一种光密码锁的制作方法

本实用新型涉及锁具技术领域，尤其涉及一种光密码锁。

背景技术：

目前世界上比较先进的锁具，如指纹锁、密码锁、眼角膜智能锁等，但以上类型的锁，都存在缺陷：这些锁具都有部分内脏(部件)外露，在室外就可以接触到以上锁具的电子原件，而只要能从直接接触锁具的电子原件锁具就容易受到破坏，破坏了锁具最重要的安全性。此外在市面上，密码锁一般需要使用者通过按键输入密码，每个按键开关连接一个装置，但是由于锁具大小的限制，往往密码的个数不会超过十六个，且密码是被确定了的，只有输入唯一正确的密码才能打开锁，且密码不能更改、变换，但是随着技术的提高，此类密码锁已经满足不了需求。

在中国实用新型专利公报CN202854921U号中公开了一种非接触式的单光头光控密码锁，使用一个光导纤维数据接收端口，从而避免了从室外破坏锁具内脏的可能性，并且采用高达24位不重复的随机密码数据，提供了多种开锁密码，大大提高了安全性与应用范围。

但是，上述的单光头光控密码锁的密码特性为有限位密码排列组合而成，密码可能性有限，且规律性强易被破译，另一方面上述实用新型所涉及的单光头光控密码锁需要将钥匙与锁体近距离接触，不能实现远距离无线开锁，再一方面此锁钥匙一旦丢失，易被复制存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供了一种光密码锁，该光密码锁主要包括光钥匙和锁体两部分，将光强变化应用于密码锁，通过衰减片改变入射光的光强，将光的强度大小作为密码钥匙，当光强连续变化时，可设置无限多位密码，从而增强了密码锁的破译难度，并且以光作为钥匙，可实现非接触式开锁。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种光密码锁，该光密码锁主要包括光钥匙和锁体，其中，所述光钥匙主要由光源、衰减片、光纤、光强分束器、光功率计、无线发送模块、光源供电开关和无线发送模块开关构成；所述锁体主要由光敏元件、控制单元、无线接收模块、电控锁构成。在上述的光密码锁中，在开锁时打开钥匙上的所述光源供电开关，启动所述光源；所述衰减片安装在所述光源之后，在设置密码和解密的过程中，转动所述衰减片，使得来自光源的光穿过所述衰减片后光强发生变化；所述光纤将经过衰减后的光耦合进光纤，并连接至所述光强分束器；所述光强分束器将光强按照1:1的比例分到两路光纤中，其中，一路光纤连接所述光功率计，另一路光纤作为光钥匙照射出去；所述光功率计用来检测单路光束的光功率，以便使用者观测记录；所述无线发送模块将确认信息发送至所述锁体，以实现非接触操作；所述光敏元件用来接收所述光钥匙发出的光强；所述控制单元用于存储、判断电压值，并控制电控锁的开闭；所述无线接收模块连接到所述控制单元的通讯端口，接收所述无线发送模块的确认信息后读取电压值；所述电控锁接收所述控制单元发出的指令，完成锁的开闭。

根据上述的光密码锁，所述光源为半导体激光器。

根据上述的光密码锁，所述光敏元件为光敏电阻。

根据上述的光密码锁，所述控制单元为单片机。

根据上述的光密码锁，所述光钥匙还包括调整衰减片旋转的旋转可调按钮。

根据上述的光密码锁，所述衰减片为中性衰减片。

根据上述的光密码锁，所述光钥匙和所述锁体的至少一方还包括复位单元。

根据上述的本实用新型提出的一种光密码锁，该光密码锁主要包括光钥匙和锁体两部分，将光强变化应用于密码锁，通过衰减片改变入射光的光强，将光的强度大小作为密码钥匙，当光强连续变化时，可设置无限多位密码，从而增强了密码锁的破译难度，并且以光作为钥匙，可实现非接触式开锁。

附图说明

图1为本实用新型的光钥匙的结构示意图；

图2为本实用新型的锁体的结构示意图；

图3为本实用新型的光钥匙的流程图；

图4为本实用新型的锁体的流程图；

图5为光钥匙部分的电路图；

图6为锁体部分的电路图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1

本实用新型的实施例1所涉及的一种光密码锁，如图1和图2所示，该密码锁主要包括光钥匙1和锁体2两部分。如图1所示，光钥匙1主要包括：光源11、衰减片12、光纤13、光强分束器14、光功率计15、无线发送模块16、光源供电开关K1和无线发送模块开关K2。如图2所示，锁体2主要包括光敏元件21、控制单元22、无线接收模块23、电控锁24。

在开锁时，打开光钥匙1上的光源供电开关K1，启动光源11；衰减片12 安装在光源11的光路后侧，在设置密码或解密的过程中，转动衰减片12，使来自光源11的光穿过衰减片12后光强发生变化；光纤13将经过衰减片12衰减后的光耦合进光纤，并连接至光强分束器14；光强分束器14将光强按照1:1的比例分到两路光纤中，其中一路光纤连接光功率计15，另一路光纤作为光钥匙照射出去；光功率计15用来检测单路光束的光功率，以便使用者观测记录；无线发送模块16将确认信息发送至锁体2，从而实现非接触操作；光敏元件21用来接收光钥匙1发出的光强；控制单元22用于存储、判断电压值，并控制电控锁24的开闭；无线接收模块23连接到控制单元22的通讯端口，接收无线发送模块16的确认信息后读取电压值；电控锁24接收控制单元22发出的指令，完成锁的开闭。

通过上述的结构的光密码锁，能够将光强变化应用于密码锁，通过衰减片改变入射光的光强，将光的强度大小作为密码钥匙，当光强连续变化时，可设置无限多位密码，从而增强了密码锁的破译难度，并且以光作为钥匙，可实现非接触式开锁。

在上述的实施例1中，光源11可以采用多种光源形式。其中比较优选的是采用半导体激光器。

通过采用半导体激光器作为光源，能够提高密码锁的密码精度。

在上述的实施例1中，光敏元件21优选采用光敏电阻等价格低廉的部件。

通过采用价格低廉的光敏电阻不仅能够灵敏地感应光强的变化，更能够实现产品成本的降低。

在上述的实施例1中，控制单元22优选采用单片机等操作简单，应用性较广的部件。

通过采用应用领域较广的单片机作为控制单元，能够提高设计的通用性，容易实现产品的普及化。

在上述的实施例1中，光钥匙1优选还包括调整衰减片旋转的旋转可调按钮。

通过旋转可调按钮来控制衰减片，可实现简单的构造，易于产品的制作加工。

在上述的实施例1中，衰减片12优选为中性衰减片。

通过采用中性衰减片，使不同波长的光通过中性衰减片以后以相同的比例衰减，可以有效抑制因为光波长不同而引起的偏差。

在上述的实施例1中，光钥匙和锁体的至少一方还包括复位单元。

通过该复位单元，能够在系统进入锁死状态下，对整个系统或其一部分进行复位操作，从而恢复原厂设置。

以上，对本实用新型所涉及的光密码锁的结构进行了示例性的描述，以下对其工作的过程进行详细的叙述。

本是实用新型所涉及的光密码锁工作过程主要包括：设置密码过程和开锁解密过程。以下对该两种过程分别进行示例性说明。

设置密码过程

如图3所示，在此过程中，首先要将光钥匙1的光源供电开关K1打开，由此，从光源11，即半导体激光器发出光束，此时，通过旋转可调旋钮，使衰减片12转动，使光束经过衰减片12调整后进入光强分束器14，光强分束器14按光强安装1:1的比例分为两路光束，其中一路光束作为出射光照射出去，另一路光束进入光功率计15，此时光功率计15会显示单路光的光功率，按下无线发送模块开关K2，无线发送模块16发送确认信息，锁体2侧的无线接收模块23 接收该确认信息后，控制单元22读取电压，并存储第一位密码；再次转动可调旋钮，光功率计15的示数发生改变，用户此时再次按下无线发送模块开关K2，存储第二位密码，依次重复可设置多位密码。

开锁解密过程

如图4所示，开锁解密过程与设置密码过程类似，在开锁过程中首先打开光源供电开关K1，手动转动可调旋钮，使衰减片12转动，同时观察光功率计 15的示数，当示数与设定的密码相同时，即：此时的入射光与设置密码时的入射光的光强相同，用户按下无线发送模块开关K2，无线发送模块16发送确认信息到无线接收模块23，控制单元22读取电压值，多次反复进行，直至密码输入结束，控制单元22进行判断，如果与之前设定的密码相同，那么控制单元22 控制电控锁24开启。如果用户连续三次输入错误的密码，控制单元22启动保护程序，自动锁定半小时，即：在半小时内所有的输入都被视为无效。

根据上述的实施例说明的光密码锁，与传统锁具相比较，该实用新型所涉及的光密码锁没有锁眼，锁体部分也隐藏在门的内部，使盗贼无从下手，即便暴力破锁困难仍旧相当大，增强了锁具的保险程度。

进一步，结合光钥匙和锁体的电路图对本实用新型的工作原理进行说明。

如图5所示，光钥匙部分的电路由两部分组成。第一部分由开关、光源、电阻构成。该光源优先为激光光源，其传输性比较好，可适应相对恶劣的环境。使用时，打开开关即可。第二部分为无线发送模块，其核心部件为单片机U1，外加无线发送模块HC-12构成。其中单片机U1优选为STC89C51单片机。单片机U1的XTAL1、XTAL2端子连接晶振电路，其旁路电容C8和C9的容量为30pF，晶振的频率为11.0592HZ；单片机U1的RST端子连接复位电路，其旁路电容BC1 的容量为10uF,接地电阻R6为10千欧；单片机U1的RXD、TXD端子分别连接无线发送模块HC-12的TXD和RXD；确认开关部分R11为330欧姆；单片机U1的 EA端子连接高电平。

在使用过程中，用户按下右侧确认开关，单片机U1的P0.7端子由高电平变为低电平，由单片机U1内部程序控制，使得HC-12发出确认信息。

如图6所示，锁体部分的电路主要包括四部分：单片的最小系统、无线接收模块、模数转换模块、驱动电路。其中单片的最小系统包括晶振电路和复位电路，其电路构成与光钥匙部分相同。无线接收模块所采用的也是与光钥匙部分相同的电路构成，只是在功能上不同，即：无线发送模块用于信息的发送，而无线接收模块用于信息的接收。模数转换模块U2采用的PCF8591，如图所示，模数转换模块U2的SDA，SCL端子分别连接控制单元U4的P2.0,P2.1端子。模数转换模块U2的A0、A1、A2、AGND端子均接地，EXT,VREF端子均接高电平，AOUT端子为指示部分，R11为330欧姆电阻，与之串联的10为LED,AIN0 端子为信号输入端，接在光敏电阻LDR2与R6之间，其中光敏电阻LDR2优选为 MG42-2，R6的阻值为10千欧。驱动电路的核心部件为L298，其与单片机的连接为：IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、ENB端子分别连接单片机U4的P2.2、P2.3、 P2.4、P2.5、P2.6、P2.7端子。L298的SENSA、SENSB、GND端子均接地，9VCC 端子连接高电平，如图所示，C1、C2分别为100uF，0.1Uf的电容，用来消除电源的自激震荡，C3、C4与C1、C2构造一致，不同之处在于后者接地了。OUT1、 OUT2、OUT3、OUT4分别连接两个并联的DLCDE，D5、D1，D6、D2；D7、D3；D8、 D4。然后再接两个继电器，OUT1、OUT3端子为正极,OUT2、OUT4端子为负极。

在使用过程中，由光敏电阻LDR2接受光信号，由PCF8591的AIN0接收模拟电压信号，转换为数字信号，由SDA、SCL输送到STC89C51的P2.0、P2.1端子。当无线接受模块收到无线发送模块发出的确认信息后，由TXD、RXD传送给单片机，此时单片机会记录下由PCF8591输送过来的信息，重复多次后，由L298 控制继电器开关。

与普通的密码锁相比较，以可变化的光强作为密码，密码的长度可以随时变化，且每位密码也多样性，增加破译难度。

同时本实用新型所涉及的光密码锁实现了非接触式开锁，可以应用于较为恶劣的环境中，应用范围广泛。并且，该光密码锁结构简单，成本低廉，防盗性高，具有较为广阔的市场前景。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。