CN106373241A - 一种闪光灯密码锁系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种闪光灯密码锁系统，该系统包括：发射模块，通过智能手机APP将密码和指令进行编码，并将编码通过手机闪光灯的形式以固定频率进行发射；接收模块，通过内置在电磁锁接收孔内的激光接收管作为接收端，激光接收管用于接收闪光灯信号并将信号传递至控制模块；控制模块，以单片机为控制中枢，解码激光接收管的信号类型，与智能手机进行光流通讯，并通过继电器控制电磁锁开关；供电模块，用于提供该系统所需的电源。本密码锁安全可靠，速度快，设计新颖独特，安全可靠，便利于人们的日常生活，开辟密码开锁的新方式。

Description

一种闪光灯密码锁系统及其使用方法

技术领域

本发明主要涉及智能锁具技术领域，具体是一种闪光灯密码锁系统及其使用方法。

背景技术

随着密码锁市场的发展潜力不断被挖掘出来，智能锁具产品的需求量也在不断增加，这说明消费者对于智能锁具这类产品还是足够信任的。随着各种智能锁具的推广，人们的生活质量显著提高，但生活中很多密码锁依然存在安全性不够高、操作繁琐等问题。手机是普及到大众手中的通信工具，基本所有人都会随身携带，因此如何采用智能手机与密码锁相结合，使锁具在使用时更加方便，更加智能化是本领域工作人员一项亟需解决的问题。

发明内容

为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种闪光灯密码锁系统及其使用方法，该密码锁以智能手机闪光灯为密码编码的发射端，以门锁内部的激光接收管作为密码解码的接收端，通过仿RS232协议进行光流通讯，安全可靠，速度快，设计新颖独特，安全可靠，便利于人们的日常生活，开辟密码开锁的新方式。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种闪光灯密码锁系统，该系统包括：闪光灯钥匙装置和门锁装置，所述闪光灯钥匙装置包括发射模块，所述门锁装置包括电磁锁、接收模块、控制模块和供电模块；

发射模块，通过智能手机APP将密码和指令进行编码，并将编码通过手机闪光灯的形式以固定频率进行发射；

接收模块，通过内置在电磁锁接收孔内的激光接收管作为接收端，激光接收管用于接收闪光灯信号并将信号传递至控制模块；

控制模块，以单片机为控制中枢，解码激光接收管的信号类型，与智能手机进行光流通讯，并通过继电器控制电磁锁开关；

供电模块，用于提供门锁装置所需的电源。

供电模块为双电源设计，采用电源和电池切换供电，一旦电源断开，电池接入，门锁装置继续工作，正常电源上电，电池断开备用。

门锁装置还包括语音提示模块，语音提示模块设置在电磁锁上与控制模块连接，根据控制模块指令做出相应语音提示。

门锁装置还包括报警模块，报警模块设置在电磁锁上与控制模块连接，当电磁锁采用非特定方式打开时，报警模块蜂鸣器长鸣。

电磁锁上设有光敏电阻，光敏电阻连接控制模块，当光线不足时，电磁锁打开的同时，控制模块使门后灯打开为安全进屋开灯提供光源。

一种闪光灯密码锁使用方法，该方法包括如下步骤：

(1)通过手机APP，将所需的指令进行编码得到闪光灯控制信号，将指令通过闪光灯的形式进行发射；

(2)电磁锁上的激光接收管接收闪光灯信号，并将闪光灯信号输出至控制模块；

(3)控制模块对信号进行解码及分析处理，若信号与预先设置的解锁信号相同，控制模块控制继电器使电磁锁打开。

在手机APP上设置的指令包括一键开锁、设置密码模式，其具体使用方法如下：

当选择一键开锁时，控制模块解码闪光灯信号为预先设置的开锁信号则使电磁锁打开，若信号不是预先设置的开锁信号则将信息发送至手机显示；使用者可以通过观察手机屏幕信息知道是由于开锁信号错误导致不能正常开锁。

当选择设置密码模式时，可选择录入新密码和随机密码两种模式，选择录入新密码时，手动输入两次新密码，两次一致即录入成功，永久存入电磁锁和手机内存中，选择随机密码模式时，手机自动随机出一组密码，永久存入电磁锁和手机内存中。

在手机APP上设置的指令还包括访客模式，当有访客时，可将访客模式客户端通过手机发送给客人，客人可通过接收到的访客模式客户端开锁，接收到的访客模式客户端单次有效，逾时清除。客人接收到访客模式客户端后，通过打开客户端并将手机闪光灯对准激光接受管，手机闪光灯可发出正确开锁信号使电磁锁打开。

本发明的有益效果：

1、本发明用手机直接代替了传统开锁方式进行直接光流解锁，显得更加方便，更加智能化，并且还和手机产业有了一定的结合，达到双赢的效果，手机越来越普及到我们的生活之中，因此智能锁具结合手机APP研发，更能贴切的融入市场，让人们更为普遍接纳。

2、本发明通过智能手机的闪光灯作为密码编码的发射端，以门锁内部的接收管作为密码解锁的接收端，通过光流通讯，安全可靠，速度快。

3、本发明通过闪光灯输入指令进入设置密码模式，之后进行输入两次新密码更改新密码，确保安全可靠，防止误操作，设置过程中均有语音提示。

4、本发明可通过随机方式设置密码，使得密码锁使用安全性更高。

5、本发明独创访客模式，用户只需播下指定访客的开关即可开启访客模式，访客需持有访客端应用，单次有效，逾时清除，使得智能锁具的使用更为人性化。

附图说明

附图1为本发明系统框架图；

附图2为本发明系统流程图；

附图3为本发明电源电路图；

附图4为本发明APP界面图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如附图1-4所示，控制模块的主控芯片采用STM32单片机为控制中枢，这款单片机采用3.3V供电，性能出色，价格非常便宜，运算速度72Mhz，采用3级流水线和哈佛结构，带有独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线。并包含一个内部预取指令单元，支持随机跳转的分支操作。包含高达1MB片内Flash、200KB的片内SRAM、四线SPI Flash接口(SPIFI)、可配置定时器子系统(SCT)、2个高速USB控制器、1个以太网、1个LCD接口、1个外部存储器控制器以及各种数字和模拟外设。密码接收端器件选用激光接收管。激光接收管可以通过接收特定波长的光信号，能够将其转化为稳定的电平信号的传感器，但对光线的准直度和方向性要求较高，需要垂直入射，实际测试过程中，发现其基本不受外界环境的影响，性能稳定，对于我们手机闪光灯的光线在其接收范围之内，完全符合设计需求。电磁锁的门磁传感器型号为MC-55,门磁开关主要由开关和磁铁两部分组成,开关部分由磁簧开关经引线连接.定型封装而成；磁铁部分由对应的磁场强度的磁铁封装于塑胶或合金壳体内.当两者分开或接近至一定距离后,引起开关的开断从而感应物体门磁开关位置的变化。抗振性好，最大承受电压100v，使用寿命100万次。语音模块选择MP3－FLASH－16P，该语音模块完美的集成了MP3、WAV的硬解码。同时软件支持工业级别的串口通信协议，以SPIFLASH作为存储介质，降低了成本同时也增加了产品的稳定性。通过简单的串口指令即可完成播放指定的语音，以及如何播放语音等功能，无需繁琐的底层操作，使用方便，稳定可靠是此款产品的最大特点。另外该模块也是深度定制的产品，集成了3W的功放，直接外接喇叭即可放音，同时模块支持10段语音的指定触发播放。STM32单片机需用3.3V供电，其他一些模块需要5V供电，所以需有3.3V和5V的电压引出。考虑到使用方便，我们采用电池和电源供电两种方式，它们之间的转换通过一个开关控制即可。为了使性能稳定，减小体积，采用12V锂电池，经过转压后再使用。电源电路如图3所示。

本发明的程序主体主要包括四部分，分别是：密码编码与解码、门锁控制、存储与记忆，模式切换与选择。门锁部分选用120Kg超强拉力的电磁锁设计，通过继电器控制门锁的开/关，门磁开关检测门锁状态，一旦门被非法打开，即发出报警声。此外，门锁还设计有光敏电阻，为夜晚回家的用户提供数10S的照明，为进门开灯提供光源，稳定便捷，安全可靠。诸多人性化的功能设计，均是通过多次的算法优化使其更为稳定。手机APP作为密码编码的主体，按照十进制转二进制的编码方式，将随机生成或是设置好的密码或是指令按照固定频率通过闪光灯发射出来，可以视作密码的发射器。而门锁上有个接收孔，内置激光接收管，可以以事先与手机端约定好的频率进行信号的接收，接收完毕后进行密码的解码，解码方式依旧按照原定的二进制转十进制的方式，解码完成后进行有效数据位的提取，提取出关键的密码，再根据内部存储进行比对，比对一致即可开锁，在操作过程中，每一步都会有非常人性化的语音提示，保证用户的操作体验。在传输过程中，严格按照所规范的通讯协议，一旦出现一点差错，即视作通讯失败，确保安全可靠。

在光通信传输过程中所使用到的协议可以仿照RS232协议自行设计的协议，协议对传输的数据有着严格的划分。数据主要分为四个部分：起始位，间隔位，数据位和停止位。

起始位作为数据开头的判断，主要有7个二进制数组成，分别为0101010，一帧数据有一个起始位；间隔位作为每个数据位和起始位、停止位的间隔，由3个二进制数111组成，一帧数据有五个间隔位；数据位由8个二进制数组成，能够完成256种不同的密码序列切换，一帧数据总共有四个数据位；停止位由5个二进制数组成，为010101，作为数据结束的标志，一帧数据仅有一个停止位；一帧数据总共60个字节，包括起始位+间隔位+数据位1+间隔位+数据位2+间隔位+数据位3+间隔位+数据位4+间隔位+停止位，在传输过程中，一旦与协议有所偏差，即代表输入错误，无法开锁，确保安全。

本发明采用12位数的固定密码，拥有上百亿中密码序列组合，再加上更改密码时可以设置不显示随机生成的密码，使得用户自己也不知道具体密码是什么，但手机内存和单片机Flash中记忆的密码时刻保持一致，掉电不丢失，安全可靠，方便快捷。

在通信协议上是一次加密，软件登陆和固定密码为二次加密，动态密码和数据协议为三次加密，三重加密，让门锁安全可靠。

手机APP采用JAVA语言在eclipse开发环境中编写完成，Java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。APP的主要功能在于能够实现将密码和指令进行编码通过闪光灯的形式以固定的频率进行发射，传递密码流信息，其主界面如图4所示，用户只需根据门锁的语音提示对APP上的按钮进行相应的操作即可成功开锁，整体操作非常简单。

本发明所提供的系统及使用发明，使得密码锁更为智能化、人性化，使用更为安全方便。通过提供的语音模块使得APP操作简单，方便，适用于各种群体，通过提供的报警模块可对电磁锁进行监控报警，使用更加安全；通过提供的密码更改方法可选择随机性密码，用户本身也不会知道密码，使用更加安全，通过双电源设计，可保证电磁锁即使在停电状态下也能正常运行，通过夜灯设计可为安全进屋开灯提供光源，通过独特的访客模式，使密码锁使用更为方便人性化。

Claims (8)

1.一种闪光灯密码锁系统，其特征在于，该系统包括：闪光灯钥匙装置和门锁装置，所述闪光灯钥匙装置包括发射模块，所述门锁装置包括电磁锁、接收模块、控制模块和供电模块；

发射模块，通过智能手机APP将密码和指令进行编码，并将编码通过手机闪光灯的形式以固定频率进行发射；

接收模块，通过内置在电磁锁接收孔内的激光接收管作为接收端，激光接收管用于接收闪光灯信号并将信号传递至控制模块；

控制模块，以单片机为控制中枢，解码激光接收管的信号类型，与智能手机进行光流通讯，并通过继电器控制电磁锁开关；

供电模块，用于提供门锁装置所需的电源。

2.如权利要求1所述的一种闪光灯密码锁系统，其特征在于：供电模块为双电源设计，采用电源和电池切换供电，一旦电源断开，电池接入，门锁装置继续工作，正常电源上电，电池断开备用。

3.如权利要求1所述的一种闪光灯密码锁系统，其特征在于：门锁装置还包括语音提示模块，语音提示模块设置在电磁锁上与控制模块连接，根据控制模块指令做出相应语音提示。

4.如权利要求1所述的一种闪光灯密码锁系统，其特征在于：门锁装置还包括报警模块，报警模块设置在电磁锁上与控制模块连接，当电磁锁采用非特定方式打开时，报警模块蜂鸣器长鸣。

5.如权利要求1所述的一种闪光灯密码锁系统，其特征在于：电磁锁上设有光敏电阻，光敏电阻连接控制模块，当光线不足时，电磁锁打开的同时，控制模块使门后灯打开为安全进屋开灯提供光源。

6.一种闪光灯密码锁使用方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)通过手机APP，将所需的指令进行编码得到闪光灯控制信号，将指令通过闪光灯的形式进行发射；

(2)电磁锁上的激光接收管接收闪光灯信号，并将闪光灯信号输出至控制模块；

(3)控制模块对信号进行解码及分析处理，若信号与预先设置的解锁信号相同，控制模块控制继电器使电磁锁打开。

7.如权利要求6所述的一种闪光灯密码锁使用方法，其特征在于，在手机APP上设置的指令包括一键开锁、设置密码模式，其具体使用方法如下：

当选择一键开锁时，控制模块解码闪光灯信号为预先设置的开锁信号则使电磁锁打开，若信号不是预先设置的开锁信号则将信息发送至手机显示；

当选择设置密码模式时，可选择录入新密码和随机密码两种模式，选择录入新密码时，手动输入两次新密码，两次一致即录入成功，永久存入电磁锁和手机内存中，选择随机密码模式时，手机自动随机出一组密码，永久存入电磁锁和手机内存中。

8.如权利要求7所述的一种闪光灯密码锁使用方法，其特征在于，在手机APP上设置的指令还包括访客模式，当有访客时，可将访客模式客户端通过手机发送给客人，客人可通过接收到的访客模式客户端开锁，接收到的访客模式客户端单次有效，逾时清除。