CN103295286B - 可降低接收信号误码率的光控门锁 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可降低接收信号误码率的光控门锁，其包括光信号接收模块、译码模块、微处理器模块及电控锁主体，所述光信号接收模块用于将光子钥匙发射过来的光信号转换成电信号；所述译码模块用于将光信号接收模块传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号；所述微处理器模块用于对接收到的NRZ码数字信号进行解密，并控制所述电控锁主体开启或关闭。本发明通过设置有用于转换CMI码的所述译码模块，所述CMI码具有以下优点：(1)不存在直流分量，且低频分量较小；(2)信息码流中具有很强的时钟分量，便于从信号中提取时钟信息；(3)具有一定的纠错能力。因而，可降低信号传输的误码率。

Description

可降低接收信号误码率的光控门锁
技术领域
本发明涉及一种光控门锁，尤其涉及一种可降低接收信号误码率的光控门锁。
背景技术
门禁系统属于公共安全系统的范畴，是广泛使用的一种高科技安全设施。光信号不容易被破译，安全性高，因而在门禁系统中已逐渐被应用，现有用光信号传输信息的门禁系统包括光子钥匙及与所述光子钥匙配合的光控门锁，所述光子钥匙通过发射不断闪灭的含有信息的光信号，所述光控门锁解析所述光信号，从而进行开门或关门动作。
数字的基带信号可以以不同形式的电脉冲出现，电脉冲的存在形式称为码型；把数字信号的电脉冲表示过程称为码型编码或码型变换。目前光控门锁通常直接采用开关键控码型(如NRZ码)进行数据传输，其缺点在于：(1)在码流中，出现“1”码和“0”码的个数是随机变化的，因而直流分量也会发生随机波动(基线漂移)，给光控门锁的判决带来困难；(2)开关键控码型可能产生较多的连0码或者连1码，这样可能造成位同步信息丢失，给定时提取造成困难或产生较大的定时误差。例如，现有的基带传输系统通常是从接收到的基带信号中提取位同步信号，而位同步信号却又依赖于代码的码型，如果代码出现长时间的连“0”符号，则基带信号可能会长时间出现0电位，从而使位同步恢复系统难以保证位同步信号的准确性。因此，如何降低信号传输的误码率已成为亟待解决的课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的不足，提出一种可降低信号传输误码率的光控门锁。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提出一种光控门锁，其包括光信号接收模块、译码模块、微处理器模块及电控锁主体，所述光信号接收模块用于将光子钥匙发射过来的光信号转换成电信号；所述译码模块用于将光信号接收模块传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号；所述微处理器模块用于对接收到的NRZ码数字信号进行解密，并控制所述电控锁主体开启或关闭。
进一步地，所述译码电路模块包括高低位分离电路及译码运算电路，所述高低位分离电路用于将接收到的CMI码的高低位进行分离，所述译码运算电路用于对所述CMI码分离后的高低位进行同或运算。
进一步地，所述光控门锁还包括均衡整形模块，所述均衡整形模块用于对光信号接收模块输出的信号进行消除码间干扰并纠正脉冲波形。
进一步地，所述均衡整形模块包括相互电连接的运算放大器及比较器，所述运算放大器的输入端及所述比较器的一输入端均与所述光信号接收模块的输出端电连接，所述比较器的输出端与所述译码电路模块电连接。
进一步地，所述光信号接收模块包括光电二极管、信号放大器及带通滤波器，所述光电二极管及所述带通滤波器均分别与所述信号放大器电连接。
进一步地，所述光电二极管是PIN光电二极管。
进一步地，所述光电二极管是雪崩光电二极管。
进一步地，所述信号放大器是对数放大器。
进一步地，所述信号放大器是跨阻放大器。
进一步地，所述微处理器模块设置有微处理器，所述微处理器是单片机、FPGA或DSP。
综上所述，本发明光控门锁通过设置有所述译码模块，所述译码模块用于将光信号接收模块传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号，因而本发明可与传输CMI码信号的光子钥匙相配合，所述CMI码具有以下优点：(1)不存在直流分量，且低频分量较小；(2)信息码流中具有很强的时钟分量，便于从信号中提取时钟信息；(3)具有一定的纠错能力。因而，可降低信号传输的误码率。
附图说明
图1是本发明一种实施例的原理框图。
图2是图1所示本发明光信号接收模块的原理框图。
图3是图1所示本发明均衡整形模块的原理框图。
图4是图1所示本发明译码模块的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：
请参阅图1及图2，本发明可降低接收信号误码率的光控门锁包括光信号接收模块1、均衡整形模块2、译码模块3、微处理器模块4及电控锁主体5。所述光信号接收模块1用于将光子钥匙发射过来的光信号转换成电信号，所述光子钥匙发射的光信号的码型是CMI码。所述光信号接收模块1包括光电二极管11、信号放大器12及带通滤波器13，所述光电二极管11及所述带通滤波器13均分别与所述信号放大器12电连接。在本实施例中，所述光电二极管11是雪崩光电二极管，所述信号放大器12是跨阻放大器。
所述雪崩光电二极管是一种p-n结型的光检测二极管，其利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。因而，雪崩光电二极管与真空光电倍增管相比，所述雪崩光电二极管具有小型、不需要高压电源等优点，更适于实际应用；与一般的半导体光电二极管相比，所述雪崩光电二极管具有灵敏度高、速度快等优点。所述跨阻放大器具有增益稳定、动态范围大、频带宽等优点。
请参阅图3，所述均衡整形模块2用于对光信号接收模块1输出的信号进行消除码间干扰并纠正脉冲波形，其包括相互电连接的运算放大器21及比较器22，所述运算放大器21的输入端及所述比较器22的一输入端均与所述光信号接收模块1的信号放大器12输出端电连接，所述比较器22的输出端与所述译码模块3电连接。
请参阅图4，所述译码模块3用于将光信号接收模块1经整形后传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号，其包括高低位分离电路31及译码运算电路32，所述高低位分离电路31用于将接收到的CMI码的高低位进行分离，所述译码运算电路32用于对所述CMI码分离后的高低位进行同或运算。
所述高低位分离电路32设置有若干D触发器，所述D触发器设置有数据输入端D，时钟输入端CLK、反相置位端SD及数据输出端Q。输入的CMI码在时钟CP的作用下被各个D触发器锁存。当时钟CP下降沿达到时(此时对应第一位CMI码的中点时刻)，经过反相器成为上升沿，此刻D触发器输出第一位CMI码的值，并处于保存状态，实现对第一位CMI码值的锁存。经过一个CMI码元宽度时间，时钟CP的上升沿到达(此时对应第二位CMI码中点时刻)，D触发器输出第二位的CMI码值，与此同时，第一位被锁存的CMI码进入第二个D触发器，从而实现两个CMI码的分离。
所述译码运算电路32包括一个异或门和一个D触发器，其中，异或门分别接码位分离电路的第一、第二位CMI码输出，NRZ为译码输出。由CMI译码原理可知，只要将CMI码的第一、第二位进行同或运算，就得其对应的NRZ码，所以，本实施例将CMI码第一、第二位先经过异或门再做反相运算，即得译码输出。
所述微处理器模块4用于对接收到的NRZ码数字信号进行解密，并控制所述电控锁主体5开启或关闭。所述微处理器模块4设置有微处理器，所述微处理器可以是单片机、FPGA或DSP。在本实施例中，所述微处理器是单片机。所述电控锁主体5包括继电器、电机及与电机传动连接的锁舌等部件，其是现有技术，在此不再赘述。
综上所述，本发明光控门锁通过设置有所述译码模块3，所述译码模块3用于将光信号接收模块1传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号，因而本发明可与传输CMI码信号的光子钥匙相配合，所述CMI码具有以下优点：(1)不存在直流分量，且低频分量较小；(2)信息码流中具有很强的时钟分量，便于从信号中提取时钟信息；(3)具有一定的纠错能力。因而，可降低信号传输的误码率。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，例如，所述光电二极管11是PIN光电二极管11，所述信号放大器12是对数放大器等这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种可降低接收信号误码率的光控门锁，其包括光信号接收模块、微处理器模块及电控锁主体，所述光信号接收模块用于将光子钥匙发射过来的光信号转换成电信号；所述微处理器模块用于对接收到的NRZ码数字信号进行解密，并控制所述电控锁主体开启或关闭；其特征在于：还包括译码模块，所述译码模块用于将光信号接收模块传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号，所述译码电路模块包括高低位分离电路及译码运算电路，所述高低位分离电路用于将接收到的CMI码的高低位进行分离，所述译码运算电路用于对所述CMI码分离后的高低位进行同或运算。
2.根据权利要求1所述的可降低接收信号误码率的光控门锁，其特征在于：所述光控门锁还包括均衡整形模块，所述均衡整形模块用于对光信号接收模块输出的信号进行消除码间干扰并纠正脉冲波形。
3.根据权利要求2所述的可降低接收信号误码率的光控门锁，其特征在于：所述均衡整形模块包括相互电连接的运算放大器及比较器，所述运算放大器的输入端及所述比较器的一输入端均与所述光信号接收模块的输出端电连接，所述比较器的输出端与所述译码电路模块电连接。
4.根据权利要求1所述的可降低接收信号误码率的光控门锁，其特征在于：所述光信号接收模块包括光电二极管、信号放大器及带通滤波器，所述光电二极管及所述带通滤波器均分别与所述信号放大器电连接。
5.根据权利要求4所述的可降低接收信号误码率的光控门锁，其特征在于：所述光电二极管是PIN光电二极管。
6.根据权利要求4所述的可降低接收信号误码率的光控门锁，其特征在于：所述光电二极管是雪崩光电二极管。
7.根据权利要求4所述的可降低接收信号误码率的光控门锁，其特征在于：所述信号放大器是对数放大器。
8.根据权利要求4所述的可降低接收信号误码率的光控门锁，其特征在于：所述信号放大器是跨阻放大器。
9.根据权利要求1所述的可降低接收信号误码率的光控门锁，其特征在于：所述微处理器模块设置有微处理器，所述微处理器是单片机、FPGA或DSP。
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