一種移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能光伏門禁系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能光伏門禁系統(tǒng)，包括光鑰匙模塊和光控鎖模塊；所述光鑰匙模塊包括智能移動終端、外部驅(qū)動模塊、白光LED、電源模塊、中央處理器、現(xiàn)場可編程門陣列電路、電源電路；所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場可編程門陣列電路；所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路；處理器對密鑰信息進行匹配檢測，從而產(chǎn)生受控信號控制光鎖的開啟或閉合。該系統(tǒng)將可見光通信技術(shù)、智能移動終端與門禁技術(shù)相結(jié)合，節(jié)能環(huán)保，安全性高。
【專利說明】
一種移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能光伏門禁系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及可見光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能光伏門禁系統(tǒng)。【背景技術(shù)】[00〇2]太陽能(solar energy)，是指太陽的熱福射能(參見熱能傳播的三種方式)，主要表現(xiàn)就是常說的太陽光線。在現(xiàn)代一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。自地球上生命誕生以來，就主要以太陽提供的熱輻射能生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為制作食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。太陽能的利用有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式，太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風(fēng)能、化學(xué)能、水能等。
[0003]太陽能是由太陽內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的，來自太陽的福射能量。
[0004]人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代演變形成的一次能源。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。
[0005]眾所周知，門禁系統(tǒng)是一種對出入口進行管理的系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了一個很長的過程，從早期的機械門鎖一直發(fā)展到現(xiàn)在基于無線射頻的電子門鎖。機械門鎖是一個典型的純粹的機械裝置，不管設(shè)計的多么精巧，使用的材質(zhì)多么的堅硬，人們總是可以通過外力把它打開。而且，機械門鎖不方便進行鑰匙的管理。在人流量較多的辦公室、酒店等，如果有一個人丟失了鑰匙，那么就要進行門鎖的更換，十分麻煩。出于這些問題的考慮， 人們研制了電子磁卡鎖和電子密碼鎖。電子磁卡鎖和電子密碼鎖能很好的解決了上面的問題，使門禁系統(tǒng)發(fā)展到了一個全新的高度。但是，它們也暴露出了很多缺點和問題。比如，電子磁卡鎖的讀卡機和卡片的磨損比較大，卡片上的開鎖信息容易被復(fù)制，在安全方面有著很大的隱患。電子密碼鎖的在安全性方面的問題就更加的突出，由于它是基于無線技術(shù)，密碼特別容易被泄露，安全問題不容忽視。目前，無線門禁系統(tǒng)主要采用無線射頻技術(shù)，該技術(shù)有很好的穿透性，然而這一特性又使得無線射頻信號容易被電磁干擾，被截獲復(fù)制，造成開鎖的信息泄漏而導(dǎo)致財產(chǎn)損失。
[0006]隨著白光LED器件的發(fā)展，可見光通信技術(shù)得到了越來越多的重視。可見光無線通信系統(tǒng)主要由光信號發(fā)射端和光信號接收端組成。在發(fā)送端，電信號經(jīng)放大、濾波等處理后，調(diào)制到LED器件上實現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換。在接收端，通過光電檢測器實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，并經(jīng)過相關(guān)信號處理單元還原出原始信息。
[0007]目前的無線門禁系統(tǒng)容易被電磁干擾，傳輸?shù)姆较虿豢煽?，密碼容易被截獲。然而可見光通信是一種點對點的傳輸模式，具有保密性好的優(yōu)點。因此，可以將可見光通信技術(shù)與門禁技術(shù)相結(jié)合，具有廣闊的運用前景。隨著社會的進步，智能智能移動終端得到了大量普及，智能移動終端成為了人們?nèi)粘Ｉ钪须S生攜帶的物品。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的發(fā)明目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種節(jié)能環(huán)保，安全性高，將可見光通信技術(shù)、智能移動終端與門禁技術(shù)相結(jié)合的基于可見光通信和移動終端的節(jié)能門禁系統(tǒng)。
[0009]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出了如下技術(shù)方案:
[0010]—種移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能光伏門禁系統(tǒng)，包括光鑰匙模塊、光控鎖模塊、中央處理器、現(xiàn)場可編程門陣列電路、電源電路;所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路;通過所述光鑰匙來發(fā)出開鎖密碼，把密碼信息加載到所述光鑰匙的LED燈上，通過自由空間，將信息傳遞到所述光控鎖的光電接收器上，通過比對信息來控制門鎖的關(guān)閉和開啟； 所述光鑰匙模塊包括智能移動終端、外部驅(qū)動模塊以及白光LED，基于智能移動終端操作系統(tǒng)，設(shè)計基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的min-USB口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動終端0TG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;所述光控鎖模塊包括光電檢測模塊、信號處理模塊、處理器模塊、光鎖受控模塊，光電檢測模塊接收到光信號，對光信號進行處理，把信號送入處理器，處理器對密鑰信息進行匹配檢測，從而產(chǎn)生受控信號控制光鎖的開啟或閉合。
[0011]所述處理器模塊采用STC12C2052AD高速單片機，利用單片機串口通信原理，實現(xiàn)光密碼鎖模塊的控制，從而實現(xiàn)門鎖的開啟或關(guān)閉。
[0012]所述智能移動終端包括密鑰生產(chǎn)與控制模塊，能夠自動檢測和打開串口、能夠設(shè)定需要發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率、能設(shè)置校驗、數(shù)據(jù)位和停止位，可以發(fā)送16進制的數(shù)據(jù)信息，完成密鑰信息發(fā)送設(shè)置。
[0013]智能移動終端使用的是micro-USB 口進行密鑰信息的發(fā)送。在外部驅(qū)動模塊設(shè)計中，使用智能移動終端的0TG功能，來實現(xiàn)密鑰信息的提取。但是，傳統(tǒng)的USB信號不是可見光通信用來傳遞信息的脈沖電平，所以要把USB信號轉(zhuǎn)換成適合傳遞的TTL信號。
[0014]所述外部驅(qū)動模塊包括USB轉(zhuǎn)TTL電路，將USB信號轉(zhuǎn)換成TTL信號;通過外部驅(qū)動模塊，可以實現(xiàn)把智能移動終端端的USB 口發(fā)出的信號無失真的加載到LED上。
[0015]該發(fā)明的有益效果:
[0016]本發(fā)明的基于可見光通信和移動終端的門禁系統(tǒng)，基于移動終端光鑰匙，把門禁系統(tǒng)中的光鑰匙和智能移動終端相結(jié)合，利用智能移動終端應(yīng)用來實現(xiàn)門鎖的開啟。所述的現(xiàn)場可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊10B和內(nèi)部連線三個部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實現(xiàn)組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動1/0,由此構(gòu)成了既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可實現(xiàn)時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到 I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程;為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，能夠滿足在光照度不夠使太陽能進行發(fā)電或夜間時候依然滿足對整個系統(tǒng)進行供電
[0017]在使用時，多余的電能將被存儲在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽能光照不夠或陰雨天氣或夜間時，蓄電池組將進行釋電，并通過電源控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內(nèi)， 對中央處理器及現(xiàn)場可編程門陣列電路進行供電，達到24小時全天候的使整個系統(tǒng)工作。 可以很好的運用Android系統(tǒng)開發(fā)手機AAP光密鑰軟件，Android系統(tǒng)是基于Linux的一個開源的操作系統(tǒng)，主要是使用在移動終端(手機和平板)中。Android系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)平臺相比，有很大的優(yōu)勢。它的優(yōu)勢最主要的體現(xiàn)在它的開放性。Android系統(tǒng)是完全開源的系統(tǒng)， 所有的愛好者和廠商都可以參與到Android系統(tǒng)的開發(fā)中來，這就為Android系統(tǒng)的發(fā)展打下了很好基礎(chǔ)。Android系統(tǒng)已經(jīng)成為了全球裝機量第一大的系統(tǒng)。Android系統(tǒng)的另一大優(yōu)勢就是基于谷歌公司的平臺，谷歌公司的地圖、搜索、郵箱等服務(wù)產(chǎn)品，能夠無縫的應(yīng)用到Andr1d系統(tǒng)中去?！靖綀D說明】[〇〇18]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
[0019]圖2是USB轉(zhuǎn)TTL電路圖。【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能光伏門禁系統(tǒng)作進一步詳盡描述:
[0021]如圖1所示，一種移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能光伏門禁系統(tǒng)，包括光鑰匙模塊、光控鎖模塊、中央處理器、現(xiàn)場可編程門陣列電路、電源電路;所述電源電路分別連接中央處理器和現(xiàn)場可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控制器及直流供電電路；[〇〇22]所述的現(xiàn)場可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊10B 和內(nèi)部連線三個部分;FPGA利用小型查找表(16 X1RAM)來實現(xiàn)組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動1/0,由此構(gòu)成了既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可實現(xiàn)時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到1/0模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與1/0間的聯(lián)接方式，并最終決定了 FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程;為更好的實現(xiàn)本發(fā)明， 能夠滿足在光照度不夠使太陽能進行發(fā)電或夜間時候依然滿足對整個系統(tǒng)進行供電
[0023]在使用時，多余的電能將被存儲在蓄電池組內(nèi)，而出現(xiàn)太陽能光照不夠或陰雨天氣或夜間時，蓄電池組將進行釋電，并通過電源控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內(nèi)， 對中央處理器及現(xiàn)場可編程門陣列電路進行供電，達到24小時全天候的使整個系統(tǒng)工作。 通過所述光鑰匙來發(fā)出開鎖密碼，把密碼信息加載到所述光鑰匙的LED燈上，通過自由空間，將信息傳遞到所述光控鎖的光電接收器上，通過比對信息來控制門鎖的關(guān)閉和開啟；所述光鑰匙模塊包括智能移動終端、外部驅(qū)動模塊以及白光LED，基于智能移動終端操作系統(tǒng)，設(shè)計基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的min-USB口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;所述光控鎖模塊包括光電檢測模塊、信號處理模塊、處理器模塊、光鎖受控模塊，光電檢測模塊接收到光信號，對光信號進行處理，把信號送入處理器，處理器對密鑰信息進行匹配檢測，從而產(chǎn)生受控信號控制光鎖的開啟或閉合。[〇〇24]所述處理器模塊采用STC12C2052AD高速單片機，利用單片機串口通信原理，實現(xiàn)光密碼鎖模塊的控制，從而實現(xiàn)門鎖的開啟或關(guān)閉。
[0025]所述智能移動終端包括密鑰生產(chǎn)與控制模塊，能夠自動檢測和打開串口、能夠設(shè)定需要發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率、能設(shè)置校驗、數(shù)據(jù)位和停止位，可以發(fā)送16進制的數(shù)據(jù)信息，完成密鑰信息發(fā)送設(shè)置。[〇〇26]智能移動終端使用的是micro-USB 口進行密鑰信息的發(fā)送。在外部驅(qū)動模塊設(shè)計中，使用智能移動終端的0TG功能，來實現(xiàn)密鑰信息的提取。但是，傳統(tǒng)的USB信號不是可見光通信用來傳遞信息的脈沖電平，所以要把USB信號轉(zhuǎn)換成適合傳遞的TTL信號。
[0027]所述外部驅(qū)動模塊包括USB轉(zhuǎn)TTL電路，將USB信號轉(zhuǎn)換成TTL信號;通過外部驅(qū)動模塊，可以實現(xiàn)把智能移動終端端的USB 口發(fā)出的信號無失真的加載到LED上。[〇〇28] 如圖2所示，使用了 FT232RL芯片來實現(xiàn)USB信號轉(zhuǎn)TTL信號功能。FT232RL芯片和傳統(tǒng)的PL2032相比，F(xiàn)T232RL具有電路簡單、寬溫、高速、傳輸穩(wěn)定等特點。它的工作電壓最大 5.25V，最小3.3V。智能移動終端端經(jīng)過APP發(fā)送出來的數(shù)據(jù)經(jīng)USB口發(fā)出，然后數(shù)據(jù)輸入 FT232RL芯片，由FT232RL來完成USB信號到TTL信號的轉(zhuǎn)換，把轉(zhuǎn)換好的TTL信號通過驅(qū)動電路加載到LED燈上，實現(xiàn)通過LED燈來發(fā)送密鑰信息。
【主權(quán)項】
1.一種移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能光伏門禁系統(tǒng)，其特征在于，包括中央處理器、光鑰匙模 塊、光控鎖模塊、電源模塊、現(xiàn)場可編程門陣列電路、電源電路;所述電源電路分別連接中央 處理器和現(xiàn)場可編程門陣列電路;所述電源電路內(nèi)設(shè)置有太陽能電池板、穩(wěn)壓電路、電源控 制器及直流供電電路;通過所述光鑰匙來發(fā)出開鎖密碼，把密碼信息加載到所述光鑰匙的 LED燈上，通過自由空間，將信息傳遞到所述光控鎖的光電接收器上，通過比對信息來控制 門鎖的關(guān)閉和開啟；所述光鑰匙模塊包括智能移動終端、外部驅(qū)動模塊以及白光LED，基于智能移動終端操 作系統(tǒng)，設(shè)計基于虛擬串口的秘鑰發(fā)送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟 件模塊發(fā)送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息， 基于智能移動終端OTG功能，經(jīng)過外部驅(qū)動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的 傳送；所述光控鎖模塊包括光電檢測模塊、信號處理模塊、處理器模塊、光鎖受控模塊，光電 檢測模塊接收到光信號，對光信號進行處理，把信號送入處理器，處理器對密鑰信息進行匹 配檢測，從而產(chǎn)生受控信號控制光鎖的開啟或閉合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可見光通信和移動終端的門禁系統(tǒng)，其特征在于，所述的 現(xiàn)場可編程門陣列電路，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內(nèi)部連線三個 部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實現(xiàn)組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發(fā)器的 輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動1/0,由此構(gòu)成了既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可 實現(xiàn)時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O 模塊;FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元 中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決 定了FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可見光通信和移動終端的門禁系統(tǒng)，其特征在于，所述智 能移動終端包括密鑰生產(chǎn)與控制模塊，能夠自動檢測和打開串口、能夠設(shè)定需要發(fā)送數(shù)據(jù) 的波特率、能設(shè)置校驗、數(shù)據(jù)位和停止位，可以發(fā)送16進制的數(shù)據(jù)信息，完成密鑰信息發(fā)送 設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于可見光通信和移動終端的門禁系統(tǒng)，其特征在于，所述智 能移動終端使用的是micro-USB 口進行密鑰信息的發(fā)送;在外部驅(qū)動模塊設(shè)計中，使用智 能移動終端的0TG功能，來實現(xiàn)密鑰信息的提取。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于可見光通信和移動終端的門禁系統(tǒng)，其特征在于，所述外 部驅(qū)動模塊包括USB轉(zhuǎn)TTL電路，將USB信號轉(zhuǎn)換成TTL信號;通過外部驅(qū)動模塊，可以實現(xiàn)把 智能移動終端端的USB 口發(fā)出的信號無失真的加載到LED上。
【文檔編號】G07C9/00GK106023350SQ201610159055
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】李群星, 周午賢
【申請人】文成縣刀鋒科技有限公司