一種可見光識別鎖具和可見光識別鎖具控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可見光識別鎖具，包括光識別門鎖裝置和光信息發(fā)送裝置，所述的光識別門鎖裝置包括信息接收處理模塊、控制電路和電動門鎖；所述的光信息發(fā)送裝置包括具有時鐘單元的控制模塊、LED驅(qū)動模塊和LED燈組，用于通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生不同頻率的LED燈光。本發(fā)明能夠在利用可見光進(jìn)行照明的同時對門鎖進(jìn)行控制，以人眼不可察覺的方式完成信息的傳輸、識別和門鎖的開啟，極大地提高了鎖具的使用安全，使用方便。
【專利說明】一種可見光識別鎖具和可見光識別鎖具控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎖具，尤其涉及一種可見光識別鎖具和可見光識別鎖具控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的門鎖開控方式主要包括鑰匙手動、密碼撥號、無線遙控幾種類型。鑰匙手動時最為常見的門鎖開控方式，利用與鎖芯匹配的鑰匙進(jìn)行開鎖；密碼撥號主要是通過按鍵輸入裝置輸入設(shè)定密碼，門鎖中的控制模塊在確認(rèn)密碼正確后控制電動門鎖打開；無線遙控主要是利用無線發(fā)送裝置向門鎖中的控制模塊發(fā)送設(shè)定的信號，并由控制模塊控制電動門鎖打開。無線遙控方式中無線信息傳輸主要利用電磁波或聲波，聲波傳輸距離短且產(chǎn)生噪聲危害，主要應(yīng)用于無損探傷和聲吶檢測領(lǐng)域；電磁波應(yīng)用廣泛，但存在電磁污染、輻射危害、電磁兼容等方面的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種可見光識別鎖具和可見光識別鎖具控制方法，能夠在利用可見光進(jìn)行照明的同時對門鎖進(jìn)行控制，以人眼不可察覺的方式完成信息的傳輸、識別和門鎖的開啟，極大地提高了鎖具的使用安全，使用方便。
[0004]本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種可見光識別鎖具，包括光識別門鎖裝置和光信息發(fā)送裝置，所述的光識別門鎖裝置包括信息接收處理模塊、控制電路和電動門鎖，信息接收處理模塊用于接收光信息發(fā)送裝置通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光，按照規(guī)定的通信協(xié)議和解調(diào)方式將LED燈光轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息的正確與否輸出控制信號；控制電路用于接收信息接收處理模塊發(fā)送的控制信號并控制電動門鎖，電動門鎖用于執(zhí)行開啟或關(guān)閉動作；所述的光信息發(fā)送裝置包括具有時鐘單元的控制模塊、LED驅(qū)動模塊和LED燈組，用于通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生不同頻率的LED燈光。
[0005]所述的信息接收處理模塊包括光敏三極管、放大濾波電路和第一單片機(jī)，光敏三極管的集電極連接供電電源，光敏三極管的發(fā)射極連接二極管的正極；光敏三極管的發(fā)射極還通過第一電阻接地；二極管的負(fù)極連接放大三極管的基極，二極管的負(fù)極還通過第一電容接地；放大三極管的集電極通過第二電阻連接供電電源；放大三極管的集電極還連接第一單片機(jī)的計數(shù)器輸入引腳；放大三極管的集電極還通過第二電容接地；放大三極管的發(fā)射極接地；第一單片機(jī)采用STClIFOl單片機(jī)，第一單片機(jī)連接有時鐘電路和復(fù)位電路；時鐘電路包括第一石英晶振器，第一石英晶振器的兩端分別連接STC11F01單片機(jī)的XTALl和XTAL2引腳，第三電容和第四電容組成的串聯(lián)電路并聯(lián)在第一石英晶振器兩端；復(fù)位電路包括上電復(fù)位電路和開關(guān)復(fù)位電路；上電復(fù)位電路包括串聯(lián)的第五電容和第三電阻，第五電容的正極連接供電電源，第五電容的負(fù)極連接第三電阻第一端，第三電阻第二端接地，STC11F01單片機(jī)的RST引腳連接在第五電容負(fù)極和第三電阻第一端之間；開關(guān)復(fù)位電路包括與第五電容并聯(lián)的復(fù)位按鈕；控制電路采用功率放大電路，功率放大電路控制連接電動門鎖。
[0006]所述的光信息發(fā)送裝置中具有時鐘單元的控制模塊采用STC11F01單片機(jī)，時鐘電路包括第二石英晶振器，第二石英晶振器的兩端分別連接STC61F01單片機(jī)的XTALl和XTAL2引腳，第六電容和第七電容組成的串聯(lián)電路并聯(lián)在第二石英晶振器兩端；所述的上電復(fù)位電路包括串聯(lián)的第八電容和第四電阻，第八電容的正極連接供電電源，第八電容的負(fù)極連接第四電阻第一端，第四電阻第二端接地，STC61F01單片機(jī)的RST引腳連接在第八電容負(fù)極和第四電阻第一端之間；LED驅(qū)動模塊包括MAX1848芯片，MAX1848芯片的LX引腳通過穩(wěn)壓二極管、串聯(lián)的多個LED燈和第五電阻接地，MAX1848芯片的LX引腳還通過電感連接供電電源；MAX1848芯片的V+引腳連接供電電源；MAX1848芯片的OUT引腳通過第九電容接地；MAX1848芯片的CTRL引腳連接STC61F01單片機(jī)的控制信號輸出端；MAX1848芯片的COPM引腳通過第十電容連接；MAX1848芯片的CS引腳通過第五電阻接地。
[0007]所述的光識別門鎖裝置還包括光線引導(dǎo)裝置；光線引導(dǎo)裝置包括凸透鏡、由三個凹透鏡組成的凹透鏡組和半反半透鏡，凸透鏡和凹透鏡組的主光軸位于同一水平線上，凸透鏡和凹透鏡組之間設(shè)置有半反半透鏡，信息接收處理模塊中的光敏三極管位于半反半透鏡的光線反射范圍內(nèi)。
[0008]一種可見光識別鎖具控制方法，包括以下步驟:
A:按照預(yù)設(shè)的欲發(fā)送數(shù)據(jù)信息及調(diào)制信號頻率與ASCII編碼碼值的對應(yīng)關(guān)系，利用光信息發(fā)送裝置中具有時鐘單元的控制模塊產(chǎn)生不同頻率調(diào)制信號；
B:根據(jù)控制模塊產(chǎn)生的不同頻率調(diào)制信號，通過LED驅(qū)動模塊產(chǎn)生不同頻率的LED燈
光;
C:利用光識別門鎖裝置中光敏三極管接收光信息發(fā)送裝置通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光；
D:利用光識別門鎖裝置中光敏三極管產(chǎn)生的信號控制放大三極管的導(dǎo)通和截止，通過放大三極管在導(dǎo)通和截止時在光識別門鎖裝置中第一單片機(jī)的計數(shù)器輸入引腳產(chǎn)生的高低電平實現(xiàn)信號輸入；
E:采用光識別門鎖裝置中連接有時鐘電路且具有計數(shù)器功能的第一單片機(jī)，計算固定周期內(nèi)計數(shù)器輸入引腳接收到的信號頻率，并將不同的信號頻率分別對應(yīng)ASCII編碼碼值“O”和“ I ”，得到光信息發(fā)送裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)信息；
F:第一單片機(jī)判斷接收到的數(shù)據(jù)信息是否與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)信息相同，若相同，第一單片機(jī)通過控制電路控制電動丨]鎖開啟。
[0009]所述的步驟A中，采用的調(diào)制信號頻率分別為1KHZ、4 KHz和8 KHz，占空比均為50% ;其中頻率為IKHz的調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光不傳輸信號；頻率為4KHZ的調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光代表ASCII碼值“O” ;頻率為8KHZ的調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光代表ASCII碼值“I”。
[0010]光信息發(fā)送裝置發(fā)送數(shù)據(jù)幀格式與光識別門鎖裝置接收數(shù)據(jù)幀格式均為前導(dǎo)碼+8位或16位數(shù)據(jù)，前導(dǎo)碼為二進(jìn)制的“00000000”，不發(fā)送校驗碼；信息發(fā)送、接收過程中以字符為單位進(jìn)行發(fā)送、接收，字符與字符之間的時間間隔任意，每個字符中各位以固定時間傳送；數(shù)據(jù)傳輸速率設(shè)定為1000bps。[0011]所述的光識別門鎖裝置中第一單片機(jī)每次計數(shù)時間固定為700μ S，兩次計數(shù)間隔300 μ s ;第一單片機(jī)在接收到正確的前導(dǎo)碼后,延時300 μ s后開始接收后續(xù)8位或16位數(shù)據(jù)。在每個計數(shù)時間內(nèi)，STC11F01單片機(jī)的計數(shù)器得到的計數(shù)值與所代表的ASCII碼值對應(yīng)關(guān)系為:計數(shù)值為2或3時，對應(yīng)的ASCII碼值為“O” ； 計數(shù)值為5或6時，對應(yīng)的ASCII碼值為“I”。
[0012]當(dāng)?shù)谝粏纹瑱C(jī)接收前導(dǎo)碼時，STClIFOl單片機(jī)的計數(shù)器在一個計數(shù)時間內(nèi)得到的連續(xù)計數(shù)值前5位若為11333時，正常接收剩余5位前導(dǎo)碼；若STClIFOl單片機(jī)的計數(shù)器在一個計數(shù)時間內(nèi)得到的連續(xù)計數(shù)值前5位不為11333時，則按照下列情形進(jìn)行延時調(diào)整:
(1)連續(xù)5次計數(shù)值為“".00133”，僅將下一次延時調(diào)整為600μ s，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼；
(2)連續(xù)5次計數(shù)值為“…11233”，僅將下一次延時調(diào)整為550μ S，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼；
(3)連續(xù)5次計數(shù)值為“…11222”，僅將下一次延時調(diào)整為360μ s，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼；
(4)連續(xù)5次計數(shù)值為“".00222”，僅將下一次延時調(diào)整為550μ s，繼續(xù)接收剩余5位
前導(dǎo)碼。
[0013]本發(fā)明按照預(yù)設(shè)的調(diào)制信號頻率與ASCII編碼碼值的對應(yīng)關(guān)系，將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)信息通過不同頻率的LED燈光發(fā)送給光識別門鎖裝置；本發(fā)明利用光識別門鎖裝置接收光信息發(fā)送裝置通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光，按照規(guī)定的通信協(xié)議和解調(diào)方式將LED燈光轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息的正確與否輸出控制信號；通過控制電路控制電動門鎖執(zhí)行開啟或關(guān)閉動`作；本發(fā)明能夠在利用可見光進(jìn)行照明的同時對門鎖進(jìn)行控制，以人眼不可察覺的方式完成信息的傳輸、識別和門鎖的開啟，極大地提高了鎖具的使用安全，使用方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述光信息發(fā)送裝置的原理框圖；
圖2為本發(fā)明所述光信息發(fā)送裝置的電路示意圖；
圖3為本發(fā)明所述光識別門鎖裝置的原理框圖；
圖4為本發(fā)明所述光識別門鎖裝置的電路示意圖；
圖5為本發(fā)明所述光信息發(fā)送裝置發(fā)送數(shù)據(jù)“11001100”的時序圖；
圖6為本發(fā)明所述光識別門鎖裝置5種同步與非同步采集信號的時序圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明包括光信息發(fā)送裝置I和光識別門鎖裝置。
[0016]如圖1所示，光信息發(fā)送裝置I用于按照預(yù)設(shè)的調(diào)制信號頻率與ASCII編碼碼值的對應(yīng)關(guān)系，將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)信息通過不同頻率的LED燈光發(fā)送給光識別門鎖裝置。光信息發(fā)送裝置I包括具有時鐘單元的控制模塊、LED驅(qū)動模塊和LED燈組。
[0017]如圖2所示，光信息發(fā)送裝置I中具有時鐘單元的控制模塊采用STC11F01單片機(jī)，STC61F01單片機(jī)連接有時鐘電路和上電復(fù)位電路。[0018]時鐘電路包括第二石英晶振器Y2，第二石英晶振器Y2的兩端分別連接STC61F01單片機(jī)的XTALl和XTAL2引腳，第六電容C6和第七電容C7組成的串聯(lián)電路并聯(lián)在第二石英晶振器Y2兩端。本發(fā)明采用內(nèi)時鐘模式，利用STC61F01單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路，在XTALl和XTAL2引腳上外接由一個第二石英晶振器Y2和兩個電容C6、C7組成的定時元件，STC61F01單片機(jī)內(nèi)部振蕩器便能產(chǎn)生自激振蕩。
[0019]上電復(fù)位電路包括串聯(lián)的第八電容C8和第四電阻R4，第八電容C8的正極連接供電電源，第八電容CS的負(fù)極連接第四電阻R4第一端，第四電阻R4第二端接地，STC61R)1單片機(jī)的RST引腳連接在第八電容CS負(fù)極和第四電阻R4第一端之間。電源接通瞬間，電壓全部加在了第四電阻R4上，RST的輸入為高，STClIFOl單片機(jī)被復(fù)位。隨著+5V電源給第八電容CS充電，第四電阻R4上的電壓逐漸減小，最后約等于0，STC61F01單片機(jī)即可正常工作。
[0020]LED驅(qū)動模塊包括MAX1848芯片，MAX1848芯片的LX引腳通過穩(wěn)壓二極管D3、串聯(lián)的多個LED燈D2和第五電阻R5接地，MAX1848芯片的LX引腳還通過電感L連接供電電源；MAX1848芯片的V+引腳連接供電電源；MAX1848芯片的OUT引腳通過第九電容C9接地；MAX1848芯片的CTRL引腳連接STC61F01單片機(jī)的控制信號輸出端Pl.4 ；MAX1848芯片的COPM引腳通過第十電容ClO連接；MAX1848芯片的CS引腳通過第五電阻R5接地。LED驅(qū)動模塊可驅(qū)動串聯(lián)的三個LED燈D2發(fā)光工作。
[0021]如圖3所示，光識別門鎖裝置的主要作用是接收LED燈光、解調(diào)信號、判斷信號是否正確和控制電動門鎖7工作幾個作用。如圖3所示，光識別門鎖裝置包括信息接收處理模塊5、控制電路6和電動門鎖7。其中，信息接收處理模塊5用于接收光信息發(fā)送裝置I通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光，按照規(guī)定的通信協(xié)議和解調(diào)方式將LED燈光轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息的正確與否輸出控制信號；控制電路6用于接收信息接收處理模塊5發(fā)送的控制信號并控制電動門鎖7，電動門鎖7用于執(zhí)行開啟或關(guān)閉動作。
[0022]如圖4所示，信息接收處理模塊5包括光敏三極管Tl、放大濾波電路和連接有時鐘電路的第一單片機(jī)。光敏三極管Tl的集電極連接供電電源，光敏三極管Tl的發(fā)射極連接二極管Dl的正極；光敏三極管Tl的發(fā)射極還通過第一電阻Rl接地；二極管Dl的負(fù)極連接放大三極管T2的基極，二極管Dl的負(fù)極還通過第一電容Cl接地；放大三極管T2的集電極通過第二電阻連接供電電源；放大三極管T2的集電極還連接單片機(jī)的計數(shù)器輸入引腳；放大三極管T2的集電極還通過第二電容C2接地；放大三極管T2的發(fā)射極接地。
[0023]第一單片機(jī)采用STClIFOl單片機(jī)，STClIFOl單片機(jī)連接有時鐘電路且具有計數(shù)器功能。時鐘電路包括第一石英晶振器Y1，第一石英晶振器Yl的兩端分別連接STC11F01單片機(jī)的XTALl和XTAL2引腳，第三電容C3和第四電容C4組成的串聯(lián)電路并聯(lián)在第一石英晶振器Yl兩端。本發(fā)明采用內(nèi)時鐘模式，利用STC11F01單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路，在XTALl和XTAL2引腳上外接由一個第一石英晶振器Yl和兩個電容C3、C4組成的定時元件，STC11RU單片機(jī)內(nèi)部振蕩器便能產(chǎn)生自激振蕩。
[0024]STClIFOl單片機(jī)還連接有上電復(fù)位電路和開關(guān)復(fù)位電路；上電復(fù)位電路包括串聯(lián)的第五電容C5和第三電阻R3,第五電容C5的正極連接供電電源,第五電容C5的負(fù)極連接第三電阻R3第一端，第三電阻R3第二端接地，STCllRn單片機(jī)的RST引腳連接在第五電容C5負(fù)極和第三電阻R3第一端之間。電源接通瞬間，電壓全部加在了第三電阻R3上，RST的輸入為高，STClIFOl單片機(jī)被復(fù)位。隨著+5V電源給第五電容C5充電，第三電阻R3上的電壓逐漸減小，最后約等于0，STC11F01單片機(jī)即可正常工作。開關(guān)復(fù)位電路包括與第五電容C5并聯(lián)的復(fù)位按鈕K1。當(dāng)復(fù)位按鈕Kl沒有被按下的時候可實現(xiàn)上電復(fù)位，在STC11F01單片機(jī)正常工作后，通過按下復(fù)位按鈕Kl使RST引腳出現(xiàn)高電平達(dá)到手動復(fù)位的效果。
[0025]為了便于光識別門鎖裝置中的光敏三極管Tl順利接收到光信息發(fā)送裝置I產(chǎn)生的LED燈光，光識別門鎖裝置還增設(shè)有光線引導(dǎo)裝置。光線引導(dǎo)裝置包括凸透鏡2、由三個凹透鏡組成的凹透鏡組3和半反半透鏡4，凸透鏡2和凹透鏡組3的主光軸位于同一水平線上；三個凹透鏡相距很近，組成一個焦距很短的凹透鏡組3，稱為物鏡；凸透鏡2與凹透鏡組3相距較遠(yuǎn)，稱為目鏡。這種凸透鏡2和凹透鏡組3的組合即為現(xiàn)有門體5上設(shè)置有普通門鏡。本發(fā)明在凸透鏡2和凹透鏡組3之間設(shè)置起分光作用的半反半透鏡4，信息接收處理模塊5中的光敏三極管Tl位于半反半透鏡4的光線反射范圍內(nèi)。這樣，從物鏡進(jìn)入到光線引導(dǎo)裝置內(nèi)的LED燈光經(jīng)過半反半透鏡4后分成兩路，一路到達(dá)目鏡供室內(nèi)人員對室外進(jìn)行觀察；另一路則反射到光敏三極管Tl供其進(jìn)行信號接收與識別。
[0026]光線引導(dǎo)裝置設(shè)置在門體內(nèi)，并以現(xiàn)有門體5上設(shè)置有普通門鏡為基礎(chǔ)，通過增設(shè)半反半透鏡4加以改進(jìn)，使得光線引導(dǎo)裝置既能保持普通門鏡的作用，方便室內(nèi)人員觀察室外來訪者；還能夠阻止室外來訪者通過普通門鏡反向觀察室內(nèi)情況；同時，光線引導(dǎo)裝置還能順利反射光信息發(fā)送裝置I發(fā)送的LED燈光，使信息接收處理模塊5中的光敏三極管能夠保證可靠的信號接收與識別。
[0027]本發(fā)明中，光信息發(fā)送裝置I利用具有時鐘單元的控制模塊產(chǎn)生不同頻率的調(diào)制信號，控制LED驅(qū)動模塊驅(qū)動LED燈組發(fā)光，利用不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光代表不同的ASCII編碼，進(jìn)行信息發(fā)送，實現(xiàn)無線串行異步通信。信息發(fā)送過程中以字符為單位進(jìn)行傳輸，字符與字符之間的時間間隔任意，每個字符中各位以固定時間傳送。
[0028]光信息發(fā)送裝置I中控制模塊產(chǎn)生的調(diào)制信號頻率分別為1KHZ、4KHZ和8KHZ，占空比均為50%。由于三種調(diào)制信號頻率占空比相等，所以三種調(diào)制狀態(tài)下的LED燈組的發(fā)光強(qiáng)度一致，不會對人眼造成明暗閃爍感覺。頻率為IKHz的調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光不傳輸信號，此時光信息發(fā)送裝置I處于照明狀態(tài)；頻率為4KHZ的調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光代表ASCII碼值“0”，同時照明設(shè)備處于照明狀態(tài)；頻率為SKHz的調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光代表ASCII碼值“1”，同時照明設(shè)備處于照明狀態(tài)。
[0029]光信息發(fā)送裝置I發(fā)送的字符信息采用ASCII編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率設(shè)定為IOOObps0發(fā)送數(shù)據(jù)幀格式為“前導(dǎo)碼”+ “8位或16位數(shù)據(jù)”，發(fā)送過程中不發(fā)送校驗碼，但是使用特定的前導(dǎo)碼作為收發(fā)雙方的同步信號，前導(dǎo)碼為二進(jìn)制的“00000000”。光信息發(fā)送裝置I發(fā)送“11001100”數(shù)據(jù)的時序如圖5所示。在使用光信息發(fā)送裝置1，如僅需正常照明無信息發(fā)送時，控制模塊以IKHz的調(diào)制信號驅(qū)動LED燈組實現(xiàn)正常照明功能；當(dāng)需要進(jìn)行信息發(fā)送時，控制模塊按照1000bps的傳輸波特率，先以4KHZ的調(diào)制信號連續(xù)發(fā)送8個“O”作為前導(dǎo)碼，使光識別門鎖裝置獲得接收同步，緊接著以相同的速率，按照8位或16位數(shù)據(jù)中“O”和“I”的順序，分別以4KHZ或SKHz調(diào)制信號驅(qū)動LED燈組發(fā)送欲發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，同時，LED依然保持照明功能。
[0030]光識別門鎖裝置在工作時，信息接收處理模塊5中的光敏三極管Tl用于接收光信息發(fā)送裝置I通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的高頻閃爍LED燈光信號。當(dāng)無光照時，光敏三極管Tl和放大三極管T2均處于截止?fàn)顟B(tài)，STClIFOl單片機(jī)的計數(shù)器引腳TO處于高電平；當(dāng)有光照時，光敏三極管Tl和放大三極管T2均處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時STClIFOl單片機(jī)的計數(shù)器引腳TO處于低電平。因此，通過放大三極管T2在導(dǎo)通和截止時在STC11F01單片機(jī)的計數(shù)器引腳TO產(chǎn)生的高低電平即可實現(xiàn)信號輸入?？尚畔⒔邮仗幚砟K5按照收發(fā)雙方通信協(xié)議規(guī)定的傳輸波特率，以固定的周期對計數(shù)器引腳TO接收到的不同頻率的“O”、“I”變化狀態(tài)進(jìn)行計數(shù)，然后根據(jù)固定周期內(nèi)不同的計數(shù)值所分別對應(yīng)的ASCII編碼碼值，最終得到具有信息傳輸功能的照明設(shè)備傳輸?shù)男畔?。光識別門鎖裝置中STC11F01單片機(jī)的數(shù)據(jù)接收速率為1000bps ;每次計數(shù)時間固定為700 μ S，兩次計數(shù)間隔300 μ S。接收的信息采用ASCII編碼，數(shù)據(jù)幀格式為前導(dǎo)碼+ 8位或16位數(shù)據(jù)，不發(fā)送校驗碼；前導(dǎo)碼為二進(jìn)制的“00000000”，作為收發(fā)雙方的同步。當(dāng)STC11F01單片機(jī)在接收到正確的前導(dǎo)碼后，延時300 μ s后開始接收后續(xù)8位或16位數(shù)據(jù)。STCl IFOl單片機(jī)接收信過程中，以字符為單位進(jìn)行接收，字符與字符之間的時間間隔任意，每個字符中各位以固定時間傳送。在每個計數(shù)時間內(nèi)，STC11F01單片機(jī)的計數(shù)器得到的計數(shù)值與所代表的ASCII碼值對應(yīng)關(guān)系為計數(shù)值為2或3時，對應(yīng)的ASCII碼值為“O” ；
計數(shù)值為5或6時，對應(yīng)的ASCII碼值為“I”。
[0031]在接收前導(dǎo)碼時，首先對STClIFOl單片機(jī)計數(shù)器在一個計數(shù)時間內(nèi)得到的連續(xù)5位計數(shù)值進(jìn)行判斷:由于正確的前導(dǎo)碼為二進(jìn)制的“00000000”，與其對應(yīng)的STC11F01單片機(jī)計數(shù)器在一個計數(shù)時間內(nèi)得到的連續(xù)計數(shù)值應(yīng)為“…1133333333”；因此，如圖6中真同步部分所示，中當(dāng)STC11F01單片機(jī)計數(shù)器在一個計數(shù)時間內(nèi)得到的連續(xù)5位計數(shù)值若為11333時，對STClIFOl單片機(jī)正常接收剩余5位前導(dǎo)碼；若STClIFOl單片機(jī)的計數(shù)器在一個計數(shù)時間內(nèi)得到的連續(xù)計數(shù)值前5位不為11333時，則按照下列情形進(jìn)行延時調(diào)整:
(1)如圖6中偽同步I部分所示，連續(xù)5次計數(shù)值為“一00133'僅將下一次延時調(diào)整為600 μ S，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼；經(jīng)延時調(diào)整，本次接收到的計數(shù)序列應(yīng)該是“…0013333333”，STCl IFOl單片機(jī)確認(rèn)正確接收到前導(dǎo)碼“00000000”，轉(zhuǎn)而接收后續(xù)8位字符信息；
(2)如圖6中偽同步2部分所示，連續(xù)5次計數(shù)值為“…11233”，僅將下一次延時調(diào)整為550 μ S，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼；經(jīng)延時調(diào)整，本次接收到的計數(shù)序列應(yīng)該是“…1123333333”，STCl IFOl單片機(jī)確認(rèn)正確接收到前導(dǎo)碼“00000000”，轉(zhuǎn)而接收后續(xù)8位字
符信息；
(3)如圖6中偽同步3部分所示，連續(xù)5次計數(shù)值為“…11222”，僅將下一次延時調(diào)整為360 μ S，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼；經(jīng)延時調(diào)整，本次接收到的計數(shù)序列應(yīng)該是“…1122233333”，STCl IFOl單片機(jī)確認(rèn)正確接收到前導(dǎo)碼“00000000”，轉(zhuǎn)而接收后續(xù)8位字
符信息；
(4)如圖6中偽同步4部分所示，連續(xù)5次計數(shù)值為“…00222”，僅將下一次延時調(diào)整為550 μ S，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼。經(jīng)延時調(diào)整，本次接收到的計數(shù)序列應(yīng)該是“…0022233333”，STCl IFOl單片機(jī)確 認(rèn)正確接收到前導(dǎo)碼“00000000”，轉(zhuǎn)而接收后續(xù)8位字
符信息；
經(jīng)延時調(diào)整后，當(dāng)STC11F01單片機(jī)確認(rèn)正確接收到光信息發(fā)送裝置I發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)碼“00000000”后，間隔300 μ s后開始通過計數(shù)器連續(xù)接收并存儲后續(xù)8位或16位字符數(shù)據(jù)信息。STC11F01單片機(jī)接收到的8位或16位字符數(shù)據(jù)信息，當(dāng)8位或16位字符數(shù)據(jù)信息完整的接收后，STC11F01單片機(jī)將接收的數(shù)據(jù)信息與預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較，若相同，第一單片機(jī)通過控制電路6控制電動門鎖7開啟。其中，控制電路6采用功率放大電路，功率放大電路控制連接電動門鎖7，屬于成熟的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0032]本發(fā)明所述的一種可見光識別鎖具控制方法，包括以下步驟:
A:按照預(yù)設(shè)的欲發(fā)送數(shù)據(jù)信息及調(diào)制信號頻率與ASCII編碼碼值的對應(yīng)關(guān)系，利用光信息發(fā)送裝置I中具有時鐘單元的控制模塊產(chǎn)生不同頻率調(diào)制信號；
B:根據(jù)控制模塊產(chǎn)生的不同頻率調(diào)制信號，通過LED驅(qū)動模塊產(chǎn)生不同頻率的LED燈
光;
C:利用光識別門鎖裝置中光敏三極管接收光信息發(fā)送裝置I通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光；
D:利用光識別門鎖裝置中光敏三極管產(chǎn)生的信號控制放大三極管的導(dǎo)通和截止，通過放大三極管在導(dǎo)通和截止時在光識別門鎖裝置中第一單片機(jī)的計數(shù)器輸入引腳產(chǎn)生的高低電平實現(xiàn)信號輸入；
E:采用光識別門鎖裝置中連接有時鐘電路且具有計數(shù)器功能的第一單片機(jī)，計算固定周期內(nèi)計數(shù)器輸入引腳接收到的信號頻率，并將不同的信號頻率分別對應(yīng)ASCII編碼碼值“O”和“1”，得到光信息發(fā)送裝置I發(fā)送的數(shù)據(jù)信息；
F:第一單片機(jī)判斷接收到的數(shù)據(jù)信息是否與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)信息相同，若相同，第一單片機(jī)通過控制電路6控制電動門鎖7開啟。
[0033]上述方法在對光信息發(fā)送裝置I和光識別門鎖裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹時均有相關(guān)解釋，在此不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種可見光識別鎖具，其特征在于:包括光識別門鎖裝置和光信息發(fā)送裝置，所述的光識別門鎖裝置包括信息接收處理模塊、控制電路和電動門鎖，信息接收處理模塊用于接收光信息發(fā)送裝置通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光，按照規(guī)定的通信協(xié)議和解調(diào)方式將LED燈光轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息的正確與否輸出控制信號；控制電路用于接收信息接收處理模塊發(fā)送的控制信號并控制電動門鎖，電動門鎖用于執(zhí)行開啟或關(guān)閉動作；所述的光信息發(fā)送裝置包括具有時鐘單元的控制模塊、LED驅(qū)動模塊和LED燈組，用于通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生不同頻率的LED燈光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光識別鎖具，其特征在于:所述的信息接收處理模塊包括光敏三極管、放大濾波電路和第一單片機(jī)，光敏三極管的集電極連接供電電源，光敏三極管的發(fā)射極連接二極管的正極；光敏三極管的發(fā)射極還通過第一電阻接地；二極管的負(fù)極連接放大三極管的基極，二極管的負(fù)極還通過第一電容接地；放大三極管的集電極通過第二電阻連接供電電源；放大三極管的集電極還連接第一單片機(jī)的計數(shù)器輸入引腳；放大三極管的集電極還通過第二電容接地；放大三極管的發(fā)射極接地；第一單片機(jī)采用STC11F01單片機(jī)，第一單片機(jī)連接有時鐘電路和復(fù)位電路；時鐘電路包括第一石英晶振器，第一石英晶振器的兩端分別連接STC11F01單片機(jī)的XTALl和XTAL2引腳，第三電容和第四電容組成的串聯(lián)電路并聯(lián)在第一石英晶振器兩端；復(fù)位電路包括上電復(fù)位電路和開關(guān)復(fù)位電路；上電復(fù)位電路包括串聯(lián)的第五電容和第三電阻，第五電容的正極連接供電電源，第五電容的負(fù)極連接第三電阻第一端，第三電阻第二端接地，STClIFOl單片機(jī)的RST引腳連接在第五電容負(fù)極和第三電阻第一端之間；開關(guān)復(fù)位電路包括與第五電容并聯(lián)的復(fù)位按鈕；控制電路采用功率放大電路，功率放大電路控制連接電動門鎖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可見光識別鎖具，其特征在于:所述的光信息發(fā)送裝置中具有時鐘單元的控制模塊采用STC11F01單片機(jī)，時鐘電路包括第二石英晶振器，第二石英晶振器的兩端分別連接STC61F01單片機(jī)的XTALl和XTAL2引腳，第六電容和第七電容組成的串聯(lián)電路并聯(lián)在第二石英晶振器兩端；所述的上電復(fù)位電路包括串聯(lián)的第八電容和第四電阻，第八電容的正極連接供電電源，第八電容的負(fù)極連接第四電阻第一端，第四電阻第二端接地，STC61F01單片機(jī)的RST引腳連接在第八電容負(fù)極和第四電阻第一端之間；LED驅(qū)動模塊包括MAX1848芯片，MAX1848芯片的LX引腳通過穩(wěn)壓二極管、串聯(lián)的多個LED燈和第五電阻接地，MAX1848芯片的LX引腳還通過電感連接供電電源；MAX1848芯片的V+引腳連接供電電源；MAX1848芯片的OUT引腳通過第九電容接地；MAX1848芯片的CTRL引腳連接STC61F01單片機(jī)的控制信號輸出端；MAX1848芯片的COPM引腳通過第十電容連接；MAX1848芯片的CS引腳通過第五電阻接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可見光識別鎖具，其特征在于:所述的光識別門鎖裝置還包括光線引導(dǎo)裝置；光線引導(dǎo)裝置包括凸透鏡、由三個凹透鏡組成的凹透鏡組和半反半透鏡，凸透鏡和凹透鏡組的主光軸位于同一水平線上，凸透鏡和凹透鏡組之間設(shè)置有半反半透鏡，信息接收處理模塊中的光敏三極管位于半反半透鏡的光線反射范圍內(nèi)。
5.一種可見光識別鎖具控制方法，其特征在于，包括以下步驟: A:按照預(yù)設(shè)的欲發(fā)送數(shù)據(jù)信息及調(diào)制信號頻率與ASCII編碼碼值的對應(yīng)關(guān)系，利用光信息發(fā)送裝置中具有時鐘單元的控制模塊產(chǎn)生不同頻率調(diào)制信號； B:根據(jù)控制模塊產(chǎn)生的不同頻率調(diào)制信號，通過LED驅(qū)動模塊產(chǎn)生不同頻率的LED燈光; C:利用光識別門鎖裝置中光敏三極管接收光信息發(fā)送裝置通過不同頻率調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光； D:利用光識別門鎖裝置中光敏三極管產(chǎn)生的信號控制放大三極管的導(dǎo)通和截止，通過放大三極管在導(dǎo)通和截止時在光識別門鎖裝置中第一單片機(jī)的計數(shù)器輸入引腳產(chǎn)生的高低電平實現(xiàn)信號輸入； E:采用光識別門鎖裝置中連接有時鐘電路且具有計數(shù)器功能的第一單片機(jī)，計算固定周期內(nèi)計數(shù)器輸入引腳接收到的信號頻率，并將不同的信號頻率分別對應(yīng)ASCII編碼碼值“O”和“ I”，得到光信息發(fā)送裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)信息； F:第一單片機(jī)判斷接收到的數(shù)據(jù)信息是否與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)信息相同，若相同，第一單片機(jī)通過控制電路控制電動丨]鎖開啟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可見光識別鎖具控制方法，其特征在于:所述的步驟A中，采用的調(diào)制信號頻率分別為IKHz,4 KHz和8 KHz，占空比均為50% ;其中頻率為IKHz的調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光不傳輸信號；頻率為4KHZ的調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光代表ASCII碼值“O” ;頻率為8KHZ的調(diào)制信號驅(qū)動產(chǎn)生的LED燈光代表ASCII碼值“I”。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可見光識別鎖具控制方法，其特征在于:光信息發(fā)送裝置發(fā)送數(shù)據(jù)幀格式與光識別門鎖裝置接收數(shù)據(jù)幀格式均為前導(dǎo)碼+8位或16位數(shù)據(jù)，前導(dǎo)碼為二進(jìn)制的“00000000”，不發(fā)送校驗碼；信息發(fā)送、接收過程中以字符為單位進(jìn)行發(fā)送、接收，字符與字符之間的時間間隔任意，每個字符中各位以固定時間傳送；數(shù)據(jù)傳輸速率設(shè)定為 1000bps。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可見光識別鎖具控制方法，其特征在于:所述的光識別門鎖裝置中第一單片機(jī)每次計數(shù)時間固定為700μ S，兩次計數(shù)間隔300μ s ;第一單片機(jī)在接收到正確的前導(dǎo)碼后，延時300 μ s后開始接收后續(xù)8位或16位數(shù)據(jù)。
9.在每個計數(shù)時間內(nèi)，STCllRn單片機(jī)的計數(shù)器得到的計數(shù)值與所代表的ASCII碼值對應(yīng)關(guān)系為:計數(shù)值為2或3時，對應(yīng)的ASCII碼值為“O” ； 計數(shù)值為5或6時，對應(yīng)的ASCII碼值為“I”。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可見光識別鎖具控制方法，其特征在于:當(dāng)?shù)谝粏纹瑱C(jī)接收前導(dǎo)碼時，STC11F01單片機(jī)的計數(shù)器在一個計數(shù)時間內(nèi)得到的連續(xù)計數(shù)值前5位若為11333時，正常接收剩余5位前導(dǎo)碼；若STC11F01單片機(jī)的計數(shù)器在一個計數(shù)時間內(nèi)得到的連續(xù)計數(shù)值前5位不為11333時，則按照下列情形進(jìn)行延時調(diào)整: (1)連續(xù)5次計數(shù)值為“".00133”，僅將下一次延時調(diào)整為600μ s，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼； (2)連續(xù)5次計數(shù)值為“…11233”，僅將下一次延時調(diào)整為550μ S，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼； (3)連續(xù)5次計數(shù)值為“…11222”，僅將下一次延時調(diào)整為360μ S，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼； (4)連續(xù)5次計數(shù)值為“".00222”，僅將下一次延時調(diào)整為550μ S，繼續(xù)接收剩余5位前導(dǎo)碼。
【文檔編號】G07C9/00GK103559748SQ201310525978
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】陳建明, 徐啟, 袁保合, 孫標(biāo), 周曉明, 常瑞, 趙明明, 劉子介, 陳嘉琦, 白楊森, 馬強(qiáng), 尚華, 徐燕, 王成鳳 申請人:華北水利水電大學(xué)