CN116110152A - 一种有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁，包括如下方法步骤：S1、设置密码，制备有机薄膜后将制备好的有机薄膜密钥插入密钥插槽，添加管理员将有机薄膜密钥插入密钥插槽，光谱仪将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，随后输入管理员名称后选择保存，系统得到管理员名称以及管理员对应的密钥的光谱信息。S2、开锁，直接将密钥插入密钥插槽，光谱仪探测到密钥插入，将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，得到密钥的吸收和反射光谱，微处理器将密钥的光谱与管理员光谱进行对比，根据光谱密钥的验证结果，门锁锁芯选择开门或是拒绝开门。本发明能提高了有机薄膜光谱作为密钥的门锁的安全性。

Description

一种有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁
技术领域
本发明涉及门锁应用技术领域，尤其涉及一种有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁。
背景技术
无论是作为百姓家用或者作为公共设施使用门锁的存在是必不可缺的。门锁分为锁芯以及密钥两部分，密钥的种类繁多，有传统锁、密码锁、电子锁、磁性锁、指纹锁、遥控锁以及虹膜锁等。
在寻常日用中磁性锁、遥控锁、指纹锁、虹膜锁和密码锁都已经能够保障门锁的安全。然而对于指纹锁来说，虽然指纹具有单一性，不可重复性，往往被认为十分安全，然而，别有用心的人却很容易能够获得门锁主人的指纹信息，如偷偷拓印。对于密码锁来说，长期使用同一个密码容易在屏幕上留下痕迹，这也是一个很大的安全隐患。对于磁性锁，遥控锁等锁而言，又很容易被他人复制磁性，如现在手机普遍集成的NFC功能，就能轻易地复制一张磁卡的磁条，从而复制了密钥。虽然虹膜锁在民用尚未得到推广，技术门槛较高，而事实上，它也存在着类似指纹锁的安全隐患。因此，如何提供一种有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提出有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁，本发明能实现更高保密性，基于有机半导体材料薄膜，从材料种类，材料比例，不同厚度等方面进行密钥设置，提高了有机薄膜光谱作为密钥的门锁的安全性。
根据本发明实施例的一种有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁，其特征在于，包括如下方法步骤：
S1、制备有机薄膜后将制备好的有机薄膜密钥插入密钥插槽，添加管理员将有机薄膜密钥插入密钥插槽，光谱仪将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，随后输入管理员名称后选择保存，系统得到管理员名称以及管理员对应的密钥的光谱信息。
S2、直接将密钥插入密钥插槽，光谱仪探测到密钥插入，将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，得到密钥的吸收和反射光谱，微处理器将密钥的光谱与管理员光谱进行对比，根据光谱密钥的验证结果，门锁锁芯选择开门或是拒绝开门。
优选的，所述S1中制备有机薄膜方法具体包括在光滑的玻璃或透明柔性衬底上以旋涂、刮涂、喷墨打印方式制备有机薄膜。
优选的，所述S1中添加管理员具体方法包括：
选择按钮“添加管理员”，系统要求验证管理员身份，将其中任意管理员密钥插入密钥插槽，光谱仪根据预先设置的测试模式将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，将插入的密钥与内存的每个管理员光谱进行对比，公式：
∑(|R密钥-R管理员|÷R管理员)；
计算每两条曲线之间的误差，如果误差小于0.05，验证通过，随后直接输入管理员名称，最后选择保存，如果误差大于0.05，则验证不通过，则会返回“验证失败”。
优选的，所述S1中还包括删除管理员，具体方法包括：
选择按钮“删去管理员”，系统将会要求验证管理员身份，随后将至少两位管理员密钥插入密钥插槽，光谱仪根据预先设置的测试模式将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，如果验证通过，需要随后再插入另一把管理员钥匙，如果继续验证通过，可以直接删去任何一位管理员，如果其中一次验证不通过，则会返回“验证失败”。
优选的，所述S2光谱与管理员光谱进行对比方法包括：
将插入的密钥与每一条管理员光谱进行对比，运用：
Σ(|R密钥-R管理员|÷R管理员)；
计算每两条曲线之间的误差，判断误差大小，误差若小于0.05，则验证成功，若大于0.05，则验证失败，随后将结果传输至门锁锁芯。
优选的，所述有机薄膜的厚度为10-200nm，表面粗糙为0.01-5nm。
优选的，所述有机薄膜包括单组份组成的有机薄膜和多组分组成的有机薄膜，所述有机薄膜包括单层结构和多层结构，多层结构的所述有机薄膜厚度小于500nm。
优选的，所述有机薄膜采用的材料为在紫外可见光区具有强反射特征峰材料。
优选的，包括门锁密钥、光纤、光谱仪、光源、密钥插槽、微处理器和锁芯，所述门锁密钥插入式安装在密钥插槽内，所述光源发出的光通过光纤传导至密钥插槽，所述密钥插槽通过光纤传导至光谱仪，所述光谱仪用于记录门锁密钥的光谱信息，所述光谱仪与微处理器信号传输，所述微处理器将光谱信息输入的信息与微处理器内部保存信息进行对比运算，所述微处理器与锁芯信号连接，用于将微处理器比对结果传输给锁芯。
本发明的有益效果是：
(1)本发明基于光谱识别技术，使用具有特征光谱，吸收或是镜面反射的材料薄膜作为开锁密钥，这种方法具有指纹性，即光谱形状为这种材料独有且极难仿制，同时也具有多样性，即可以通过调控材料种类，材料比例，膜厚，透及反射模式等条件，杜绝了密钥互开的可能性，极大的提升了门锁密钥的安全性；
(2)本发明能实现更高保密性，基于有机半导体材料薄膜，从材料种类，材料比例，不同厚度等方面进行密钥设置，同时开发门锁内置软件程序，实现快速精准识别密钥，便捷添加、删除、更换密钥以及设置管理员身份，进一步提高了有机薄膜光谱作为密钥的门锁的安全性，此方法相较于目前常用的各种门锁密钥，具有安全程度极高，技术开锁极难，生产技术门槛不高等优势，具有极高应用价值。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中有机薄膜光谱门锁吸收及反射模式的结构示意图；
图2为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中加锁的逻辑示意图；
图3为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中开锁的逻辑示意图；
图4为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中不同厚度的Y6薄膜作为门锁密钥的吸收光谱图；
图5为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中不同厚度的Y6薄膜作为门锁密钥的反射光谱图；
图6为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中以Y6-A-1作密钥、以Y6-A-2作测试的结果图；
图7为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中不同厚度的PM6、Y6、P3HT薄膜作为门锁密钥的反射光谱图；
图8为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中以P3HT作密钥、以Y6作测试的结果图；
图9为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中不同厚度的PM6:Y6共混薄膜作为门锁密钥的吸收光谱图；
图10为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中不同厚度的PM6:Y6共混薄膜作为门锁密钥的反射光谱图；
图11为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中以PM6:Y6作密钥、以PM6:Y6作测试的结果图；
图12为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中PM6材料的分子式；
图13为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中Y6材料的分子式；
图14为本发明提出的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁中P3HT材料的分子式。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。参考图1-3，一种有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁，包括门锁密钥、光纤、光谱仪、光源、密钥插槽、微处理器和锁芯，门锁密钥插入式安装在密钥插槽内，光源发出的光通过光纤传导至密钥插槽，密钥插槽通过光纤传导至光谱仪，光谱仪用于记录门锁密钥的光谱信息，光谱仪与微处理器信号传输，微处理器将光谱信息输入的信息与微处理器内部保存信息进行对比运算，微处理器与锁芯信号连接，用于将微处理器比对结果传输给锁芯，需要注意的是，本发明的范围包括但不局限于基于此示意图的光谱密钥门锁的结构。
包括如下方法步骤：
S1、设置密码
制备有机薄膜后将制备好的有机薄膜密钥插入密钥插槽，添加管理员将有机薄膜密钥插入密钥插槽，光谱仪将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，随后输入管理员名称后选择保存，系统得到管理员名称以及管理员对应的密钥的光谱信息。
S2、开锁
直接将密钥插入密钥插槽，光谱仪探测到密钥插入，将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，得到密钥的吸收和反射光谱，微处理器将密钥的光谱与管理员光谱进行对比，根据光谱密钥的验证结果，门锁锁芯选择开门或是拒绝开门。
S1中制备有机薄膜方法具体包括在光滑的玻璃或透明柔性衬底上以旋涂、刮涂、喷墨打印方式制备有机薄膜。
S1中添加管理员具体方法包括：
选择软件界面上的按钮“添加管理员”，系统要求验证管理员身份，将其中任意管理员密钥插入密钥插槽，光谱仪根据预先设置的测试模式将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，将插入的密钥与内存的每个管理员光谱进行对比；
运用公式Σ(|R密钥-R管理员|÷R管理员)计算每两条曲线之间的误差；
如果误差小于0.05，验证通过，随后直接输入管理员名称，最后选择保存，如果误差大于0.05，则验证不通过，则会返回“验证失败”。
S1中还包括删除管理员，具体方法包括：
选择按钮“删去管理员”，系统将会要求验证管理员身份，随后将至少两位管理员密钥插入密钥插槽，光谱仪根据预先设置的测试模式将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，如果验证通过，需要随后再插入另一把管理员钥匙，如果继续验证通过，可以直接删去任何一位管理员，如果其中一次验证不通过，则会返回“验证失败”。
S2光谱与管理员光谱进行对比方法包括：
将插入的密钥与每一条管理员光谱进行对比；
运用公式Σ(|R密钥-R管理员|÷R管理员)计算每两条曲线之间的误差；
判断误差大小，误差若小于0.05，则验证成功，若大于0.05，则验证失败，随后将结果传输至门锁锁芯。
有机薄膜的厚度为10-200nm，表面粗糙为0.01-5nm，有机薄膜包括单组份组成的有机薄膜和多组分组成的有机薄膜，常见于有机半导体材料，如Y6，PM6，P3HT等，有机薄膜包括单层结构和多层结构，多层结构的所述有机薄膜厚度小于500nm，有机薄膜采用的材料为在紫外可见光区具有强反射特征峰材料，有机薄膜的吸收光谱或镜面反射光谱采用紫外可见光谱仪测试得到，测试模式为透射或是反射模式。
有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法及门锁在门锁识别的应用。
实施例1：
参考图4-6，使用本发明所开发的门锁软件或是类似功能的其它门锁软件，来进行门锁识别认证，使用旋涂的方法制备厚度分别为10nm、20nm、30nm、40nm的Y6薄膜，测试其吸收和反射率曲线，并将吸收光谱数据储存为Y6-A-n，将反射率曲线储存为Y6-R-n以此类推。
此处以吸收光谱为例，将Y6-A-1的曲线设置为门锁密钥，然后将Y6-A-2的曲线输入其中解锁，结果弹出“验证失败，请重试”，并且显示光谱误差约为0.199，大于0.01的设置值，因此开门失败。
实施例2：
参考图7-8，使用本发明所开发的门锁软件或是类似功能的其它门锁软件，来进行门锁识别认证，使用旋涂的方法分别制备厚度约为50nm的P3HT,PM6以及Y6薄膜，测试其反射率曲线，并将反射率曲线数据储存为P3HT-R,PM6-R以及Y6-R。将P3HT-R的曲线设置为门锁密钥，然后将Y6-R的曲线输入其中解锁，结果弹出“验证失败，请重试”，并且显示光谱误差约为1.262，远大于0.01，因此开门失败。
实施例3：
参考图9-11，使用本发明所开发的门锁软件或是类似功能的其它门锁软件，来进行门锁识别认证，使用旋涂的方法制备厚度约为100nm的PM6:Y6以1:1.2的混合薄膜，测试其吸收以及反射率曲线，并将数据储存为PM6+Y6。将PM6+Y6的曲线设置为门锁密钥，然后将PM6+Y6的曲线输入其中解锁，结果弹出“验证成功，门已开”，并且显示光谱误差为0，小于0.01设置值，因此开门成功。
本发明的密钥具有很高的安全性，有机薄膜的吸收及反射光谱十分难以伪造，面对一张特定的光谱，没有任何办法能够伪造。
识别的安全性：有机薄膜的吸收及反射光谱具有指纹性，即同种条件制备的有机薄膜，其吸收及反射光谱误差极小，在1％，即0.01以下，因此将误差0.01作为程序判定密钥正确性的标准十分合适和有效。
参考图1，光谱密钥门锁光路示意图，将Y型光纤连接在微型光源上，可以实现吸收及反射的双通道测量，开锁时只需将钥匙插入插槽，电脑可以自动感应钥匙的插入，随后识别钥匙的吸收及反射光谱，与系统储存的光谱进行比对，从而开门成功或是失败。
本发明基于光谱识别技术，使用具有特征光谱，吸收或是镜面反射的材料薄膜作为开锁密钥，这种方法具有指纹性，即光谱形状为这种材料独有且极难仿制，同时也具有多样性，即可以通过调控材料种类，材料比例，膜厚，透及反射模式等条件，杜绝了密钥互开的可能性，极大的提升了门锁密钥的安全性。
本发明能实现更高保密性，基于有机半导体材料薄膜，从材料种类，材料比例，不同厚度等方面进行密钥设置，同时开发门锁内置软件程序，实现快速精准识别密钥，便捷添加、删除、更换密钥以及设置管理员身份，进一步提高了有机薄膜光谱作为密钥的门锁的安全性，此方法相较于目前常用的各种门锁密钥，具有安全程度极高，技术开锁极难，生产技术门槛不高等优势，具有极高应用价值。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法，其特征在于，包括如下方法步骤：
S1、制备有机薄膜后将制备好的有机薄膜密钥插入密钥插槽，添加管理员将有机薄膜密钥插入密钥插槽，光谱仪将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，随后输入管理员名称后选择保存，系统得到管理员名称以及管理员对应的密钥的光谱信息；
S2、直接将密钥插入密钥插槽，光谱仪探测到密钥插入，将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，得到密钥的吸收和反射光谱，微处理器将密钥的光谱与管理员光谱进行对比，根据光谱密钥的验证结果，门锁锁芯选择开门或是拒绝开门。
2.根据权利要求1所述的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法，其特征在于，所述S1中制备有机薄膜方法具体包括在光滑的玻璃或透明柔性衬底上以旋涂、刮涂、喷墨打印方式制备有机薄膜。
3.根据权利要求1所述的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法，其特征在于，所述S1中添加管理员具体方法包括：
选择“添加管理员”的按钮，系统要求验证管理员身份，将其中任意管理员密钥插入密钥插槽，光谱仪根据预先设置的测试模式将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，将插入的密钥与内存的每个管理员光谱进行对比，并运用：
∑(R密钥-R管理员÷R管理员)；
计算每两条曲线之间的误差，如果误差小于0.05，验证通过，随后直接输入管理员名称，最后选择保存，如果误差大于0.05，则验证不通过，则会返回“验证失败”。
4.根据权利要求1所述的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法，其特征在于，所述S1中还包括删除管理员，具体方法包括：
选择按钮“删去管理员”，系统将会要求验证管理员身份，随后将至少两位管理员密钥插入密钥插槽，光谱仪根据预先设置的测试模式将自动测试有机薄膜密钥的吸收及反射光谱，如果验证通过，需要随后再插入另一把管理员钥匙，如果继续验证通过，可以直接删去任何一位管理员，如果其中一次验证不通过，则会返回“验证失败”。
5.根据权利要求1所述的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法，其特征在于，所述S2光谱与管理员光谱进行对比方法包括：
将插入的密钥与每一条管理员光谱进行对比，并运用：
∑(R密钥-R管理员÷R管理员)；
计算每两条曲线之间的误差，并判断误差大小，误差若小于0.05，则验证成功，若大于0.05，则验证失败，随后将结果传输至门锁锁芯。
6.根据权利要求1所述的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法，其特征在于，所述有机薄膜的厚度为10-200nm，表面粗糙为0.01-5nm。
7.根据权利要求1所述的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法，其特征在于，所述有机薄膜包括单组份组成的有机薄膜和多组分组成的有机薄膜，所述有机薄膜包括单层结构和多层结构，多层结构的所述有机薄膜厚度小于500nm。
8.根据权利要求1所述的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法，其特征在于，所述有机薄膜采用的材料为在紫外可见光区具有强反射特征峰材料。
9.一种门锁，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的有机薄膜光谱应用门锁密钥的方法。
10.根据权利要求9所述的门锁，其特征在于，包括门锁密钥、光纤、光谱仪、光源、密钥插槽、微处理器和锁芯，所述门锁密钥插入式安装在密钥插槽内，所述光源发出的光通过光纤传导至密钥插槽，所述密钥插槽通过光纤传导至光谱仪，所述光谱仪用于记录门锁密钥的光谱信息，所述光谱仪与微处理器信号传输，所述微处理器将光谱信息输入的信息与微处理器内部保存信息进行对比运算，所述微处理器与锁芯信号连接，用于将微处理器比对结果传输给锁芯。
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