一种基于激光识别技术的智能安全锁具的制作方法

本发明涉及一种电子锁，尤其涉及一种基于激光识别技术的智能安全锁具。

背景技术：

锁具是一种用于保护个人财产的产品，目的在于保护人身财产安全及隐私安全。在日益复杂的社会治安环境中，性能良好、安全性高的锁具时保证生命财产安全的重要屏障。

现有的锁具一般包括机械锁、指纹锁和密码锁，机械锁利用不同齿形的钥匙和锁芯的配合来开启，但是钥匙的齿形很容易被复制，而且机械锁的钥匙容易丢失，无论谁捡到钥匙都能轻易地打开锁具，造成锁具的安全性大大降低；指纹锁利用人类指纹的独特性，通过光学指纹识别系统来对指纹进行识别，但是光学指纹识别系统的误判率较高，且每次使用指纹时都会在光学指纹识别系统上留下用户的指纹痕迹，而这些指纹痕迹存在被复制的风险，此外，市场上出现了许多制造指纹手模的设备，对用户而言使用起来不够安全；而密码锁的密码很容易被破解或窃取，安全性更不高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于激光识别技术的智能安全锁具，能够提高锁具的安全性，且保密性强，不易复制。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于激光识别技术的智能安全锁具，包括用于发射激光密码信号的激光钥匙及用于开启锁具的锁芯，所述激光钥匙包括用于发射激光信号的激光发射模块、用于驱动激光发射模块工作的驱动模块、用于对激光信号进行加密的动态编码加密模块及用于对激光信号进行准直的发射透镜，所述动态编码加密模块的输出端与驱动模块的输入端相连，驱动模块的输出端与激光发射模块的输出端相连，所述发射透镜设置于激光发射模块的前端；

所述锁芯包括用于接收激光信号的接收透镜、用于对接收到的激光信号进行整理的激光探测模块、用于对接收到的激光信号进行识别的信号识别模块、用于对接收到的激光信号进行解码的动态编码解密模块及机械锁芯，接收透镜设置于激光探测模块的前端，激光探测模块的输出端与信号识别模块的输入端相连，信号识别模块的输出端与动态编码解密模块的输入端相连，动态编码解密模块的输出端与机械锁芯相连；

所述驱动模块控制激光发射模块发射激光信号，激光信号经发射透镜发射出去，接收透镜接收到激光编码信号后，再经激光探测模块进行整理，然后由信号识别模块对整理之后的激光编码进行进行识别，最后由动态编码解密模块进行认证，若激光钥匙相匹配，则锁芯开启。

所述激光探测模块包括依次相连的光电二极管、取样电阻、降噪电路、放大电路及整形电路，整形电路的输出端与信号识别模块相连。

所述锁芯还包括状态识别模块和WIFI模块，状态识别模块与机械锁芯相连，状态识别模块的输出端经WIFI模块连接远程设备。

所述发射透镜和接收透镜均采用凸透镜。

所述激光钥匙还包括电源模块，电源模块与驱动模块相连。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明将激光识别技术引入传统锁具中，利用激光发射设备代替普通机械钥匙，利用激光接收设备代替机械锁芯，利用激光信号的保密性和不可复制性，来防止锁具被入侵或破解，提高本发明的安全性和可靠性；

（2）激光钥匙配备有发射透镜，发射透镜能够减少激光信号的发散角度，提高激光信号的功率密度，便于激光探测模块能够接收到足够的激光能量，同时，通过减少激光信号的发散角度，能够提高锁具的安全性和防复制性；锁芯上配备有接收透镜，接收透镜能够增加激光探测模块的光学增益，提高设备的接收灵敏度，同时，接收透镜能够限制锁芯的接收视场，保证锁具接收到的是激光钥匙发射的激光，防止其他激光信号对锁芯造成干扰，提高本发明的安全性及可靠性；

（3）激光探测模块内设置了降噪电路，利用降噪电路对噪声信号进行抑制，提高激光探测模块的灵敏度，因此在激光钥匙发射的激光信号的功率很低时也可以对激光信号进行识别，从而提高激光探测模块对弱激光信号的识别能力，提高激光探测的灵敏度；此外，由于激光钥匙发射的激光的功率较低，一般的激光探测器不易识别该微弱的激光信号，因此本发明具有一定的防复制性；

（4）本发明利用动态加密技术来对激光钥匙发送的动态密码进行解密，依此来对激光钥匙进行验证，由于动态密码具有动态性和随机性，每次开锁时都会产生一个新的动态密码，由于此动态密码是随机的，无规律可循，所以很难被破解软件破解，动态密码使用一次之后不能继续使用，防止动态密码在传输过程中或者在输入密码时泄漏，此外，由于动态密码不易破解，而动态密码又是随机变化的，在密码被破译之前就会发生变化，因此，即使激光信号被复制，动态密码也不能够被破解，进一步提高本发明的安全性和可靠性；

（5）锁芯还包括WIFI 模块，WIFI模块可将锁具的状态进行统计、记录并上传至网络，上级安全数据中心可以通过网络得知锁具的状态；同时当锁具受到攻击或者破坏时，锁具可以向上级安全数据中心进行安全报警，提高本发明的安全性；

（6）此外，WIFI模块与动态解码解密模块相对独立工作，WIFI模块仅能对机械锁芯的状态进行读取而不能对机械锁芯进行操作，这样能够把WIFI网络与激光识别隔离开，防止通过WIFI模块读取到激光编码信号，保证激光编码信号的安全性和可靠性。

本发明结构简单，不仅能够提高锁具的安全性，且保密性强，不易复制。

附图说明

图1为本发明所述激光钥匙的原理框图；

图2为本发明所述锁芯的原理框图；

图3为本发明所述激光探测模块的原理框图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明包括用于发射激光密码信号的激光钥匙及用于开启锁具的锁芯，激光钥匙包括激光发射模块、驱动模块、动态编码加密模块及发射透镜，动态编码加密模块的输出端与驱动模块的输入端相连，驱动模块的输出端与激光发射模块的输出端相连，激光发射模块用于发射激光编码信号，驱动模块用于驱动激光发射模块工作，动态编码加密模块用于对激光发射模块发射的激光信号进行动态加密，发射透镜设置于激光发射模块的前端，用于对激光编码信号进行准直，发射透镜能够减少激光信号的发散角度，提高激光信号的功率密度，便于激光探测模块能够接收到足够的激光能量，同时，通过减少激光信号的发散角度，能够提高锁具的安全性和防复制性，在本实施例中，发射透镜采用材料为K9玻璃的凸透镜，理化性能稳定，能够很好地透过所选的光学波段。

锁芯包括接收透镜、激光探测模块、信号识别模块、动态编码解密模块、机械锁芯、状态识别模块及WIFI模块，接收透镜设置于激光探测模块的前端，用于接收激光信号，激光探测模块的输出端与信号识别模块的输入端相连，信号识别模块的输出端与动态编码解密模块的输入端相连，动态编码解密模块的输出端与机械锁芯相连，激光探测模块用于对接收到的激光信号进行整理，信号识别模块用于对激光探测模块输出的信号进行识别，动态编码解密模块用于对信号识别模块输出的信号进行解码，状态识别模块与机械锁芯相连，用于识别机械锁芯的状态，状态识别模块的输出端经WIFI模块连接远程设备，WIFI模块用于将机械锁芯的状态发送至远程设备。

接收透镜设置于激光探测模块的前端，用于接收激光信号，接收透镜能够增加激光探测模块的光学增益，提高设备的接收灵敏度，同时，接收透镜能够限制锁芯的接收视场，保证锁具接收到的是激光钥匙发射的激光，防止其他激光信号对锁芯造成干扰，提高本发明的安全性及可靠性，在本实施例中，接收透镜采用材料为K9玻璃的凸透镜，理化性能稳定，能够很好地透过所选的光学波段。

激光探测模块包括依次相连的光电二极管、取样电阻、降噪电路、放大电路及整形电路，整形电路的输出端与信号识别模块相连，激光信号经光电二极管转换为电流信号之后，再经取样电路转换为电压信号，电压信号经降噪电路降噪并经放大电路放大之后，最后经整形电路进行整形，输出能够被信号识别模块识别的信号。

动态编码解密模块在工作时，将当前时刻作为不确定因子，将动态编码加密模块加密后的激光信号作为安全因子，利用动态编码解密模块内的算法对激光钥匙进行验证，若相匹配，则机械锁芯开启，否则不开启。由于激光锁芯和激光钥匙的时钟保持同步，因此在同一时刻两者可以计算出相同的动态密码。这种方式的优点是操作简单、单向数据传输，只需激光钥匙发送密码数据，而激光锁芯无需向激光钥匙回传数据。动态编码解密模块的工作过过程为现有技术，不再赘述。

当需要开启锁具时，首先由驱动模块控制激光发射模块发射激光信号，此激光信号为经过编码的编码信号，并经发射透镜发射出去，接收透镜接收到激光编码信号后，再经激光探测模块进行整理，然后由信号识别模块对整理之后的激光编码进行进行识别，最后由动态编码解密模块进行认证，若激光钥匙相匹配，则锁芯开启。

本发明结构简单，不仅能够提高锁具的安全性，且保密性强，不易复制。