WO2014019526A1

WO2014019526A1 - 可见光的加密方法、解密方法、通信装置及通信系统

Info

Publication number: WO2014019526A1
Application number: PCT/CN2013/080579
Authority: WO
Inventors: 刘若鹏; 栾琳; 肖光锦
Original assignee: 深圳光启创新技术有限公司
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2014-02-06
Also published as: EP2882117B1; EP2882117A4; JP2015532030A; JP6082461B2; KR101670194B1; KR20150038018A; EP2882117A1; US20150146871A1; US10250384B2

Abstract

本发明公开了可见光的加密方法、解密方法、通信装置及通信系统，其中，该方法包括接收来自发射端的可见光信号，其中，可见光信号在发射端被密钥加密；获取密钥，并根据密钥对可见光信号进行解密，其中，获取密钥包括：获取与接收端状态机的状态对应的密钥；或者，根据可见光信号获取的用于获得密钥的指示信息并根据指示信息获取密钥。通过本发明解决了可见光加密解密中存在的无法解密的问题，提高了解密的准确性。

Description

可见光的加密方法、解密方法、通信装置及通信系统技术领域本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及可见光的加密方法、解密方法、通信装置及通信系统。背景技术传统的物联网一般通过各种无线或有线的通讯网络实现互联互通，采用传统的通信技术。最近兴起了一种利用可见光在自由空间进行传播近距离通信的物联网技术，这种利用可见光通信技术的物联网我们称之为光子物联网。光子物联网具有传统物联网的功能，只是通信的方式采用可见光进行通信。由于可见光的指向性高，不能穿透障碍物，比使用无线通信方式具有更高的安全性，因而光子物联网等场合逐渐利用可见光进行近距离通信。目前光子物联网已经存在一些同步进行加密与解密的可见光通信系统，这种系统在使用同步方式让可见光发射机与接收机始终使用相同的并且随时间不断变化的伪码序列进行加密与解密。通过这种可见光通信的加密与解密，能使利用高速摄像机进行拍摄并复制出的频闪光信号失效，无法被接收机进行识别，可以有效地杜绝安全隐患。这种同步加密与解密的可见光通信系统利用握手同步的方法是在发射机中对导光信号和基带数据分别进行加扰，然后合成一组信号再通过调制后发射出去。在接收机中接收解调后再对其中加密的导光信号进行伪码判决，通过遍历查询选择出加密所用的伪码序列，然后对基带数据进行解密，最后利用 ID判决器对解密出来的 ID信息和对应寄存器所保存的 ID信息进行判断，最终确定是合法信号还是非法复制的信号，从而完成解密。由于发射机中加密所用的伪码序列和接收机中解密所用的伪码序列都是相同并且不断随时间变化的，所以采用这种同步可见光通信系统就要求可见光发射机和可见光接收机中的时间变化必须完全一致，即发射机和接收机的内部时钟必须完全一致，时间误差必须非常小，就目前所使用的晶振元件而言，很难达到完全一致，所使用的时间越长，两者的时间系统的时间差就越大，最终失去同步信息，导致发射机与接收机的状态变化不一致，即两者所使用的伪码序列可能在其中一端发生变化时，而另一端并未达到需要变化的时间点而继续使用原来的伪码序列，从而会导致解密失败。此外，由于同步的加密方法需要发射机和接收机进行时间上的同步，当某一端断电后，就会失去同步信息，这样重新上电后如果要恢复同步信息，就需要使用复位信号令未断电的一端重新与之同步，这样会增加系统的复杂度，并且可能会带来使用上的不便。发明内容本发明实施例针对可见光中的加密解密可能会导致解密失败的问题，提供了可见光的加密方法、解密方法、通信装置及通信系统。根据本发明实施例的一个方面，提供了一种可见光信号的解密方法，包括：接收来自发射端的可见光信号，其中，所述可见光信号在所述发射端被密钥加密；获取所述密钥，并根据所述密钥对所述可见光信号进行解密，其中，获取所述密钥包括：获取与接收端状态机的状态对应的所述密钥；或者，根据所述可见光信号获取的用于获得所述密钥的指示信息并根据所述指示信息获取所述密钥。优选地，根据所述可见光信号获取的用于获得所述密钥的指示信息，并根据所述指示信息获取所述密钥包括：将接收的所述可见光信号转换为数字信号；将所述数字信号分解为包括伪码序列指示码和伪码信号的信号；查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列，其中，所述伪码序列为所述密钥；根据所述伪码序列对所述伪码信号进行解密。优选地，将所述数字信号分解为包括伪码序列指示码和伪码信号的信号，查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列包括：将所述数字信号分解为设备寻址码和第一合并信号；将所述第一合并信号分解为所述伪码序列指示码和所述伪码信号；根据所述设备寻址码对所述伪码序列指示码的合法性进行判决，若合法，则查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列。优选地，查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列包括：根据接收到的伪码序列指示码判断是否合法，合法则查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列，不合法则提示密码错误。优选地，所述方法还包括：根据所述设备寻址码查询该设备对应 ID信息，将该 ID信息与译码获得的 ID信息进行对比，若相同，判定合法，则输出合法的 ID 信息。优选地，所述方法还包括：根据合法的 ID信息控制对应的设备。优选地，所述将接收的可见光信号转换为数字信号之后，还包括：对所述数字信号进行解调。优选地，所述根据所述设备寻址码对所述伪码序列指示码的合法性进行判决包括: 当所述伪码序列指示码是从小到大不循环的大数时，根据所述设备寻址码查询已接收到的伪码序列指示码，若所述伪码序列指示码小于或者等于已接收到的伪码序列指示码，则判定无效，否则判定合法；或者，当所述伪码序列指示码是从大到小不循环的大数时，根据所述设备寻址码查询已接收到的伪码序列指示码，若所述伪码序列指示码大于或者等于已接收到的伪码序列指示码，则判定无效，否则判定合法。优选地，根据所述伪码序列对所述伪码信号进行解密包括：将所述伪码序列与所述伪码信号进行逻辑运算，以对所述伪码信号进行解密。优选地，根据所述可见光信号获取的用于获得所述密钥的指示信息包括：根据所述可见光信号确定所述发射端的时钟变化参数和所述接收端的时钟变化参数；根据所述发射端的时钟变化参数和所述接收端的时钟变化参数确定所述发射端的时钟快慢因子；根据所述发射端的所述时钟快慢因子每隔预定时间更新所述接收端本地存储的所述发射端的时钟信息，其中，所述时钟信息为用于获得所述密钥的指示信息。优选地，所述发射端的时钟变化参数是指对应于所述发射端的系统时间的单位时间实际经历的标准时间，以及所述接收端的时钟变化参数是指对应于所述接收端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间，其中所述实际经历的标准时间都是以所述接收端的晶振的系统周期为单位来计量的。优选地，所述发射端的时钟快慢因子为对应于所述接收端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间与对应于发射端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间之比。优选地，所述预定时间是所述接收端的系统时间的预定时间，每隔所述预定时间，所述接收端本地存储的所述发射端的所述时钟信息的误差为所述预定时间减去所述发射端的时钟快慢因子与所述预定时间的乘积，其中更新所述接收端本地存储的所述发射端的所述时钟信息包括用本地存储的所述发射端的所述时钟信息减去所述误差。优选地，所述单位时间为接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间，所述标称持续时间等于所述可见光信号的标称波特率的倒数。优选地，对应于所述发射端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间是在所述接收端处测量接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的持续时间得到的并以所述接收端的晶振的系统周期为单位记为 M · T2系统，以及对应于所述接收端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间被计算为赫 ' ^^ ^^，其中为所述可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间， ²»*为所述接收端的晶振的标称频率，以及为所述接收端的晶振的系统周期。优选地，在所述接收端处测量接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的持续时间包括：将接收自所述发射端的所述可见光信号转换成数字信号；以及从所述数字信号的一个脉冲的高电平或低电平开始直至所述高电平或低电平结束对经历了多少个进行计数，得到的数目即为优选地，所述将接收自所述发射端的所述可见光信号转换成数字信号包括：通过光电二极管将所述可见光信号转换成电脉冲信号，当所述光电二极管通过的电流值高于门限值时输出高电压电平，以及当所述光电二极管通过的电流值低于所述门限值时输出低电压电平。优选地，所述门限值是根据预定数学模型至少由所述接收端与所述发射端之间的距离来决定的。优选地，还包括：在后续每一次接收到来自所述发射端的可见光信号时，重复所述确定所述发射端的时钟变化参数和所述接收端的时钟变化参数至更新所存储的所述发射端的所述时钟信息的步骤。优选地，在后续每一次接收到来自所述发射端的可见光信号时，根据所存储的所述发射端的所述时钟信息来选择对应的伪码信号对接收到的可见光信号进行解码。优选地，所述接收端本地存储的所述发射端的时钟信息最初是在所述接收端首次接收到所述发射端的可见光信号时与所述发射端的标识符相关联的存储的并且被设为等于所述接收端当时的时钟信息。优选地，获取与接收端状态机的状态对应的所述密钥并根据所述密钥对所述可见光信号进行解密包括：获取并用与所述接收端的状态机的当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，其中，所述可见光信号用随所述发射端的状态机的状态变化的密钥被加密。优选地，用与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 / 或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密包括：用与所述接收端的状态机的所述当前状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密；以及若用与所述接收端的状态机的所述当前状态对应的密钥对所述可见光信号的解密未成功，则继续用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密。优选地，用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密：按预定次序用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的每个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，直至所述可见光信号被成功解密或已使用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的所有状态对应的密钥对所述可见光信号进行了解密为止。优选地，所述可见光信号包括通信数据以及所述发射端的标识符。优选地，所述通信数据用随所述发射端的状态机的状态变化的所述密钥被加密，而所述发射端的所述标识符未被加密，并且所述接收端本地存储有与所述发射端的所述标识符相关联的通信数据。优选地，还包括：从所述可见光信号获得所述发射端的所述标识符；其中如果用与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的一个状态对应的密钥对所述可见光信号解密得到的通信数据与所述接收端本地存储的与所述发射端的所述标识符相关联的通信数据相同，则用与所述一个状态对应的密钥对所述可见光信号的解密成功，否则解密未成功。优选地，所述通信数据包括用户信息，所述用户信息包括 ID信息、指纹、面部、虹膜、输入的密码、或者以上两者或更多者的组合，所述方法还包括：如果用与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号的解密皆未成功，则将所述可见光信号标识为非法信号，否则将所述可见光信号标识为合法信号。优选地，用与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 / 或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密包括：按预定次序用与所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的每个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，直至所述可见光信号被解密成功或已使用与所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的所有状态对应的密钥对所述可见光信号进行了解密。优选地，所述至少一个状态包括在所述当前状态之前的预定数目个状态和在所述当前状态之后的所述预定数目个状态。优选地，随所述发射端的状态机的状态变化的密钥以及与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥是随时间变化的序列。优选地，所述随时间变化的序列为伪码序列，所述方法还包括将所述可见光信号转换成数字信号，其中所述解密包括所述数字信号与伪码序列的逻辑与、逻辑或、逻辑异或、或者以上两者或更多者的组合。根据本发明实施例的另一方面，提供了一种通信装置，包括：接收器，用于接收来自发射端的可见光信号，其中，所述可见光信号在所述发射端被密钥加密；解码器，用于获取所述密钥，并根据所述密钥对所述可见光信号进行解密，其中，获取所述密钥包括：获取与接收端状态机的状态对应的所述密钥；或者，根据所述可见光信号获取的用于获得所述密钥的指示信息并根据所述指示信息获取所述密钥。优选地，所述接收器为用于接收可见光信号，并输出数字信号的可见光接收器；所述解码器包括：用于将所述数字信号分解为包括伪码序列指示码和伪码信号的伪码序列指示码分解单元；用于查询伪码序列指示码对应的伪码序列的伪码序列查询单元，其中，所述伪码序列为所述密钥；用于将所述伪码序列与所述伪码信号进行逻辑运算，输出逻辑运算结果的卷积译码器。优选地，所述解码器还包括：用于将所述数字信号分解为设备寻址码和第一合并信号的设备寻址码分解单元；所述伪码序列指示码分解单元，用于将所述第一合并信号分解为伪码序列指示码和伪码信号；所述伪码序列查询单元，用于根据所述设备寻址码对所述伪码序列指示码的合法性进行判决，若合法，查询伪码序列指示码对应的伪码序列。。优选地，所述伪码序列查询单元，用于根据接收到的伪码序列指示码判断是否合法，合法则查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列，不合法则提示密码错误。优选地，所述装置还包括:用于根据所述设备寻址码查询对应 ID信息的查询单元; 以及用于对所述卷积译码器输出的 ID信息与所述查询单元输出的 ID信息进行对比，若相同判定合法，输出合法 ID信息的 ID判决器。优选地，所述装置还包括：与所述 ID判决器连接的设备控制电路，用于根据接收的 ID信息控制对应的设备。优选地，所述装置还包括：连接于所述可见光接收器与所述设备寻址码分解单元之间、用于对所述数字信号进行解调的解调器。优选地，所述接收器，其接收来自发射设备的可见光信号，所述可见光信号在所述发射设备至少部分地用随所述发射设备的状态机的状态变化的密钥被加密；以及所述解码器，用与所述通信装置的状态机的当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密。优选地，所述解码器用与所述通信装置的状态机的所述当前状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，并且若用与所述通信装置的状态机的所述当前状态对应的密钥对所述可见光信号的解密未成功，则继续用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密。优选地，所述解码器按预定次序用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的每个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，直至所述可见光信号被成功解密或已使用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的所有状态对应的密钥对所述可见光信号进行了解密为止。优选地，所述解码器按预定次序用与所述当前状态以及在所述当前状态之前和 / 或之后的所述至少一个状态中的每个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，直至所述可见光信号被解密成功或已使用与所述当前状态以及在所述当前状态之前和 / 或之后的所述至少一个状态中的所有状态对应的密钥对所述可见光信号进行了解密。优选地，所述接收器，用于接收来自发射端的可见光信号；所述解码器包括：时钟变化参数确定模块，其根据接收自所述发射端的所述可见光信号确定所述发射端的时钟变化参数和所述通信装置的时钟变化参数；时钟快慢因子确定模块，根据所述发射端的所述时钟变化参数和所述通信装置的所述时钟变化参数确定所述发射端的时钟快慢因子；以及时钟信息调整模块，其根据所述发射端的所述时钟快慢因子每隔预定时间更新所述通信装置本地存储的所述发射端的时钟信息。优选地，所述发射端的时钟变化参数是指对应于所述发射端的系统时间的单位时间实际经历的标准时间，以及所述通信装置的时钟变化参数是指对应于所述通信装置的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间，其中所述实际经历的标准时间都是以所述通信装置的晶振的系统周期为单位来计量的。优选地，所述时钟快慢因子确定模块将所述发射端的时钟快慢因子确定为对应于所述通信装置的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间与对应于发射端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间之比。优选地，所述预定时间是所述通信装置的系统时间的预定时间，每隔所述预定时间，所述通信装置本地存储的所述发射端的所述时钟信息的误差为所述预定时间减去所述发射端的时钟快慢因子与所述预定时间的乘积，所述时钟信息调整模块用本地存储的所述发射端的所述时钟信息减去所述误差。优选地，所述单位时间为接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间，所述标称持续时间等于所述可见光信号的标称波特率的倒数。优选地，对应于所述发射端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间由所述时钟变化参数模块在所述通信装置处测量接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的持续时间得到并以所述通信装置的晶振的系统周期为单位记为 Μ · Τ2 系统，以及对应于所述通信装置的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间由所述时钟变化参数计算为 (^«^ Ά**^ ⁷^^，其中 ^* 为所述可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间， ^/2«»为所述通信装置的晶振的标称频率，以及 ^^^为所述通信装置的晶振的系统周期。优选地，解码器，还用于其在后续每一次接收到来自所述发射端的可见光信号时，根据所存储的所述发射端的所述时钟信息来选择对应的伪码信号对接收到的可见光信号进行解码。根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种可见光信号的加密方法，包括：对数据使用密钥进行加密；将所述加密数据作为可见光信号发射，其中，所述密钥随发射端的状态机的状态变化而变化，或者，所述可见光信号携带有用于获得所述密钥的指示信息。优选地，在所述可见光信号携带有所述指示信息的情况下，将所述数据使用所述密钥进行加密，将所述加密数据作为所述可见光信号发射包括：将生成的伪码序列与所述数据进行编码，获得伪码信号，其中，所述伪码序列为所述密钥；将所述伪码序列对应的伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，获得包括所述伪码序列指示码和所述伪码信号的合并信号；以可见光的形式发送所述合并信号。优选地，获得包括所述伪码序列指示码和所述伪码信号的合并信号，以可见光的形式发送所述合并信号包括：将所述伪码序列对应的伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，获得第一合并信号；在所述第一合并信号首部合并设备寻址码，获得第二合并信号：以可见光形式发送所述第二合并信号。优选地，所述以可见光信号的形式发送所述第二合并信号之前，还包括：对所述第二合并信号进行调制。优选地，所述伪码序列指示码是从小到大或从大到小不循环的大数，随发射信号的次数变化。根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种通信装置，包括：加密装置，用于对数据使用密钥进行加密；发射单元，用于将所述加密数据作为可见光信号发射，其中，所述密钥随发射端的状态机的状态变化而变化，或者，所述可见光信号携带有用于获得所述密钥的指示信息。优选地，所述加密装置包括：用于输出伪码序列和对应伪码序列指示码的伪码发生器；用于对所述伪码序列与所述数据进行逻辑运算，输出伪码信号的卷积编码器；用于将所述伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，输出包括所述伪码序列指示码和所述伪码信号的合并信号的伪码序列指示码合并单元；其中，所述伪码序列为所述密钥，所述伪码序列指示码为所述指示信息；所述发射单元，用于以可见光信号的形式发送所述合并信号。优选地，所述伪码序列指示码合并单元还用于将所述伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，输出第一合并信号；所述加密装置还包括；用于在所述第一合并信号首部合并设备寻址码，输出第二合并信号的设备寻址码合并单元；；所述发射单元，用于以可见光信号的形式发送所述第二合并信号。优选地，所述发射装置还包括连接于所述设备寻址码处理单元与所述发射单元之间、用于对所述第二合并信号进行调制的调制器。优选地，所述发射单元是 LED灯。优选地，所述伪码序列指示码是从小到大或从大到小不循环的大数，随发射信号的次数变化。根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种通信系统，包括：上述的通信装置。通过本发明解决了可见光加密解密中存在的无法解密的问题，提高了解密的准确性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中- 图 al是根据本发明实施例的异步加密可见光通信方法流程示意图；图 a2是根据本发明实施例的异步加密可见光通信系统发射端结构示意图；图 a3是根据本发明实施例的异步加密可见光通信系统接收端结构示意图；图 a4是根据本发明实施例的发射信号结构示意图；图 M 是根据本发明实施例提供的一种基于多用户异步加密的发射装置结构示意图；图 b2 是根据本发明实施例提供的一种基于多用户异步加密的接收装置结构示意图；图 b3是根据本发明实施例提供的一种基于多用户异步加密的发射方法流程图；图 b4是根据本发明实施例提供的一种基于多用户异步加密的接收方法流程图；图 b5是本发明实施例提供的第二合并数据的数据结构示意图；图 cl是示出了可在其中实现本发明的可见光通信系统的框图；图 c2是示出了可在图 cl的可见光通信系统中使用的加解密方法的流程图；图 c3是示出了图 cl的可见光通信系统中的发射端和接收端的状态随时间变化的示意图；图 c4是示出了用于可见光通信系统中的宽松解密方法的流程图；图 c5是示出了通信装置的框图；图 c6是示出了通信装置的框图; 图 dl是示出了可在其中实现本发明的可见光通信系统的框图；图 d2是示出了可在图 dl的可见光通信系统中使用的加解密方法的流程图；图 d3是示出了图 dl的可见光通信系统中的发射端和接收端的状态随时间变化的示意图；图 d4 是示出了根据本发明的一方面的用于自动调整可见光通信系统中的时钟的方法的流程图；图 d5是示出了根据本发明的一方面的通信装置的框图；图 d6是示出了根据本发明的一方面的通信装置的框图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在以下实施例中提供了一种可见光信号的解密方法，包括：接收来自发射端的可见光信号，其中，该可见光信号在该发射端被密钥加密；获取该密钥，并根据该密钥对该可见光信号进行解密，其中，获取该密钥包括：获取与接收端状态机的状态对应的该密钥；或者，根据该可见光信号获取的用于获得该密钥的指示信息并根据该指示信息获取该密钥。通过上述步骤，采用了状态机状态对应的密钥，或者采用了指示信息来指示接收端所使用的密钥，从而解决了相关技术中解密存在失败可能性的问题。优选地，根据该可见光信号获取的用于获得该密钥的指示信息，并根据该指示信息获取该密钥包括：将接收的该可见光信号转换为数字信号；将该数字信号分解为包括伪码序列指示码和伪码信号的信号；查询该伪码序列指示码对应的伪码序列，其中，该伪码序列为该密钥；根据该伪码序列对该伪码信号进行解密。优选地，将该数字信号分解为包括伪码序列指示码和伪码信号的信号，查询该伪码序列指示码对应的伪码序列包括：将该数字信号分解为设备寻址码和第一合并信号；将该第一合并信号分解为该伪码序列指示码和该伪码信号；根据该设备寻址码对该伪码序列指示码的合法性进行判决，若合法，则查询该伪码序列指示码对应的伪码序列。在以下实施例还提供了一种通信装置，该装置包括：接收器，用于接收来自发射端的可见光信号，其中，该可见光信号在该发射端被密钥加密；解码器，用于获取该密钥，并根据该密钥对该可见光信号进行解密，其中，获取该密钥包括：获取与接收端状态机的状态对应的该密钥；或者，根据该可见光信号获取的用于获得该密钥的指示信息并根据该指示信息获取该密钥。在以下实施例中还提供了一种可见光信号的加密方法，包括：对数据使用密钥进行加密；将该加密数据作为可见光信号发射，其中，该密钥随发射端的状态机的状态变化而变化，或者，该可见光信号携带有用于获得该密钥的指示信息。该加密方法使用了光信号中携带指示信息，或者采用状态机状态对应的密钥的方式，从而解决了相关技术中解密存在失败可能性的问题。优选地，在该可见光信号携带有该指示信息的情况下，将该数据使用该密钥进行加密，将该加密数据作为该可见光信号发射包括：将生成的伪码序列与该数据进行编码，获得伪码信号，其中，该伪码序列为该密钥；将该伪码序列对应的伪码序列指示码合并至该伪码信号首部，获得包括该伪码序列指示码和该伪码信号的合并信号；以可见光的形式发送该合并信号。优选地，获得包括该伪码序列指示码和该伪码信号的合并信号，以可见光的形式发送该合并信号包括：将该伪码序列对应的伪码序列指示码合并至该伪码信号首部，获得第一合并信号；在该第一合并信号首部合并设备寻址码，获得第二合并信号：以可见光形式发送该第二合并信号。在以下实施例中还提供了一种通信装置，包括：加密装置，用于对数据使用密钥进行加密；发射单元，用于将该加密数据作为可见光信号发射，其中，该密钥随发射端的状态机的状态变化而变化，或者，该可见光信号携带有用于获得该密钥的指示信息。优选地，该加密装置包括：用于输出伪码序列和对应伪码序列指示码的伪码发生器；用于对该伪码序列与该数据进行逻辑运算，输出伪码信号的卷积编码器；用于将该伪码序列指示码合并至该伪码信号首部，输出包括该伪码序列指示码和该伪码信号的合并信号的伪码序列指示码合并单元；其中，该伪码序列为该密钥，该伪码序列指示码为该指示信息；该发射单元，用于以可见光信号的形式发送该合并信号。优选地，该伪码序列指示码合并单元，用于将该伪码序列指示码合并至该伪码信号首部，输出第一合并信号的伪码序列指示码。所述装置还包括：；用于在该第一合并信号首部合并设备寻址码，输出第二合并信号的设备寻址码合并单元。此时，该发射单元，用于以可见光信号的形式发送该第二合并信号。下面结合四个优选实施例进行说明，这四个优选实施例中的技术特征可以组合使用。实施例一根据图 al本实施例异步加密可见光通信方法流程示意图可知，一种异步加密可见光通信方法，包括以下步骤：

51、基带数据与伪码发生器 101产生的伪码序列在卷积编码器 102中进行逻辑运算后得到将加密的数据（例如，该数据可以包括 ID数据，该加密的数据也可以为伪码信号，以下以 ID数据为例进行说明），将加密的 ID数据发送到伪码序列指示码处理单元 103中，加入伪码序列指示码后发送到调制器 104进行信号调制。

52、将调制后的信号发送到 LED105， LED105将调制后的信号以频闪可见光信号形式发射到可见光接收器。

53、可见光接收器 201将频闪可见光信号转化为二进制数字信号发送到解调器 202 进行解调，解调器 202将解调后的信号发送到伪码序列指示码处理单元 203。

54、伪码序列指示码处理单元 203将解调后的信号分离成伪码序列指示码和加密 ID数据两部分，将伪码序列指示码发送到伪码序列查询单元 204，将加密 ID数据发送到卷积译码器 205。

55、伪码序列查询单元 204根据接收到的伪码序列指示码判断是否合法，合法则查询对应的伪码序列，将伪码序列发送到卷积译码器 205，不合法则提示密码错误。

56、加密 ID数据和查询出的伪码序列在卷积译码器 205中进行异或运算后得出解密后的 ID数据，发往 ID判断器 206。

57、 ID判断器 206将 ID数据和设定的 ID数据进行比对，相同则合法，将合法的 ID数据发送到设备控制电路 207，不同则提示密码错误。原始数据是一种数字序列信号，也称为基带数据，在本实施例优选实施例中主要由 ID数据组成， ID数据是指每一个用户的唯一识别码，接收端设备控制电路就是根据解密后的 ID数据确定是否具有相应的权限，从而确定是否控制设备的。伪码序列是由伪码发生器产生的一组二进制数字序列，可以是 PN码、 Turbo码、 ¾lsh码、 Barker码等数字序列，也可以是用户自定义的二进制数字序列。伪码序列指示码是一个自然数，表示对应单元状态机的状态，用于指示发射端和接收端采用哪组伪码序列进行加密和解密。例如：伪码序列指示码为二进制数 00000100时，用十进制数字表示为 4，代表其单元状态机为状态 4，与之对应的一个伪码序列为 1010110110011100, 当伪码序列指示码为二进制数 00000101时，用十进制数字表示为 5，代表其单元状态机为状态 5，所对应的是另一个伪码序列 1010110110011001 , 以此类推，不同的伪码序列指示码对应不同的伪码序列，且伪码序列指示码与伪码序列之间存在一一对应的关系。伪码序列指示码采用升序规则排列或降序规则排列，升序规则即发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身加 1，降序规则排列即发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身减 1。伪码序列指示码用于指示发射端和接收端采用相对应的伪码序列进行加密与解密，发射端每发射一次信号，伪码序列指示码将自动加 1 (或自动减 1 )。在本实施例的优选实施例中，逻辑运算为逻辑异或，还包括例如逻辑或非、逻辑同或等运算方式。应当理解，本实施例异步加密可见光通信方法的发射端和接收端传输的可见光信号不是原始数据，而是经过加密后的扰码信号，扰码是指对原始数据进行一定逻辑运算后所产生的数据，如对原始数据和伪码序列进行卷积或移位操作运算等。本实施例还提供一种异步加密可见光通信系统，包括发射端和接收端，发射端和接收端通过上述异步加密可见光通信方法进行通信。参见图 a2，本实施例异步加密可见光通信系统发射端结构示意图，本实施例的发射端包括用于产生伪码序列指示码的伪码发生器 101、用于编码的卷积编码器 102、用于处理伪码序列指示码的伪码序列指示码处理单元 103 及用于发射可见光信号的 LED105, 发射端还包括用于信号调制的调制器 104。参见图 a3，本实施例异步加密可见光通信系统接收端结构示意图，本实施例接收端包括用于接收可见光信号的可见光接收器 201、用于获取伪码序列指示码和加密 ID 数据的伪码序列指示码处理单元 203、用于输出伪码序列的伪码序列查询单元 204、用于译码的卷积译码器 205、用于输出 ID数据的 ID判断器 206及设备控制电路 207。接收端还包括用于解调信号的解调器 202。应当理解，可以采用且不限于采用蜂鸣器或信号灯等方式提示密码错误。参见图 a4，本实施例发射信号结构示意图，本实施例发射信号数据主要由伪码序列指示码和加密 ID数据两部分组成，设发射端和接收端设定的 ID数据均为一个 16 比特的二进制数字 0000000000000100，伪码序列指示码为一个 8 比特的二进制数字 00000010，其对应的伪码序列为一个 16比特的二进制数字 1010101100100010，贝 1J :

Sl、基带数据与伪码发生器 101产生的伪码序列在卷积编码器 102中进行异或运算后得到将加密的 ID数据，运算结果如下表所示，

由上表可知，加密后的 ID数据为 1010101100100110，与原始的 ID数据不相同，即对原始数据进行了加密。将加密的 ID数据发送到伪码序列指示码处理单元 103中，将加密的 ID数据加上伪码序列指示码 00000010作为头部，加入伪码序列指示码后发送到调制器 104进行信号调制，输出的数字序列为 000000101010101100100110ο

S2 、将调制后的信号发送到 LED105 ， LED105 将调制后的信号 000000101010101100100110以频闪可见光信号形式发射到可见光接收器。

54、伪码序列指示码处理单元 203 将解调后的信号 000000101010101100100110 分离成伪码序列指示码 00000010和加密 ID数据 1010101100100110两部分，将伪码序列指示码 00000010发送到伪码序列查询单元 204，将加密 ID数据 1010101100100110 发送到卷积译码器 205。 S5、伪码序列查询单元 204输入伪码序列指示码 00000010，伪码序列查询单元 204 会将之前保存的伪码序列指示码与当前所接收到的伪码序列指示码进行对比，根据接收到的伪码序列指示码判断其是否合法，伪码序列指示码在采用升序规则（发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身加 1 ) 时，如果当前所接收到的伪码序列指示码大于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号，将接收到的伪码序列发送到卷积译码器 205，否则，当前所接收的信号是非法信号，提示密码错误。另外，在采用降序规则（发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身减 1 ) 时，如果当前所接收到的伪码序列指示码小于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号，将接收到的伪码序列发送到卷积译码器 205，否则，当前所接收的信号是非法信号，同样转到提示密码错误。

S6、加密 ID数据 1010101100100110和查询出的伪码序列 1010101100100010在卷积译码器 205中进行异或运算，运算结果如下表所示：

由上表可知，解密后的 ID数据为 0000000000000100，将其发送至 ID判断器 206。

S7、 ID判断器 206将接收到的解密 ID数据和设定的 ID数据进行比对，相同则合法，将合法的 ID数据发送到设备控制电路 207，不同则非法，提示密码错误。至此， ID 判断器 206 接收的信号为 0000000000000100，而接收端设定的 ID 数据也为 0000000000000100，因此，本次接收的信号为合法信号，接收端成功将发射端发送的加密信号进行解密。本实施例能够避免高速摄像机拍摄可见光信号并复制可见光信号，例如，本实施例发出的加密 ID数据在收发端通信过程中被高速摄像机拍摄并进行复制，则复制的信号为空口信号 000000101010101100100110。由于接收端在接收到合法的信号时，已经将其中的伪码序列指示码保存为 00000010，当它再接收到被复制的信号时，通过分离其中的伪码序列指示码，也得到 00000010。但根据加密升序规则，后面接收到的伪码序列指示码应大于 00000010 (采用降序规则时，应小于 00000010)，复制的信号为两者相等，因此可以判断复制的信号为非法信号，将提示密码错误。优选的，假设经高速摄像机拍摄可见光信号并复制可见光信号再通过修改伪造一个新信号，也就是将其中的伪码序列指示码修改为 00000011，其余部分不变。伪码序列指示码按升序规则排列时，伪码序列查询单元 204会判断其为合法的信号，查询与伪码序列指示码 00000011相对应的伪码序列，此伪码序列与经加密的伪码序列不同，假设伪码序列查询单元查询到对应的伪码序列为 1010101100100011，用该伪码序列对 ID数据进行解密，运算过程如下表所示：

由上表可知，伪造信号解密的 ID数据为 0000000000000101，而接收端设定的 ID 数据为 0000000000000100，两者 ID不同， ID判断器 206将判断接收信号为非法信号，提示密码错误。设发射端和接收端设定的 ID 数据均为一个 16 比特的二进制数字 0000000000000010，伪码序列指示码为一个 8比特的二进制数字 00000100，其对应的伪码序列为一个 16比特的二进制数字 1010101100100010，贝 1J :

由上表可知，加密后的 ID数据为 1010101100100000，与原始的 ID数据不相同，即对原始数据进行了加密。将加密的 ID数据发送到伪码序列指示码处理单元 103中，将加密的 ID数据加上伪码序列指示码 00000010作为头部，加入伪码序列指示码后发送到调制器 104进行信号调制，输出的数字序列为 000000101010101100100000。

S2、将调制后的信号发送到 LED105 ， LED105 将调制后的信号 000000101010101100100000以频闪可见光信号形式发射到可见光接收器。 53、可见光接收器 201将频闪可见光信号转化为二进制数字信号发送到解调器 202 进行解调，解调器 202将解调后的信号发送到伪码序列指示码处理单元 203。

54、伪码序列指示码处理单元 203 将解调后的信号 000000101010101100100000 分离成伪码序列指示码 00000010和加密 ID数据 1010101100100000两部分，将伪码序列指示码 00000010发送到伪码序列查询单元 204，将加密 ID数据 1010101100100000 发送到卷积译码器 205。

55、伪码序列查询单元 204输入伪码序列指示码 00000010，伪码序列查询单元 204 会将之前保存的伪码序列指示码与当前所接收到的伪码序列指示码进行对比，根据接收到的伪码序列指示码判断其是否合法，伪码序列指示码在采用升序规则（发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身加 1 ) 时，如果当前所接收到的伪码序列指示码大于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号，将接收到的伪码序列发送到卷积译码器 205，否则，当前所接收的信号是非法信号，提示密码错误。另外，在采用降序规则（发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身减 1 ) 时，如果当前所接收到的伪码序列指示码小于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号，将接收到的伪码序列发送到卷积译码器 205，否则，当前所接收的信号是非法信号，同样转到提示密码错误。

S6、加密 ID数据 1010101100100000和查询出的伪码序列 1010101100100010在卷积译码器 205中进行异或运算，运算结果如下表所示：

由上表可知，解密后的 ID数据为 0000000000000010，将其发送至 ID判断器 206。

S7、 ID判断器 206将接收到的解密 ID数据和设定的 ID数据进行比对，相同则合法，将合法的 ID数据发送到设备控制电路 207，不同则非法，提示密码错误。至此， ID 判断器 206 接收的信号为 0000000000000010，而接收端设定的 ID 数据也为 0000000000000010，因此，本次接收的信号为合法信号，接收端成功将发射端发送的加密信号进行解密。设发射端和接收端设定的 ID 数据均为一个 16 比特的二进制数字 0000000000000011 , 伪码序列指示码为一个 8比特的二进制数字 00000010，其对应的伪码序列为一个 16比特的二进制数字 0000000000100000，贝 1J :

Sl、基带数据与伪码发生器 101产生的伪码序列在卷积编码器 102中进行或非运算后得到将加密的 ID数据，运算结果如下表所示，

由上表可知，加密后的 ID数据为 1111111111011100，与原始的 ID数据不相同，即对原始数据进行了加密。将加密的 ID数据发送到伪码序列指示码处理单元 103中，将加密的 ID数据加上伪码序列指示码 00000010作为头部，加入伪码序列指示码后发送到调制器 104进行信号调制，输出的数字序列为 000000101111111111011100。

S2 、将调制后的信号发送到 LED105 ， LED105 将调制后的信号 000000101111111111011100以频闪可见光信号形式发射到可见光接收器。

S3、可见光接收器 201将频闪可见光信号转化为二进制数字信号发送到解调器 202 进行解调，解调器 202将解调后的信号发送到伪码序列指示码处理单元 203。 S4、伪码序列指示码处理单元 203 将解调后的信号 000000101111111111011100 分离成伪码序列指示码 00000010和加密 ID数据 1111111111011100两部分，将伪码序列指示码 00000010发送到伪码序列查询单元 204，将加密 ID数据 1111111111011100 发送到卷积译码器 205。

S5、伪码序列查询单元 204输入伪码序列指示码 00000010，伪码序列查询单元 204 会将之前保存的伪码序列指示码与当前所接收到的伪码序列指示码进行对比，根据接收到的伪码序列指示码判断其是否合法，伪码序列指示码在采用升序规则（发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身加 1 ) 时，如果当前所接收到的伪码序列指示码大于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号，将接收到的伪码序列发送到卷积译码器 205，否则，当前所接收的信号是非法信号，提示密码错误。另外，在采用降序规则（发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身减 1 ) 时，如果当前所接收到的伪码序列指示码小于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号，将接收到的伪码序列发送到卷积译码器 205，否则，当前所接收的信号是非法信号，同样转到提示密码错误。

S6、加密 ID数据 1111111111011100和查询出的伪码序列 0000000000100000在卷积译码器 205中进行或非运算，运算结果如下表所示：

由上表可知，解密后的 ID数据为 0000000000000011，将其发送至 ID判断器 206。

S7、 ID判断器 206将接收到的解密 ID数据和设定的 ID数据进行比对，相同则合法，将合法的 ID数据发送到设备控制电路 207，不同则非法，提示密码错误。至此， ID 判断器 206 接收的信号为 0000000000000011，而接收端设定的 ID 数据也为 0000000000000011 , 因此，本次接收的信号为合法信号，接收端成功将发射端发送的加密信号进行解密。设发射端和接收端设定的 ID 数据均为一个 16 比特的二进制数字 0000000000010000，伪码序列指示码为一个 8比特的二进制数字 10000000，其对应的伪码序列为一个 16比特的二进制数字 0000100000000000，贝 U:

Sl、基带数据与伪码发生器 101产生的伪码序列在卷积编码器 102中进行同或运算后得到将加密的 ID数据，运算结果如下表所示，

由上表可知，加密后的 ID数据为 1111011111101111，与原始的 ID数据不相同，即对原始数据进行了加密。将加密的 ID数据发送到伪码序列指示码处理单元 103中，将加密的 ID数据加上伪码序列指示码 10000000作为头部，加入伪码序列指示码后发送到调制器 104进行信号调制，输出的数字序列为 100000001111011111101111 ο

S2 、将调制后的信号发送到 LED105 ， LED105 将调制后的信号 100000001111011111101111以频闪可见光信号形式发射到可见光接收器。

54、伪码序列指示码处理单元 203 将解调后的信号 100000001111011111101111 分离成伪码序列指示码 10000000和加密 ID数据 1111011111101111两部分，将伪码序列指示码 10000000发送到伪码序列查询单元 204，将加密 ID数据 1111011111101111 发送到卷积译码器 205。

55、伪码序列查询单元 204输入伪码序列指示码 10000000，伪码序列查询单元 204 会将之前保存的伪码序列指示码与当前所接收到的伪码序列指示码进行对比，根据接收到的伪码序列指示码判断其是否合法，伪码序列指示码在采用升序规则（发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身加 1 ) 时，如果当前所接收到的伪码序列指示码大于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号，将接收到的伪码序列发送到卷积译码器 205，否则，当前所接收的信号是非法信号，提示密码错误。另外，在采用降序规则（发射端每发送一次信号伪码序列指示码自身减 1 ) 时，如果当前所接收到的伪码序列指示码小于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号，将接收到的伪码序列发送到卷积译码器 205，否则，当前所接收的信号是非法信号，同样转到提示密码错误。

S6、加密 ID数据 1111011111101111和查询出的伪码序列 0000100000000000在卷积译码器 205中进行同或运算，运算结果如下表所示：

由上表可知，解密后的 ID数据为 0000000000010000，将其发送至 ID判断器 206。 S7、 ID判断器 206将接收到的解密 ID数据和设定的 ID数据进行比对，相同则合法，将合法的 ID数据发送到设备控制电路 207，不同则非法，提示密码错误。至此， ID 判断器 206 接收的信号为 0000000000010000，而接收端设定的 ID 数据也为 0000000000010000，因此，本次接收的信号为合法信号，接收端成功将发射端发送的加密信号进行解密。综上所述，本实施例提供的异步加密可见光通信方法及系统，与同步加密方法相比技术更简单并且节约成本，不需要发射端和接收端具有相同的时钟，同时，能够避免高速摄像机拍摄可见光信号并复制可见光信号造成密码泄露，大大提高了光子物联网的安全性能，本实施例可用于光子锁、光子门禁系统中。实施例二请参阅图 bl，是本发明实施例提供的一种基于多用户异步加密的发射装置结构示意图，所述发射装置包括基带数据存储器 100b、伪码发生器 101b、卷积编码器 102b、伪码序列指示码合并单元 103b、设备寻址码合并单元 104b、调制器 105b及可见光发射单元 106b，所述基带数据存储器 100b用于存储 ID信息，所述 ID信息为用于表示用户身份的数据；所述伪码发生器 101b用于为所述卷积编码器 102b提供伪码序列、以及为所述伪码序列指示码合并单元 103b提供伪码序列指示码;所述卷积编码器 102b 用于将所述伪码序列与所述发射装置的 ID信息进行逻辑运算，输出伪码信号；伪码序列指示码合并单元 103b用于对所述卷积编码器 102b输出的伪码信号加伪码序列指示码，获得第一合并信号，然后再将第一合并信号输出到所述设备寻址码合并单元 104b_; 所述设备寻址码合并单元 104b用于在所述卷积编码器 102b传过来的第一合并信号首部加设备寻址码，输出第二合并信号；所述调制器 105b用于将所述设备寻址码合并单元 104b输出的第二合并信号进行调制，并传送到所述可见光发射单元 106b上，将第二合并信号以可见光的形式发射出去。其中，所述发射单元 106b是 LED灯。请参阅图 b2，是本发明实施例二提供的一种基于多用户异步加密的接收装置结构示意图，所述接收装置包括可见光接收器 201b、解调器 202b、设备寻址码分解单元 203b、伪码序列查询单元 204b、伪码序列指示码分解单元 205b、卷积译码器 206b、查询单元 207b、 ID判决器 208b及设备控制电路 20%，所述可见光接收器 201b用于将所述发射装置发射过来的光信号转换成电信号，将电信号转换为数字信号；所述解调器 202b用于将所述可见光接收器 201b输出的数字信号进行解调；所述设备寻址码分解单元 203b用于从解调器 202b输出的信号中将设备寻址码和第一合并信号分离出来；所述伪码序列查询单元 204b用于根据所述设备寻址码输出相应的伪码序列；所述伪码序列指示码分解单元 205b用于将所述设备寻址码分解单元 203b输出的第一合并信号分解出伪码序列指示码及伪码信号，并将伪码序列指示码及伪码信号分别传送给所述伪码序列查询单元 204b及卷积译码器 206b。所述查询单元 207b用于根据设备寻址码对当前信号的伪码序列指示码的合法性进行判断；所述卷积译码器 206b用于对所述伪码序列查询单元 204b输出的伪码序列及伪码信号进行逻辑运算，输出 ID信息；所述 ID判决器 208b用于判断所述卷积译码器 206及所述查询单元 207b输出的 ID信息是否相同，若相同，则将所述 ID 信息传送给所述设备控制器；所述设备控制电路 209b用于根据所述 ID判决器 208b输出的信号对相应的设备进行控制或与上位机进行通信。上述实施例描述了基于多用户异步加密的发射装置和接收装置，下面对基于多用户的异步加密的发射方法和接收方法进行描述。参见图 b3，是本发明实施例三提供的一种基于多用户异步加密的发射方法流程图，该发射方法包括： S1 K 发射装置的 ID信息与生成的伪码序列进行逻辑运算，形成伪码信号。

S12、将所述伪码序列对应的伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，获得第一合并信号。其中，所述伪码序列指示码是从小到大或从大到小不循环的大数，随发射信号的次数变化，例如，每发射一次信号所述伪码序列指示码加 1或者减 1。 S13、在所述第一合并信号首部合并设备寻址码，获得第二合并信号。其中，所述步骤 S11中，所述逻辑运算为异或运算；所述步骤 S13中，所述设备寻址码与 ID信息不相同，但与 ID信息一一对应，每一个 ID信息代表一个用户。

514、对所述第二合并信号进行调制。

515、以可见光信号的形式发送调制后的第二合并信号。参见图 b4，是本发明实施例四提供的一种基于多用户异步加密的接收方法流程图，该发射方法包括：

S2K 将接收的可见光信号转换为数字信号。 522、对所述数字信号进行解调。

523、将解调后的数字信号分解为设备寻址码和第一合并信号。

524、将所述第一合并信号分解为伪码序列指示码和伪码信号。

525、根据设备寻址码对伪码序列指示码的合法性进行判决，若合法，查询伪码序列指示码对应的伪码序列的伪码序列。例如，当伪码序列指示码是从小到大不循环的大数时，根据所述设备寻址码查询已接收到的伪码序列指示码，若所述伪码序列指示码小于或者等于已接收到的伪码序列指示码，则判定无效，否则判定合法；或者，当伪码序列指示码是从大到小不循环的大数时，根据所述设备寻址码查询已接收到的伪码序列指示码，若所述伪码序列指示码大于或者等于已接收到的伪码序列指示码，则判定无效，否则判定合法。

527、将伪码序列与伪码信号进行译码，输出 ID信息。

528、根据所述设备寻址码查询该设备对应 ID信息，将该 ID信息与译码获得的所述 ID信息进行对比，若相同，判定合法，输出合法的 ID信息。

529、根据合法的 ID信息控制对应的设备。下面以本发明实施例应用在光子物联网为例，对上述实施例进一步进行详细说明。光子物联网的发射装置和接收装置之间所传播的可见光信息并不是原始数据，而是加密后的扰码信号。这里所指的扰码，是指对原始数据进行一定逻辑运算后所产生的数据，如对原始数据和伪码序列进行卷积或者进行移位操作运算等。伪码序列是由伪码发生器产生的一组二进制数字序列。原始数据是一种数字序列信号，在这里也称为基带数据，在本例中其为 ID信息，所述 ID信息指每一个发射装置的唯一识别码，可见光接收装置的设备控制电路就是根据解密后的 ID 信息确定是否具有相应的权限，从而是否能够控制设备作出相应的响应。伪码序列指示码是一个大数，从小到大（或从大到小）不循环，用于指示发射装置及接收装置采用哪个对应的伪码序列进行加密与解密，可见光发射装置每发射一次信号，伪码序列指示码将自加 1 (或自减 1 )。设备寻址码是每个发射装置的唯一标识号，与 ID不相同，但与 ID—一对应，所述设备寻址码用于接收装置中查找对应设备所预设的 ID信息和上一次该设备所接收到的伪码序列指示码。如图 b5所示的第二合并数据的数据结构示意图，假设 ID信息为一个 16比特的二进制数字 0000000000000100; 伪码序列指示码为一个 8比特的二进制数字 00000010，其对应的伪码序列为一个 16 比特的二进制数字 1010101100100010; 设备寻址码也是一个 8比特的二进制数字 10101010。首先， ID信息与伪码序列在卷积编码器 102中进行逻辑运算（如异或运算），运算结果如下表所示-

卷积编码过程表从表 bl可知，加密后的 ID信息为 1010101100100110，与原始 ID信息不相同，对数据起到了一定的加密作用。所述加密后的 ID信息发送到伪码序列指示码合并单元 103，与此同时，伪码发生器 101 也会将与伪码序列相对应的伪码序列指示码传送给伪码序列指示码合并单元 103。加密的 ID 信息在所述伪码序列指示码合并单元 103 加上伪码序列指示码 00000010 作为头部，然后输出到设备寻址码合并单元 104，输出的数字序列为 000000101010101100100110ο 在所述设备寻址码合并单元 104中，将伪码序列指示码合并单元 103输出的信号再加上设备寻址码 10101010 作为头部，然后输出，所述输出的结果为 10101010000000101010101100100110ο 所述设备寻址码合并单元 104输出的所述信号再发送到调制器 105进行信号调制，再输出到 LED以快速闪灭的可见光信号的形式发射出去。从发射装置 LED灯发出的可见光经空中短距离传播后，在接收装置中的可见光接收器 201中进行接收，并转化为数字电信号，然后在解调器 202进行解调，解调后的输出信号再发送到设备寻址码分解单元 203。所述设备寻址码分解单元 203 对接收到的解调后的信号即 10101010000000101010101100100110 进行设备寻址码头部分离，得到设备寻址码 10101010,并分别将所述设备寻址码 10101010发送到伪码序列查询单元 204和查询单元 207。所述设备寻址码头部分离后剩余的部分为 000000101010101100100110，该数据输入到伪码序列指示码分解单元 205。所述伪码序列指示码分解单元 205对接收到的数据进行头部分离，得到伪码序列指示码 00000010，并将所述伪码序列指示码发送到伪码序列查询单元 204。在伪码序列指示码分解单元 205将伪码序列指示码分离后剩下的部分 1010101100100110为加密了的 ID信息，将所述 ID信息发送到卷积译码器 206。所述伪码序列查询单元 204的输入信号分别为设备寻址码 10101010和伪码序列指示码 00000010。在伪码序列查询单元 204中，与设备寻址码 10101010对应的寄存器保存有一个与该设备对应的上一次接收到的伪码序列指示码。伪码序列查询单元 204 将之前保存的伪码序列指示码与当前所接收到的伪码序列指示码进行对比，在采用升序规则（发射装置每发送一次信号伪码序列指示码自身加 1 ) 的情况下，如果当前所接收到的伪码序列指示码大于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号；否则，说明当前所接收的信号是非法信号，此时可将报警信息发送给报警单元 (图中未示）进行报警。另一种情况，在采用除序规则（发射装置每发送一次信号伪码序列指示码自身减 1 )的情况下，如果当前所接收到的伪码序列指示码小于保存的伪码序列指示码，则当前所接收的信号是合法的信号；否则，说明当前所接收的信号是非法信号，同样进行报警。如果判断为合法信号，则伪码序列查询单元 204会将当前所接收到的伪码序列指示码进行保存，即更新原来所保存的伪码序列指示码。然后，伪码序列查询单元 204 根据新的伪码序列指示码对伪码序列数据库进行查询，因为伪码序列指示码与所用的伪码序列是一一对应的，所以伪码序列查询单元 204能找出所对应的加密所用的伪码序列，并将这个伪码序列发送到卷积译码器 206。由于接收装置与发射装置采用相同的保密机，所以发射装置发送的伪码序列指示码 00000010能在接收装置查询到与发射装置加密所用的伪码序列 1010101100100010。卷积译码器 206的输入信号分别为加密了的 ID信息 1010101100100110和伪码序列 1010101100100010。这两个数据进行异或运算，过程如下：

伪码序列

1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 异或运算

输出 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 卷积译码过程表从表 b2可以看出，解密后的输出 ID信息为 0000000000000100。为了进一步杜绝安全隐患，接收装置中还设置有一个 ID判决器 208和一个查询单元 207。由于可能有些伪造的信号可能会将伪码序列指示码设置得比较大，会让伪码序列查询单元 204误认为是合法信号，从而选择与之对应的伪码序列进行解密，同样得到一个 ID信息，但这个数据并不是真实的 ID，而且是与设备寻址码对应不上的，这样会存在安全问题。由于接收装置与发射装置采用相同的保密机，所以接收装置的查询单元 207接收到设备寻址码 10101010后，将进行数据库查询，得到真实的 ID为 0000000000000100，并将其发送到 ID判决器 208。

ID判决器 208在接收到卷积译码器 206及查询单元 207输出的 ID信息后，将两者进行数值对比，如果相同，说明接收到的信号为合法的信号，然后将合法的 ID信息发送到设备控制电路；如果不相同，说明接收到的信号为伪造的信号，是非法的，则进行报警。在本实施例中，其接收到的两所述 ID信息都为 0000000000000100，为合法的信号，即接收装置成功进行了解密。假设本发明所举例说明的数据在收发端进行通信过程中被高速摄像机拍摄并进行复制，则复制的信号为空口信号 10101010000000101010101100100110。由于接收装置在接收到合法的信号时，已经将其中的伪码序列指示码保存为 00000010，当它再接收到被复制的信号时，通过分离其中的伪码序列指示码，也得到 00000010。根据加密的升序规则，后面接收到的伪码序列指示码应该大于 00000010 (采用降序规则时，应小于 00000010)，但复制的信号为两者是相等的，因此可以判定为复制的非法信号。再假设复制信号后，再通过修改伪造一个新信号，也就是将其中的伪码序列指示码修改为 00000011，其它部分不变。在升序规则时，伪码序列查询单元 204会判断为合法的信号，并查询与伪码序列指示码 00000011相对应的伪码序列，但这个伪码序列肯定是与加密的伪码序列是不相同的，我们假设伪码序列查询单元 204查询到对应的伪码序列为 1010101100100011，用此伪码序列对 ID信息进行解密，过程表如下：

表 b3 伪造信号卷积译码过程表由表 b3可知，伪造信号解密出来的 ID信息为 0000000000000101。由上述实施例可知，查询单元 207对设备寻址码 10101010查询得到的 ID信息为

0000000000000100。由于解密出来的 ID 信息和查询单元根据设备寻址码查询得到的 ID并不相同，因此， ID判决器 208会判断所接收到的信号是伪造的非法信号。综上所述，本实施例所述的基于多用户的异步加密方法与同步加密方法相比，在技术上更容易实现，并且能节省成本，而且能够防范高速摄像机进行拍摄复制光信号，在一定程度上提高了光子物联网的安全性。实施例三图 cl示出了一种可在其中实现本发明的可见光通信系统 100。可见光通信系统 100 包括发射端 110和接收端 120。发射端 110包括编码器 111以及与编码器 111相耦合的伪码信号发生器 112。编码器 111接收原始通信数据，并采用伪码信号发生器 112 产生的伪码信号对原始通信数据进行编码以产生扰码信号。由于产生的扰码信号与原始通信数据不同，因此起到了加密的作用。如在本文中使用的，术语 "加密"和 "编码"，以及 "解密"和 "解码"可以互换地使用。原始通信数据可以是与发射端 110 相关联的身份信息。编码器 111将扰码信号输出至发光单元 113，后者将接收到的扰码信号以可见光的形式发送出去。发光单元 113可以是 LED或其他具有发光功能的元件。发射端 110可以是光子物联网中的手持式客户端。接收端 120包括用于接收发射端 110 发射的可见光信号、并将可见光信号转换为数字信号的接收单元 123。解码器 121接收由接收单元 123输出的数字信号并采用伪码信号发生器 122 产生的伪码信号对其进行解码，以恢复出原始通信数据。在图 cl 所示的可见光通信系统 100中仅示出了一个发射端 110，但是本领域技术人员容易领会，对应于一个接收端 120往往存在多个发射端 110。为了使发射端 110和接收端 120之间的通信具有更高的安全性，防止高速摄像机拍摄复制光信号，所以在发射端 110和接收端 120中都使用了随时间变化的序列，如伪码序列，伪随机序列或伪随机码对原始通信数据进行了加密和解密。因此，如图 cl 所示，伪码信号发生器 112以晶振 114提供的时钟信号为基准根据发射端 110的状态机的状态输出随时间变化的伪码信号。相应地，接收端 120中的伪码信号发射器 122 也以晶振 124提供的时钟信号为基准根据接收端 120的状态机的状态输出随时间变化的伪码信号。图 c2示出了一种在可见光通信系统 100中使用的加解密方法的流程图。在步骤 201，发射端 110对原始通信数据与随时间变化的第一伪码信号进行逻辑运算以获得扰码信号。原始通信数据可以是要发送的用户信息，例如用户 ID信息、指纹、面部、虹膜、输入的密码其他辅助验证用户身份的信息等，当然也可以包括以上两者或更多者的组合，并且可以是一种数字序列信号。伪码信号可以是随单位时间变化的数字序列，其中该单位时间可以根据需要设置，例如，每天、每小时、每分钟、每秒等。原始通信数据与第一伪码信号的逻辑运算可以是逻辑与、逻辑或、逻辑异或等，也可以是上述运算中的任意两者或更多者的组合。例如原始通信数据为发射端的用户 ID，并且始终为 00001101。在经过 5个单位时间 T后所对应的发射端状态 N+5下，第一伪码信号可以为 10101010，则原始通信数据与第一伪码信号的逻辑运算，例如 "异或" 的过程如下表所示：

在步骤 202，发射端 110将该扰码信号以可见光信号的形式发送出去。例如，发射端 110通过 LED灯以闪光形式将调制信号发送出去。针对上述扰码信号 10100111， LED灯可产生高频率闪烁，有光可代表 1，无光可代表 0，或者反之亦然，从而有效地实现了可见光通信。在步骤 203，接收端 120接收发射端 110发送的可见光信号，并将该可见光信号转换为数字信号。例如，对于 LED灯产生的高频率闪烁，有光可代表 1，无光可代表 0，或反之，从而可将接收的可见光信号转换为数字信号。在步骤 204，接收端 120对该数字信号与第二伪码信号进行解码例如逻辑运算，以获得原始通信数据。具体地，在经过 5个单位时间 T后所对应的接收端状态 N+5下，第二伪码信号也为 10101010，与第一伪码信号码型、起止相位相同。接收端 120对接收到的信号与第二伪码信号的逻辑运算，例如 "异或"过程如下表所示-

可见，解码输出信号为 00001101，与原始通信数据相同，即解码出了原始通信数据。如上文所述，为了使接收端能正确解码，接收端的伪码信号发生器产生的伪码信号需要与发射端的伪码信号发生器产生的伪码信号同步变化。具体地，伪码信号的变化是由收发两端的状态机的状态决定的，对应于状态机的不同状态，具有不同伪码信号。理想地，发射端与接收端的状态机的状态是同步变化的，使得发射端和接收端的伪码信号也能同步变化。例如在经过一定的单位时间（例如， 1秒、 1分钟或其他规定的时间段）后，收发两端的状态机的状态同时由上一个状态 N跳变到下一个状态 N+l，相应地，发射端与接收端处用于加密和解密的伪码信号也会同时从与状态 N相对应的伪码信号变为与状态 N+1相对应的伪码信号。在可见光通信系统中，可见光发射端 110和接收端 120的时钟系统的精准度由各自的晶振 114、 124所决定。由于制造工艺、工作环境等各方面的原因，晶振 114、 124 都会存在一定的误差，这就使得发射端 110和接收端 120的时间变化会不一样。假设收发两端都从 0秒开始计时，但接收端 120的时钟系统相对快点，如以标准的时间为参照，经过 1秒的时间，可能发射端 110中的时钟系统才到达 0. 999999秒，但这时接收端 120 的时钟系统已经到达 1. 000001秒，两者的误差为 1. 000001 - 0. 999999 = 0. 000002秒，在经过标准时间的 500000秒后，收发两端的时钟系统显示将相差 1秒。发射端 110和接收端 120的状态变化都是以自身的时钟系统为基准的，由于上述收发两端的时钟系统之间的误差，导致发射端 110和接收端 120的状态机的状态变化可能不同步。以收发两端的状态机以标准的单位时间 T变化为例，假设发射端 110的时钟系统比标准时间慢，而接收端 120的时钟系统比标准时间快。在经过某一标准时间后，发射端 110和接收端 120的系统时间相差一个单位时间 T。此时，发射端 110 处于状态^ 而接收端 120处于状态 N+l，即接收端 120用来解密的伪码信号与发射端 110用来加密的伪码信号不一样，因此接收端 120不能正确解密。图 c3是示出了发射端和接收端的状态机的状态随时间变化的示意图。如图 c3所示，在标准时间 to时刻，假设发射端和接收端的时钟系统是对准的，发射端与接收端都处于状态 N，在经过一段时间后，到达标准时间 tl时刻。此时，发射端由于时钟系统较慢，还处于状态 N+5，而接收端由于时钟系统较快，已经处于状态 N+6。因此接收端所选用的解密的伪码信号与发射端选用的加密的伪码信号不一致，导致解密出错。为此，本发明提供了一种可见光通信系统中的宽松解密方法。根据本发明的一方面，在接收到来自发射端的可见光信号时，不仅用接收端的状态机的当前状态对应的密钥对收到的可见光信号进行解密，而且在解密未成功的情况下还使用与在该当前状态之前和 /或之后的至少一个状态对应的密钥对可见光信号进行解密。以这种方式，避免了因发射端与接收端的时钟系统的误差而导致的误检。图 c4示出了根据本发明的一方面的可见光通信系统中的宽松解密方法的流程图。在步骤 401，在接收端处接收来自发射端的可见光信号，该可见光信号在该发射端至少部分地用随该发射端的状态机的状态变化的密钥被加密。在一实例中，该可见光信号包括通信数据以及该发射端的标识符，其中该通信数据用随该发射端的状态机的状态变化的密钥被加密，而该发射端的该标识符未被加密。例如，该通信数据可以是用户身份（ID) 信息，而该发射端的标识符可以是该发射端的设备号。在可见光通信系统中，发射端的设备号对于发射端是独一无二的，从而可被用于唯一地标识发射端。该通信数据诸如用户 ID是与发射端的标识号一起相关联地存储在接收端的。在步骤 402，用与该接收端的状态机的当前状态以及在该当前状态之前和 /或之后的至少一个状态对应的密钥对该可见光信号进行解密。根据本发明的一方面，除了接收端的状态机的当前状态外，取决于接收端与发射端的时钟系统的相对快慢，接收端还可以选用当前状态之前的预定数目个状态、选用当前状态之后的预定数目个状态、或者既选用当前状态之前的预定数目个状态又选用当前状态之后的预定数目个状态。例如，在已知接收端的时钟系统比发射端的时钟系统快的实例中，除了接收端的状态机的当前状态外，接收端可以仅选用当前状态之前的预定数目个状态。在已知接收端的时钟系统比发射端的时钟系统慢的实例中，除了接收端的状态机的当前状态外，接收端可以仅选用当前状态之后的预定数目个状态。在接收端与发射端的时钟系统的相对快慢不确定的实例中，除了接收端的状态机的当前状态外，接收端可以既选用当前状态之前的预定数目个状态又选用当前状态之后的预定数目个状态。该预定数目的大小可取决于接收端和发射端中晶振的精准度、接收端和发射端的处理能力等因素。在一实例中，接收端可以首先用与其状态机的当前状态对应的密钥对该可见光信号进行解密。如果该解密成功，则该过程结束。若该解密未成功，则继续用与该当前状态之前和 /或之后的预定数目个状态对应的密钥进行解密。例如，接收端可以依次用与该当前状态之前和 /或之后的预定数目个状态中的每个状态对应的密钥对可见光信号进行解密，直至该可见光信号被成功解密或者已使用与该当前状态之前和 /或之后的预定数目个状态中的所有状态对应的密钥对可见光信号进行了解密。在可见光信号包括加密的通信数据以及未加密的该发射端的标识符的实例中，接收端可首先从可见光信号中获得发射端的标识符，并检索出本地存储的与该标识符相关联的通信数据。在接收端使用与所选用的这些状态中的某一状态对应的密钥恢复出通信数据后，将恢复出的通信数据与在接收端本地存储的通信数据作比较，若两者相同，则认为解密成功。例如，如果恢复出的用户 ID与接收端本地存储的用户 ID—致，则认为该可见光信号为合法信号。否则，继续用与余下的状态对应的密钥对该可见光信号解密，直至解密成功或已经使用了与所选用的所有状态对应的密钥对可见光信号进行了解密为止。如果与该当前状态以及之前和 /或之后的预定数目个状态中的所有状态对应的密钥对可见光信号的解密皆未成功，则认为该可见光信号为非法信号。在上述宽松解密过程中，解密的次序是首先采用与当前状态对应的密钥，然后是与当前状态前后的预定数目个状态对应的密钥。然而，该次序仅是示例性的，事实上，接收端可以按任意的预定次序用与当前状态以及在当前状态之前和 /或之后的至少一个状态中的每个状态对应的密钥进行解密，直至可见光信号被成功解密或已使用与这些状态中的所有状态对应的密钥对可见光信号进行了解密为止。尽管为使解释简单化将上述宽松解密方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和 /或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。例如，上述选用不止当前状态一个状态解密的过程可以是一次检索一个状态，当用该状态对应的密钥解密不成功时，再检索下一个状态并相应地解密，直至解密成功或已经检索了所有预定数目个状态，或者可以是一次检索当前状态以及前后的预定数目个状态，然后再依次用对应每个状态的密钥进行解密，直至解密成功为止。下文参照图 c3的状态图来描述上述宽松解密方法。接收端在标准时间 t l接收到发射端发射的可见光信号。接收端可以将收到的可见光信号转换成数字信号，并首先获得未加密的该发射端的设备号。此时，接收端的状态机的当前状态为 N+6。除了当前状态 N+6，接收端还可以选用当前状态之前的预定数目个（例如 2个）状态 N+4、N+5，以及当前状态之后的 2个状态 N+7、 N+8。接收端可以首先用对应当前状态 N+6的伪码序列对该数字信号进行解密，例如可以执行逻辑异或运算，以得到一用户 ID。接收端将解密得到的该用户 ID与本地存储的与该发射端相关联的用户 ID作比较，两者并不相同，因此该解密不成功。随后，接收端按预定次序用与当前状态的前后四个状态相对应的伪码序列对该数字信号进行逻辑异或运算。该预定次序可以是依距离当前状态从近到远的顺序，例如，可以是 N+7、 N+5、 N+8、 N+4。接收端用与状态 N+7对应的伪码序列进行解密，由于解密出的用户 ID与本地存储的用户 ID不一致，接收端继续使用与状态 N+5对应的伪码序列进行解密。此时，解密得到的用户 ID与本地存储的用户 ID—致，因此解密成功，将该可见光信号标识为合法信号，该过程终止。如上所述，该预定次序可以是符合实际需要的任意次序。例如接收端可以按 N+4、 N+5、 N+6、 N+7、 N+8的次序用相应伪码序列解密，直至解密成功。图 5是示出了根据本发明的一方面的通信装置 500的框图。通信装置 500包括接收来自发射设备的可见光信号的接收器 502，该可见光信号在发射设备至少部分地用随发射设备的状态机的状态变化的密钥被加密。通信装置 500还包括解码器 504。解码器 504用与通信装置 500的状态机的当前状态以及在当前状态之前和 /或之后的至少一个状态对应的密钥对该可见光信号进行解密。根据本发明的一方面，除了通信装置 500的状态机的当前状态外，取决于通信装置 500与发射设备的时钟系统的相对快慢，解码器 504还可以选用当前状态之前的预定数目个状态、选用当前状态之后的预定数目个状态、或者既选用当前状态之前的预定数目个状态又选用当前状态之后的预定数目个状态。在一实例中，解码器 504可以首先用与通信装置 500的状态机的当前状态对应的密钥对该可见光信号进行解密。如果该解密成功，则该过程结束。若该解密未成功，则解码器 504继续用与该当前状态之前和 /或之后的预定数目个状态对应的密钥进行解密。例如，解码器 504可以依次用与该当前状态之前和 /或之后的预定数目个状态中的每个状态对应的密钥对可见光信号进行解密，直至该可见光信号被成功解密或者已使用与该当前状态之前和 /或之后的预定数目个状态中的所有状态对应的密钥对可见光信号进行了解密。伪码信号发生器 508可生成随通信装置 500的状态机的状态变化的密钥，例如伪码序列信号。通信装置 500还可包括存储器 510。存储器 510可存储状态信息 512，例如通信装置 500的状态机。通信装置 500还可包括处理器 506。该处理器 506可以是专用于分析接收器 502收到的信息的处理器、控制通信装置 500的一个或多个组件的处理器、和 /或既分析接收器 502收到的信息又控制通信装置 500的一个或多个组件的处理器。图 6是示出了根据本发明的一方面的通信装置 600的框图。应当领会到，通信装置 600被表示为包括功能块，这些功能块可以表示由处理器、软件或其组合（例如固件）实现的功能块。通信装置 600包括可协作的电子组件的逻辑分组 602。例如，逻辑分组 602可包括用于在接收端接收来自发射端的可见光信号的电子组件，该可见光信号在发射端至少部分地用随发射端的状态机的状态变化的密钥被加密 604。此外，逻辑分组 602 还可包括用于用与接收端的状态机的当前状态以及在当前状态之前和 / 或之后的至少一个状态对应的密钥对该可见光信号进行解密的电子组件 606。另外，通信装置 600可包括保存用于执行与电子组件 604和 606相关联的功能的指令的存储器 608。尽管示为处于存储器 608的外部，但是应当理解电子组件 604和 606中的一个或多个可存在于存储器 608内。实施例四本实施例中的时钟调整方法不仅仅可以应用于接收端的密钥的获取，也可以应用于其他方面。本实施例中的时钟调整方法可以作为一个单独的技术方案存在。图 dl示出了一种可在其中实现本发明的可见光通信系统 100d。可见光通信系统 100d包括发射端 l lOd和接收端 120d。发射端 l lOd包括编码器 11 Id以及与编码器 11 Id 相耦合的伪码信号发生器 112d。编码器 l l ld接收原始通信数据，并采用伪码信号发生器 112产生的伪码信号对原始通信数据进行编码以产生扰码信号。由于产生的扰码信号与原始通信数据不同，因此起到了加密的作用。如在本文中使用的，术语 "加密" 和 "编码" ，以及 "解密"和 "解码"可以互换地使用。原始通信数据可以是与发射端 l lOd相关联的 ID信息。编码器 111将扰码信号输出至发光单元 113d，后者将接收到的扰码信号以可见光的形式发送出去。发光单元 113d可以是 LED或其他具有发光功能的元件。发射端 l lOd可以是光子物联网中的手持式客户端。接收端 120d包括用于接收发射端 110 d发射的可见光信号、并将可见光信号转换为数字信号的接收单元 123d。解码器 121d接收由接收单元 123d输出的数字信号并采用伪码信号发生器 122d产生的伪码信号对其进行解码，以恢复出原始通信数据。在图 dl所示的可见光通信系统 100d中仅示出了一个发射端 110d，但是本领域技术人员容易领会，对应于一个接收端 120d往往存在多个发射端 110d。为了使发射端 l lOd和接收端 120d之间的通信具有更高的安全性，防止高速摄像机拍摄复制光信号，所以在发射端 l lOd和接收端 120d中都使用了随时间变化的伪码序列对原始通信数据进行了加密和解密。因此，如图 dl所示，伪码信号发生器 112d 以晶振 114d提供的时钟信号为基准根据发射端 110d的状态机的状态输出随时间变化的伪码信号。相应地，接收端 120d中的伪码信号发射器 122d也以晶振 124d提供的时钟信号为基准根据接收端 120d的状态机的状态输出随时间变化的伪码信号。图 d2示出了一种在可见光通信系统 100d中使用的加解密方法的流程图。在步骤 201d,发射端 110d对原始通信数据与随时间变化的第一伪码信号进行逻辑运算以获得扰码信号。原始通信数据可以是要发送的信息，例如用户身份（ID ) 信息等，并且可以是一种数字序列信号。伪码信号可以是随单位时间变化的数字序列，其中该单位时间可以根据需要设置，例如，每天、每小时、每分钟、每秒等。原始通信数据与第一伪码信号的逻辑运算可以是逻辑与、逻辑或、逻辑异或等，也可以是上述运算中的任意两者或更多者的组合。例如原始通信数据为发射端的用户 ID，并且始终为 00001101。在经过 5个单位时间 T后所对应的发射端状态 N+5下，第一伪码信号可以为 10101010，则原始通信数据与第一伪码信号的逻辑运算，例如 "异或" 的过程如下表所示：

在步骤 202，发射端 110d将该扰码信号以可见光信号的形式发送出去。例如，发射端 110d通过 LED灯以闪光形式将调制信号发送出去。针对上述扰码信号 10100111， LED灯可产生高频率闪烁，有光可代表 1，无光可代表 0，或者反之亦然，从而有效地实现了可见光通信。在步骤 203，接收端 120d接收发射端 110d发送的可见光信号，并将该可见光信号转换为数字信号。例如，对于 LED灯产生的高频率闪烁，有光可代表 1，无光可代表 0，或反之，从而可将接收的可见光信号转换为数字信号。光信号转换为数字信号的过程如下：首先是光电转换，利用光电二极管的电信号与光信号的特性，形成电脉冲信号。但是由于发射端与接收端的位置不一样，即每个发射端发射到接收端的光信号强度是不一样的，所以其电信号强弱也是不一样的，所以需要对光电二极管所形成的电流进行整流比较。如当二极管通过的电流值高于某一定门限值时，光电转换电路将输出的电压电平值调整为高电平；当通过光电二极管的电流值低于某一门限值时，光电转换电路将输出的电压电平值调整为低电平。该门限值的设定是通过一个数学模型根据不同的环境来设定的，如距离较远时，门限值可能会降低；距离近时门限值可能会相对升高，即门限值与门限值之间的变化关系由数学模型决定，可以是线性关系，也可以是非线性关系。通过以上过程，可以将电平调整到一定范围内，以此保证正确的脉冲形状，以保证采样的正确，从而保证时钟计算的正确性。在步骤 204，接收端 120d对该数字信号与第二伪码信号进行解码例如逻辑运算，以获得原始通信数据。具体地，在经过 5个单位时间 T后所对应的接收端状态 N+5下，第二伪码信号也为 10101010，与第一伪码信号码型、起止相位相同。接收端 120d对接收到的信号与第二伪码信号的逻辑运算，例如 "异或"过程如下表所示-

可见，解码输出信号为 00001101，与原始通信数据相同，即解码出了原始通信数据。如上文所述，为了使接收端能正确解码，接收端的伪码信号发生器产生的伪码信号需要与发射端的伪码信号发生器产生的伪码信号同步变化。具体地，伪码信号的变化是由收发两端的状态机的状态决定的，在经过一定的单位时间（例如， 1秒、 1分钟或其他规定的时间段）后，收发两端的状态机的状态就会由上一个状态跳变到下一个状态，同时与状态机状态对应的加密和解密所使用的伪码信号也会作相同的变化。在可见光通信系统中，可见光发射端 110d和接收端 120d的时钟系统的精准度由各自的晶振 114d、 124d所决定。由于制造工艺、工作环境等各方面的原因，晶振 114d、 124d都会存在一定的误差，这就使得发射端 110d和接收端 120d的时间变化会不一样。假设收发两端都从 0秒开始计时，但接收端 120的时钟系统相对快点，如以标准的时间为参照，经过 1秒的时间，可能发射端 110d中的时钟系统才到达 0. 999999秒，但这时接收端 120d 的时钟系统已经到达 1. 000001 秒，两者的误差为 1. 000001 - 0. 999999 = 0. 000002秒，在经过标准时间的 500000秒后，收发两端的时钟系统显示将相差 1秒。在系统的具体实现中，收发两端时钟系统的时间变化是以各自的系统最小单位时间——即晶振的周期——数目来计量的，注意，此处晶振的周期是指晶振的实际周期

(下文称为晶振的系统周期）。例如，假设发射端 nod 的晶振 i i4d 的标称频率为标称 =lfflz，晶振的标称周期 ¹标 =10_6s。理想地，若晶振 114绝对精准没有误差，即晶振 114 的实际频率（下文称为晶振的系统频率）系统 = 标称 =1ΜΗζ，则晶振 114 的实际周期 ^ι系统 = ^ι标称 =10_6s，发射端 110d处每标称 ( = 106) 个 ^ι系统记为发射端时钟系统的系统时间 1秒钟，这种理想情况下，发射端系统时间 1秒钟等于标准时间 1 秒钟。类似地，假设接收端 120d的晶振 124d的标称频率为 ^/2标 =lfflz，晶振的标称周期 ^««^ΙΟ-δ^ 理想地，若晶振 124d绝对精准没有误差，即晶振 124的系统频率 2系统 = ²标称 =1ΜΗζ，则晶振 124d的实际周期 ^系统 = 标称 =10_6s，接收端 120处每 ²标称

( = 106)个记为接收端时钟系统的系统时间 1秒钟，这种理想情况下，接收端系统时间 1秒钟等于标准时间 1秒钟。然而，由于制造工艺或工作环境等各方面的因素，晶振的实际频率与标称频率之间存在一定误差，并不相等。例如，若系统〈 ¹标称 =1ΜΗζ，贝系统〉 ι标称 =10-6秒，然而发射端 110d仍然是将 (即 106) 个⁷^ 记为时钟系统时间的 1秒钟，这一点对于理解发射端的系统时间的快慢原因非常重要。此时，发射端 110d处的时钟系统的

1秒钟，实际经历了即标称 " ^ι系统的标准时间，该实际经历的标准时间大于 1秒的标准时间，即发射端 110d 处的系统时间较标准时间慢。若 ^/2系统〉 ^/2标称 =lfflz，则

^系统〈称 =10-6秒，然而接收端 120d仍然是将标称（即 106)个 ^系统记为时钟系统时间的 1秒钟。此时，接收端 120d处的时钟系统的 1秒钟，实际经历了^ Ί 的标准时间，该实际经历的标准时间小于 1秒的标准时间，即接收端 120d处的系统时间较标准时间快。由此可清楚地看到，收发两端的时钟系统的系统时间是缘何快于或慢于标准时间的。发射端 110d和接收端 120d的状态变化都是以自身的时钟系统为基准的，由于上述收发两端的时钟系统之间的误差，导致发射端 110d和接收端 120d的状态机的状态变化可能不同步。以收发两端的状态机以标准的单位时间 T变化为例，假设发射端 110d 的时钟系统比标准时间慢，而接收端 120d的时钟系统比标准时间快。在经过某一标准时间后，发射端 110d和接收端 120d的系统时间相差一个单位时间 T。此时，发射端 110d处于状态^ 而接收端 120d处于状态 N+l，即接收端 120用来解密的伪码信号与发射端 110d用来加密的伪码信号不一样，因此接收端 120d不能正确解密。图 d3是示出了发射端和接收端的状态机的状态随时间变化的示意图。如图 d3所示，在标准时间 tO时刻，假设发射端和接收端的时钟系统是对准的，发射端与接收端都处于状态 N，在经过一段时间后，到达标准时间 tl时刻。此时，发射端由于时钟系统较慢，还处于状态 N+5，而接收端由于时钟系统较快，已经处于状态 N+6。因此接收端所选用的解密的伪码信号与发射端选用的加密的伪码信号不一致，导致解密出错。如上所述，时钟系统的系统时间可能快于或慢于标准时间，为了衡量发射端 l lOd 和接收端 120d的系统时间的快慢程度，本发明中引入了 "时钟变化参数" 的概念。时钟变化参数可以是对应于系统时间的单位时间实际经历的标准时间。假定以 1秒钟为单位时间。如上所述，对应于发射端 l lOd的系统时间的单位 1秒钟时间，实际经历的标准时间为 ' ^Τι系统。取决于系统时钟的快慢，该实际经历的标准时间 ' ^ 可能小于或大于 1秒钟标准时间。对应于接收端 120d的系统时间的单位 1秒钟时间，实际经历的标准时间为 ^/2» * ^T^，该实际经历的时间取决于系统时钟的快慢也可能小于或大于 1秒钟标准时间。对应于收发两端同样大小的系统时间，却实际经历不同标准时间的事实反映了它们系统时间之间的快慢关系。在本文中，将对应于接收端 120d的系统时间的单位时间实际经历的标准时间与对应于发射端 l lOd 的系统时间的同样单位时间实际经历的标准时间之比称为发射端 l lOd的时钟快慢因子。以单位时间为 1秒钟为例，发射端 l lOd 的时钟快慢因子² = ( ^*» * ⁷^ )/(^«^; * ⁷^ )。显然，该时钟快慢因子等于经过相同时间发射端的系统时间的变化幅度与接收端的系统时间的变化幅度之比。因此，可以在接收端 120d处根据接收端 120d的系统时间的变化确定发射端 l lOd的系统时间的变化。为了能够在接收端 120d处确定该时钟快慢因子，可以用接收端 120d本地晶振的系统周期⁷^ 的数目来计量对应于收发两端的系统时间的单位时间实际经历的标准时间。令该单位时间为发射端 nod 发射的可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间 ^Γ。标称。 ^* 是由信号的标称波特率决定的，具体地为波特率的倒数。例如，在标称波特率为 4800bps的情况下，一个光脉冲的标称持续时间 ^* =1/4800秒。在可见光通信系统中，用于通信的可见光的波特率一般是由收发两端协定的，因此已为接收端

120d所知晓。对应于接收端 120d的系统时间的 ^*»实际经历的标准时间可以计算得到，具体为 (^Γ。标称 · ²标称 ) · ^系统，即 (^Γ。标称 · ²标称 )个系统周期。对应于发射端 110d的系统时间的 <* 实际经历的标准时间可以在接收端 120d处实际测量来自发射端 110d 的可见光信号的一个光脉冲的持续时间得到并以接收端 120的晶振的系统周期为单位记为 M . T2系统。相应地，发射端 110的时钟快慢因子² = ( *称 · ^/2标称) /^M。由此，根据接收端 120d经过的系统时间，可以计算出发射端 110d的系统时间的变化。一般地，在可见光通信系统建立的早期，收发两端时钟系统的误差还没有随时间被放大，因此可以认为是对准的。因此，在早期例如设备调试期间接收端 120d与发射端 110d初次通信时，在接收端 120d本地存储发射端 110d的时钟信息，具体地可以将发射端 110d的时钟信息设为与此时接收端 120d的时钟信息一致。时钟信息可以指时钟系统的系统时间值。假设此时发射端 110d与接收端 120d的时钟系统的系统时间值为 0时。由于收发两端时钟系统是对准的，所以此时接收端 120d本地存储的发射端 HOd的时钟信息与发射端 110d的真实的时钟信息是一致的。注意，接收端 120d处保存的发射端 110d的时钟信息的变化是与接收端 120d自身的系统时间的变化相一致的，因此，在系统建立后随着时间的流逝，接收端 120d处保存的发射端 110d的时钟信息与发射端 110d处的真实的时钟信息之间产生误差。具体地，经过接收端 120d的系统时间的预定时间，接收端 120d本地存储的发射端 110d 的时钟信息的变化幅度也为该预定时间，但是实际上，发射端 110d真实的时钟信息的变化幅度应为该预定时间乘以发射端 110d的时间快慢因子。因此，每隔该预定时间，产生的该误差等于该预定时间减去发射端 110d的时钟快慢因子与该预定时间的乘积。相应地，可用所存储的发射端 110d的时钟信息减去该误差以对其进行更新。每隔预定时间段，接收端 120d就在所存储的发射端 110d的时钟信息上消除该误差量，以使得更新后的发射端 110d的时钟信息与发射端 110d处的真实的时钟信息相一致。作为说明性示例，假设该预定时间为 5分钟，并且假设 Q=4/5。从 0时开始，当接收端 120d处经过系统时间 5分钟时，接收端 120d本地保存的发射端 110d的时钟信息为 0时 5分。然而，发射端 110真实的时钟系统的变化是 5 X 4/5=4分钟，即误差为 5-4=1分钟。相应地，将本地保存的发射端 110d的时钟信息 0时 5分减去 1分钟误差，更新为 0时 4分。类似地，当接收端 120处再经过 5分钟系统时间时，本地保存的发射端 110d的时钟信息为 0时 9分，其中又包含所产生的误差 1分钟，因此，更新后的发射端 110d的时钟信息为 0时 8分。由于收发两端晶振的误差有可能随温度等环境条件变化，因此发射端 110d的时钟快慢因子也可能变化。所以，后续每次收到该发射端 110d的可见光信号时，都可以根据新接收到的可见光重新计算该时钟快慢因子。相应地，接收端 120d根据本地所存储的发射端 nod 的时钟信息来选择用于解密的伪码信号。由于，本地所存储的发射端 110的时钟信息是每隔预定时间段自动调整的，所以与发射端 l lOd处的真实的时钟信息的误差不会放大。进而，保证了根据接收端 120d处所存储的发射端 l lOd的时钟信息选择的伪码信号能够与发射端 l lOd处根据真实的发射端 l lOd时钟信息选择的伪码信号能够同步。图 d4 是示出了根据本发明的一方面的用于自动调整可见光通信系统中的时钟的方法的流程图。尽管为使解释简单化将该方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和 /或与来自本文中图示和描述的其他动作并发地发生。在步骤 401，接收端接收来自至少一个发射端中的第一发射端的可见光信号。该接收端可以是图 dl中的接收端 120d，第一发射端可以是图 dl中的发射端 110d。该可见光信号是光脉冲信号，例如有光代表 1，无光代表 0，或反之。该可见光信号一般包含该第一发射端的用户身份（ID)信息，该 ID信息是采用随第一发射端的系统时间变化的伪码信号进行加密的。另外，该可见光信号还包括用于标识该第一发射端的标识符，例如第一发射端的设备号。发射端的设备号在系统中是唯一性的，因此可通过设备号来唯一地标识某一发射端。该标识符是未加密的，可以被接收端直接解读得到。在步骤 402，根据接收自第一发射端的可见光信号确定第一发射端的时钟变化参数和接收端的时钟变化参数。如上文提及的，第一发射端的时钟变化参数是对应于第一发射端的系统时间的单位时间所实际经历的标准时间，其中该实际经历的标准时间可以用接收端的晶振的系统周期为单位来计量。在一实例中，该单位时间为来自第一发射端的可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间，后者等于可见光信号的标称波特率的倒数。对应于第一发射端的系统时间的该单位时间所实际经历的标准时间可以通过在接收端处实际测量该可见光信号的一个光脉冲的持续时间得到并以接收端的晶振的系统周期为单位记为 Μ · Τ2系统。在一实例中，接收端可以将该可见光信号转换成数字信号，并且从该数字信号的一个脉冲的高电平或低电平开始直至该高电平或低电平结束对经历了多少个 Τ2系统进行计数，得到的数目即为 Μ。接收端的时钟变化参数可以是指对应于接收端的系统时间的该单位时间实际经历的标准时间，其中该实际经历的标准时间可以用接收端的晶振的系统周期为单位来计量。在该单位时间为来自第一发射端的可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间 ^**» 的实例中，对应于接收端的系统时间的该单位时间实际经历的标准时间被计算为

(^)标称 * Λ标称 ) * ^2系统在步骤 403，根据第一发射端的该时钟变化参数和接收端的该时钟变化参数确定第一发射端的时钟快慢因子。第一发射端的时钟快慢因子为对应于接收端的系统时间的该单位时间实际经历的标准时间与对应于第一发射端的系统时间的该单位时间实际经历的标准时间之比。在该单位时间为来自第一发射端的可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间 ^* 的实例中，该第一发射端的时钟快慢因子² = (⁷«» ' ^/2»»)/ 。由于⁷ « 、 ^/2«»皆是接收端已知的，而 M是实际测量得到的，因此，在接收端可以得到第一发射端的时钟快慢因子的大小。在步骤 404，根据第一发射端的该时钟快慢因子每隔预定时间更新该接收端本地存储的第一发射端的时钟信息。如上所述，时钟快慢因子等于经过相同时间，第一发射端的系统时间的变化幅度与接收端的系统时间的变化幅度之比。因此，接收端处每流逝该预定时间的系统时间，第一发射端的系统时间的真实变化幅度应为该时钟快慢因子与该预定时间的乘积，但接收端本地存储的第一发射端的系统时间的变化幅度为该预定时间，所以本地存储的第一发射端的时钟信息的误差为该预定时间减去该乘积。进而，用本地存储的第一发射端的时钟信息减去该误差以进行更新可以消除该误差。以此方式，每经过该预定时间，就更新一次本地存储的第一发射端的时钟信息。接收端本地的该第一发射端的时钟信息最初可以是在接收端与第一发射端在系统建立初期（例如，首次）通信时存储的并且可以被设为等于接收端当时的时钟信息。这是因为可见光通信系统中的收发两端的首次通信一般是在系统建立初期，例如在系统建立调试期间，此时接收端处还没有存储第一发射端的时钟信息。由于在系统建立初期认为收发两端的时钟信息基本是一致的，所以，可以直接将接收端当前的时钟信息作为第一发射端的时钟信息存储在接收端本地。时钟信息可以指时钟系统的系统时间。例如，接收端在首次接收到第一发射端的可见光信号时，可以从可见光信号中直接解读出第一发射端的标识符，诸如设备号，并在本地与该第一发射端的标识符相关联地存储第一发射端的时钟信息。尽管图 d4中未明确示出，但是该方法还可以包括在后续每一次接收到来自该第一发射端的可见光信号时，可以根据新接收到的可见光重新计算该时钟快慢因子，从而根据新计算出的时钟快慢因子每隔该预定时间来更新本地存储的第一发射端的时钟信息。通过这种方式，接收端本地保存的发射端的时钟信息可以及时地更新，从而与发射端真实的时钟信息基本一致。接收端在后续接收到第一发射端的可见光时，可以用根据本地所存储的第一发射端的时钟信息来选择对应的伪码信号对接收到的可见光信号进行解码。由此选择的伪码序列必然与第一发射端处用于加密的伪码序列是对应的，从而保证了正确地解密。图 d5是示出了根据本发明的一方面的通信装置 500d的框图。接收器 502d可接收来自至少一个发射设备中的第一发射设备的可见光信号。时钟变化参数确定模块 504d 可根据接收自第一发射设备的可见光信号确定第一发射设备的时钟变化参数和通信装置 500d自身的时钟变化参数。如前文所述的，时钟变化参数可以是对应于系统时间的单位时间实际经历的标准时间。在该单位时间为来自第一发射设备的可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间的情况下，对应于第一发射设备的系统时间的单位时间实际经历的标准时间由时钟变化参数确定模块 504d在该通信装置 500d处测量接收自第一发射设备的可见光信号的一个光脉冲的持续时间得到并以通信装置 500d 的晶振的系统周期为单位记为 M · T2系统，以及对应于该通信装置 500d的系统时间的该单位时间实际经历的标准时间由时钟变化参数确定模块 504d计算为 · ²» ) · ，其中为该可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间，为该通信装置 500d的晶振的标称频率，以及为该通信装置 500d的晶振的系统周期。时钟快慢因子模块 506d 可根据第一发射设备的时钟变化参数和通信装置 500d 自身的时钟变化参数确定第一发射设备的时钟快慢因子。根据本发明的一方面，时钟快慢因子确定模块将第一发射设备的时钟快慢因子确定为对应于该通信装置 500d 的系统时间的该单位时间实际经历的标准时间与对应于第一发射设备的系统时间的该单位时间实际经历的标准时间之比。时钟信息调制模块 508d根据第一发射设备的时钟快慢因子每隔预定时间更新通信装置 500d本地存储的第一发射设备的时钟信息。根据本发明的一方面，该预定时间是通信装置 500d的系统时间的预定时间，每隔该预定时间，通信装置 500d本地存储的第一发射设备的时钟信息的误差为该预定时间减去第一发射设备的时钟快慢因子与该预定时间的乘积，由此，时钟信息调整模块 508d用本地存储的第一发射设备的时钟信息减去该误差以进行更新。在后续每一次接收到来自第一发射设备的可见光信号时，解码器 510d可根据所存储的第一发射设备的时钟信息来选择对应的伪码信号对接收到的可见光信号进行解码。通信装置 500d还可包括存储器 514d。存储器 514d可存储时钟信息 516d，例如第一发射设备的时钟信息。通信装置 500d还包括处理器 512d。该处理器 512d可以是专用于分析接收器 502d收到的信息的处理器、控制通信装置 500d的一个或多个组件的处理器、和 /或既分析接收器 502d收到的信息又控制通信装置 500d的一个或多个组件的处理器。图 d6是示出了根据本发明的一方面的通信装置 600d的框图。应当领会到，通信装置 600d被表示为包括功能块，这些功能块可以表示由处理器、软件或其组合（例如固件）实现的功能块。通信装置 600d包括可协作的电子组件的逻辑分组 602d。例如，逻辑分组 602d可包括用于接收来自至少一个发射设备中的第一发射设备的可见光信号的电子组件 604d。逻辑分组 602d可包括用于根据接收自该第一发射设备的该可见光信号确定该第一发射设备的时钟变化参数和接收设备的时钟变化参数的电子组件 606d。逻辑分组 602d还可包括用于根据该第一发射设备的该时钟变化参数和该接收设备的该时钟变化参数确定该第一发射设备的时钟快慢因子的电组件 608d。此外，逻辑分组 602d还可包括用于根据该第一发射设备的该时钟快慢因子每隔预定时间更新接收设备本地存储的该第一发射设备的时钟信息的电子组件 610d。另外，通信装置 600d 可包括保存用于执行与电子组件 604d、 606d、 608d、和 610d相关联的功能的指令的存储器 612d。尽管示为处于存储器 612的外部，但是应当理解电子组件 604d、 606d、 608d、和 610d中的一个或多个可存在于存储器 612d内。本领域技术人员将可理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位（比特）、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器（DSP)、专用集成电路（ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA) 或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如 DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与 DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在 RAM存储器、闪存、 ROM存储器、 EPR0M存储器、 EEPR0M存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、 CD_R0M、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从 /向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在 ASIC中。 ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括 RAM、醒、 EEPR0M、 CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线（DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从 web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、 DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘（disk) 和碟（disc) 包括压缩碟（CD)、激光碟、光碟、数字多用碟（DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘（disk) 往往以磁的方式再现数据，而碟 ( disc) 用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、一种可见光信号的解密方法，包括：接收来自发射端的可见光信号，其中，所述可见光信号在所述发射端被密钥加密; 获取所述密钥，并根据所述密钥对所述可见光信号进行解密，其中，获取所述密钥包括：获取与接收端状态机的状态对应的所述密钥；或者，根据所述可见光信号获取的用于获得所述密钥的指示信息并根据所述指示信息获取所述密钥。

2、根据权利要求 1所述的方法，其中，根据所述可见光信号获取的用于获得所述密钥的指示信息，并根据所述指示信息获取所述密钥包括：将接收的所述可见光信号转换为数字信号；将所述数字信号分解为包括伪码序列指示码和伪码信号的信号；查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列，其中，所述伪码序列为所述密钥；根据所述伪码序列对所述伪码信号进行解密。

3、根据权利要求 2所述的方法，其中，将所述数字信号分解为包括伪码序列指示码和伪码信号的信号，查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列包括：将所述数字信号分解为设备寻址码和第一合并信号；将所述第一合并信号分解为所述伪码序列指示码和所述伪码信号；根据所述设备寻址码对所述伪码序列指示码的合法性进行判决，若合法，则查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列。

4、根据权利要求 2所述的方法，其中，查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列包括：根据接收到的伪码序列指示码判断是否合法，合法则查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列，不合法则提示密码错误。

5、根据权利要求 4所述的方法，其中，所述方法还包括：根据所述设备寻址码查询该设备对应 ID信息，将该 ID信息与译码获得的 ID信息进行对比，若相同，判定合法，则输出合法的 ID信息。

6、根据权利要求 5所述的方法，其中，所述方法还包括：根据合法的 ID信息控制对应的设备。

7、根据权利要求 4所述的方法，其中，所述将接收的可见光信号转换为数字信号之后，还包括：对所述数字信号进行解调。

8、根据权利要求 4所述的方法，其中，所述根据所述设备寻址码对所述伪码序列指示码的合法性进行判决包括：当所述伪码序列指示码是从小到大不循环的大数时，根据所述设备寻址码查询已接收到的伪码序列指示码，若所述伪码序列指示码小于或者等于已接收到的伪码序列指示码，则判定无效，否则判定合法；或者，当所述伪码序列指示码是从大到小不循环的大数时，根据所述设备寻址码查询已接收到的伪码序列指示码，若所述伪码序列指示码大于或者等于已接收到的伪码序列指示码，则判定无效，否则判定合法。

9、根据权利要求 2至 8中任一项所述的方法，其中，根据所述伪码序列对所述伪码信号进行解密包括：将所述伪码序列与所述伪码信号进行逻辑运算，以对所述伪码信号进行解密。

10、根据权利要求 1所述的方法，其中，根据所述可见光信号获取的用于获得所述密钥的指示信息包括- 根据所述可见光信号确定所述发射端的时钟变化参数和所述接收端的时钟变化参数；根据所述发射端的时钟变化参数和所述接收端的时钟变化参数确定所述发射端的时钟快慢因子；根据所述发射端的所述时钟快慢因子每隔预定时间更新所述接收端本地存储的所述发射端的时钟信息，其中，所述时钟信息为用于获得所述密钥的指示信息。

11、根据权利要求 10所述的方法，其中，所述发射端的时钟变化参数是指对应于所述发射端的系统时间的单位时间实际经历的标准时间，以及所述接收端的时钟变化参数是指对应于所述接收端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间，其中所述实际经历的标准时间都是以所述接收端的晶振的系统周期为单位来计量的。

12、根据权利要求 11所述的方法，其中，所述发射端的时钟快慢因子为对应于所述接收端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间与对应于发射端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间之比。

13、根据权利要求 12所述的方法，其中，所述预定时间是所述接收端的系统时间的预定时间，每隔所述预定时间，所述接收端本地存储的所述发射端的所述时钟信息的误差为所述预定时间减去所述发射端的时钟快慢因子与所述预定时间的乘积，其中更新所述接收端本地存储的所述发射端的所述时钟信息包括用本地存储的所述发射端的所述时钟信息减去所述误差。

14、根据权利要求 13所述的方法，其中，所述单位时间为接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间，所述标称持续时间等于所述可见光信号的标称波特率的倒数。

15、根据权利要求 14所述的方法，其中，对应于所述发射端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间是在所述接收端处测量接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的持续时间得到的并以所述接收端的晶振的系统周期为单位记为 Μ · Τ2 系统，以及对应于所述接收端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间被计算为 ί⁷*» ^{# /2}«») ^{# 7}^ ，其中 ^Γ。标称为所述可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间， ^/2«为所述接收端的晶振的标称频率，以及 ^ 为所述接收端的晶振的系统周期。

16、根据权利要求 15所述的方法，其中，在所述接收端处测量接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的持续时间包括：将接收自所述发射端的所述可见光信号转换成数字信号；以及从所述数字信号的一个脉冲的高电平或低电平开始直至所述高电平或低电平结束对经历了多少个⁷ 进行计数，得到的数目即为¾1。

17、根据权利要求 16所述的方法，其中，所述将接收自所述发射端的所述可见光信号转换成数字信号包括：通过光电二极管将所述可见光信号转换成电脉冲信号，当所述光电二极管通过的电流值高于门限值时输出高电压电平，以及当所述光电二极管通过的电流值低于所述门限值时输出低电压电平。

18、根据权利要求 17所述的方法，其中，所述门限值是根据预定数学模型至少由所述接收端与所述发射端之间的距离来决定的。

19、根据权利要求 10所述的方法，其中，还包括：在后续每一次接收到来自所述发射端的可见光信号时，重复所述确定所述发射端的时钟变化参数和所述接收端的时钟变化参数至更新所存储的所述发射端的所述时钟信息的步骤。

20、根据如权利要求 19所述的方法，其中，在后续每一次接收到来自所述发射端的可见光信号时，根据所存储的所述发射端的所述时钟信息来选择对应的伪码信号对接收到的可见光信号进行解码。

21、根据权利要求 10所述的方法，其中，所述接收端本地存储的所述发射端的时钟信息最初是在所述接收端首次接收到所述发射端的可见光信号时与所述发射端的标识符相关联的存储的并且被设为等于所述接收端当时的时钟信息。

22、根据权利要求 1所述的方法，其中，获取与接收端状态机的状态对应的所述密钥并根据所述密钥对所述可见光信号进行解密包括：获取并用与所述接收端的状态机的当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，其中，所述可见光信号用随所述发射端的状态机的状态变化的密钥被加密。

23、根据权利要求 22所述的方法，其中，用与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密包括- 用与所述接收端的状态机的所述当前状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密；以及若用与所述接收端的状态机的所述当前状态对应的密钥对所述可见光信号的解密未成功，则继续用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密。

24、根据权利要求 23所述的方法，其中，用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密：按预定次序用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的每个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，直至所述可见光信号被成功解密或已使用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的所有状态对应的密钥对所述可见光信号进行了解密为止。

25、根据权利要求 24所述的方法，其中，所述可见光信号包括通信数据以及所述发射端的标识符。

26、根据权利要求 25所述的方法，其中，所述通信数据用随所述发射端的状态机的状态变化的所述密钥被加密，而所述发射端的所述标识符未被加密，并且所述接收端本地存储有与所述发射端的所述标识符相关联的通信数据。

27、根据权利要求 25或 26所述的方法，其中，还包括：从所述可见光信号获得所述发射端的所述标识符；其中如果用与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 / 或之后的所述至少一个状态中的一个状态对应的密钥对所述可见光信号解密得到的通信数据与所述接收端本地存储的与所述发射端的所述标识符相关联的通信数据相同，则用与所述一个状态对应的密钥对所述可见光信号的解密成功，否则解密未成功。

28、根据权利要求 27所述的方法，其中，所述通信数据包括用户信息，所述用户信息包括 ID信息、指纹、面部、虹膜、输入的密码、或者以上两者或更多者的组合，所述方法还包括：如果用与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号的解密皆未成功，则将所述可见光信号标识为非法信号，否则将所述可见光信号标识为合法信号。

29、根据权利要求 22所述的方法，其中，用与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密包括- 按预定次序用与所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的每个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，直至所述可见光信号被解密成功或已使用与所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的所有状态对应的密钥对所述可见光信号进行了解密。

30、根据权利要求 22所述的方法，其中，所述至少一个状态包括在所述当前状态之前的预定数目个状态和在所述当前状态之后的所述预定数目个状态。

31、根据权利要求 22所述的方法，其中，随所述发射端的状态机的状态变化的密钥以及与所述接收端的状态机的所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥是随时间变化的序列。

32、根据权利要求 22所述的方法，其中，所述随时间变化的序列为伪码序列，所述方法还包括将所述可见光信号转换成数字信号，其中所述解密包括所述数字信号与伪码序列的逻辑与、逻辑或、逻辑异或、或者以上两者或更多者的组合。

33、一种通信装置，包括：接收器，用于接收来自发射端的可见光信号，其中，所述可见光信号在所述发射端被密钥加密；解码器，用于获取所述密钥，并根据所述密钥对所述可见光信号进行解密，其中，获取所述密钥包括：获取与接收端状态机的状态对应的所述密钥；或者，根据所述可见光信号获取的用于获得所述密钥的指示信息并根据所述指示信息获取所述密钥。

34、根据权利要求 33所述的装置，其中，所述接收器为用于接收可见光信号，并输出数字信号的可见光接收器；所述解码器包括：用于将所述数字信号分解为包括伪码序列指示码和伪码信号的伪码序列指示码分解单元；用于查询伪码序列指示码对应的伪码序列的伪码序列查询单元，其中，所述伪码序列为所述密钥；用于将所述伪码序列与所述伪码信号进行逻辑运算，输出逻辑运算结果的卷积译码器。

35、根据权利要求 34所述的装置，其中，所述解码器还包括：用于将所述数字信号分解为设备寻址码和第一合并信号的设备寻址码分解单元；所述伪码序列指示码分解单元，用于将所述第一合并信号分解为伪码序列指示码和伪码信号；所述伪码序列查询单元，用于根据所述设备寻址码对所述伪码序列指示码的合法性进行判决，若合法，查询伪码序列指示码对应的伪码序列。

36、根据权利要求 34所述的装置，其中，所述伪码序列查询单元，用于根据接收到的伪码序列指示码判断是否合法，合法则查询所述伪码序列指示码对应的伪码序列，不合法则提示密码错误。

37、根据权利要求 35所述的装置，其中，所述装置还包括：用于根据所述设备寻址码查询对应 ID信息的查询单元；以及用于对所述卷积译码器输出的 ID信息与所述查询单元输出的 ID信息进行对比，若相同判定合法，输出合法 ID信息的 ID判决器。

38、根据权利要求 37所述的装置，其中，所述装置还包括：与所述 ID判决器连接的设备控制电路，用于根据接收的 ID信息控制对应的设备。

39、根据权利要求 35所述的装置，其中，所述装置还包括：连接于所述可见光接收器与所述设备寻址码分解单元之间、用于对所述数字信号进行解调的解调器。

40、根据权利要求 33所述的装置，其中，所述接收器，其接收来自发射设备的可见光信号，所述可见光信号在所述发射设备至少部分地用随所述发射设备的状态机的状态变化的密钥被加密；以及所述解码器，用与所述通信装置的状态机的当前状态以及在所述当前状态之前和 / 或之后的至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密。

41、根据权利要求 40所述的装置，其中，所述解码器用与所述通信装置的状态机的所述当前状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，并且若用与所述通信装置的状态机的所述当前状态对应的密钥对所述可见光信号的解密未成功，则继续用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密。

42、根据权利要求 41所述的装置，其中，所述解码器按预定次序用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的每个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，直至所述可见光信号被成功解密或已使用与在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的所有状态对应的密钥对所述可见光信号进行了解密为止。

43、根据权利要求 40所述的装置，其中，所述解码器按预定次序用与所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的每个状态对应的密钥对所述可见光信号进行解密，直至所述可见光信号被解密成功或已使用与所述当前状态以及在所述当前状态之前和 /或之后的所述至少一个状态中的所有状态对应的密钥对所述可见光信号进行了解密。

44、根据权利要求 33所述的装置，其中，所述接收器，用于接收来自发射端的可见光信号；所述解码器包括：时钟变化参数确定模块，其根据接收自所述发射端的所述可见光信号确定所述发射端的时钟变化参数和所述通信装置的时钟变化参数；时钟快慢因子确定模块，根据所述发射端的所述时钟变化参数和所述通信装置的所述时钟变化参数确定所述发射端的时钟快慢因子；以及时钟信息调整模块，其根据所述发射端的所述时钟快慢因子每隔预定时间更新所述通信装置本地存储的所述发射端的时钟信息。

45、根据权利要求 44所述的装置，其中，所述发射端的时钟变化参数是指对应于所述发射端的系统时间的单位时间实际经历的标准时间，以及所述通信装置的时钟变化参数是指对应于所述通信装置的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间，其中所述实际经历的标准时间都是以所述通信装置的晶振的系统周期为单位来计量的。

46、根据权利要求 45所述的装置，其中，所述时钟快慢因子确定模块将所述发射端的时钟快慢因子确定为对应于所述通信装置的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间与对应于发射端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间之比。

47、根据权利要求 46所述的通信装置，其中，所述预定时间是所述通信装置的系统时间的预定时间，每隔所述预定时间，所述通信装置本地存储的所述发射端的所述时钟信息的误差为所述预定时间减去所述发射端的时钟快慢因子与所述预定时间的乘积，所述时钟信息调整模块用本地存储的所述发射端的所述时钟信息减去所述误差。

48、根据权利要求 47所述的装置，其中，所述单位时间为接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间，所述标称持续时间等于所述可见光信号的标称波特率的倒数。

49、根据权利要求 48所述的装置，其中，对应于所述发射端的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间由所述时钟变化参数模块在所述通信装置处测量接收自所述发射端的所述可见光信号的一个光脉冲的持续时间得到并以所述通信装置的晶振的系统周期为单位记为 M · T2系统，以及对应于所述通信装置的系统时间的所述单位时间实际经历的标准时间由所述时钟变化参数计算为 ' ^/2«) ' ¾¾，其中为所述可见光信号的一个光脉冲的标称持续时间， ^/2«»为所述通信装置的晶振的标称频率，以及为所述通信装置的晶振的系统周期。

50、根据权利要求 44所述的装置，其中，解码器，还用于其在后续每一次接收到来自所述发射端的可见光信号时，根据所存储的所述发射端的所述时钟信息来选择对应的伪码信号对接收到的可见光信号进行解码。

51、一种可见光信号的加密方法，包括：对数据使用密钥进行加密；将所述加密数据作为可见光信号发射，其中，所述密钥随发射端的状态机的状态变化而变化，或者，所述可见光信号携带有用于获得所述密钥的指示信息。

52、根据权利要求 51所述的方法，其中，在所述可见光信号携带有所述指示信息的情况下，将所述数据使用所述密钥进行加密，将所述加密数据作为所述可见光信号发射包括：将生成的伪码序列与所述数据进行编码，获得伪码信号，其中，所述伪码序列为所述密钥；将所述伪码序列对应的伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，获得包括所述伪码序列指示码和所述伪码信号的合并信号；以可见光的形式发送所述合并信号。

53、根据权利要求 52所述的方法，其中，获得包括所述伪码序列指示码和所述伪码信号的合并信号，以可见光的形式发送所述合并信号包括- 将所述伪码序列对应的伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，获得第一合并信号；在所述第一合并信号首部合并设备寻址码，获得第二合并信号：以可见光形式发送所述第二合并信号。

54、根据权利要求 53所述的方法，其中，所述以可见光信号的形式发送所述第合并信号之前，还包括- 对所述第二合并信号进行调制。

55、根据权利要求 53所述的方法，其中，所述伪码序列指示码是从小到大或从大到小不循环的大数，随发射信号的次数变化。

56、一种通信装置，包括：加密装置，用于对数据使用密钥进行加密; 发射单元，用于将所述加密数据作为可见光信号发射，其中，所述密钥随发射端的状态机的状态变化而变化，或者，所述可见光信号携带有用于获得所述密钥的指示信息。

57、根据权利要求 56所述的装置，其中，所述加密装置包括：用于输出伪码序列和对应伪码序列指示码的伪码发生器；用于对所述伪码序列与所述数据进行逻辑运算，输出伪码信号的卷积编码器；用于将所述伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，输出包括所述伪码序列指示码和所述伪码信号的合并信号的伪码序列指示码合并单元；其中，所述伪码序列为所述密钥，所述伪码序列指示码为所述指示信息；所述发射单元，用于以可见光信号的形式发送所述合并信号。

58、根据权利要求 57所述的装置，其中，所述伪码序列指示码合并单元还用于将所述伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，输出第一合并信号；所述加密装置还包括；用于在所述第一合并信号首部合并设备寻址码，输出第二合并信号的设备寻址码合并单元；

所述发射单元，用于以可见光信号的形式发送所述第二合并信号。

59、根据权利要求 58所述的装置，其中，所述发射装置还包括连接于所述设备寻址码处理单元与所述发射单元之间、用于对所述第二合并信号进行调制的调制器。

60、根据权利要求 56所述的装置，其中，所述发射单元是 LED灯。

61、根据权利要求 56所述的装置，其中，所述伪码序列指示码是从小到大或从大到小不循环的大数，随发射信号的次数变化。

62、一种通信系统，包括：权利要求 56至 61中任一项所述的通信装置以及权利要求 33至 50中任一项所述的通信装置。