CN103065383A

CN103065383A - 一种基于非线性光学原理的电子锁

Info

Publication number: CN103065383A
Application number: CN2013100125040A
Authority: CN
Inventors: 朱荣
Original assignee: SUZHOU YUNDU NETWORK TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SUZHOU YUNDU NETWORK TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明提供的一种基于非线性光学原理的电子锁，包括如下部件：壳体、钥匙、开关装置、激光发射装置、探测装置、电控装置、电磁执行装置；当电子锁处于锁紧状态时，用户将钥匙的主体部分插入壳体上设置的外锁孔内后，钥匙的主体部分触动开关装置，激光发射装置和探测装置启动，激光发射装置发射激光束，激光束穿过钥匙主体部分上设置的非线性光学晶体后，波长改变，探测装置探测到激光束的波长，并将数据发送给电控装置，电控装置用于将接受自探测装置的数据与密码数据进行匹配，匹配成功后向电磁执行装置发送开锁指令，电磁执行器用于根据接受自电控装置的开锁指令进行开锁操作；需要进一步提高破解难度时，可以将激光发射装置和探测装置设置成整列，并在钥匙的主体部分上相应位置设置多个非线性光学晶体；本发明抗干扰能力强，可以做到所有钥匙无法相互拷贝，不易破解和仿造，安全可靠。

Description

一种基于非线性光学原理的电子锁

技术领域

本发明属于安全技术防范领域，涉及非线性光学、自动控制等技术，更具体地涉及一种基于非线性光学原理的电子锁。

背景技术

电子密码锁简称电子锁，克服了传统的机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使得密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。

电子锁以微处理器为核心，配以相应硬件电路，完成密码的设置、存储、识别、显示、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接受传感器送来的报警事件、发送数据等功能。

基本工作原理是，输入设备接受用户的操作，输入设备驱动将用户的操作转发为微处理器可以识别的数据，并与存储在只读存储器（EEPROOM）中的密码数据进行匹配，匹配成功，则驱动电磁执行器开锁；如果匹配不成功，则提示用户密码（密钥）输入错误，并允许其重新操作，最多可操作三次；如果三次都匹配不成，则微处理器通过通信线路向智能监控器报警发送报警事件，微处理器将每次操作和此时电磁执行器的驱动电流值作为状态事件发送给智能监控器，同时将接受自传感器的报警事件也发送给智能监控器，作为智能化分析的依据。

按照输入密码方式不同，电子锁可以分为以下几类：

1）数字密码式：采用键盘、机械拨盘、触摸屏输入开锁密码，主要缺点是密码量少；

2）生物特征式：将合法用户的声音、虹膜、指纹等人体生物特征作为密码，由微处理器进行数据匹配识别控制开锁，主要缺点是在合法用户不在场时，无法授权其他人开锁；

3）电子钥匙式：使用电子钥匙输入（或作为）开锁密码，电子钥匙通过电磁、震荡等形式与主控电路进行联系，是构成控制电路的重要组成部分，电子钥匙可以由元器件或由元器件构成的单元电路组成，做成小型手持单元，缺点是电子钥匙本身抗干扰能力较差，且同一类电子钥匙基本相同，易于被破解和仿造，存在安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于非线性光学原理的电子锁。

本发明提供的一种基于非线性光学原理的电子锁，包括如下部件：壳体、钥匙、开关装置、激光发射装置、探测装置、电控装置、电磁执行装置，其中：

壳体用于为整体提供保护，且壳体内部为安装其它部件提供空间和位置，壳体配合螺丝可以将锁具固定在安装位置。

钥匙用于在用户开锁时，改变激光发射装置发射出的激光束的波长；

开关装置用于在用户开锁时，启动激光发射装置和探测装置；

激光发射装置用于在用户开锁时，向探测装置发射激光束；

探测装置用于在用户开锁时，探测激光发射装置发出的激光束的波长，并将数据发送给电控装置；

电控装置用于将接受自探测装置的数据与密码数据进行匹配，匹配成功后向电磁执行装置发送开锁指令；

电磁执行器用于根据接受自电控装置的开锁指令进行开锁操作。

上述壳体上设置有用于用户插入钥匙的锁孔，所述锁孔相对的孔壁设置有一组透光孔，锁孔底部设置有开关孔。

上述钥匙由握柄、主体部分、非线性光学晶体薄片组成，非线性光学晶体薄片为本发明的关键部件之一，其设置在钥匙的主体部上的空洞中，当激光束穿过非线性光学晶体薄片后，其频率和波长都会改变。

上述开关装置设置于锁底部的开关孔处，当用户将钥匙主体部分插入锁孔时，就会触发开关装置。

上述激光发射装置设置于锁孔一侧的透光孔处，激光发射装置射出的激光束可以穿过锁孔孔壁相对设置的一对透光孔，射向探测装置。

上述探测装置设置在与激光发射装置相对的锁孔孔壁另一侧的透光孔处。

上述电控装置包括如下部分：数字信号处理器、存储器；数字信号处理器为核心处理器，接受自探测装置的数据，运行密码数据匹配算法，完成密码数据匹配，声光报警并与外界通信；存储器与数字信号处理器交换数据，存储数字信号处理器的主程序、初始化子程序和密码数据匹配算法程序，存储密码数据。

上述电磁执行器包括如下部分：电动机、锁舌；电动机由数字信号处理器控制，其运动并通过传动机构带动锁舌运动，使得部分锁舌收回壳体内；锁舌收入壳体时，锁具为打开状态，锁舌未收入壳体时，锁具为锁紧状态。

较佳的，所述钥匙钥匙的主体部分上设置四个非线性光学晶体，以进一步提高破解难度。

较佳的，所述激光发射装置选为：半导体激光器。

较佳的，所述探测装置选为：光谱仪。

由上述技术方案可见，本发明提供的一种基于非线性光学原理的电子锁，抗干扰能力强，可以做到所有钥匙无法相互拷贝，不易破解和仿造，安全可靠。

附图说明

图1是本发明具体实施例结构右侧透视示意图。

图2是本发明具体实施例结构左侧透视示意图。

图3是本发明具体实施例结构剖面示意图。

图4是本发明电控装置立体示意图。

具体实施例

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明提供电子锁的主要思路是：当电子锁处于锁紧状态时，用户将钥匙的主体部分插入壳体上设置的外锁孔内后，钥匙的主体部分触动开关装置，激光发射装置和探测装置启动，激光发射装置发射激光束，激光束穿过钥匙主体部分上设置的非线性光学晶体后，波长改变，探测装置探测到激光束的波长，并将数据发送给电控装置，电控装置用于将接受自探测装置的数据与密码数据进行匹配，匹配成功后向电磁执行装置发送开锁指令，电磁执行器用于根据接受自电控装置的开锁指令进行开锁操作。

需要进一步提高破解难度时，可以将激光发射装置和探测装置设置成整列，并在钥匙的主体部分上相应位置设置多个非线性光学晶体。

下面对非线性光学晶体的工作原理进行简要说明。

当激光通过介质时，物质的内部极化率的非线性响应会对光波产生反作用，可能产生入射光波在和频、差频处的谐波。这种与强光有关的，不同于线性光学现象的效应称作非线性效应，具有非线性光学效应的晶体称为非线性光学晶体。

下面对半导体激光器的工作原理进行简要说明。

半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器，由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

下面对光谱仪的工作原理进行简要说明。

光谱仪，又称分光仪。以光电倍增管等光探测器在不同波长位置，测量谱线强度的装置。其构造由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上（或扫描某一波段）进行强度测定。

下面通过一个具体实施例对本发明技术方案进行详细说明，该具体实施例如图1至图4所示，一种基于非线性光学原理的电子锁，包括如下部件：壳体10、钥匙20、开关装置30、激光发射装置40、探测装置50、电控装置60、电磁执行装置70，其中：

壳体10用于为整体提供保护，且壳体10内部为安装其它部件提供空间和位置，壳体10配合螺丝可以将锁具固定在安装位置；

钥匙20用于在用户开锁时，改变激光发射装置40发射出的激光束的波长；

开关装置30用于在用户开锁时，启动激光发射装置40和探测装置50；

激光发射装置40用于在用户开锁时，向探测装置50发射激光束；

探测装置50用于在用户开锁时，探测激光发射装置40发出的激光束的波长，并将数据发送给电控装置60；

电控装置60用于将接受自探测装置50的数据与密码数据进行匹配，匹配成功后向电磁执行装置70发送开锁指令；

电磁执行器70用于根据接受自电控装置60的开锁指令进行开锁操作。

上述述壳体10上设置有用于用户插入钥匙的锁孔11，所述锁孔相对的孔壁设置有两组透光孔12，锁孔11底部设置有开关孔13。

上述钥匙20由握柄21、主体部分22、非线性光学晶体薄片23组成，非线性光学晶体薄片23为本发明的关键部件之一，其设置在钥匙的主体部22上的空洞中，当激光束穿过非线性光学晶体薄片后，其频率和波长都会改变。

上述开关装置30设置于锁孔11底部的开关孔13处，当用户将钥匙主体部分22插入锁孔11时，就会触发开关装置30。

上述激光发射装置40设置于锁孔11一侧的透光孔处12，激光发射装置40射出的激光束可以穿过锁孔11孔壁相对设置的一对透光孔12，射向探测装置50。

上述探测装置50设置在与激光发射装置40相对的锁孔11孔壁另一侧的透光孔12处。

上述电控装置60包括如下部分：数字信号处理器61、存储器62；数字信号处理器61为核心处理器，接受自探测装置50的数据，运行密码数据匹配算法，完成密码数据匹配，声光报警并与外界通信；存储器62与数字信号处理器61交换数据，存储数字信号处理器61的主程序、初始化子程序和密码数据匹配算法程序，存储密码数据。

上述电磁执行器70包括如下部分：电动机71、锁舌72；电动机71由数字信号处理器61控制，其运动并通过传动机构带动锁舌72运动，使得部分锁舌72收回壳体10内；锁舌72收入壳体71时，锁具为打开状态，锁舌72未收入壳体10时，锁具为锁紧状态。

较佳的，所述钥匙20的主体部分上设置四个非线性光学晶体，以进一步提高破解难度。

较佳的，所述激光发射装置40选为：半导体激光器。

较佳的，所述探测装置50选为：光谱仪。

由上述实施例可见，采用本发明提供的一种基于非线性光学原理的电子锁，抗干扰能力强，可以做到所有钥匙无法相互拷贝，不易破解和仿造，安全可靠。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种基于非线性光学原理的电子锁，其特征在于至少包括如下部件：壳体（10）、钥匙（20）、开关装置（30）、激光发射装置（40）、探测装置（50）、电控装置（60）、电磁执行装置（70），其中：

壳体（10）用于为整体提供保护，且壳体（10）内部为安装其它部件提供空间和位置，壳体（10）配合螺丝可以将锁具固定在安装位置；

钥匙（20）用于在用户开锁时，改变激光发射装置（40）发射出的激光束的波长；

开关装置（30）用于在用户开锁时，启动激光发射装置（40）和探测装置（50）；

激光发射装置（40）用于在用户开锁时，向探测装置（50）发射激光束；

探测装置（50）用于在用户开锁时，探测激光发射装置（40）发出的激光束的波长，并将数据发送给电控装置（60）；

电控装置（60）用于将接受自探测装置（50）的数据与密码数据进行匹配，匹配成功后向电磁执行装置（70）发送开锁指令；

电磁执行器（70）用于根据接受自电控装置（60）的开锁指令进行开锁操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于非线性光学原理的电子锁，其特征在于所述壳体（10）上设置有用于用户插入钥匙的锁孔（11），所述锁孔相对的孔壁设置有两组透光孔（12），锁孔（11）底部设置有开关孔（13）。

3.根据权利要求1所述的一种基于非线性光学原理的电子锁，其特征在于所述钥匙（20）由握柄（21）、主体部分（22）、非线性光学晶体薄片（23）组成，非线性光学晶体薄片（23）为本发明的关键部件之一，其设置在钥匙的主体部（22）上的空洞中，当激光束穿过非线性光学晶体薄片后，其频率和波长都会改变。

4.根据权利要求1所述的一种基于非线性光学原理的电子锁，其特征在于所述开关装置（30）设置于锁孔（11）底部的开关孔（13）处，当用户将钥匙主体部分（22）插入锁孔（11）时，就会触发开关装置（30）。

5.根据权利要求1所述的一种基于非线性光学原理的电子锁，其特征在于所述激光发射装置（40）设置于锁孔（11）一侧的透光孔处（12），激光发射装置（40）射出的激光束可以穿过锁孔（11）孔壁相对设置的一对透光孔（12），射向探测装置（50）。

6.根据权利要求1所述的一种基于非线性光学原理的电子锁，其特征在于所述探测装置（50）设置在与激光发射装置（40）相对的锁孔（11）孔壁另一侧的透光孔（12）处。

7.根据权利要求1所述的一种基于非线性光学原理的电子锁，其特征在于所述电控装置（60）包括如下部分：数字信号处理器（61）、存储器（62）；数字信号处理器（61）为核心处理器，接受自探测装置（50）的数据，运行密码数据匹配算法，完成密码数据匹配，声光报警并与外界通信；存储器（62）与数字信号处理器（61）交换数据，存储数字信号处理器（61）的主程序、初始化子程序和密码数据匹配算法程序，存储密码数据。

8.根据权利要求1所述的一种基于非线性光学原理的电子锁，其特征在于所述电磁执行器（70）包括如下部分：电动机（71）、锁舌（72）；电动机（71）由数字信号处理器（61）控制，其运动并通过传动机构带动锁舌（72）运动，使得部分锁舌（72）收回壳体（10）内；锁舌（72）收入壳体（71）时，锁具为打开状态，锁舌（72）未收入壳体（10）时，锁具为锁紧状态。