CN108830997A - 一种光密码开锁系统及开锁装置 - Google Patents

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CN108830997A CN201811011852.5A CN201811011852A CN108830997A CN 108830997 A CN108830997 A CN 108830997A CN 201811011852 A CN201811011852 A CN 201811011852A CN 108830997 A CN108830997 A CN 108830997A
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Abstract

本发明属于密码开锁技术领域，提供了一种光密码开锁系统及开锁装置，包括用户终端和开锁装置；所述用户终端，用于获取用户开锁的输入密码，根据输入密码控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光；所述开锁装置，用于设置开锁密码，采集闪光灯发射的光并计算相邻两束光的发射间隔时间，将开锁密码与发射间隔时间进行匹配，如果匹配成功则控制锁打开。本发明锁控装置通过采集的用户终端闪光灯发射的光来控制锁打开，传输密码信息的媒介光不易被截取信息，因此不仅安全性好，保密性强，而且开锁方便，为人们的生活提供了便利。

Description

一种光密码开锁系统及开锁装置
技术领域
本发明属于密码开锁技术领域，具体涉及一种光密码开锁系统及开锁装置。
背景技术
随着人们的生活水平不断提高，也使得人们对生活质量的要求越来越高。在现实生活，锁已经成为消费者在日常生活中经常使用的必需品。
现在市场上有密码锁、指纹锁、NFC锁等。密码开锁方式，较易泄漏，泄漏后便可无障碍开锁，同时密码按键方式易留触摸痕迹，容易被破解；指纹开锁方式，易被复制；随着技术的发展，智能手机等移动终端几乎人手一部，出现了通过智能手机进行无线开锁的开锁方式，但无线开锁方式，易被截取密码信息；因此现有锁都具有各种各样的缺点。
发明内容
针对以上问题的不足，本发明提供了一种光密码开锁系统及开锁装置，锁控装置通过采集的用户终端闪光灯发射的光来控制锁打开，传输密码信息的媒介光不易被截取信息，因此不仅安全性好，保密性强，而且开锁方便，为人们的生活提供了便利。
第一方面，本发明提供了一种光密码开锁系统，包括用户终端和开锁装置；
所述用户终端，用于获取用户开锁的输入密码，根据输入密码控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光；
所述开锁装置，用于设置开锁密码，采集闪光灯发射的光并计算相邻两束光的发射间隔时间，将开锁密码与发射间隔时间进行匹配，如果匹配成功则控制锁打开。
优选地，所述根据输入密码控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光，具体为：根据开锁密码，通过转换规则得到对应的发射间隔时间，根据发射间隔时间控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光；
所述将开锁密码与发射间隔时间进行匹配，如果匹配成功则控制锁打开，具体为：根据转换规则，将发射间隔时间转换为输入密码，并将输入密码与开锁密码进行匹配，若匹配成功则控制锁打开，若匹配不成功则发出匹配不成功的报警提示音。
第二方面，本发明提供了一种开锁装置，包括电源模块、触摸按键模块、感光模块、锁控驱动模块和微控制器；
所述触摸按键模块、感光模块、锁控驱动模块分别与微控制器电连接；
所述电源模块用于给触摸按键模块、感光模块、锁控驱动模块和微控制器电连接。
优选地，所述电源模块包括充电接口U1、电池充电器U2、锂电池P2和转换芯片U4；
充电接口U1的USB电压端接电池充电器U2的输入端，电池充电器U2的输出端接锂电池P2的正极，电池充电器U2的输出端还经依次串联的电阻R3和二极管LED接电池充电器U2的充电指示端；
锂电池P2的正极接转换芯片U4的输入端，转换芯片U4的输出端输出3.3V电压，锂电池P2的正极经依次串联的电阻R5和电阻R8接地，电阻R5和电阻R8的公共端接微控制器的电源端。
优选地，所述触摸按键模块包括触摸芯片U3；
微控制器的时钟信号端和数据传输端分别接触摸芯片U3的时钟信号端和数据传输端，微控制器的信号中断端经电阻R10接触摸芯片U3的信号中断端，触摸芯片U3的十二个按键端分别接十二个触摸按键。
优选地，所述感光模块包括电阻R27和电阻R31，电阻R27的一端接电源、另一端接电阻R31的一端，电阻R31的另一端接地，电阻R27和电阻R31的公共端接微控制器的感光输入端。
优选地，所述锁控驱动模块包括由4个场效应管组成的驱动桥；
场效应管Q4的漏极和场效应管Q5的漏极并接地，场效应管Q2的源极和场效应管Q1的源极并接电源，场效应管Q4的源极接场效应管Q2的漏极，场效应管Q5的源极接场效应管Q1的漏极，场效应管Q4和场效应管Q2的公共端经电容C20接场效应管Q5和场效应管Q1的公共端；
微控制器的第一驱动端经依次串联的电阻R29和电阻R32接地，电阻R29和电阻R32的公共端接场效应管Q4的栅极；
微控制器的第二驱动端经依次串联的电阻R30和电阻R33接地，电阻R30和电阻R33的公共端接场效应管Q5的栅极；
场效应管Q4和场效应管Q2的公共端接电机的第一输入端，场效应管Q5和场效应管Q1的公共端接电机的第二输入端；
电机的第一输入端还经依次串联的电阻R25和电阻R23接电源，电阻R25和电阻R23的公共端接场效应管Q1的栅极，电机的第二输入端还经依次串联的电阻R24和电阻R22接电源，电阻R24和电阻R22的公共端接场效应管Q2的栅极。
优选地，还包括到位检测模块，所述到位检测模块包括多个结构相同的检测开关电路；
其中一个检测开关电路包括电阻R16、电阻R19和电容C15，电阻R16的一端接电源、另一端接电阻R19的一端，电容C15的一端接电阻R19的另一端，电容C15的另一端接地；微控制器的一个检测开关端接电阻R19和电容C15的公共端，电阻R16和电阻R19的公共端接检测开关。
优选地，还包括报警模块，所述报警模块包括三极管Q3和蜂鸣器LS1；
微控制器的报警控制端经依次串联的电阻R26和电阻R28接地，电阻R26和电阻28的公共端接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极经蜂鸣器LS1接电源，三极管Q3的发射极接地。
优选地，还包括显示模块，所述显示模块包括OLED显示屏，微控制器的时钟信号端和数据传输端接OLED显示屏。
本发明的有益效果为：锁控装置通过采集的用户终端闪光灯发射的光来控制锁打开，传输密码信息的媒介光不易被截取信息，因此不仅安全性好，保密性强，而且开锁方便，为人们的生活提供了便利。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实施例中光密码开锁系统的结构框图；
图2为本实施例中开锁装置的结构框图；
图3为本实施例中微控制器的电路结构图；
图4为本实施例中电源模块的电路结构图；
图5为本实施例中触摸按键模块的电路结构图；
图6为本实施例中感光模块的电路结构图；
图7为本实施例中锁控驱动模块的电路结构图；
图8为本实施例中到位检测模块的电路结构图；
图9为本实施例中报警模块的电路结构图；
图10为本实施例中显示模块的电路结构图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
具体实现中，本发明实施例中描述的终端包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话、膝上型计算机或平板计算机之类的其它便携式设备。还应当理解的是，在某些实施例中，所述设备并非便携式通信设备，而是具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。
实施例一：
本实施例提供了一种光密码开锁系统，如图1所示，包括用户终端和开锁装置，用户终端包括安装有本系统APP的手机、平板电脑等设备。
所述用户终端，用于获取用户开锁的输入密码，根据输入密码控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光。其中，所述根据输入密码控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光，具体为：根据开锁密码，通过转换规则得到对应的发射间隔时间，根据发射间隔时间控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光。
所述开锁装置，用于设置开锁密码，采集闪光灯发射的光并计算相邻两束光的发射间隔时间，将开锁密码与发射间隔时间进行匹配，如果匹配成功则控制锁打开。其中，所述将开锁密码与发射间隔时间进行匹配，如果匹配成功则控制锁打开，具体为：根据转换规则，将发射间隔时间转换为输入密码，并将输入密码与开锁密码进行匹配，若匹配成功则控制锁打开，若匹配不成功则发出匹配不成功的报警提示音。在锁打开的过程中，若开锁成功则发出开锁成功提示音，若锁出现了卡壳等问题无法正常打开，则发出锁出现问题的报警提示音。
本实施例的转换规则为每个数字对应有设定的间隔时间，例如数字1～9分别对应的间隔时间为0.1～0.9秒。用户李某事先在锁控装置上设置了开锁密码62489，某日李某回家要开锁时，将手机上的闪光灯对着锁控装置，打开手机上的本系统APP并输入了输入密码62485，根据转换规则其对应的发射时间间隔为0.6、0.2、0.4、0.8、0.5，手机根据该发射间隔时间控制闪光灯发射了一束光，隔0.6秒发射了第二束光，隔0.2秒发射了第三束光，隔0.4秒发射了第四束光，隔0.8秒发射了第五束光，隔0.5秒发射了第六束光。
锁控装置的感光电阻接收手机闪光灯发射的光，并计算相邻两束光之间的间隔时间，从而得到发射间隔时间为0.6、0.2、0.4、0.8、0.5，根据转换规则将该发射间隔时间转换为输入密码62485，然后将输入密码62485与开锁密码62489进行匹配，因匹配不成功，锁控装置的蜂鸣器发出匹配不成功的提示音。于是李某重新输入了密码62489，锁控装置根据接收的光再次进行匹配时，匹配成功，则控制锁打开，锁正常打开，发出开锁成功提示音。锁控装置的显示屏在开锁过程中，也显示各种提示消息。本实施例中，只要对锁有操作，如开锁、触屏等，显示屏都会有显示，显示屏上有电池电量显示，如果低电量，则会有低电量警报显示；如果有开锁事件发生，同时检测到低电量，蜂鸣器会发出电池低电量的提示音。
综上所述，本实施例的光密码开锁系统，通过光照传输密码信息从而控制锁打开从而控制锁打开，传输媒介不易被截取信息，不仅安全性好，保密性强，而且开锁方便，为人们的生活提供了便利。
实施例二：
本实施例提供了一种开锁装置，适用于实施例一所述的光密码开锁系统，如图2所示，包括但不限于电源模块、触摸按键模块、感光模块、锁控驱动模块、到位检测模块、报警模块、显示模块和微控制器；
所述触摸按键模块、感光模块、锁控驱动模块、到位检测模块、报警模块、显示模块分别与微控制器电连接；
所述电源模块用于给触摸按键模块、感光模块、锁控驱动模块、到位检测模块、报警模块、显示模块和微控制器电连接。
本实施例的触摸按键模块用于用户设置开锁密码，感光模块用于采集用户终端闪光灯发射的光，微控制器根据发射的光得到发射间隔时间，根据发射间隔时间得到用户的输入密码，并将输入密码与开锁密码匹配，匹配成功则通过锁控驱动模块驱动锁里的电机正转或反转，从而控制锁打开，在匹配开锁的过程中报警模块用于发出各种提示音，显示模块用于显示各种提示消息。
如图3所示，为本实施例的微控制器的电路结构图，所述微控制器采用型号为STM8L051F3的芯片。
如图4所示，所述电源模块包括充电接口U1、电池充电器U2、锂电池P2和转换芯片U4；其中，充电接口U1采用USB接口，电池充电器采用的芯片型号为BQ21040，转换芯片U4采用的芯片型号为HT7233；
充电接口U1的USB电压端(U1的引脚5)接电池充电器U2的输入端(U2的引脚6)，电池充电器U2的输出端(U2的引脚2)接锂电池P2的正极(P2的引脚1)，电池充电器U2的输出端(U2的引脚2)还经依次串联的电阻R3和二极管LED接电池充电器U2的充电指示端(U2的引脚3)；
锂电池P2的正极(P2的引脚1)接转换芯片U4的输入端(U4的引脚3)，转换芯片U4的输出端(U4的引脚2)输出3.3V电压，锂电池P2的正极(P2的引脚1)经依次串联的电阻R5和电阻R8接地，电阻R5和电阻R8的公共端接微控制器的电源端(U5的引脚10)。本实施例的锁控装置采用锂电池供电，具备USB充电功能，本实施例的锂电池供电电压为相对于微控制器所需的供电电压较高，因此采用分压电阻R5和电阻R8进行分压后给微控制器供电。
如图5所示，所述触摸按键模块包括触摸芯片U3，触摸芯片U3采用型号为TSM12。
微控制器的时钟信号端(U5的引脚18)和数据传输端(U5的引脚19)分别接触摸芯片U3的时钟信号端(U3的引脚18)和数据传输端(U3的引脚19)，微控制器的信号中断端(U5的引脚20)经电阻R10接触摸芯片U3的信号中断端(U3的引脚20)，触摸芯片U3的十二个按键端(U3的引脚3～7、9、11、12、29～32)分别接十二个触摸按键。本实施例中可通过触摸按键对锁控终端进行设置，例如设置开锁密码等等。
如图6所示，所述感光模块包括电阻R27和电阻R31，电阻R27的一端接电源、另一端接电阻R31的一端，电阻R31的另一端接地，电阻R27和电阻R31的公共端接微控制器的感光输入端(U5的引脚11)。本实施例中电阻R27为感光电阻，感光模块通过感光电阻采集闪光灯发射的光，并将采集的光信号发送给微控制器。
如图7所示，所述锁控驱动模块包括由4个场效应管组成的驱动桥；
场效应管Q4的漏极和场效应管Q5的漏极并接地，场效应管Q2的源极和场效应管Q1的源极并接电源，场效应管Q4的源极接场效应管Q2的漏极，场效应管Q5的源极接场效应管Q1的漏极，场效应管Q4和场效应管Q2的公共端经电容C20接场效应管Q5和场效应管Q1的公共端；
微控制器的第一驱动端(U5的引脚17)经依次串联的电阻R29和电阻R32接地，电阻R29和电阻R32的公共端接场效应管Q4的栅极；
微控制器的第二驱动端(U5的引脚16)经依次串联的电阻R30和电阻R33接地，电阻R30和电阻R33的公共端接场效应管Q5的栅极；
场效应管Q4和场效应管Q2的公共端接电机的第一输入端(P5的引脚1)，场效应管Q5和场效应管Q1的公共端接电机的第二输入端(P5的引脚2)；
电机的第一输入端(P5的引脚1)还经依次串联的电阻R25和电阻R23接电源，电源经相互并联的电容C18和C19接地，电阻R25和电阻R23的公共端接场效应管Q1的栅极，电机的第二输入端(P5的引脚2)还经依次串联的电阻R24和电阻R22接电源，电阻R24和电阻R22的公共端接场效应管Q2的栅极。
本实施例的锁控驱动模块中，如图7所示，A输出高电平，B输出低电平时，Q4导通，Q4导通后MA变为低电平，以后Q1导通，MB变为高电平，MA负而MB正，电机正转；A输出低时，Q4关闭；同理，B输出高电平A输出低电平时，电机反转。从而实现通过控制电机的正反转来控制开锁/闭锁。
如图8所示，所述到位检测模块包括三个结构相同的检测开关电路；
其中一个检测开关电路包括电阻R16、电阻R19和电容C15，电阻R16的一端接电源、另一端接电阻R19的一端，电容C15的一端接电阻R19的另一端，电容C15的另一端接地；微控制器的一个检测开关端接电阻R19和电容C15的公共端，电阻R16和电阻R19的公共端接检测开关。本实施例中微控制的三个检测开关端(U5的引脚13～15)分别通过三个检测开关电路接插接排P4的三个接线端，再通过插接排P4接三个检测开关，检测开关位于锁的内部，用于检测锁工作状态，例如控制锁打开时，锁舌不动，则位于锁舌位置的检测开关就检测到该处的问题，并将检测的信号发送给微控制器，从而检测锁是否工作正常。
如图9所示，所述报警模块包括三极管Q3和蜂鸣器LS1；
微控制器的报警控制端(U5的引脚12)经依次串联的电阻R26和电阻R28接地，电阻R26和电阻28的公共端接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极经蜂鸣器LS1接电源，三极管Q3的发射极接地。本实施例中通过三极管Q3驱动蜂鸣器工作。
如图10所示，所述显示模块包括OLED显示屏，微控制器的时钟信号端(U5的引脚18)和数据传输端(U5的引脚19)接插接排P6的两个端子，再通过插接排P6接OLED显示屏。本实施例的的OLED显示屏显示操作内容和提示消息，触摸按键模块和显示模块共用微控制的两个引脚，应用I2C协议通过不同的地址控制不同模块工作，例如地址为I2C address0xD0，则触摸按键模块工作，地址为I2C address 0x78，则显示模块工作。本实施例中，只要对锁有操作，如开锁、触屏等，显示屏都会有显示，显示屏上有电池电量显示，如果低电量，则会有低电量警报显示；如果有开锁事件发生，同时检测到低电量，蜂鸣器会发出电池低电量的提示音。
综上所述，本实施例锁控装置通过采集的用户终端闪光灯发射的光来控制锁打开，传输密码信息的媒介光不易被截取信息，因此不仅安全性好，保密性强，而且开锁方便，为人们的生活提供了便利。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种光密码开锁系统，其特征在于，包括用户终端和开锁装置；
所述用户终端，用于获取用户开锁的输入密码，根据输入密码控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光；
所述开锁装置，用于设置开锁密码，采集闪光灯发射的光并计算相邻两束光的发射间隔时间，将开锁密码与发射间隔时间进行匹配，如果匹配成功则控制锁打开。
2.根据权利要求1所述的光密码开锁系统，其特征在于，所述根据输入密码控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光，具体为：根据开锁密码，通过转换规则得到对应的发射间隔时间，根据发射间隔时间控制闪光灯间断性的向开锁装置发射光；
所述将开锁密码与发射间隔时间进行匹配，如果匹配成功则控制锁打开，具体为：根据转换规则，将发射间隔时间转换为输入密码，并将输入密码与开锁密码进行匹配，若匹配成功则控制锁打开，若匹配不成功则发出匹配不成功的报警提示音。
3.一种开锁装置，其特征在于，包括电源模块、触摸按键模块、感光模块、锁控驱动模块和微控制器；
所述触摸按键模块、感光模块、锁控驱动模块分别与微控制器电连接；
所述电源模块用于给触摸按键模块、感光模块、锁控驱动模块和微控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的一种开锁装置，其特征在于，所述电源模块包括充电接口U1、电池充电器U2、锂电池P2和转换芯片U4；
充电接口U1的USB电压端接电池充电器U2的输入端，电池充电器U2的输出端接锂电池P2的正极，电池充电器U2的输出端还经依次串联的电阻R3和二极管LED接电池充电器U2的充电指示端；
锂电池P2的正极接转换芯片U4的输入端，转换芯片U4的输出端输出3.3V电压，锂电池P2的正极经依次串联的电阻R5和电阻R8接地，电阻R5和电阻R8的公共端接微控制器的电源端。
5.根据权利要求3所述的一种开锁装置，其特征在于，所述触摸按键模块包括触摸芯片U3；
微控制器的时钟信号端和数据传输端分别接触摸芯片U3的时钟信号端和数据传输端，微控制器的信号中断端经电阻R10接触摸芯片U3的信号中断端，触摸芯片U3的十二个按键端分别接十二个触摸按键。
6.根据权利要求3所述的一种开锁装置，其特征在于，所述感光模块包括电阻R27和电阻R31，电阻R27的一端接电源、另一端接电阻R31的一端，电阻R31的另一端接地，电阻R27和电阻R31的公共端接微控制器的感光输入端。
7.根据权利要求3所述的一种开锁装置，其特征在于，所述锁控驱动模块包括由4个场效应管组成的驱动桥；
场效应管Q4的漏极和场效应管Q5的漏极并接地，场效应管Q2的源极和场效应管Q1的源极并接电源，场效应管Q4的源极接场效应管Q2的漏极，场效应管Q5的源极接场效应管Q1的漏极，场效应管Q4和场效应管Q2的公共端经电容C20接场效应管Q5和场效应管Q1的公共端；
微控制器的第一驱动端经依次串联的电阻R29和电阻R32接地，电阻R29和电阻R32的公共端接场效应管Q4的栅极；
微控制器的第二驱动端经依次串联的电阻R30和电阻R33接地，电阻R30和电阻R33的公共端接场效应管Q5的栅极；
场效应管Q4和场效应管Q2的公共端接电机的第一输入端，场效应管Q5和场效应管Q1的公共端接电机的第二输入端；
电机的第一输入端还经依次串联的电阻R25和电阻R23接电源，电阻R25和电阻R23的公共端接场效应管Q1的栅极，电机的第二输入端还经依次串联的电阻R24和电阻R22接电源，电阻R24和电阻R22的公共端接场效应管Q2的栅极。
8.根据权利要求3所述的一种开锁装置，其特征在于，还包括到位检测模块，所述到位检测模块包括多个结构相同的检测开关电路；
其中一个检测开关电路包括电阻R16、电阻R19和电容C15，电阻R16的一端接电源、另一端接电阻R19的一端，电容C15的一端接电阻R19的另一端，电容C15的另一端接地；微控制器的一个检测开关端接电阻R19和电容C15的公共端，电阻R16和电阻R19的公共端接检测开关。
9.根据权利要求3所述的一种开锁装置，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块包括三极管Q3和蜂鸣器LS1；
微控制器的报警控制端经依次串联的电阻R26和电阻R28接地，电阻R26和电阻28的公共端接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极经蜂鸣器LS1接电源，三极管Q3的发射极接地。
10.根据权利要求3所述的一种开锁装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块包括OLED显示屏，微控制器的时钟信号端和数据传输端接OLED显示屏。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110189437A (zh) * 2019-04-28 2019-08-30 国网安徽省电力有限公司淮南供电公司 变电站箱柜的智能锁控制方法及装置
CN110264587A (zh) * 2019-04-28 2019-09-20 国网安徽省电力有限公司淮南供电公司 变电站箱柜的智能锁控制方法及装置
CN112184959A (zh) * 2020-09-22 2021-01-05 深圳市中惠创新科技有限公司 一种电磁感应的门锁与钥匙

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