一种电子访问控制器及其与通用电子设备交互的实现装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电子访问控制器及其与通用电子设备交互的实现装置，该控制器包括：一音频插头用以插入一通用电子设备的音频接口；一信息检测器，用以检测所述音频接口发出的信息；一能量采集器，用以将所述音频接口输出的信号转换成直流电压作为该电子访问控制器的工作电源；一加密引擎，接收所述信息检测器检测的信息进行加密产生访问控制证书；以及一信息调制器，将所述访问控制证书进行调制后经所述音频接口发送给所述的通用电子设备。由于所有的通用电子设备，都至少有一个音频接口，该发明使得电子访问控制器可以与大多数通用电子设备联合使用，从而提供了一种新的解决方案来降低电子访问控制器的成本和体积并增强其性能和安全性。
【专利说明】—种电子访问控制器及其与通用电子设备交互的实现装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及基于音频口的取电、通信【技术领域】，特别是一种电子访问控制器及其与通用电子设备交互的实现装置。
【背景技术】
[0002]随着现代电子和信息技术的发展，电子访问控制器已广泛应用于“物理”访问控制，如对建筑和某些场所的访问控制，以及“逻辑”或“数字”访问控制，如通过计算机网络远程获得服务。
[0003]一般情况下，一个远程访问控制器包括以下几个功能模块:
[0004]?加密引擎:该引擎含有预先设置的识别信息，包括一个预先设置的识别号和加密密钥，使用相关识别和认证协议，如一次性密码(0ΤΡ)，挑战应答或其他双向认证协议生成访问控制证书。
[0005].通信模块:通过有线或无线链路，该模块接收产生访问控制证书所需的外部信息并发送由加密引擎生成的访问控制证书。
[0006]?人机接口模块:该模块包括显示屏以显示由加密引擎生成的访问控制证书，输入人工命令的按钮/键盘或其他人机接口设备。
[0007].时钟和计时模块:当采用基于时间的认证协议(如基于时间的一次性密码协议)时，该模块为加密引擎提供精确的时钟和计时信息以生成访问控制证书。
[0008].供电模块:该模块为电`子访问控制器提供电源，并保持时钟和计时模块不间断的工作。
[0009]为了实现上述功能模块，独立的电子访问控制器通常具有较高的系统成本且体积较大。较高的系统成本和较大的体积严重制约了独立式电子访问控制器的广泛应用。而另一方面，通用电子设备，如台式计算机、笔记本电脑、平板电脑(PAD)和智能手机在我们的日常生活中越来越普及，这些通用电子设备都具有功能强大的有线和/或无线通信功能，便捷的人性化操作界面，精确的时钟和计时系统以及强大的供电能力。因此，结合通用电子设备来实现电子访问控制器为显著降低系统的复杂度和电子访问控制器的成本和体积开辟了新的方向。
[0010]基于软件的电子访问控制器的发展是利用通用电子设备开发电子访问控制器的一个成功案例。基于软件的电子访问控制器通过可以在通用电子设备上运行的应用程序实现所有的功能模块。用户只需在通用电子设备上安装和运行这些应用程序即可使用基于软件的电子访问控制器。基于软件的电子访问控制器的主要优点是没有硬件成本。而基于软件的电子访问控制装置的主要缺点是安全级别较低:由于加密引擎也是由应用程序实现的，预先设定的识别信息，包括预先设置的识别号和加密密钥不得不存储在通用电子设备的可读存储器上。因此，如果通用电子设备被黑客攻击，预先设置的识别信息可能被偷窃，从而可能出现伪造的访问控制证书。
[0011]为了保证电子访问控制器的安全级别并降低其成本和体积，在通用电子设备上实现电子访问控制器的另一种方案则是建立独立的硬件加密引擎并将其它功能模块尽可能地在通用电子设备上实现。其结果是，预先设置的识别信息被保存在独立硬件中的只读存储器中，即便在通用电子设备被黑客攻击时也不会被泄露。同时，由于电子访问控制装置的大部分其他功能模块都在通用电子设备上实现，其复杂度、成本和体积将显著减少。Yubic0公司(www.yubic0.com)基于这种系统解决方案推出了 YubiKey Standard和YubiKey NEO两种电子访问控制器。这两种装置都采用独立的硬件加密引擎，并将预先设置的识别信息储存在独立的只读存储器硬件中。通过连接到通用电子设备的通用串行总线(USB)接口，YubiKey Standard通过USB接口获取电能并实现与通用电子设备的信息交换。YubiKey NEO则通过USB接口或近场通信(NFC)来获取电能并实现与通用电子设备的信息交换。
[0012]然而，只有一小部分通用电子设备具有NFC功能。同时，USB接口也具有多种连接类型:台式计算机和笔记本电脑通常使用标准的USB连接器；平板电脑和智能手机则主要使用micro USB连接器。更为复杂的是iPad和iPhone根本不使用USB接口而是使用了专用的电源和数据接口。因此,YubiKey Standard只能在台式计算机和笔记本电脑上使用，而YubiKey NEO则仅仅将YubiKey Standard的应用范围扩展到了一些高端智能手机中。综上所述，尚无现成的产品或解决方案可以为电子访问控制装置提供电能和数据通信接口以便使其可以应用于大多数通用电子设备。
[0013]所有的通用电子设备都至少具有一个音频接口(插座/插头)，通常可以为通用电子设备和外部设备之间提供双向的音频信号通信。以3.5毫米的手机插座/插孔为例，如图1所示，音频插接口有四个连接器:1为左耳机连接器(芯端)，2为右耳机连接器(环)，3为公共端/地(环)，以及4为麦克风连接器(套筒)。我们的发明在于通过通用电子设备的音频接口采集电能来为电子访问控制装置供电，并使用音频接口来实现电子访问控制装置和通用电子设备之间的信息交换。
【发明内容】
[0014]本实用新型的目的是提供一种电子访问控制器，能依赖通用电子设备音频接口实现与通用电子设备联合使用。
[0015]本实用新型采用以下方案实现:一种电子访问控制器，其特征在于包括:
[0016]—音频插头用以插入一通用电子设备的音频接口；
[0017]一信息检测器，用以检测所述音频接口发出的信息；
[0018]一能量采集器，用以将所述音频接口输出的信号转换成直流电压作为该电子访问控制器的工作电源；
[0019]一加密引擎，接收所述信息检测器检测的信息进行加密产生访问控制证书；以及
[0020]一信息调制器，将所述访问控制证书进行调制后经所述音频接口发送给所述的通用电子设备。
[0021]本实用新型的另一目的是提供一种电子访问控制器与通用电子设备交互的实现装置，其特征在于包括:提供上述的电子访问控制器，通过所述音频接口的第一耳机连接器将通用电子设备产生的时变信号转换为所述电子访问控制器的供电电源，所述信息检测器通过所述音频接口的第二耳机连接器检测通用电子设备发出的信息，经调制后由所述音频接口的耳麦连接器发送给所述通用电子设备。[0022]本实用新型的再一目的是提供一种电子访问控制器与通用电子设备交互的实现装置，其特征在于包括:提供上述的电子访问控制器，所述的通用电子设备利用恒定包络调制来调制经所述音频接口第一耳机连接器和第二耳机连接器发送给所述电子访问控制器的信息，所述能量采集器从所述信息中提取电能为所述电子访问控制器供电；所述的信息检测器检测所述信息，经调制后由所述音频接口的耳麦连接器发送给所述通用电子设备。
[0023]优选的，所述的第一耳机连接器和第二耳机连接器电性相连。
[0024]本实用新型的再一目的是提供一种电子访问控制器与通用电子设备交互的实现装置，其特征在于包括:提供上述的电子访问控制器，所述的通用电子设备利用恒定包络调制来调制经所述音频接口的耳机连接器发送给所述电子访问控制器的信息；所述音频接口只有一个耳机连接器；所述能量采集器从所述信息中提取电能为所述电子访问控制器供电；所述的信息检测器检测所述信息，经调制后由所述音频接口的耳麦连接器发送给所述通用电子设备。
[0025]本实用新型的有益效果是:提供一利用音频接口作为电子访问控制器和通用电子设备之间的电源和数据通信接口的方法和装置。由于所有的通用电子设备，如台式计算机、笔记本电脑、平板电脑(PAD)和智能手机，都至少有一个音频接口，该发明使得电子访问控制器可以与大多数通用电子设备联合使用，从而提供了一种新的解决方案来降低电子访问控制器的成本和体积并增强其性能和安全性。根据不同的音频接口类型，本实用新型开发了四种类型的电子访问控制器以适应不同的系统应用需求。为了让一般技术人员更好的理解本实用新型，下面结合附图及实施例对比发明做进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是传统音频插头结构示意图。
[0027]图2是本实用新型实施例一电子访问控制器与通用电子设备的连接示意图。
[0028]图3是本实用新型实施例二电子访问控制器与通用电子设备的连接示意图。
[0029]图4是本实用新型实施例三电子访问控制器与通用电子设备的连接示意图。
[0030]图5是本实用新型实施例四电子访问控制器与通用电子设备的连接示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
[0032]本实施例提供一种电子访问控制器，其特征在于包括:一音频插头用以插入一通用电子设备的音频接口 ；一信息检测器，用以检测所述音频接口发出的信息；一能量采集器，用以将所述音频接口输出的信号转换成直流电压作为该电子访问控制器的工作电源；一加密引擎，接收所述信息检测器检测的信息进行加密产生访问控制证书；以及一信息调制器，将所述访问控制证书进行调制后经所述音频接口发送给所述的通用电子设备。该电子访问控制器能依赖通用电子设备音频接口实现与通用电子设备联合使用。
[0033]简单的说，本实用新型为与通用电子设备联合使用电子访问控制器提供了电源和数据通信接口。本实用新型通过以下方法电子访问控制器与通用电子设备交互。
[0034]具体的，请参见图2所示，为了便于区别，本实施例中我们将该电子访问控制器称为I型电子访问控制器，以下实施例类推，该I型电子访问控制器从通用电子设备的一个耳机连接器中采集电能。更为具体的是，通用电子设备产生一个时变信号，如正弦信号并通过耳机连接器(如图2中的左耳机连接器)发送到电子访问控制器。通过采用常规交流/直流转换方法，电子访问控制器中的能量采集器将时变信号转换成直流电压为加密引擎、信息检测器和信息调制器供电。同时，加密引擎所需的外部信息，如基于时间的一次性密码协议中的时钟和定时信息和挑战-应答认证协议中的挑战信息，则由通用电子设备进行调制并通过另一个耳机连接器(如图2中的右耳机连接器)发送到电子访问控制器。信息检测器负责检测信息并将其发送给加密引擎。加密引擎产生的访问控制证书则由信息调制模块进行调制并由麦克风连接器发送给通用电子设备。传统的编码/解码和调制/解调技术，如曼彻斯特编解码，幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)的调制/解调技术，都可以被用来调制和检测电子访问控制器和通用的电子装置之间交换的信息。
[0035]考虑到上述I型电子访问控制器仅能从一个耳机中采集能量，可能无法从一些通用电子设备中采集到足够的电能。请参见图3，在实施例1I型电子访问控制器，可以同时从通用电子设备的左、右耳机连接器中采集能量和检测信息。为了实现这一目标，本实用新型让通用电子设备使用恒定包络调制方案，如频移键控(FSK)和相移键控(PSK)调制，来调制送往II型电子访问控制器的信息。由于调制信号具有恒定包络，II型电子访问控制器中的能量采集器可以从信号中采集电能。因此，II型电子访问控制装置在接收信号的同时可以从两个耳机连接器中采集电能，而不像I型设备从一个耳机连接器中采集电能而从另一个耳机连接器中接收信息。因此，II型电子访问控制装置从音频接口采集的电能可以提高一倍。采用常规交流/直流转换方法，能量采集器可以从两个耳机连接器中采集直流电能。本实施例所述经第一耳机连接器和第二耳机连接器发送给所述电子访问控制器的信息为不同的信息。
[0036]由于II型电子访问控制器的能量采集器需要从两路时变信号中提取直流电压，比I型电子访问控制器的能量采集器有着更为复杂的电路。为了降低系统复杂度和成本，本实施例还提出了 III型电子访问控制器，可以采用I型电子访问控制器相同的能量采集器来从两个耳机通道中采集电能。在本实用新型中，通用电子设备依然使用恒定包络调制对传输到III型电子访问控制设备的信息进行调制。此外，通用电子设备在两个耳机连接器中传输完全相同的信号。因此，如图4所示，两个耳机连接器可以短接到一起以产生一个具有两倍能量的信号，从而实现了使用I型电子访问控制器的能量采集器从两个耳机连接器中采集电能。本实施例所述经第一耳机连接器和第二耳机连接器发送给所述电子访问控制器的信息为相同的信息。
[0037]在一些通用电子设备的音频接口中可能只有一个耳机连接器。为了通过这样的音频接口连接到通用电子设备，请参见图5，本实施例1V型电子访问控制器，可以从同一耳机连接器中同时采集电能和检测信息。更具体地说，通用电子设备使用恒定包络调制对传输到IV型电子访问控制装置的信息进行调制。因此，采用I型电子访问控制器相同的能量采集器即可从耳机通道中采集电能，而采用III型电子访问控制器相同的信息检测器即可检测由通用电子设备发送的信息。
[0038]综上所述，本实用新型公开的方法和电路具有以下优点:
[0039]1.通过利用通用电子设备的音频接口作为电子访问控制器和通用电子设备之间的电源和数据通信接口，本实用新型可以实现用于大多数通用电子设备的电子访问控制器。
[0040]2.对于一些通用电子设备，一个耳机连接器无法为电子访问控制装置提供足够的电能。本实用新型使得电子访问控制器可以从两个耳机连接器中采集电能并可以从相同的耳机连接器中接收信息。
[0041]3.通过让通用电子设备在两个耳机连接器中传输相同的调制信号并将其短接，本实用新型可以使得外部设备，包括且不仅限于电子访问控制装置，使用一个简单的能量采集器来获取较高的电能。
[0042]4.对于只有一个耳机连接器的音频接口，本实用新型可以实现电子访问控制设备从同一个耳机连接器中同时采集电能和检测通用电子设备发送的信息。
[0043]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种电子访问控制器，其特征在于包括: 一音频插头用以插入一通用电子设备的音频接口； 一信息检测器，用以检测所述音频接口发出的信息； 一能量采集器，用以将所述音频接口输出的信号转换成直流电压作为该电子访问控制器的工作电源； 一加密引擎，接收所述信息检测器检测的信息进行加密产生访问控制证书；以及 一信息调制器，将所述访问控制证书进行调制后经所述音频接口发送给所述的通用电子设备。
2.一种电子访问控制器与通用电子设备交互的实现装置，其特征在于包括:提供如权利要求I所述的电子访问控制器，通过所述音频接口的第一耳机连接器将通用电子设备产生的时变信号转换为所述电子访问控制器的供电电源，所述信息检测器通过所述音频接口的第二耳机连接器检测通用电子设备发出的信息，经调制后由所述音频接口的耳麦连接器发送给所述通用电子设备。
3.一种电子访问控制器与通用电子设备交互的实现装置，其特征在于包括:提供如权利要求I所述的电子访问控制器，所述的通用电子设备利用恒定包络调制来调制经所述音频接口第一耳机连接器和第二耳机连接器发送给所述电子访问控制器的信息，所述能量采集器从所述信息中提取电能为所述电子访问控制器供电；所述的信息检测器检测所述信息，经调制后由所述音频接口的耳麦连接器发送给所述通用电子设备。
4.根据权利要求3所述的电子访问控制器与通用电子设备交互的实现装置，其特征在于:所述的第一耳机连接器和第二耳机连接器电性相连。
5.一种电子访问控制器与通用电子设备交互的实现装置，其特征在于包括:提供如权利要求I所述的电子访问控制器，所述的通用电子设备利用恒定包络调制来调制经所述音频接口的耳机连接器发送给所述电子访问控制器的信息；所述音频接口只有一个耳机连接器；所述能量采集器从所述信息中提取电能为所述电子访问控制器供电；所述的信息检测器检测所述信息，经调制后由所述音频接口的耳麦连接器发送给所述通用电子设备。
【文档编号】G06F3/16GK203422736SQ201320441854
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】聂宏, 聂琨琨 申请人:陈志璋, 杨群峰, 聂宏, 李须真, 吴涛, 聂琨琨, 许志猛