出一种光码电路以及基于该光码电路的一种光码锁，本案由此产生。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种光码电路，该光码电路由光电同时控制，密钥组位可无限增加，安全等级高。同时，该光码电路的使用方便，操作简单。

本发明的另一目的是提供一种光码电路中的光码单元，结构简单，控制灵活。

为了实现上述目的，本发明中采用的技术方案如下：

一种光码电路，包括直流电源、两个开关管、至少一个光码单元和若干电阻；所述开关管包括控制端、输入端和输出端；第一开关管的输出端连接第二开关管的输入端，第一开关管的输入端通过输出元件接到直流电源正极，第一开关管的输出端和控制端通过一电阻连接，第二开关管的控制端通过一电阻接至直流电源正极，第二开关管的输出端接直流电源负极；光码单元包括光敏电阻和三刀双掷开关，光敏电阻两端分别连接在三刀双掷开关的第一开关L1和第三开关L3上，三刀双掷开关的第一开关L1的输入端依次连接第二开关L2输入端和第二开关L2形成光码单元输入端；第一开关L1的输出端连接第二开关管的控制端，第三开关L3的输出端连接第二开关管的输出端，三刀双掷开关的第二开关L2输出端和第三开关L3的输入端连接，形成光码单元的输出端；多个光码单元之间串接，相邻两个光码单元中，前一个光码单元的输出端连接后一个光码单元的输入端，第一个光码单元的输入端接直流电源正极，最后一个光码单元输出端通过一电阻接第一开关管的控制端。

一种光码电路，包括直流电源、两个开关管、至少一个光码单元和若干电阻；所述开关管包括控制端、输入端和输出端；第一开关管的输出端连接第二开关管的输入端，第一开关管的输入端通过输出元件接到直流电源正极，第一开关管的控制端通过一电阻连接直流电源正极，第二开关管的输出端连接直流电源负极，同时发射极通过一电阻连接第二开关管的控制端；光码单元包括光敏电阻和三刀双掷开关，光敏电阻两端分别连接三刀双掷开关的第一开关L1和第三开关L3，三刀双掷开关的第一开关L1的输入端依次连接第二开关L2输入端和第二开关L2形成光码单元输入端；第一开关L1的输出端连接第一开关管的输出端，第三开关L3的输出端连接第一开关管的控制端，三刀双掷开关的第二开关L2输出端和第三开关L3的输入端连接，形成光码单元的输出端；多个光码单元之间串接，相邻两个光码单元中，前一个光码单元的输出端连接后一个光码单元的输入端，第一个光码单元的输入端接直流电源正极，最后一个光码单元输出端通过一电阻接第二开关管的控制端。

所述的开关管为晶体三极管，所述的控制端、输入端和输出端分别是晶体三极管的基极、集电极和发射极。

所述的光码电路还具有报警电路，报警电路由光敏电阻、晶体三极管、继电器，晶体三极管的基极通过光敏电阻接到直流电源正极，同时基极通过一普通电阻接至直流电源负极，发射极接直流电源负极，集电极通过继电器接到直流电源正极。

该光码电路开启方法：每个光码单元其三刀双掷开关的拨码方式分成阳码和阴码，三刀双掷开关打在输入端为阳码，三刀双掷开关打在输出端为阴码；阳码状态下的光敏电阻得到光照，阴码状态下的光敏电阻不光照，形成排列一个密钥来开启光码电路的通断；光码电路的拨码方式具有2ⁿ种，密钥组合排列也具有2ⁿ种，其中n为光码单元的个数。

一种光码单元，由光敏电阻和三刀双掷开关构成，光敏电阻两端分别连接在三刀双掷开关的第一开关L1和第三开关L3上，三刀双掷开关的第一开关L1的输入端依次连接第二开关L2输入端和第二开关L2形成光码单元输入端；三刀双掷开关的第二开关L2输出端和第三开关L3的输入端连接形成光码单元的输出端；三刀双掷开关的拨码方式分成阳码和阴码，三刀双掷开关打在输入端为阳码，三刀双掷开关打在输出端为阴码。

采用上述方案后，本发明的具有如下有益效果：

1、本发明所提出的光码电路结合光电技术，通过拨码和光照两种方式联合控制其回路的通断，光码电路中的密钥长度可以根据需要添加；2、本发明中的光码电路的密钥随着拨码方式的变化而变化，因此随机性强，破解困难；3、本发明中还可以添加报警电路，实现光码电路的多功能化；4、本发明可用于锁具领域中，利用光码电路的导通来控制锁芯的开启或者关闭，以此得到的光码锁可靠性高，防盗性能强，而且还可以在光码锁中配备报警电路，可以及时报警提示。光码锁可广泛用于汽车门锁、店门锁、保险柜、安全门、家居门等多种锁具中。

附图说明

图1是本发明光码电路实施例一的电路图；

图2是本发明光码电路实施例二的电路图；

图3是本发明光码电路实施例三的电路图；

图4是本发明光码电路实施例四的电路图；

图5是本发明光码电路实施例五的电路图；

图6是本发明中基于实施例一的光码锁电路图；

图7是本发明中基于实施例五的光码锁电路图；

图8是光码锁的结构示意图；

图9是光码锁锁头和钥匙的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

一种光码电路，结合图1说明其工作原理。

光码电路由直流电源供电，通过两个NPN晶体三极管Q1和Q2、三个光码单元形成开关电路。

三极管Q1的发射极连接三极管Q2的集电极，三极管Q1的集电极通过输出元件接到电源正极，三极管Q1的发射极和基极通过电阻R1连接，三极管Q2的基极通过电阻R3接至电源正极，三极管Q2发射极接电源负极。

本实施例中光码单元数量一共是3个，每个光码单元为一个独立的单元，可根据需求添加或者减少。每个光码单元光敏电阻和三刀双掷开关，光敏电阻串联在三刀双掷开关的第一开关L1和第三开关L3上。三刀双掷开关的L1、L2的输入端串联，形成光码单元输入端。三刀双掷开关的L2输出端和L3的输入端串联，形成光码单元的输出端。L1的输出端连在三极管Q2的基极，L3的输出端连接Q2三极管的发射极。

三个光码单元之间串接，即第一个光码单元的输入端连接第二个光码单元的输出端，第二个光码单元的输出端连接第三个光码单元的输入端，倘若数量更多，则依次串接下去。

而第一个光码单元的输入端接到电源正极，最后一个光码单元输出端通过电阻R2接三极管Q1的基极。

由于三个光码单元的每个三刀双掷开关具有两种拨码方式，拨至阳码(三刀双掷开关拨至输入端)或者拨至阴码(三刀双掷开关拨至输出端)，从而本实施例中的密钥组合具有2ⁿ＝2³＝8种，n为光码单元的个数。

假设，本实施例中拨码的方式为图1所示，第一光码单元拨阳码，第二和第三光码单元拨阴码，则第一光码单元中的光敏电阻G1串联，而第二和第三光码单元中的光敏电阻G2、G3均并联，此时串联的光敏电阻G1被照射，形成通路，且并联的光敏电阻G2、G3未被照射，电流从第二和第三光码单元中L2上流过，使得三极管Q1和Q2上形成导通电压，整个电路形成回路。

倘若第一光码单元中的光敏电阻G1未光照，那电流在第一光码单元阳码电路上断开，无法连通到第二光码单元的阴码电路中。倘若第二光码单元中的光敏电阻G2得到光照，那么三极管Q2被短路，电流无法继续到第三光码单元的阴码电路中。倘若第三光码单元中的光敏电阻G3得到光照，那么三极管Q2同样会被短路，电流无法继续从第三光码单元的输出端形成回路。

所以，阳码电路必须得到光照，而阴码电路必须未被光照，这样才能将光码电路导通。

在本实施例中，3个光码单元的其他拨码方式会具有不同但却唯一的密钥来导通电路，这里不做一一赘述。另外由上述可以得出光码单元的个数决定密钥组合的数量，光码单元数量越多，密钥组合种类越多。

实施例二

如图2，本实施例是在实施例一的基础上减少一个光码单元，其中第一个光码单元拨阳码，第二个光码单元的拨阴码，本实施例仅当第一个光码单元的光敏电阻G1被照射，第二个光码单元的光敏电阻G2未被照射时，光码电路导通。

实施例三

如图3，本实施例结构与实施例二相同，光码单元拨码方式不同，其中第一个光码单元拨阳码，第二个光码单元的也拨阳码，本实施例仅当第一个光码单元的光敏电阻G1和第二个光码单元的光敏电阻G2均被照射时，光码电路导通。

实施例四

如图4，本实施例结构与实施例二相同，光码单元拨码方式不同，其中第一个光码单元拨阴码，第二个光码单元的也拨阴码，本实施例仅当第一个光码单元的光敏电阻G1和第二个光码单元的光敏电阻G2均未被照射时，光码电路导通。

实施例五

本发明中另一种光码电路，结合图5说明其工作原理。

该实施例与实施例一的光码单元相同，所不同的是其三极管Q1和Q2的接法。

三极管Q1的发射极连接三极管Q2的集电极，三极管Q1的集电极通过输出元件接到电源正极，三极管Q1的基极通过电阻R4连接电源正极，三极管Q2的发射极连接电源负极，同时发射极通过电阻R5连接三极管Q2的基极。三个光码单元之间串接，第一个光码单元的输入端接电源正极，最后一个光码单元输出端通过电阻R6接三极管Q2的基极。

假设，本实施例中拨码的方式为图2所示，第二光码单元拨阳码，第一和第三光码单元拨阴码，则第二光码单元中的光敏电阻G1串联，而第一和第三光码单元中的光敏电阻G1均并联，此时串联的光敏电阻被照射，形成通路，且并联的光敏电阻未被照射，电流从第一和第三光码单元中L2上流过，使得三极管Q1和Q2上形成导通电压，整个电路形成回路。

另外，同样原理，三个光码单元具有2³＝8种拨码方式，所以本实施例也具有8种密钥来实现导通。

上述所有实施例中，其中NPN晶体三极管都是可以用其他同类型的晶体管来替代，同样是双极性晶体管的PNP晶体三极管，又或者是场效应晶体管，只要能实现上述实施例中同样功能的开关电路即可。

如图6和图7所示，分别是采用实施例一和实施例五的应用，形成一种光码锁的电路图。

其中，输出元件作为控制元件，控制启动串联在电源两端的锁芯，输出元件可采用继电器或者其他驱动装置。

在光码锁上还可以添加报警电路。报警电路由光敏电阻G、三极管Q3、继电器JK，三极管Q3的基极通过光敏电阻G接到电源正极，同时基极通过电阻R7接至电源负极，发射极也接至电源负极，继电器JK控制端连接连接电源正极和三极管Q3的集电极，输出端连接报警器，比如蜂鸣器等。

当光线照射光敏电阻G时，电源接通，继电器JK吸合，使得报警器上电，产生报警。

又结合图8和图9，是本发明的应用——光码锁的一种较佳结构装置，包括锁头1、钥匙2、拨码开关3和电路板4。

钥匙2是一个发光体，本实施例中具有20个发光二极管22，按照4×5的形式排列。钥匙2的外壳根据发光二极管22的位置，分别开设发光孔21，每个发光二极管22的光束从发光孔21中射出，这样可以防止相邻间的光束干扰。

另外每个发光二极管22配有一个选择开关23，各选择开关23控制对应的发光二极管22的接通状态。整个钥匙的上电开启是受总开关25控制。使用时，将需要亮起的发光二极管选择开关23拨至ON，其余拨至OFF，拨好后开启总开关25，则打至ON的发光二极管亮起，其余不亮。

锁头1上开有20个受光孔11，其排列方式和大小都与钥匙2上的发光孔21相对应。受光孔11是一个通孔，一端用于和发光孔21相对，另一端上，在每个受光孔11内都插入一根光纤12，光纤12连接到拨码开关3上。

拨码开关3中安装了光码电路的光码单元，本实施例中具有19个光码单元，由上述可知，每个光码单元具有光敏电阻和三刀双掷开关，光纤12就是接在光码单元中的光敏电阻上。同时，拨码开关3还是所有光码单元的三刀双掷开关的开关总成。

当然，拨码开关3和电路板4主要作为光码电路的承载体，可以分开两个装置，也可以集成在一个装置中。

使用时，为了便于钥匙2上的发光孔21，与锁头1上的受光孔11精确对准，锁头1具有两个定位凸块13，而钥匙2上具有两个与之对应的定位孔24。这样只要将钥匙2的定位孔24套置在锁头1的定位凸块13上，就保证钥匙2的光束能顺利照射锁头1受光孔11内的光纤12的一端。

其中，为了实现光码锁的报警功能，将其中一个光敏电阻接入报警电路中。所以本实施例中对应20个发光二极管22，一共具有20个光敏电阻，19个用于光码单元，1个用于报警电路中，且具体哪个用于报警可以随意设置。这样，当在密钥未知的情况下他人使用钥匙2时，会出现误导通到该报警的光敏电阻上，这样就会启动报警。

光码锁的工作原理：根据密钥，将钥匙2的发光二极管22对应开启，扣在锁头1上照射，则光码电路导通，其输出元件控制锁芯(图中未示出)启动，实现开锁。该启动密钥是根据拨码开关3的方式而确定的，本实施例中密钥的数量是2^20-1＝2¹⁹＝524288种(除去一个用于报警的光敏电阻)。

另外，为了满足一些特殊需求，比如门内和门外都需要通过钥匙2来开启，那这样就需要配备两个锁头，分成内锁头和外锁头。

内锁头和外锁头的结构相同，同样是通过光纤12连接到同一个拨码开关3中光码电路的光敏电阻上。换而言之，则是光码电路的光敏电阻同时连接两根光纤12，两根光纤12分别接到内锁头和外锁头的受光孔11内。但是根据情况，两根光纤12接在内锁头和外锁头时，其接入的受光孔11的顺序可以相同，也可以不同。相同则采用同一个密钥来开启锁芯，不同时则采用不同的密钥来开启锁芯，起到更理想的防盗效果。

Claims

1.一种光码电路，其特征在于：包括直流电源、两个开关管、至少一个光码单元和若干电阻；所述开关管包括控制端、输入端和输出端；第一开关管的输出端连接第二开关管的输入端，第一开关管的输入端通过输出元件接到直流电源正极，第一开关管的输出端和控制端通过第一电阻连接，第二开关管的控制端通过第二电阻接至直流电源正极，第二开关管的输出端接直流电源负极；光码单元包括光敏电阻和三刀双掷开关，光敏电阻两端分别连接在三刀双掷开关的第一开关L1和第三开关L3上，三刀双掷开关的第一开关L1的输入端依次连接第二开关L2输入端和第二开关L2形成光码单元输入端；第一开关L1的输出端连接第二开关管的控制端，第三开关L3的输出端连接第二开关管的输出端，三刀双掷开关的第二开关L2输出端和第三开关L3的输入端连接，形成光码单元的输出端；多个光码单元之间串接，相邻两个光码单元中，前一个光码单元的输出端连接后一个光码单元的输入端，第一个光码单元的输入端接直流电源正极，最后一个光码单元输出端通过第三电阻接第一开关管的控制端。

2.一种光码电路，其特征在于：包括直流电源、两个开关管、至少一个光码单元和若干电阻；所述开关管包括控制端、输入端和输出端；第一开关管的输出端连接第二开关管的输入端，第一开关管的输入端通过输出元件接到直流电源正极，第一开关管的控制端通过第一电阻连接直流电源正极，第二开关管的输出端连接直流电源负极，同时输出端通过第二电阻连接第二开关管的控制端；光码单元包括光敏电阻和三刀双掷开关，光敏电阻两端分别连接三刀双掷开关的第一开关L1和第三开关L3，三刀双掷开关的第一开关L1的输入端依次连接第二开关L2输入端和第二开关L2形成光码单元输入端；第一开关L1的输出端连接第一开关管的输出端，第三开关L3的输出端连接第一开关管的控制端，三刀双掷开关的第二开关L2输出端和第三开关L3的输入端连接，形成光码单元的输出端；多个光码单元之间串接，相邻两个光码单元中，前一个光码单元的输出端连接后一个光码单元的输入端，第一个光码单元的输入端接直流电源正极，最后一个光码单元输出端通过第三电阻接第二开关管的控制端。

3.如权利要求1或2所述的一种光码电路，其特征在于：所述的开关管为晶体三极管，所述的控制端、输入端和输出端分别是晶体三极管的基极、集电极和发射极。

4.如权利要求3所述的一种光码电路，其特征在于：所述的光码电路还具有报警电路，报警电路由光敏电阻、晶体三极管、继电器组成，晶体三极管的基极通过光敏电阻接到直流电源正极，同时基极通过第四电阻接至直流电源负极，发射极接直流电源负极，集电极通过继电器接到直流电源正极。

5.一种采用如权利要求1中光码电路的光码电路开启方法，其特征在于：每个光码单元其三刀双掷开关的拨码方式分成阳码和阴码，三刀双掷开关打在输入端为阳码，三刀双掷开关打在输出端为阴码；阳码状态下的光敏电阻得到光照，阴码状态下的光敏电阻不光照，形成排列一个密钥来开启光码电路的通断；光码电路的拨码方式具有2ⁿ种，密钥组合排列也具有2ⁿ种，其中n为光码单元的个数。

6.一种光码单元，其特征在于：由光敏电阻和三刀双掷开关构成，光敏电阻两端分别连接在三刀双掷开关的第一开关L1和第三开关L3上，三刀双掷开关的第一开关L1的输入端依次连接第二开关L2输入端和第二开关L2形成光码单元输入端；三刀双掷开关的第二开关L2输出端和第三开关L3的输入端连接形成光码单元的输出端；三刀双掷开关的拨码方式分成阳码和阴码，三刀双掷开关打在输入端为阳码，三刀双掷开关打在输出端为阴码。