CN106600787A - 一种基于光信号和psd的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光信号和PSD的控制装置，包括光信号发生器和接收控制器，光信号发生器包括光信号发生控制单元和至少一个LED光源，LED光源和光信号发生控制单元的输出端相连，接收控制器包括成像透镜、PSD位置传感器和接收控制电路，LED光源发出的光信号通过成像透镜后成像在PSD位置传感器上，PSD位置传感器的输出端和接收控制电路相连，接收控制电路上设有用于与外部受控设备相连的控制输出端子。本发明具有结构简单、使用方便、抗干扰能力强、安全性极高、节能环保的优点。

Description

一种基于光信号和PSD的控制装置

技术领域

本发明涉及安全控制技术领域，具体涉及一种基于光信号和PSD的控制装置，用于对外部受控设备进行安全控制。

背景技术

为了安全控制诸如住房门、办公室门、汽车、保险箱、机器或大型设备等等，人们一般会采用钥匙锁或密码锁控制的方法，只有拥有正确的钥匙或密码才能正常开启。钥匙锁是最常见的方式，简单方便，但保密性不高。密码锁的方式多种多样，有机械密码锁、电子密码锁、磁卡密码锁和无线电子密码锁等等。这些密码方式都有各自的优缺点。对于现在得到普遍使用的电子密码锁，越来越多、越来越强的用电器产生的电磁辐射对它而言是一个很大的影响。光具有速度快、频率高、方向性强、不受外界电磁干扰的优点，逐渐在密码安全控制领域得到应用。申请号为201410501058.4的中国专利文献公开了一种基于光密码的安全控制装置，该安全控制装置采用了光密码而保密性极高，但是在密码编制时对电路连接比较复杂。因此，仍需寻找一种结构简单、使用方便、抗干扰能力强、安全性极高、节能环保的安全控制装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种结构简单、使用方便、抗干扰能力强、安全性极高、节能环保的基于光信号和PSD的控制装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于光信号和PSD的控制装置，包括光信号发生器和接收控制器，所述光信号发生器包括光信号发生控制单元和至少一个LED光源，所述LED光源和光信号发生控制单元的输出端相连，所述接收控制器包括成像透镜、PSD位置传感器和接收控制电路，所述LED光源发出的光信号通过成像透镜后成像在PSD位置传感器上，所述PSD位置传感器的输出端和接收控制电路相连，所述接收控制电路上设有用于与外部受控设备相连的控制输出端子。

优选地，所述光信号发生控制单元包括信号控制器、发生器电源和发生器开关，所述信号控制器、发生器电源、发生器开关、LED光源依次相连形成回路。

优选地，所述接收控制电路包括PSD信号处理控制器、接收器电源和接收器开关，所述PSD位置传感器的输出端和PSD信号处理控制器的输入端相连，所述PSD信号处理控制器的电源输入端、接收器开关、接收器电源依次相连形成回路，所述PSD信号处理控制器的控制输出端作为用于与外部受控设备相连的控制输出端子。

优选地，所述光信号发生器和接收控制器之间插接连接，所述接收器开关布置于接收控制器的插接连接面上。

优选地，所述接收控制电路还包括开启指示灯，所述开启指示灯并联布置在PSD信号处理控制器的电源输入端。

优选地，所述接收控制电路还包括报警器，所述报警器分别与PSD信号处理控制器、接收器电源相连。

本发明基于光信号和PSD的控制装置具有下述优点：

1、本发明包括光信号发生器和接收控制器两部分，采用光信号发生器承载密码，只要将接收控制器与外部受控设备相连即可，使得光信号发生器工作即可控制外部受控设备，操作简单且不需要记忆冗长密码，具有结构简单、使用方便的优点。

2、本发明包括光信号发生器和接收控制器两部分，光信号发生器和接收控制器两部分利用光信号通信，利用了光信号不受外界复杂电磁辐射信号影响的优点，抗干扰能力强。

3、本发明接收控制器包括PSD位置传感器，光信号发生器的LED光源发出的光信号通过成像透镜后成像在PSD位置传感器上，PSD位置传感器的输出端和接收控制电路相连，利用PSD位置传感器对光信号位置分辨率高、LED响应频率高可产生高频脉冲信号的特点，光信号发生器可发出不同脉冲光信号并且成像在PSD上位置有多种组合，因此密码容量大、编码不容易重复、也不容易被破解，因此具有安全性极高的优点。

4、本发明的光信号发生器采用发光效率高、环保节能的LED作为信号光源，并且接收控制器平时处于关闭状态不耗电，光信号发生器插入后接受控制器电源才接通，因此整个装置节能环保。

附图说明

图1为本发明实施例一控制装置的原理结构示意图。

图2为本发明实施例一控制装置的光信号成像原理示意图。

图3为本发明实施例一驱动LED光源的电流信号和PSD形成电流信号示意图。

图4为本发明实施例二控制装置的原理结构示意图。

图5为本发明实施例三控制装置的原理结构示意图。

图例说明：1、光信号发生器；11、光信号发生控制单元；111、信号控制器；112、发生器电源；113、发生器开关；12、LED光源；2、接收控制器；21、成像透镜；22、PSD位置传感器；23、接收控制电路；231、PSD信号处理控制器；232、接收器电源；233、接收器开关；234、开启指示灯；235、报警器；236、电源指示灯；24、控制输出端子。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本实施例基于光信号和PSD的控制装置包括光信号发生器1和接收控制器2，光信号发生器1包括光信号发生控制单元11和两个LED光源12，LED光源12和光信号发生控制单元11的输出端相连，接收控制器2包括成像透镜21、PSD位置传感器22和接收控制电路23，LED光源12发出的光信号通过成像透镜21后成像在PSD位置传感器22上，PSD位置传感器22的输出端和接收控制电路23相连，接收控制电路23上设有用于与外部受控设备相连的控制输出端子24（参见图1中的24#1和24#2两个连接端）。

如图1所示，光信号发生控制单元11包括信号控制器111、发生器电源112和发生器开关113（具体采用按钮），信号控制器111、发生器电源112、发生器开关113、LED光源12依次相连形成回路。

如图1所示，接收控制电路23包括PSD信号处理控制器231、接收器电源232和接收器开关233，PSD位置传感器22的输出端和PSD信号处理控制器231的输入端相连，PSD信号处理控制器231的电源输入端、接收器开关233、接收器电源232依次相连形成回路，PSD信号处理控制器231的控制输出端作为用于与外部受控设备相连的控制输出端子24。

本实施例中，光信号发生器1和接收控制器2之间插接连接，接收器开关233布置于接收控制器2的插接连接面上。本实施例中，具体是在接收控制器2上设置插槽，当将光信号发生器1插入接收控制器2的插槽后，光信号发生器1就会挤压触发接收器开关233，从而使得接收控制器2处于待工作状态。

如图1所示，接收控制电路23还包括开启指示灯234，开启指示灯234并联布置在PSD信号处理控制器231的电源输入端，便于了解接收控制电路23的开启状态。

如图1所示，接收控制电路23还包括报警器235，报警器235分别与PSD信号处理控制器231、接收器电源232相连，便于接收控制电路23在解码错误或其他情况下输出报警。

如图2所示，两个LED光源12（LED光源12#1和LED光源12#2）在光信号发生控制单元11的驱动电流下发出信号光A和信号光B，信号光A和信号光B经过成像透镜后成像在PSD位置传感器22上，不同位置的两个LED光源12成像在PSD位置传感器22上的位置不一样，且PSD位置传感器22针对不同位置分布产生对应的电流信号。

如图3所示，本实施例光信号发生控制单元11对LED光源12#1和LED光源12#2施加如图3（1）所示电流信号I1和如图3（2）所示电流信号I2，信号光A和信号光B经过成像透镜21后成像在PSD位置传感器22上，PSD位置传感器22产生对应的电流信号，电流信号经过PSD信号处理控制器231后最终得到如图3（3）所示电流信号I。参见图3可知，电流信号I一个时间周期有三种信号状态（即0、1、2），分别对应LED光源12#1和LED光源12#2均无信号电流驱动、LED光源12#1有信号电流驱动和LED光源12#2无信号电流驱动、LED光源12#1无信号电流驱动和LED光源12#2有信号电流驱动。如果编写的电流信号有20个周期，则有3²⁰个编码，即约3.5亿个编码。如果使用4个LED光源12、一个时间周期有五种信号状态，如果编写的电流信号有20个周期，则有5²⁰个编码，即9.5万亿个编码，由此可见，本实施例基于光信号和PSD的控制装置编码容量大，不容易重复，因此本实施例基于光信号和PSD的控制装置具有保密性极高的优点。

本实施例基于光信号和PSD的控制装置的工作过程如下：首先，将光信号发生器1插入接收控制器2后，光信号发生器1就会挤压触发接收器开关233，电源指示灯236亮，从而使得接收控制器2处于待工作状态。然后，按下光信号发生器1的发生器开关113，则信号控制器111、发生器电源112、发生器开关113、LED光源12依次相连形成连通回路，信号控制器111产生电流信号驱动LED光源12发出信号光A和信号光B，信号光A和信号光B经过成像透镜21后成像在PSD位置传感器22上，PSD位置传感器22对不同位置的信号光A和信号光B产生对应的电流信号，电流信号经过PSD信号处理控制器231处理并比对，信号正确则开启指示灯234亮并触发外部受控设备正常运行，信号不正确则控制报警器235报警，从而对需要严格控制的外部受控设备起到一个保密性极高的安全控制作用。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，其主要不同点为LED光源12的数量不同，参见图4，本实施例中LED光源12的数量为一个。

实施例三：

本实施例与实施例一基本相同，其主要不同点为LED光源12的数量不同，参见图5，本实施例中LED光源12的数量为三个。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于光信号和PSD的控制装置，其特征在于：包括光信号发生器（1）和接收控制器（2），所述光信号发生器（1）包括光信号发生控制单元（11）和至少一个LED光源（12），所述LED光源（12）和光信号发生控制单元（11）的输出端相连，所述接收控制器（2）包括成像透镜（21）、PSD位置传感器（22）和接收控制电路（23），所述LED光源（12）发出的光信号通过成像透镜（21）后成像在PSD位置传感器（22）上，所述PSD位置传感器（22）的输出端和接收控制电路（23）相连，所述接收控制电路（23）上设有用于与外部受控设备相连的控制输出端子（24）。

2.根据权利要求1所述的基于光信号和PSD的控制装置，其特征在于：所述光信号发生控制单元（11）包括信号控制器（111）、发生器电源（112）和发生器开关（113），所述信号控制器（111）、发生器电源（112）、发生器开关（113）、LED光源（12）依次相连形成回路。

3.根据权利要求1或2所述的基于光信号和PSD的控制装置，其特征在于：所述接收控制电路（23）包括PSD信号处理控制器（231）、接收器电源（232）和接收器开关（233），所述PSD位置传感器（22）的输出端和PSD信号处理控制器（231）的输入端相连，所述PSD信号处理控制器（231）的电源输入端、接收器开关（233）、接收器电源（232）依次相连形成回路，所述PSD信号处理控制器（231）的控制输出端作为用于与外部受控设备相连的控制输出端子（24）。

4.根据权利要求3所述的基于光信号和PSD的控制装置，其特征在于：所述光信号发生器（1）和接收控制器（2）之间插接连接，所述接收器开关（233）布置于接收控制器（2）的插接连接面上。

5.根据权利要求3所述的基于光信号和PSD的控制装置，其特征在于：所述接收控制电路（23）还包括开启指示灯（234），所述开启指示灯（234）与PSD信号处理控制器（231）、接收器电源（232）相连。

6.根据权利要求3所述的基于光信号和PSD的控制装置，其特征在于：所述接收控制电路（23）还包括报警器（235），所述报警器（235）分别与PSD信号处理控制器（231）、接收器电源（232）相连。

7.根据权利要求3所述的基于光信号和PSD的控制装置，其特征在于：所述接收控制电路（23）还包括电源指示灯（236），所述电源指示灯（236）并联布置在PSD信号处理控制器（231）的电源输入端。