CN105913516A - 一种密钥装置及解密方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种密钥装置及解密方法，密钥装置包括密钥模块和识别模块；其中，密钥模块包括：用于控制发光光源产生预设颜色序列色光的第一控制电路；与第一控制电路相连的发光光源；识别模块包括：用于放置密钥模块的、非透光性的限位腔；设置在限位腔内的，用于接收密钥模块所发射色光的颜色传感器；与颜色传感器相连的，用于检测色光的颜色序列，并判断所获取的颜色序列与预设颜色序列是否一致的第二控制电路。本发明所述密钥装置，以颜色序列色光作为密码，基于颜色识别方式来验证密钥模块的密码正确与否，与现有的密钥装置相比，其使用可靠性高、识别率高、成本低。

Description

一种密钥装置及解密方法
技术领域
本发明涉及颜色传感应用技术领域，特别是涉及一种密钥装置及一种解密方法。
背景技术
现有技术中，密钥装置一般采用密码锁、感应卡、指纹识别或者人脸识别等几类方式。采用密码锁的方式，当长时间不用易忘记密码，并且密码按键外露容易被破坏；采用感应卡的方式，感应卡与身边的手机等物品放置在一起，容易被消磁会导致失效；采用指纹识别或人脸识别等生物特征识别的方式，存在识别率不高、系统成本高等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种密钥装置，以颜色序列色光作为密码，基于颜色识别方式来验证密钥模块的密码正确与否，与现有的密钥装置相比，使用可靠性高、识别率高、成本低。本发明还提供一种解密方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种密钥装置，包括密钥模块和识别模块；
其中，所述密钥模块包括：
用于控制发光光源产生预设颜色序列色光的第一控制电路；
与所述第一控制电路相连的所述发光光源；
所述识别模块包括：
用于放置所述密钥模块的、非透光性的限位腔；
设置在所述限位腔内的，用于接收所述密钥模块所发射色光的颜色传感器；
与所述颜色传感器相连的，用于检测所述色光的颜色序列，并判断所获取的颜色序列与所述预设颜色序列是否一致的第二控制电路。
可选地，所述发光光源包括用于产生三原色光的红色发光端、绿色发光端和蓝色发光端。
可选地，所述发光端包括发光二极管。
可选地，所述第一控制电路包括：
与所述红色发光端相连的第一三级管，所述第一三极管的发射极连接所述红色发光端，集电极连接供电源，基极连接控制信号输入端并接地；
与所述绿色发光端相连的第二三极管，所述第二三极管的发射极连接所述绿色发光端，集电极连接供电源，基极连接控制信号输入端并接地；
与所述蓝色发光端相连的第三三极管，所述第三三极管的发射极连接所述蓝色发光端，集电极连接供电源，基极连接控制信号输入端并接地。
可选地，所述第一控制电路还包括：
连接在所述第一三极管的基极与控制信号输入端之间的第一电阻，连接在所述第一三极管的基极与接地端之间的第二电阻，以及连接在所述第一三极管的发射极与所述红色发光端之间的第三电阻；
连接在所述第二三极管的基极与控制信号输入端之间的第四电阻，连接在所述第二三极管的基极与接地端之间的第五电阻，以及连接在所述第二三极管的发射极与所述绿色发光端之间的第六电阻；
连接在所述第三三极管的基极与控制信号输入端之间的第七电阻，连接在所述第三三极管的基极与接地端之间的第八电阻，以及连接在所述第三三极管的发射极与所述蓝色发光端之间的第九电阻。
可选地，所述密钥模块还包括设置在所述发光光源发射光一侧的、用于引导光线传输的导光条；
所述识别模块还包括设置在所述颜色传感器接收光一侧的、用于引导光线传输的导光条。
可选地，所述密钥模块还包括壳体，所述第一控制电路、所述发光光源设置在所述壳体内。
可选地，所述识别模块还包括非透光性壳体，所述非透光性壳体具有所述限位腔。
一种解密方法，包括：
获取密钥模块所发射色光的颜色序列；
判断获取的颜色序列与预设颜色序列是否一致，若是，则解密成功。
可选地，所述判断获取的颜色序列与预设颜色序列是否一致包括：
判断所述获取的颜色序列的每一序列项和所述预设颜色序列的对应序列项的红色分量值，绿色分量值和蓝色分量值是否一致。
由上述内容可知，本发明所提供的密钥装置及解密方法，密钥装置包括密钥模块和识别模块，其中，密钥模块包括第一控制电路和发光光源，通过第一控制电路控制发光光源产生预设颜色序列色光；识别模块设有用于放置密钥模块的限位腔，还包括颜色传感器和第二控制电路，识别模块检测密钥模块发射色光的颜色序列，并判断所获取的颜色序列与预设颜色序列是否一致，以进行解密。
本发明所述密钥装置以颜色序列色光作为密码，基于颜色识别方式来验证密钥模块的密码正确与否，与现有的密钥装置相比，其使用可靠性高、成本低，并具有较好的识别率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种密钥装置的密钥模块的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种密钥装置的识别模块的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种第一控制电路的示意图；
图4为本发明实施例中应用在第一控制电路的脉宽调制信号的波形示意图；
图5为本发明实施例提供的一种解密方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的一种密钥装置，包括密钥模块和识别模块；
所述密钥模块包括：
用于控制发光光源产生预设颜色序列色光的第一控制电路；
与所述第一控制电路相连的所述发光光源；
所述识别模块包括：
用于放置所述密钥模块的、非透光性的限位腔；
设置在所述限位腔内的，用于接收所述密钥模块所发射色光的颜色传感器；
与所述颜色传感器相连的，用于检测所述色光的颜色序列，并判断所获取的颜色序列与所述预设颜色序列是否一致的第二控制电路。
由上述内容可知，本实施例所述密钥装置包括密钥模块和识别模块，其中，密钥模块包括第一控制电路和发光光源，第一控制电路控制发光光源的发光，通过第一控制电路可控制发光光源产生预设颜色序列色光；识别模块设有用于放置密钥模块的限位腔，还包括颜色传感器和第二控制电路，识别模块通过检测密钥模块所发射色光的颜色序列，并判断获取的颜色序列与预设颜色序列是否一致，以进行解密。
本实施例所述密钥装置以颜色序列色光作为密码，基于颜色识别方式来验证密钥模块的密码正确与否，与现有的密钥装置相比，其不存在消磁失效的缺陷，且成本低，并具有较好的识别率。
本实施例所述密钥模块，其发光光源包括用于产生三原色光的红色发光端、绿色发光端和蓝色发光端，红色发光端用于产生红色光，绿色发光端用于产生绿色光，蓝色发光端用于产生蓝色光，第一控制电路通过控制各发光端的发光，以控制所述发光源发射光的颜色。
可选的，所述发光端可采用发光二极管，可以理解的是，也可采用其它类型的发光元件，也均在本发明保护范围内。
下面提供一种本发明所述密钥模块及识别模块的具体结构的设置方式。请参考图1和图2，图1为本发明实施例提供的一种密钥模块的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种识别模块的结构示意图。
参考图1所示，图1中100-第一控制电路，101-发光光源，102-红色发光端，103-绿色发光端，104-蓝色发光端。所述密钥模块还包括壳体106，所述第一控制电路100、所述发光光源101设置在所述壳体106内。
优选的，在所述发光光源101的发射光一侧还设置有导光条105，用于引导光线传输，将发光光源101产生的照射光线引导出去，减少光照损失。可选的，所述导光条可采用透明塑料材质。
优选的，所述壳体106为非透光性，可采用不透光的塑料外壳。
参考图2所示，图2中200-限位腔，201-颜色传感器，202-第二控制电路。所述识别模块还包括非透光性壳体204，该非透光性壳体204具有限位腔200，所述颜色传感器201及第二控制电路202设置在限位腔内。
优选的，在所述颜色传感器201接收光一侧设置有导光条203，用于引导光线传输，当识别密钥模块的发射光时能够将密钥模块发射的色光引导照射到颜色传感器的光感应面上，减少光照损失，提高识别效率。
下面提供一种本发明所述第一控制电路的具体设置方式。请参考图3，图3为本实施例提供的第一控制电路的示意图。
具体的，所述第一控制电路100包括与红色发光端R相连的第一三级管Q1，与绿色发光端G相连的第二三极管Q2，以及与蓝色发光端B相连的第三三极管Q3。
其中，所述第一三极管Q1的发射极连接所述红色发光端R，集电极连接供电源VCC，基极连接控制信号输入端并接地；所述第二三极管Q2的发射极连接所述绿色发光端G，集电极连接供电源VCC，基极连接控制信号输入端并接地；所述第三三极管Q3的发射极连接所述蓝色发光端B，集电极连接供电源VCC，基极连接控制信号输入端并接地。其中可选的，三极管Q1、Q2、Q3可采用NPN型三极管。
进一步的，在所述第一三极管Q1的基极与控制信号输入端之间连接有第一电阻R1，在所述第一三极管Q1的基极与接地端之间连接有第二电阻R2，在所述第一三极管Q1的发射极与所述红色发光端R之间连接有第三电阻R3；在所述第二三极管Q2的基极与控制信号输入端之间连接有第四电阻R4，在所述第二三极管Q2的基极与接地端之间连接有第五电阻R5，在所述第二三极管Q2的发射极与所述绿色发光端G之间连接有第六电阻R6；在所述第三三极管Q3的基极与控制信号输入端之间连接有第七电阻R7，在所述第三三极管Q3的基极与接地端之间连接有第八电阻R8，在所述第三三极管Q3的发射极与所述蓝色发光端B之间连接有第九电阻R9。
所述第一控制电路通过调整三原色发光端R端、G端、B端的电流比例来实现对发光光源颜色的调制，在各控制信号输入端分别输入脉宽调制信号PWM1、PWM2和PWM3，其中PWM1、PWM2和PWM3按照一定的占空比组合，进而来控制发光光源的点亮颜色。图4所示为脉宽调制信号的波形示意图。图中的T为一个方波的周期，t为方波的正脉宽长度。所示波形的占空比为一个方波正脉宽长度占整个脉宽周期的百分比，即占空比δ可按如下公式(1)计算：δ＝t/T。
所述第一控制电路对各发光端的颜色调制原理如下：
当PWM1脉宽调制信号处于低电平状态时，三极管Q1截止，无电流流经发光光源的R端；当PWM1脉宽调制信号处于正脉宽t状态时，三极管Q1的基极和发射极的电压差VBE1大于0.7V，三极管Q1导通，此时会有电流流经发光光源的R端到地形成导通回路，控制发光光源R端发光。由电路分析可知，一个方波周期流经发光光源的R端的平均电流为IR，其具体值计算为：
IR＝δ*(VCC-VCE1)/R3 (2)
其中，VCC为供电源电压，VCE1为三极管Q1的集电极与发射极间电压差，R3为第三电阻R3的电阻值。
当PWM2脉宽调制信号处于低电平状态时，三极管Q2截止，无电流流经发光光源的G端；当PWM2脉宽调制信号处于正脉宽t状态时，三极管Q2的基极和发射极的电压差VBE2大于0.7V，三极管Q2导通，此时会有电流流经发光光源的G端到地形成导通回路，控制发光光源G端发光。由电路分析可知，一个方波周期流经发光光源的G端的平均电流为IG，其具体值计算为：
IG＝δ*(VCC-VCE2)/R6 (3)
其中，VCC为供电源电压，VCE2为三极管Q2的集电极与发射极间电压差，R6为第六电阻R6的电阻值。
当PWM3脉宽调制信号处于低电平状态时，三极管Q3截止，无电流流经发光光源的B端；当PWM3脉宽调制信号处于正脉宽t状态时，三极管Q3的基极和发射极的电压差VBE3大于0.7V，三极管Q3导通，此时会有电流流经发光光源的B端到地形成导通回路，控制发光光源B端发光。由电路分析可知，一个方波周期流经发光光源的B端的平均电流为IB，其具体值计算为：
IB＝δ*(VCC-VCE3)/R9 (4)
其中，VCC为供电源电压，VCE3为三极管Q3的集电极与发射极间电压差，R9为第九电阻R9的电阻值。
由于三极管Q1导通后集电极到发射极的压降VCE1为一恒定值，而第三电阻为已知固定值电阻，因此由式(2)可知，发光光源R端的电流IR与PWM1脉宽调制信号的占空比δ成正比，即流经发光光源R端的电流IR的大小可以通过调整PWM1脉宽调制信号的占空比来控制。同理，由式(3)和式(4)可知，流经发光光源G端的电流IG的大小可通过调整PWM2脉宽调制信号的占空比来控制，流经发光光源B端的电流IB的大小可以通过调整PWM3脉宽调制信号的占空比来控制。因此，通过控制输出三种不同占空比的脉宽调制信号PWM1、PWM2和PWM3，来控制发光光源的R端、G端和B端电流，实现控制发光光源的发光颜色。
第一控制电路100可以控制输出的三种不同占空比的脉宽调制信号PWM1、PWM2和PWM3周期性地规律变化，使发光光源的发光颜色也周期性地变化，形成颜色序列色光，作为颜色密码。
本实施例中，所述识别模块在识别密钥模块进行解密时，采用如下解密方法，请参考图5，所述方法包括步骤：
S100：获取密钥模块所发射色光的颜色序列；
S101：判断获取的颜色序列与预设颜色序列是否一致，若是，则解密成功。
识别模块检测密钥模块所发射色光的颜色序列，颜色序列中每一序列项对应一颜色，包括红色分量值、绿色分量值和蓝色分量值，将获取的颜色序列与预设颜色序列进行对比，判断是否一致，当判断获取的颜色序列与预设颜色序列包括的颜色序列项以及顺序一致时则解密成功。
具体的，识别模块在判断获取的颜色序列与预设颜色序列是否一致包括：判断所述获取的颜色序列的每一序列项和所述预设颜色序列的对应序列项的红色分量值，绿色分量值和蓝色分量值是否一致，以判断获取的颜色序列与预设颜色序列的对应序列项的颜色是否一致。
本实施例所述密钥装置，在识别时，将密钥模块放置在识别模块的限位腔内，识别模块会首先与密钥模块同步，然后密钥模块开始产生颜色序列色光，识别模块通过颜色传感器接收色光，通过第二控制电路检测并获取密钥模块所发射色光的颜色序列，如(R1，G1，B1)(R2，G2，B2)(R3，G3，B3)，然后将该获取的颜色序列与预设颜色序列，如(255，0，0)(0，255，0)(0，0，255)进行对比判断，判断是否一致进行解密。
实际中，由于颜色传感器识别出的结果不可能完全一致，因此所述识别模块在判断颜色序列一致时可设有一定的余量。若同时满足下述关系式：R1>245，G1<10，B1<10；R2<10，G2>245，B2<10；R3<10，G3<10，B3>245，则判定当前密钥模块是有效的；否则，则判定当前密钥模块是无效的。
本实施例所述密钥装置的密码长度，理论上可以任意长，但在实际应用中要结合颜色传感器的识别速度和系统要求的识别时间所决定。通常密码设定的越长，越安全，但识别时间也会越长。
以上对本发明所提供的一种密钥装置及解密方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种密钥装置，其特征在于，包括密钥模块和识别模块；
其中，所述密钥模块包括：
用于控制发光光源产生预设颜色序列色光的第一控制电路；
与所述第一控制电路相连的所述发光光源；
所述识别模块包括：
用于放置所述密钥模块的、非透光性的限位腔；
设置在所述限位腔内的，用于接收所述密钥模块所发射色光的颜色传感器；
与所述颜色传感器相连的，用于检测所述色光的颜色序列，并判断所获取的颜色序列与所述预设颜色序列是否一致的第二控制电路。
2.如权利要求1所述的密钥装置，其特征在于，所述发光光源包括用于产生三原色光的红色发光端、绿色发光端和蓝色发光端。
3.如权利要求2所述的密钥装置，其特征在于，所述发光端包括发光二极管。
4.如权利要求2所述的密钥装置，其特征在于，所述第一控制电路包括：
与所述红色发光端相连的第一三级管，所述第一三极管的发射极连接所述红色发光端，集电极连接供电源，基极连接控制信号输入端并接地；
与所述绿色发光端相连的第二三极管，所述第二三极管的发射极连接所述绿色发光端，集电极连接供电源，基极连接控制信号输入端并接地；
与所述蓝色发光端相连的第三三极管，所述第三三极管的发射极连接所述蓝色发光端，集电极连接供电源，基极连接控制信号输入端并接地。
5.如权利要求4所述的密钥装置，其特征在于，所述第一控制电路还包括：
连接在所述第一三极管的基极与控制信号输入端之间的第一电阻，连接在所述第一三极管的基极与接地端之间的第二电阻，以及连接在所述第一三极管的发射极与所述红色发光端之间的第三电阻；
连接在所述第二三极管的基极与控制信号输入端之间的第四电阻，连接在所述第二三极管的基极与接地端之间的第五电阻，以及连接在所述第二三极管的发射极与所述绿色发光端之间的第六电阻；
连接在所述第三三极管的基极与控制信号输入端之间的第七电阻，连接在所述第三三极管的基极与接地端之间的第八电阻，以及连接在所述第三三极管的发射极与所述蓝色发光端之间的第九电阻。
6.如权利要求1所述的密钥装置，其特征在于，
所述密钥模块还包括设置在所述发光光源发射光一侧的、用于引导光线传输的导光条；
所述识别模块还包括设置在所述颜色传感器接收光一侧的、用于引导光线传输的导光条。
7.如权利要求6所述的密钥装置，其特征在于，所述密钥模块还包括壳体，所述第一控制电路、所述发光光源设置在所述壳体内。
8.如权利要求6所述的密钥装置，其特征在于，所述识别模块还包括非透光性壳体，所述非透光性壳体具有所述限位腔。
9.一种解密方法，其特征在于，包括：
获取密钥模块所发射色光的颜色序列；
判断获取的颜色序列与预设颜色序列是否一致，若是，则解密成功。
10.如权利要求9所述的解密方法，其特征在于，所述判断获取的颜色序列与预设颜色序列是否一致包括：
判断所述获取的颜色序列的每一序列项和所述预设颜色序列的对应序列项的红色分量值，绿色分量值和蓝色分量值是否一致。
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