本发明涉及一种智能锁，尤其是涉及一种基于可见光通信的智能锁装置。
背景技术：
可见光通信技术是一种使用可见光作为信息载体的新型无线光通信方式，它主要利用半导体发光二极管所具有的高速相应特性，同时实现通信和照明的双重功能。在电磁辐射、发射功率、通信效率、安全性等方面，可见光通信和传统的射频通信相比具有很大的优势，其作为一种全新的高速数据接入方式，已经引起了人们的广泛关注。
具体地，可见光无线通信具备以下特点：
1)具备通过空口传输高速数据流的潜力；照明用的LED灯，单管功率大并且用多个LED管联合提高亮度。从单管本身来说，普通的用于照明的LED，由于半导体工艺的改进，其开关时延时间已经较短，能够基本满足高速通信的需求；另一方面可以用多管并行发送的方式提高总的传输速率，同时也提高照明的亮度；通过LED阵列实现几十Mbps的速率是完全可行的；
2)收发器成本低，具备广泛普及应用的潜力；可见光通信的收发器与无线电通信收发器相比要简单。用发送信号直接控制LED二极管的电流便可完成信号发送过程，不需要本振、上变频、滤波、功放、馈线、天线等部件。接收器是直接将照射光能量转换成电信号，不需要天线、馈线、本振、下变频、滤波等，因而整个收发装置的复杂度和成本都较无线电通信收发器要低；
3)具备与现有通信网连通的能力；可以使用广泛使用的以太网等技术实现与现有网络的互联，也可以采用电力线调制解调器与现有网络连通；
4)具有良好的进行点对点和局域网通信应用的潜力；可见光通信可以使用简单的协议进行点对点或点对多点互通；可以应用于一些近距离通信的特定场合；如智能交通系统中，可以利用可见光通信进行前后车之间的通信，提供刹车超车变道等互动信息，通过路灯/交通信号灯等提供全市路况和导航信息等；
5)对无线电信号无干扰，这个特点在一些有高安全性要求的场合显示出明显的优势，如在飞机上，可以使用VLC通信收发信息不会对机上的通信导航产生影响；在医院使用VLC通信不会对敏感的医学仪器以及象心脏起搏器等产生影响；
6)安全性好，使用VLC通信时，收发信号局限于可见光能够传播到的有限空间内，不在这个空间的窃听者无法获得信息；另一方面，可见光不会进入人体内部，不存在对人体有害的辐射，这对孕妇、低龄儿童在使用信息技术时都有的好处；
7)节省能量，这是很自然的，因为是借助了照明用的LED功率，用于通信部分专用的信号处理部分功率很小；另外借助VLC通信装置的功能可以非常容易地附加实现智能照明(照度的自动控制，离开房间时自动关闭进入时自动开灯)，使得提供VLC功能的照明系统比不提供VLC功能的照明系统更加省电；
8)市场拓展容易，市场容量大，该项技术的市场渗透是借助LED节能照明展开的，不需要特殊推广，便可拥有广泛的市场空间；
9)行业情况：VLC的发展目前尚处于前期阶段，IEEE802.15.TG7正在做一些标准化工作，也有一些行业联盟。
10)目前很多设备都有摄像头，普通的摄像头就可以作为可见光的接收机，这样就可以在不用增加或者改变任何硬件的情况下，实现无线通信。
近年来，随着科技的快速发展，传统的纯机械锁使用依然广泛，但是各种智能锁发展快速，市面上出现了很多像TM卡智能锁、指纹智能锁以及密码智能锁等。但是现有的智能锁发展还不是很成熟，有的功能比较单一，有的无线钥匙无法有效区分钥匙在门内还是门外，安全性较低，还一直不能得到更广泛的应用。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于可见光通信的智能锁装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于可见光通信的智能锁装置，包括钥匙和锁，所述锁包括第一主控模块、均与第一主控模块连接的第一可见光通信模块和锁定模块，所述钥匙包括第二主控模块以及与第二主控模块连接的第二可见光通信模块；
所述第二主控模块控制第二可见光通信模块以可见光通信方式向第一可见光通信模块发送验证信息，所述第一主控模块对验证信息进行验证，并在验证通过时解除所述锁定模块的锁定。
所述验证信息包括验证用的字符串、指纹特征和红膜特征中的一种或多种。
所述钥匙还包括用于采集指纹信息的指纹模块，该指纹模块与第二主控模块连接；
所述指纹模块采集用户的指纹特征，并由第二可见光通信模块将该指纹特征发送至第一可见光通信模块。
所述钥匙还包括用于连接电子设备的至少一个接口；所述钥匙通过接口连接至电子设备，并从电子设备获取验证信息。
所述接口的种类包括耳机插头、USB、micro USB、mini USB以及USB Type-C。
所述钥匙还包括第二显示模块，该第二显示模块与第二主控模块连接。
所述锁还包括用于存储开关门的时间和操作用户信息的第一存储模块，该第一存储模块与第一主控模块连接。
所述锁还包括当用户连续认证错误次数大于设定次数时用于报警的报警模块，该报警模块与第一主控模块连接。
所述锁还包括第一显示模块，该第一显示模块与第一主控模块连接。
显示模块为液晶屏或LED点阵屏。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)基于可见光的基本特性，可以克服已有智能锁无法有效区分钥匙位于门内还是门外。
2)由于可见光通信的频段很宽，可以为不同的智能锁系统分配不同的载频频段，更加增强了本智能锁的安全性。
3)将通常智能锁端的信息输入(比如键盘，指纹)功能移到智能钥匙端，智能锁只做用户认证，这样可以根据安全级别的需要，将各种认证信息进行组合，比如可以仅需要密码，同时需要指纹和密码，同时需要瞳孔和指纹等。
4)智能锁采用可插拔的SD卡或者TF卡，拷贝信息非常方便。
5)本智能钥匙可以定制各种常见接口，通过生活中常用的设备来提供用户信息的输入，可以简化智能钥匙的设计和功能，特别是当前基本上人人都有手机，可以将智能钥匙通过手机的耳机插孔或者数据线接口相连接。
6)本智能锁系统可根据实际需求，增减相应模块，并且还可以提供照明功能，适应性强，应用广泛，可用于普通的家庭门、工厂大门、保险柜以及抽屉等。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、锁，2、钥匙，11、第一主控模块，12、第一可见光通信模块，13、锁定模块，14、第一存储模块，15、报警模块，16、第一显示模块，17、第一电源模块，21、第二主控模块，22、第二可见光通信模块，23、指纹模块，24、接口，25、第二显示模块，26、第二存储模块，27、第二电源模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于可见光通信的智能锁1装置，如图1所示，包括钥匙2和锁1，锁1包括第一主控模块11、均与第一主控模魁岸11连接的第一可见光通信模块12和锁定模块13，钥匙2包括第二主控模块21以及与第二主控模块21连接的第二可见光通信模块22；第二主控模块21控制第二可见光通信模块22以可见光通信方式向第一可见光通信模块12发送验证信息，第一主控模块11对验证信息进行验证，并在验证通过时解除锁定模块13的锁定。
验证信息包括验证用的字符串、指纹特征和红膜特征中的一种或多种，其中，验证用的字符串可以为密码。
钥匙2还包括用于采集指纹信息的指纹模块23，该指纹模块23与第二主控模块21连接；
指纹模块23采集用户的指纹特征，并由第二可见光通信模块22将该指纹特征发送至第一可见光通信模块12。
钥匙2还包括用于连接电子设备的至少一个接口24；钥匙2通过接口24连接至电子设备，并从电子设备获取验证信息，接口24的种类包括耳机插头、USB、micro USB、mini USB以及USB Type-C等。
钥匙2还包括第二显示模块25，该第二显示模块25与第二主控模块21连接。
锁1还包括用于存储开关门的时间和操作用户信息的第一存储模块14，该第一存储模块14与第一主控模块11连接。锁1还包括当用户连续认证错误三次时用于报警的报警模块15，该报警模块15与第一主控模块11连接。锁1还包括第一显示模块16，该第一显示模块16与第一主控模块11连接。
显示模块为液晶屏或LED点阵屏。
此外，锁1还包括第一电源模块17，第一电源模块17主要为锁1的各部分提供所需的各种电源，第一显示模块16用于显示各类信息(包括登陆的用户、时间和提示信息等)，第一存储模块14采用可插拔的SD卡或者TF卡，报警模块15可以采用灯闪烁和报警三分钟的方式。
钥匙2还包括第二存储模块26和第二电源模块27，可第二电源模块27主要为钥匙各部分提供所需的各种电源，第二显示模块25用于显示各类信息(包括时间，用户名，输入密码和提示信息等)，为可选模块，第二存储模块26用来存储正确的认证信息，以及记录开关门的时间和操作用户信息，采用可插拔的SD卡或者TF卡。
假定锁1仅需要指纹信息，当用户需要打开该智能锁(该锁可以是入户门锁，也可以是房门锁，保险柜锁，抽屉锁等等)时，通过指纹模块23采集用户的指纹信息，并通过可见光通信发送给锁1，锁1收到信息后，与存储在第一存储模块16里的每个用户信息进行匹配，如果有符合的则打开锁1，记录一次开锁成功信息，如果没有符合的，则记录一次开锁失败信息，当连续三次开锁失败三次，则灯闪烁和报警三分钟。
假定锁1同时需要密码，指纹，以及用户的瞳孔信息时，当用户需要打开该智能锁(该锁可以是入户门锁，也可以是房门锁，保险柜锁，抽屉锁等等)时，首先把钥匙2通过手机的耳机插孔或者数据线接口与随身携带的智能手机(比如iphone手机)进行连接，然后通过手机键盘输入密码，通过手机摄像头采集用户的瞳孔信息，通过手机的指纹模块提取指纹信息；当采集完所需信息后，通过智能钥匙的可见光通信发送给锁1，锁1收到信息后，与存储在第一存储模块16里的每个用户信息进行匹配，如果有符合的则打开锁，记录一次开锁成功信息，如果没有符合的，则记录一次开锁失败信息，当连续三次开锁失败三次，则灯闪烁和报警三分钟。