CN110047183B - 一种采用激光频率编码的门锁系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采用激光频率编码的门锁系统及其工作方法。该门锁系统包括激光锁和激光钥匙，激光锁包括信号发射单元、门锁控制单元和激光探测器，激光钥匙包括信号第二处理器、接收单元和激光器，激光锁还包括第一处理器，信号发射单元向第一处理器传输启动信号，第一处理器向信号发射单元发射数字信号，数字信号为预设的随机数组中的任意一个随机数，其工作方法包括十个步骤。该门锁系统通过生成随机数确定激光器发射的激光信号的频率，使得激光信号的频率具有随机性，这样激光钥匙就无法被复制，使得门锁系统具有更好地安全性和保密性。

Description

一种采用激光频率编码的门锁系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及激光通信技术领域，具体是涉及一种采用激光频率编码的门锁系统及其工作方法。

背景技术

当前市场上的防盗锁多采用机械式防盗锁，需要利用钥匙进行开锁。钥匙的形状很容易被复制，具有钥匙复制经验的人只需要通过简单的方法就可以获得钥匙形状信息，通过简单的方法便可复制出相同的钥匙，导致防盗锁的安全性降低，无法保证家居或办公室等场所的人身财产安全。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种能够防止被复制的门锁系统。

本发明的第二目的是提供一种采用激光频率编码的门锁系统的工作方法。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供的采用激光频率编码的门锁系统包括激光锁和激光钥匙，激光锁包括信号发射单元、门锁控制单元和激光探测器，激光钥匙包括信号接收单元和激光器，信号发射单元向信号接收单元发射检测信号，门锁控制单元控制门锁的开启，激光器用于发射激光信号，激光探测器将激光信号转化为第一电信号，激光锁还包括第一处理器，信号发射单元向第一处理器传输启动信号，第一处理器向信号发射单元发射数字信号，数字信号为预设的随机数组中的任意一个随机数；激光钥匙包括第二处理器，信号发射单元向信号接收单元发射数字信号，信号接收单元将数字信号传输给第二处理器。

优选地，激光器的数量为多个，激光器的数量与随机数组所包含的随机数的个数相等，每一个激光器与随机数组中的随机数一一对应。

进一步的方案是，激光探测器的数量为多个，激光探测器的数量与激光器的数量相等，每一个激光探测器与激光器一一对应。

由上述方案可见，在第一处理器中设置有预设的随机数组，随机数组是由1至5组成的随机数组，当第一处理器接收到启动信号以后，第一处理器随机从1至5中生成一个随机数。第一处理器将生成的随机数存储进内部存储器并将生成的随机数传输给信号发射单元。激光器的数量为五个，每一个随机数均单独对应一个激光器，每个激光器发射的激光信号的频率都不同，即每一个随机数对应的激光信号的频率都不同。激光探测器的数量也为五个，每一个激光信号均单独对应一个激光探测器，每一个激光探测器只能接收一个指定频率的激光信号，因此，每一个随机数只对应一个指定频率的激光信号，每个激光信号只对应指定的激光选择器。

更进一步的方案是，激光钥匙包括处理电路和激光选择器，第二处理器将数字信号转化为第二电信号并将第二电信号传输给处理电路，处理电路对于第二电信号进行整形和放大，并将经过整形和放大后生成的第三电信号传输给激光选择器。

在上述方案中，数字信号为预设的随机数组中的任意一个随机数，第二处理器可以将随机数转化为第二电信号。每一个随机数对应的第二电信号的频率都不同。激光选择器在接收到经过处理的第三电信号之后，根据第三电信号的频率选择对应的激光器，并将接收到的第三电信号传输给指定的激光器。

更进一步的方案是，激光锁包括激光传输单元，激光器将激光信号传输给激光传输单元，激光传输单元将激光信号传输给对应的激光探测器。

在上述方案中，激光传输单元可以根据接收到的激光信号的频率选择与其相对应的激光探测器，并将接收到的激光信号传输到指定的激光探测器。

更进一步的方案是，激光锁包括激光频率解码单元，激光探测器将第一电信号传输给激光频率解码单元，激光频率解码单元根据第一电信号生成对应的激光器编码并将激光器编码传输给第一处理器。

在上述方案中，激光探测器将接收到的激光信号转化为第一电信号，由于每一个激光探测器可接收的激光信号的频率都不同，因此每一个激光探测器生成的第一电信号的频率也都不同。激光探测器将生成的第一电信号传输给激光频率解码单元，激光频率解码单元根据接收到的第一电信号的频率生成指定的激光器编码，每一个激光器编码均对应一个指定的随机数。激光频率解码单元将生成的激光器编码传输给第一处理器，第一处理器将接收到的激光器编码与存储在内部存储器的随机数进行比对。

更进一步的方案是，激光锁包括第一电源，第一电源为第一处理器和信号发射单元供电。

更进一步的方案是，激光锁包括第二电源，第二电源为激光频率解码单元供电。

更进一步的方案是，激光锁包括第三电源，第三电源为信号接收单元、第二处理器和处理电路供电。

为了实现本发明的第二目的，本发明提供的激光频率编码的门锁系统包括激光锁和激光钥匙，激光锁包括信号发射单元、门锁控制单元、激光探测器和第一处理器、激光传输单元、激光频率解码单元，所述激光钥匙包括信号接收单元、激光器、第二处理器、处理电路和激光选择器，其工作方法包括如下步骤：

步骤S1：信号发射单元向信号接收单元发送检测信号，信号接收单元在接收到检测信号以后向信号发射单元发射应答信号；

步骤S2：信号发射单元在接收到应答信号以后，向第一处理器传输启动信号，第一处理器生成一个随机数并将随机数存储到激光锁的内部存储器；

步骤S3：第一处理器将随机数传输给信号发射单元，信号发射单元将随机数传输给信号接收单元，信号接收单元将随机数传输给第二处理器；

步骤S4：第二处理器将随机数转化为第二电信号，并将第二电信号传输给处理电路；

步骤S5：处理电路对于第二电信号进行整流和放大，然后将经过整流和放大后生成的第三电信号传输给激光选择器；

步骤S6：激光选择器根据第三电信号选择对应的激光器，激光器向激光传输单元发射激光信号；

步骤S7：激光传输单元将激光信号传输给对应的激光探测器，激光探测器将激光信号转化为第一电信号；

步骤S8：激光探测器将第一电信号传输给激光频率解码单元，激光频率解码单元根据第一电信号生成对应的激光器编码，并将激光器编码传输给第一处理器；

步骤S9：第一处理器将接收到的激光器编码与内部存储器存储的随机数进行比对；

步骤S10：第一处理器向门锁控制单元传输开锁信号。

由上述方案可见，信号发射单元每隔5秒发送一次检测信号，当激光钥匙靠近激光锁时，信号发射单元将检测信号发送给激光钥匙，激光钥匙上的信号接收单元在接收到检测信号之后向信号发射单元发射应答信号。当激光锁在30秒内检测不到激光钥匙发送的应答信号时，第一处理器进入休眠状态。该门锁系统通过生成随机数确定激光器发射的激光信号的频率，使得激光信号的频率具有随机性，这样激光钥匙就无法被复制，使得门锁系统具有更好地安全性和保密性。

附图说明

图1是本发明门锁系统实施例的原理框图。

图2是本发明门锁系统工作方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本发明提供的采用激光频率编码的门锁系统包括激光锁和激光钥匙，激光锁包括信号发射单元1、门锁控制单元2、第一处理器3、激光传输单元4、激光频率解码单元5和激光探测器，激光探测器的数量为五个，分别是第一激光探测器6、第二激光探测器7、第三激光探测器8、第四激光探测器9、第五激光探测器10。激光锁还包括第一电源11和第二电源12，第一电源11向信号发射单元1和第一处理器3供电，第二电源12向激光频率解码单元供电。激光钥匙包括信号接收单元13、第二处理器14、处理电路15、激光选择器16和激光器，激光器的数量为五个，分别是第一激光器17、第二激光器18、第三激光器19、第四激光器20、第五激光器21。激光钥匙还包括第三电源22，第三电源22向信号接收单元13、处理电路15、激光选择器16供电。

在本实施例中，信号发射单元1每隔5秒发送一次检测信号，当激光钥匙靠近激光锁时，信号发射单元1将检测信号发送给激光钥匙，激光钥匙上的信号接收单元13在接收到检测信号之后向信号发射单元1发射应答信号。信号发射单元1在接收到应答信号之后向第一处理3传输启动信号，第一处理器3生成数字信号。在第一处理器3中设置有随机数组，随机数组为由1至5组成的随机数组，数字信号为1至5中的任意一个随机数，优选的，该随机数为自然数。第一处理器3将生成的随机数传输给信号发射单元1，信号发射单元1将随机数发送给信号接收单元13，信号接收单元13将随机数传输给第二处理器14，第二处理器14将随机数转化为第二电信号并将第二电信号传输给处理电路15，处理电路15对于接收到的第二电信号进行整形和放大，然后将处理过后的第三电信号传输给激光选择器16。每一个随机数均对应一个指定的激光器，每个激光器发射的激光信号的频率都不同，每一个随机数均对应一个指定频率的激光信号。激光选择器16根据第三电信号的频率选择对应的激光器，并将第三电信号传输给指定的激光器，激光器将第三电信号转化为激光信号。激光器将激光信号发送给激光传输单元4。激光传输单元4根据激光信号的频率选择对应的激光探测器并将激光信号传输给对应的激光探测器。激光探测器将接收到的激光信号转化为第一电信号并将第一电信号传输给激光频率解码单元5。激光频率解码单元5根据接收到的第一电信号的频率生成指定的激光器编码，然后将生成的激光器编码传输给第一处理器3。第一处理器3将接收到的激光器编码3与内部存储器中存储的随机数进行比对，如果比对结果一致，则第一处理器3向门锁控制单元2传递开锁信号，门锁开启；如果比对结果不一致，则第一处理器3重新生成一个新的随机数，此时门锁无法开启。

在本实施例中，假设第一处理器3中生成的随机数为“1”，那么随机数“1”对应的激光器为第一激光器17，第一激光器17对应的激光探测器为第一激光探测器6。第一激光探测器6将生成的第一电信号传输给激光频率解码单元5，激光频率解码单元5生成的激光器编码也为“1”。激光频率解码单元5将激光器编码“1”传输到第一处理器3，第一处理器3内部存储器中存储的随机数也为“1”，此时比对结果一致，那么第一处理器3向门锁控制单元2传递开锁信号，门锁开启。以此类推，激光锁生成的数字信号是随机的，那么对应的激光信号的频率也是随机的，这样不法分子就无法通过复制钥匙的形状来打开门锁，大大提高了门锁系统的安全性。

参见图2，本发明提供的门锁系统的工作方法包括如下步骤：

首先，执行步骤S1，信号发射单元1向信号接收单元13发送检测信号，信号接收单元13在接收到检测信号以后向信号发射单元1发射应答信号；然后，执行步骤S2，信号发射单元1在接收到应答信号以后，向第一处理器3传输启动信号，第一处理器3生成一个随机数并将随机数存储到激光锁的内部存储器；然后，执行步骤S3，第一处理器3将随机数传输给信号发射单元1，信号发射单元1将随机数传输给信号接收单元13，信号接收单元13将随机数传输给第二处理器14；然后，执行步骤S4，第二处理器14将随机数转化为第二电信号，并将第二电信号传输给处理电路15；然后，执行步骤S5，处理电路15对于第二电信号进行整流和放大，然后将经过整流和放大后生成的第三电信号传输给激光选择器；然后，执行步骤S6，激光选择器根据第三电信号选择对应的激光器，激光器向激光传输单元4发射激光信号；然后，执行步骤S7，激光传输单元4将激光信号传输给对应的激光探测器，激光探测器将激光信号转化为第一电信号；然后，执行步骤S8，激光探测器将第一电信号传输给激光频率解码单元5，激光频率解码单元5根据第一电信号生成对应的激光器编码，并将激光器编码传输给第一处理器3；然后，执行步骤S9，第一处理器3将接收到的激光器编码与内部存储器存储的随机数进行比对；若比对结果一致，则继续执行步骤S10，第一处理器3向门锁控制单元2传递开锁信号，若比对结果不一致，则执行步骤S2，第一处理器3重新生成一个新的随机数。

在本实施例中，当激光锁在30秒内无法检测到激光钥匙传输过来的应答信号时，第一处理器3进入休眠状态。当激光器编码与内部存储器中存储的随机数比对结果一致时，门锁开启；当比对结果不一致时，门锁无法开启，第一处理器3重新生成新的随机数，直到激光器编码与随机数比对结果一致，门锁才能正常开启。

尽管结合本实施例和优选方案展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上均可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种采用激光频率编码的门锁系统，包括激光锁和激光钥匙，所述激光锁包括信号发射单元、门锁控制单元和激光探测器，所述激光钥匙包括信号接收单元和激光器，所述信号发射单元向所述信号接收单元发射检测信号，所述门锁控制单元控制门锁的开启，所述激光器用于发射激光信号，所述激光探测器将所述激光信号转化为第一电信号；

其特征在于：

所述激光锁还包括第一处理器，所述信号发射单元向所述第一处理器传输启动信号，所述第一处理器向所述信号发射单元发射数字信号，所述数字信号为预设的随机数组中的任意一个随机数；

所述激光钥匙包括第二处理器，所述信号发射单元向所述信号接收单元发射所述数字信号，所述信号接收单元将所述数字信号传输给所述第二处理器；

所述激光器的数量为多个，所述激光器的数量与所述随机数组所包含的所述随机数的个数相等，每一个所述激光器与所述随机数组中的所述随机数一一对应，且每一所述激光器发射的激光信号的频率都不同，每一个所述随机数均对应一个指定的所述激光器，每一个所述随机数均对应一个指定频率的激光信号。

2.根据权利要求1所述的门锁系统，其特征在于：

所述激光探测器的数量为多个，所述激光探测器的数量与所述激光器的数量相等，每一个所述激光探测器与所述激光器一一对应。

3.根据权利要求1或2所述的门锁系统，其特征在于：

所述激光钥匙包括处理电路和激光选择器，所述第二处理器将所述数字信号转化为第二电信号并将所述第二电信号传输给所述处理电路，所述处理电路对于所述第二电信号进行整形和放大，并将经过整形和放大后生成的第三电信号传输给所述激光选择器。

4.根据权利要求1或2所述的门锁系统，其特征在于：

所述激光锁包括激光传输单元，所述激光器将所述激光信号传输给所述激光传输单元，所述激光传输单元将所述激光信号传输给对应的所述激光探测器。

5.根据权利要求1或2所述的门锁系统，其特征在于：

所述激光锁包括激光频率解码单元，所述激光探测器将所述第一电信号传输给所述激光频率解码单元，所述激光频率解码单元根据所述第一电信号生成对应的激光器编码并将所述激光器编码传输给所述第一处理器。

6.根据权利要求1或2所述的门锁系统，其特征在于：

所述激光锁包括第一电源，所述第一电源向所述第一处理器和所述信号发射单元供电。

7.根据权利要求5所述的门锁系统，其特征在于：

所述激光锁包括第二电源，所述第二电源向所述激光频率解码单元供电。

8.根据权利要求3所述的门锁系统，其特征在于：

所述激光钥匙包括第三电源，所述第三电源向所述信号接收单元、所述第二处理器和所述处理电路供电。

9.一种采用激光频率编码的门锁系统的工作方法，该激光频率编码的门锁系统包括激光锁和激光钥匙，所述激光锁包括信号发射单元、门锁控制单元、激光探测器和第一处理器、激光传输单元、激光频率解码单元，所述激光钥匙包括信号接收单元、激光器、第二处理器、处理电路和激光选择器，其特征在于，所述工作方法包括如下步骤：

所述信号发射单元向所述信号接收单元发送检测信号，所述信号接收单元在接收到所述检测信号以后向所述信号发射单元发射应答信号；

所述信号发射单元在接收到所述应答信号以后，向所述第一处理器传输启动信号，所述第一处理器生成一个随机数并将所述随机数存储到所述激光锁的内部存储器；

所述第一处理器将所述随机数传输给所述信号发射单元，所述信号发射单元将所述随机数传输给所述信号接收单元，所述信号接收单元将所述随机数传输给所述第二处理器；

所述第二处理器将所述随机数转化为第二电信号，并将所述第二电信号传输给所述处理电路；

所述处理电路对于所述第二电信号进行整流和放大，然后将经过整流和放大后生成的第三电信号传输给所述激光选择器；

所述激光选择器根据所述第三电信号选择对应的激光器，所述激光器向所述激光传输单元发射激光信号，所述激光器的数量为多个，所述激光器的数量与随机数组所包含的所述随机数的个数相等，每一个所述激光器与所述随机数组中的所述随机数一一对应，且每一所述激光器发射的激光信号的频率都不同，每一个所述随机数均对应一个指定的所述激光器，每一个所述随机数均对应一个指定频率的激光信号；

所述激光传输单元将所述激光信号传输给对应的所述激光探测器，所述激光探测器将所述激光信号转化为第一电信号；

所述激光探测器将所述第一电信号传输给所述激光频率解码单元，所述激光频率解码单元根据所述第一电信号生成对应的激光器编码，并将所述激光器编码传输给所述第一处理器；

所述第一处理器将接收到的所述激光器编码与所述内部存储器存储的所述随机数进行比对，若比对结果一致，则所述第一处理器向门锁控制单元传输开锁信号，若比对结果不一致，则所述第一处理器重新生成一个新的所述随机数。

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