CN103177497A - 一种可见光智能门禁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可见光智能门禁方法。包括:锁体和电子钥匙。锁体包括:锁体电路、钢栓、行程开关、锁体弹子、锁芯、受控装置。锁体弹子装在锁芯内。电子钥匙包括:钥匙体、钥匙牙花和钥匙电路。钥匙牙花与锁体弹子相吻合的钥匙插入锁孔带动锁芯、钢栓转动到位,钥匙电极与锁电极接通。同时,按下行程开关接通锁体电路。钥匙电路上电后,钥匙控制电路将预设的密码调制后,以LED闪动的形式发送。锁体电路上电后,通过感应钥匙LED闪动接收密码信号,并将其与锁体电路内保存的密码进行比对,如相同,则向受控装置发送控制信号将锁打开。本发明利用机械锁和电子锁的特点,具有双重安全保障,有很好的私密性、唯一性、可移植性和稳定性,应用场合广泛。
Description
技术领域
本发明涉及可见光通信技术领域,特别是一种可见光智能门禁方法。
背景技术
发光二极光LED(light-emitting-diode)用于照明具有低功耗、高亮度、响应速度快,LED除了用于照明、显示外,还能用于可见光通信(Visible Light Communication,简称VLC)技术。VLC技术就是利用LED可以发出高频闪烁且人眼无法感知到的灯光闪烁的这一特点,在数据发送端用LED的高频闪烁来携带信号,在接收端用响应时间同样很快的感光元件进行信号的采集,从而实现无线通信的方法。
本发明就是将VLC技术与现有的门禁系统相结合,应用在智能门禁系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可见光智能门禁方法。
具体步骤为:
(1)建立一个可见光智能门禁装置,包括:锁体和电子钥匙。锁体包括:锁体电路、钢栓、行程开关、锁体弹子、锁芯和受控装置。锁体弹子装在锁芯内。锁体电路包括:锁正极、锁负极、控制电路、电源和光电二极管。电子钥匙包括:钥匙体、钥匙牙花和钥匙电路。钥匙电路包括:钥匙正极、钥匙负极、控制电路、电池、LED和按键。
锁体和钥匙的供电方式有三种:①锁体配备工作电源,通过市电或者电池为锁体供电,还能在开锁时,通过钥匙正极与锁正极、钥匙负极与锁负极的连接为钥匙辅助供电;②钥匙安装有电池,通过电池给钥匙供电,还能在开锁时,通过钥匙正极与锁正极、钥匙负极与锁负极的连接为锁体供电;③钥匙和锁体有各自的供电电源,钥匙和锁体用各自的电源供电。
钥匙上的电池能给钥匙电路供电,同时能点亮钥匙上的LED灯,将钥匙用作LED照明电筒。
(2)钢栓固定在锁芯上,行程开关在锁体上。钥匙带动锁芯转动的同时带动钢栓转动,钢栓转动到位时,按下行程开关弹片,使行程开关弹片按下行程开关触点,行程开关弹片按下行程开关触点后就接通锁体电路。
(3)将钥匙和锁设置为同样的密码。密码在开锁时以数据帧的形式发送。数据帧由:数据帧头,密码数据长度,密码数据三部分共同组成;开锁时,将钥匙插入锁孔,如果钥匙牙花的纹路与锁体弹子相吻合,就能带动锁芯转动。
钥匙带动锁芯转动,固定在锁芯上的钢栓随锁芯一起转动。转动到位时,按下行程开关弹片,使行程开关弹片按下行程开关触点,行程开关弹片按下行程开关触点。转动到位的同时,钥匙正极与锁正极接通、钥匙负极与锁负极接通。行程开关弹片按下行程开关触点的同时,接通锁体电路。
锁体和钥匙通过步骤(1)的三种供电方式中的一种供电工作,钥匙电路上电后,钥匙的控制电路根据预先设定的密码,将密码调制成用于传输的信号,并控制LED以闪动的形式发送信号。
锁体电路上电后,锁体电路的光电二极管,通过感应钥匙LED的闪动,接收调制后的信号,控制电路将接收到的调制后的信号解调转换成密码数据,控制电路将该接收的密码与锁体电路内保存的密码进行比对,如果两个密码相同,则向受控装置发送控制信号,控制受控机械装置将锁打开。否则,如果两个密码不相同,则不向受控装置发送控制信号,使受控装置保持锁的关闭。
开锁过程中,锁体作为接收端,钥匙作为发送端。
钥匙的控制电路将数据帧采用差分曼彻斯特编码进行调制。在差分曼彻斯特编码中,每一位的中间有一跳变,位中间的跳变既作时钟信号,又作数据信号。在数据位开始时不改变信号极性,表示逻辑"0" ;在数据位开始时改变信号极性,表示逻辑"1" 。
开锁过程中,锁体作为接收端,钥匙作为发送端。
发送端:上电后,发送端的控制电路开始执行发送指令,开始以数据帧的形式,循环发送密码数据信号。
接收端:上电后,接收端控制电路锁体的接收流程如下:
步骤2: 如果下一次采样还是高电平,则继续以为周期对接收信号进行扫描采样。
步骤3: 根据数据帧格式扫描数据帧头。如果检测到数据帧头,则开始记录数据,直到检测到下一个数据帧头,或者检测到持续的高电平或者低电平。
步骤4: 根据数据帧的长度字段的值N,读取接收到的N位密码数据。
步骤5: 将读出的N位密码与锁体电路保存的密码进行比对,如果比对一致,则由控制电路带动受控装置将锁开启。否则,将保持锁关闭并关闭电路。
本发明利用了机械锁和电子锁的结构和工作原理上的特点,具有光电锁具与机械锁具的双重安全保障,有很好的私密性、唯一性、可移植性和系统稳定性,而且开锁时间快,应用场合广泛。
附图说明
图1 是本发明的实施例的锁芯和钥匙的结构图。
图2 是本发明的钥匙电路框图。
图3 是本发明的锁体电路框图。
图4 是本发明的实施例的锁开锁前的横截面状态结构图。
图5 是本发明的实施例的锁开锁时的横截面状态结构图。
图6 是本发明的实施例的锁体电路的接收程序流程图。
图7 是本发明的实施例的密码数据帧格式图。
图8 是本发明的实施例的数据码调制和采样信号图。
1、钥匙体;2、锁负极;3、锁芯;4、钥匙正极;5、锁正极;6、钢栓;7、行程开关弹片;8、行程开关;9、行程开关触点;10、钥匙负极;11、发光二极管(LED);12、钥匙牙花;13、锁体弹子;14、光电二极管;15、按键;16、电池;17、钥匙电路;18、钥匙控制电路;19、锁控制电路;20、受控装置;21、锁体电路;22、电源。
具体实施方式
实施例:
(1)建立一个可见光智能门禁装置,包括:锁体和电子钥匙。锁体包括:锁体电路21、钢栓6、行程开关8、锁体弹子13、锁芯3和受控装置20;锁体弹子13装在锁芯3内;锁体电路21包括:锁正极5、锁负极2、锁控制电路19、电源22和光电二极管14,如图3;电子钥匙包括:钥匙体1、钥匙牙花12和钥匙电路17;钥匙电路17包括:钥匙正极4、钥匙负极10、钥匙控制电路18、电池16、发光二极管(LED)11和按键15,如图2。
(2)钥匙牙花12的纹路与锁体弹子13相吻合;并在使用前,将钥匙和锁设置为同样的密码。
(3)锁开锁前的横截面状态结构图,如图4;只有钥匙牙花12与锁体弹子13相吻合的钥匙插入锁孔,才能带动锁芯3转动;钥匙带动锁芯3转动到位时,钥匙正极4与锁正极5接通、钥匙负极10与锁负极2接通;钢栓6固定在锁芯3上,行程开关8在锁体上;钥匙带动锁芯3转动的同时带动钢栓6转动,钢栓6转动到位时,按下行程开关弹片7,使行程开关弹片7按下行程开关触点9,行程开关弹片7按下行程开关触点9后就接通锁体电路22,如图5。
在本实施例中,锁体和钥匙的供电采用以下方式:锁体配备工作电源23,通过市电为锁体供电;在开锁时,通过钥匙正极4与锁正极5、钥匙负极10与锁负极2的连接为钥匙供电。
钥匙电路17上电后,钥匙控制电路18根据预先设定的密码,将密码调制成用于传输的信号,并控制LED以闪动的形式发送信号。
锁体电路21上电后,锁体电路21的光电二极管14,通过感应钥匙发光二极管11的闪动,接收调制后的信号,锁控制电路19将接收到的调制后的信号解调转换成密码数据,锁控制电路19将该接收的密码与锁体电路21内保存的密码进行比对,如果两个密码相同,则向受控装置20发送控制信号,控制受控装置20将锁打开;否则,如果两个密码不相同,则不向受控装置20发送控制信号,使受控装置20保持锁的关闭。
钥匙上安装有电池16,当按下钥匙上的按键15时,通过钥匙电路21点亮钥匙上的发光二极管11,将钥匙用作LED照明电筒。
(4)将钥匙和锁设置为同样的密码m,密码由1~16位的数字0~9和字母A~Z组成。数字字母密码m根据预先设定的规则,转化成相应的二进制序列,并以数据帧的形式发送;数据帧格式如图7,由8bit的数据帧头,4bit的数据长度N,8~128bit的密码数据的二进制序列共同组成。数据帧头格式为10100101。
开锁过程中,锁体作为接收端,钥匙作为发送端。
钥匙控制电路18将数据帧采用差分曼彻斯特编码进行调制,如图8。在差分曼彻斯特编码中,每一位的中间有一跳变,位中间的跳变既作时钟信号,又作数据信号。在数据位开始时不改变信号极性,表示逻辑"0" ;在数据位开始时改变信号极性,表示逻辑"1" 。在本实施例中,用LED亮代表高电平,用LED灭代表低电平。
发送端发送数据的一个数据码的周期为T,在接收端对接收信号采样时,控制电路的采样信号周期为t,。
发送端:上电后,发送端的控制电路18开始执行发送指令,程序流程如下:
步骤1: 计算出密码长度N。
步骤4: 循环发送密码数据帧。
接收端:上电后,接收端控制电路19开始执行接收指令,接收程序主流程图如6,流程描述如下:
步骤3: 根据数据帧格式扫描数据帧头。如果检测到数据帧头,则开始记录数据,直到检测到下一个数据帧头,或者检测到持续的高电平或者低电平。
Claims (1)
1.一种可见光智能门禁方法,其特征在于具体步骤为:
(1)建立一个可见光智能门禁装置,包括:锁体和电子钥匙;锁体包括:锁体电路、钢栓、行程开关、锁体弹子、锁芯和受控装置;锁体弹子装在锁芯内;锁体电路包括:锁正极、锁负极、控制电路、电源和光电二极管;电子钥匙包括:钥匙体、钥匙牙花和钥匙电路;钥匙电路包括:钥匙正极、钥匙负极、控制电路、电池、LED和按键;
锁体和钥匙的供电方式为以下三种中的一种:①锁体配备工作电源,通过市电或者电池为锁体供电,还能在开锁时,通过钥匙正极与锁正极、钥匙负极与锁负极的连接为钥匙辅助供电;②钥匙安装有电池,通过电池给钥匙供电,还能在开锁时,通过钥匙正极与锁正极、钥匙负极与锁负极的连接为锁体供电;③钥匙和锁体有各自的供电电源,钥匙和锁体用各自的电源供电;
钥匙上的电池能给钥匙电路供电,同时能点亮钥匙上的LED灯,将钥匙用作LED照明电筒;
(2)钢栓固定在锁芯上,行程开关在锁体上;钥匙带动锁芯转动的同时带动钢栓转动,钢栓转动到位时,按下行程开关弹片,使行程开关弹片按下行程开关触点,行程开关弹片按下行程开关触点后就接通锁体电路;
(3)将钥匙和锁设置为同样的密码;密码在开锁时以数据帧的形式发送;数据帧由数据帧头、密码数据长度和密码数据三部分共同组成;
开锁时,将钥匙插入锁孔,如果钥匙牙花的纹路与锁体弹子相吻合,就能带动锁芯转动;钥匙带动锁芯转动,固定在锁芯上的钢栓随锁芯一起转动;转动到位时,按下行程开关弹片,使行程开关弹片按下行程开关触点,行程开关弹片按下行程开关触点;转动到位的同时,钥匙正极与锁正极接通、钥匙负极与锁负极接通;行程开关弹片按下行程开关触点的同时,接通锁体电路;
锁体和钥匙通过步骤(1)的三种供电方式中的一种供电工作,钥匙电路上电后,钥匙的控制电路根据预先设定的密码,将密码调制成用于传输的信号,并控制LED以闪动的形式发送信号;
锁体电路上电后,锁体电路的光电二极管,通过感应钥匙LED的闪动,接收调制后的信号,控制电路将接收到的调制后的信号解调转换成密码数据,控制电路将该接收的密码与锁体电路内保存的密码进行比对,如果两个密码相同,则向受控装置发送控制信号,控制受控机械装置将锁打开;否则,如果两个密码不相同,则不向受控装置发送控制信号,使受控装置保持锁的关闭;
开锁过程中,锁体作为接收端,钥匙作为发送端;
发送端的发送数据的一个数据码周期为T,在接收端对接收信号采样时,控制电路的采样信号周期为t, ;
钥匙的控制电路将数据帧采用差分曼彻斯特编码进行调制;在差分曼彻斯特编码中,每一位的中间有一跳变,位中间的跳变既作时钟信号,又作数据信号;在数据位开始时不改变信号极性,表示逻辑"0" ;在数据位开始时改变信号极性,表示逻辑"1" ;
开锁过程中,锁体作为接收端,钥匙作为发送端;
发送端:上电后,发送端的控制电路开始执行发送指令,开始以数据帧的形式,循环发送密码数据信号;
接收端:上电后,接收端控制电路锁体的接收流程如下:
步骤3:根据数据帧格式扫描数据帧头;如果检测到数据帧头,则开始记录数据,直到检测到下一个数据帧头,或者检测到持续的高电平或者低电平;
步骤4:根据数据帧的长度字段的值N,读取接收到的N位密码数据;
步骤5:将读出的N位密码与锁体电路保存的密码进行比对,如果比对一致,则由控制电路带动受控装置将锁开启;否则,将保持锁关闭并关闭电路。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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