CN1924874A

CN1924874A - 方向感应加密方法

Info

Publication number: CN1924874A
Application number: CNA2006100148748A
Authority: CN
Inventors: 王金刚; 单永琳; 宫霄霖; 刘妮; 姜丹
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2007-03-07

Abstract

本发明属于电子信息领域。一种移动智能终端由方向感应的加密方法。由方向传感器芯片和微处理器芯片组成电子指南针模块，通过电子指南针模块获取移动终端或其它嵌入式设备所处方向的数据帧；由移动终端读入电子指南针模块输出的数据帧，处理后得到方向数据，此数据作为密码或者密码的一部分；移动终端得到的密码与预先设置的用户密码进行比较，输入的密码与预置的密码吻合，认为密码正确。本发明以电子指南针模块作为移动智能终端方向感应加密手段，可以减小了用枚举的方式破译密码的机率，提高了安全性。本发明不仅限于PDA，同时可用于其它嵌入式电子设备、单片机、普通PC机。

Description

方向感应加密方法

技术领域

本发明属于电子信息领域，具体涉及一种移动智能终端方向感应的加密方法。

背景技术

各种移动智能终端，如掌上电脑PDA，越来越广泛地应用于各种领域。这类移动智能终端的密码输入一般采用按键或触摸屏方法，所输入的密码多为数字或者字母。然而由于大多数嵌入式设备结构简单而且没有鼠标和键盘，如果再使用这种常规的密码输入方法显然不太适用。鉴于此本发明提出了一种新的密码输入方式，既不会影响移动智能终端便携性，又可使输入的密码便于记忆，这无疑可以给广大移动智能终端使用者带来很大的方便。此外，对普通PC机而言，可以将本方法与传统的PC机键盘输入方法相结合，将所测得的方向数据作为用户密码的一部分，只有当方向数据和键盘输入的数据同时与用户的预置值相符时，密码才为正确。这样可以减小了用枚举的方式破译密码的机率，提高了安全性；对于那些没有触摸屏、键盘等常用输入设备的结构简单的嵌入式设备来说，本方法不失为一种有效的加密方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用以电子指南针模块作为智能终端方向感应加密方法。

以下结合附图对发明进行说明。

一种方向感应加密方法，主要包括方向传感器芯片1、微处理器芯片2、主机3，主机3可为移动终端、普通PC机、单片机以及其它嵌入式设备。由方向传感器芯片1和微处理器芯片2组成电子指南针模块4。方向感应加密方法步骤如下：

i.通过电子指南针模块4，获取用户当前所处方向的方向数据；

ii.主机3读入由电子指南针模块4输出的数据帧，处理后得到方向数据，同时此数据作为密码或者密码的一部分；

iii.由主机3输入1个或多个方向数据，输入完成；

iv.主机3将由步骤iii得到的密码与预先设置的用户密码进行比较，输入的密码与预置的密码吻合，认为密码正确。

指南针模块4与主机3通过RS232串口或I2C接口进行通信。

主机3将接收到的数据帧处理后，得到方向数据，并将其显示到显示器上。由于显示速度要远远小于由串口读入的速度，一部分方向数据将被舍弃。当主机3完成一个方向数据的显示后，由于在显示期间，有多个方向数据经过处理，为了达到一定程序上的同步性，使显示为当前方向，主机只读取最后一个方向数据进行显示，其余数据均不予显示。考虑到实际操作，可将用户输入的两个方向数据与预置数据进行比较，当输入数据与预置数据之间误差在正负10度到20度(也可以根据安全性需要设置为其它)之间时认为密码正确，用户合法。

电子指南针模块4与主机3之间收发数据使用到的帧格式如表1所示。

表1

0XAA

命令字

DATA1

DATA2

校验字

0X0D

表2为电子指南针模块4各引脚说明。

表2

符号	引脚	说明	符号	引脚	说明
符号	引脚	说明	符号	引脚	说明	+Iflip2	1	翻转线圈	+Vo1	9	电阻桥电压输出
Vcc2	2	电阻桥电源	-Iflip1	10	翻转线圈	+Iflip2	1	翻转线圈	+Vo1	9	电阻桥电压输出
Vcc2	2	电阻桥电源	-Iflip1	10	翻转线圈	GND2	3	地	+Iflip1	11	翻转线圈
+Icomp2	4	补偿线圈	Vcc1	12	电阻桥电源	GND2	3	地	+Iflip1	11	翻转线圈
+Icomp2	4	补偿线圈	Vcc1	12	电阻桥电源	GND1	5	地	-Icomp1	13	补偿线圈
+Icomp1	6	补偿线圈	-Vo2	14	电阻桥电压输出	GND1	5	地	-Icomp1	13	补偿线圈
+Icomp1	6	补偿线圈	-Vo2	14	电阻桥电压输出	-Icomp1	7	补偿线圈	+Vo2	15	电阻桥电压输出
-Vo1	8	电阻桥电压输出	-Iflip2	16	翻转线圈	-Icomp1	7	补偿线圈	+Vo2	15	电阻桥电压输出

本发明提出的加密方法是以电子指南针技术为基础。将电子指南针作为方向传感器，由方向传感器1输出的信号送到微处理器芯片2处理后封装成具有一定格式的数据帧。当与单片机通信时可以直接对此数据帧进行读取，当要与PC通过串口通信时，要经过RS232电平转换，将TTL电平转换成RS232电平。

附图说明：

图1为本发明硬件连接示意图。

图2为本发明电子指南针模块4的内部引脚结构图。

图3为本发明软件部分中进程1的处理流程图。

图4为本发明软件部分中进程2的处理流程图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的说明。

附图1显示了本发明所采用的硬件连接示意图。电子指南针模块4是由方向传感器芯片1、微处理器芯片2两部分组成，主机3读入由电子指南针模块输出的数据。对于本实施例是采用普通PC机作为主机与电子指南针模块4联机。电子指南针模块4与PC机之间通过RS232串口进行通信，其波特率为19200bps。将电子指南针模块的V+引脚接12V电源，GND引脚接电源地。PCR引脚接PC串口的RXD端，PCT引脚连到PC串口的TXD端。方向传感器芯片1将输出的方向信号接入微处理器芯片2，微处理器芯片2将信号封装成有一定格式的数据帧，并将数据帧送专用芯片将TTL电平转换成RS232电平转换。转换后的数据帧由串口送出。本实施例采用的传感器芯片是KMZ52，微处理器芯片采用的是P87LPC769HD。

电子指南针模块4输出的角度是表示电子指南针目前所指的方向，电子指南针模块的频率是7.3728MHz。电子指南针模块为双层电路板，一面安有晶振；另一面安有电容。假设晶振垂直于水平面向上；100F电容垂直于水平面向下为正方向，相反为反方向。当模块正方向放置时，顺时针转动模块，输出角度增加；反方向放置时，顺时针转动模块，输出角度减少。使用过程中，在正方向看时0、360表示正北方向，90表示正东方向，180表示正南方向，270表示正西；在反方向看时0、360表示正北，270表示正东，180表示正南，90表示正西。输出数据均用16进制表示。电子指南针模块与PC机之间相互通信时，电子指南针模块发送的数据帧和PC机发送的命令帧结构均如表1所示。每帧大小为6个字节，其中0XAA为帧头；命令字可以为0X01；DATA1为模块所测得的方向角度的高位，DATA2为低位；校验字的值等于0XAA XOR命令字XORDATA1 XOR DATA2，即为前4字节的异或之；0X0D为帧尾。由于电子指南针模块在设计上采用一问一答的形式，当需要进行方向测量时，PC机首先由串口向电子指南针模块发送命令帧<0XAA 0X01**⊙0X0D>，其中*表示任意值；⊙表示不确定值，但不任意。电子指南针模块接收到命令帧后向PC机返回数据帧。

本发明的实施需要由软件来支持。实施例中软件主要是由两个进程组成，进程1的流程如图3所示。启动时进程1首先对系统串口进行读取前必要的设置，然后通过串口向电子指南针模块发送命令帧，接着从串口的设备文件中将电子指南针模块发送的数据帧读取回来。读数时每次读入一位，读入后判断是否为0XAA，如果是，则表示该位为一帧的帧头，这时读取该帧的后五位数，得到完整的一帧，如果不是，则继续读数。然后判断最后一位是否为0X0D、及第五位是否等于前四位相异或值。当上述条件满足时说明读入的数据帧无误，否则认为是错误帧予以舍弃。当数据帧确认无误时对数据帧进行处理，如果命令字为0X01(读取数据时)，PC机通过对接收帧中DATA1和DATA2进行处理得到所测方向的方位角度，将该角度数值写到一个指定的文件中。进程2的流程如图4所示。进程2的作用是生成一个用户界面，用以显示当前方向数据并进行密码验证。运行时首先从指定的文件中读出由进程1写入的方向数据，将该数据显示于显示器上。显示时屏幕上指南针的指针将根据读数变化而发生转动。指南针模块与PC机通过串口通信的波特率为19200，由于进程2显示速度要远远小于进程1从串口将数据读入的速度，在一个数据的显示期间，可能会有多个方向数据经过处理，写入指定文件。为了达到一定程序上的同步性，使显示为当前方向，主机只读取最后一个方向数据进行显示，其余数据均不予显示。当显示器显示的方向数据为用户想要输入的数据时，按下界面上的软按键(实际应用时可以采用硬件按键)。此时方向数据将被写入一个特定的文件中。为了进一步提高系统的安全性，往往采用多位密码，本实施例采用的是6位(也可以为更多位)，由于一个方向数据用三位数据表示，故当两个方向数据输入完毕后，密码输入结束，这时主机将提示用户输入有效的用户名。此时PC机将根据用户名和输入的密码与用户预置的密码进行比对，只要当两者之间的误差在一定范围内时，才认为用户为合法用户，本实施例误差采用的是正负15度，在实际应用中，可以根据安全性的要求增大或减小误差范围。

本发明的特点及有益效果是：采用以电子指南针模块作为移动智能终端方向感应加密手段，为移动智能终端用户提供了一种新的密码输入方法，可以减小了用枚举的方式破译密码的机率，提高了安全性；对于那些没有触摸屏、键盘等常用输入设备的结构简单的嵌入式设备来说，本发明不失为一种有效的加密方式。此方法不仅限于PDA，同时也可以用于其它嵌入式电子设备、单片机、普通PC机等。

Claims

1.一种方向感应加密方法，包括方向传感器芯片(1)、微处理器芯片(2)、主机(3)，其特征在于由方向传感器芯片(1)和微处理器芯片(2)组成电子指南针模块(4)，所述方向感应加密方法步骤如下：

i.通过电子指南针模块(4)，获取用户当前所处方向的方向数据；

ii.主机(3)读入由电子指南针模块(4)输出的数据帧，处理后得到方向数据，同时此数据作为密码或者密码的一部分；

iii.由主机(3)输入一个或多个方向数据，输入完成；

iv.主机(3)将由步骤iii得到的密码与预先设置的用户密码进行比较，输入的密码与预置的密码吻合，认为密码正确。

2.根据权利要求1所述的方向感应加密方法，其特征在于所述指南针模块(4)与主机(3)通过RS232串口或I2C总线进行通信。

3.根据权利要求1所述的方向感应加密方法，其特征在于所述步骤iv将用户输入的方向数据与预置数据进行比较，当两数据之间误差在正负10到20度时认为密码正确。

4.根据权利要求1或2所述的方向感应加密方法，其特征在于所述的主机(3)可为移动终端、普通PC机、单片机以及其它嵌入式设备。