一种移动互联网技术的节能光伏门禁系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种移动互联网技术的节能光伏门禁系统，包括光钥匙模块和光控锁模块；所述光钥匙模块包括智能移动终端、外部驱动模块、白光LED、电源模块、中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路；所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路；所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路；处理器对密钥信息进行匹配检测，从而产生受控信号控制光锁的开启或闭合。该系统将可见光通信技术、智能移动终端与门禁技术相结合，节能环保，安全性高。
【专利说明】
一种移动互联网技术的节能光伏门禁系统
技术领域
[0001]本发明涉及可见光通信技术领域，尤其是一种移动互联网技术的节能光伏门禁系统。【背景技术】[00〇2]太阳能(solar energy)，是指太阳的热福射能(参见热能传播的三种方式)，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
[0003]太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的福射能量。
[0004]人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
[0005]众所周知，门禁系统是一种对出入口进行管理的系统。门禁系统的发展经历了一个很长的过程，从早期的机械门锁一直发展到现在基于无线射频的电子门锁。机械门锁是一个典型的纯粹的机械装置，不管设计的多么精巧，使用的材质多么的坚硬，人们总是可以通过外力把它打开。而且，机械门锁不方便进行钥匙的管理。在人流量较多的办公室、酒店等，如果有一个人丢失了钥匙，那么就要进行门锁的更换，十分麻烦。出于这些问题的考虑， 人们研制了电子磁卡锁和电子密码锁。电子磁卡锁和电子密码锁能很好的解决了上面的问题，使门禁系统发展到了一个全新的高度。但是，它们也暴露出了很多缺点和问题。比如，电子磁卡锁的读卡机和卡片的磨损比较大，卡片上的开锁信息容易被复制，在安全方面有着很大的隐患。电子密码锁的在安全性方面的问题就更加的突出，由于它是基于无线技术，密码特别容易被泄露，安全问题不容忽视。目前，无线门禁系统主要采用无线射频技术，该技术有很好的穿透性，然而这一特性又使得无线射频信号容易被电磁干扰，被截获复制，造成开锁的信息泄漏而导致财产损失。
[0006]随着白光LED器件的发展，可见光通信技术得到了越来越多的重视。可见光无线通信系统主要由光信号发射端和光信号接收端组成。在发送端，电信号经放大、滤波等处理后，调制到LED器件上实现电光转换。在接收端，通过光电检测器实现光电转换，并经过相关信号处理单元还原出原始信息。
[0007]目前的无线门禁系统容易被电磁干扰，传输的方向不可控，密码容易被截获。然而可见光通信是一种点对点的传输模式，具有保密性好的优点。因此，可以将可见光通信技术与门禁技术相结合，具有广阔的运用前景。随着社会的进步，智能智能移动终端得到了大量普及，智能移动终端成为了人们日常生活中随生携带的物品。
【发明内容】
[0008]本发明的发明目的是，克服现有技术方法的不足，提供了一种节能环保，安全性高，将可见光通信技术、智能移动终端与门禁技术相结合的基于可见光通信和移动终端的节能门禁系统。
[0009]为实现上述发明目的，提出了如下技术方案:
[0010]—种移动互联网技术的节能光伏门禁系统，包括光钥匙模块、光控锁模块、中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路;所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路;所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路;通过所述光钥匙来发出开锁密码，把密码信息加载到所述光钥匙的LED灯上，通过自由空间，将信息传递到所述光控锁的光电接收器上，通过比对信息来控制门锁的关闭和开启； 所述光钥匙模块包括智能移动终端、外部驱动模块以及白光LED，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的min-USB口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端0TG功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送;所述光控锁模块包括光电检测模块、信号处理模块、处理器模块、光锁受控模块，光电检测模块接收到光信号，对光信号进行处理，把信号送入处理器，处理器对密钥信息进行匹配检测，从而产生受控信号控制光锁的开启或闭合。
[0011]所述处理器模块采用STC12C2052AD高速单片机，利用单片机串口通信原理，实现光密码锁模块的控制，从而实现门锁的开启或关闭。
[0012]所述智能移动终端包括密钥生产与控制模块，能够自动检测和打开串口、能够设定需要发送数据的波特率、能设置校验、数据位和停止位，可以发送16进制的数据信息，完成密钥信息发送设置。
[0013]智能移动终端使用的是micro-USB 口进行密钥信息的发送。在外部驱动模块设计中，使用智能移动终端的0TG功能，来实现密钥信息的提取。但是，传统的USB信号不是可见光通信用来传递信息的脉冲电平，所以要把USB信号转换成适合传递的TTL信号。
[0014]所述外部驱动模块包括USB转TTL电路，将USB信号转换成TTL信号;通过外部驱动模块，可以实现把智能移动终端端的USB 口发出的信号无失真的加载到LED上。
[0015]该发明的有益效果:
[0016]本发明的基于可见光通信和移动终端的门禁系统，基于移动终端光钥匙，把门禁系统中的光钥匙和智能移动终端相结合，利用智能移动终端应用来实现门锁的开启。所述的现场可编程门阵列电路，内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块10B和内部连线三个部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动1/0,由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到 I/O模块;FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程;为更好的实现本发明，能够满足在光照度不够使太阳能进行发电或夜间时候依然满足对整个系统进行供电
[0017]在使用时，多余的电能将被存储在蓄电池组内，而出现太阳能光照不够或阴雨天气或夜间时，蓄电池组将进行释电，并通过电源控制器的输出电路输送至直流供电电路内， 对中央处理器及现场可编程门阵列电路进行供电，达到24小时全天候的使整个系统工作。 可以很好的运用Android系统开发手机AAP光密钥软件，Android系统是基于Linux的一个开源的操作系统，主要是使用在移动终端(手机和平板)中。Android系统和其他的系统平台相比，有很大的优势。它的优势最主要的体现在它的开放性。Android系统是完全开源的系统， 所有的爱好者和厂商都可以参与到Android系统的开发中来，这就为Android系统的发展打下了很好基础。Android系统已经成为了全球装机量第一大的系统。Android系统的另一大优势就是基于谷歌公司的平台，谷歌公司的地图、搜索、邮箱等服务产品，能够无缝的应用到Andr1d系统中去。【附图说明】[〇〇18]图1是本发明的系统框图；
[0019]图2是USB转TTL电路图。【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明的一种移动互联网技术的节能光伏门禁系统作进一步详尽描述:
[0021]如图1所示，一种移动互联网技术的节能光伏门禁系统，包括光钥匙模块、光控锁模块、中央处理器、现场可编程门阵列电路、电源电路;所述电源电路分别连接中央处理器和现场可编程门阵列电路;所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器及直流供电电路；[〇〇22]所述的现场可编程门阵列电路，内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块10B 和内部连线三个部分;FPGA利用小型查找表(16 X1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动1/0,由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到1/0模块;FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与1/0间的联接方式，并最终决定了 FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程;为更好的实现本发明， 能够满足在光照度不够使太阳能进行发电或夜间时候依然满足对整个系统进行供电
[0023]在使用时，多余的电能将被存储在蓄电池组内，而出现太阳能光照不够或阴雨天气或夜间时，蓄电池组将进行释电，并通过电源控制器的输出电路输送至直流供电电路内， 对中央处理器及现场可编程门阵列电路进行供电，达到24小时全天候的使整个系统工作。 通过所述光钥匙来发出开锁密码，把密码信息加载到所述光钥匙的LED灯上，通过自由空间，将信息传递到所述光控锁的光电接收器上，通过比对信息来控制门锁的关闭和开启；所述光钥匙模块包括智能移动终端、外部驱动模块以及白光LED，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的min-USB口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端OTG功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送;所述光控锁模块包括光电检测模块、信号处理模块、处理器模块、光锁受控模块，光电检测模块接收到光信号，对光信号进行处理，把信号送入处理器，处理器对密钥信息进行匹配检测，从而产生受控信号控制光锁的开启或闭合。[〇〇24]所述处理器模块采用STC12C2052AD高速单片机，利用单片机串口通信原理，实现光密码锁模块的控制，从而实现门锁的开启或关闭。
[0025]所述智能移动终端包括密钥生产与控制模块，能够自动检测和打开串口、能够设定需要发送数据的波特率、能设置校验、数据位和停止位，可以发送16进制的数据信息，完成密钥信息发送设置。[〇〇26]智能移动终端使用的是micro-USB 口进行密钥信息的发送。在外部驱动模块设计中，使用智能移动终端的0TG功能，来实现密钥信息的提取。但是，传统的USB信号不是可见光通信用来传递信息的脉冲电平，所以要把USB信号转换成适合传递的TTL信号。
[0027]所述外部驱动模块包括USB转TTL电路，将USB信号转换成TTL信号;通过外部驱动模块，可以实现把智能移动终端端的USB 口发出的信号无失真的加载到LED上。[〇〇28] 如图2所示，使用了 FT232RL芯片来实现USB信号转TTL信号功能。FT232RL芯片和传统的PL2032相比，FT232RL具有电路简单、宽温、高速、传输稳定等特点。它的工作电压最大 5.25V，最小3.3V。智能移动终端端经过APP发送出来的数据经USB口发出，然后数据输入 FT232RL芯片，由FT232RL来完成USB信号到TTL信号的转换，把转换好的TTL信号通过驱动电路加载到LED灯上，实现通过LED灯来发送密钥信息。
【主权项】
1.一种移动互联网技术的节能光伏门禁系统，其特征在于，包括中央处理器、光钥匙模 块、光控锁模块、电源模块、现场可编程门阵列电路、电源电路;所述电源电路分别连接中央 处理器和现场可编程门阵列电路;所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控 制器及直流供电电路;通过所述光钥匙来发出开锁密码，把密码信息加载到所述光钥匙的 LED灯上，通过自由空间，将信息传递到所述光控锁的光电接收器上，通过比对信息来控制 门锁的关闭和开启；所述光钥匙模块包括智能移动终端、外部驱动模块以及白光LED，基于智能移动终端操 作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软 件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的min-USB 口输出；所输出的秘钥信息， 基于智能移动终端OTG功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的 传送；所述光控锁模块包括光电检测模块、信号处理模块、处理器模块、光锁受控模块，光电 检测模块接收到光信号，对光信号进行处理，把信号送入处理器，处理器对密钥信息进行匹 配检测，从而产生受控信号控制光锁的开启或闭合。2.根据权利要求1所述的基于可见光通信和移动终端的门禁系统，其特征在于，所述的 现场可编程门阵列电路，内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块1B和内部连线三个 部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的 输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动1/0,由此构成了既可实现组合逻辑功能又可 实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O 模块;FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元 中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决 定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。3.根据权利要求1所述的基于可见光通信和移动终端的门禁系统，其特征在于，所述智 能移动终端包括密钥生产与控制模块，能够自动检测和打开串口、能够设定需要发送数据 的波特率、能设置校验、数据位和停止位，可以发送16进制的数据信息，完成密钥信息发送 设置。4.根据权利要求3所述的基于可见光通信和移动终端的门禁系统，其特征在于，所述智 能移动终端使用的是micro-USB 口进行密钥信息的发送;在外部驱动模块设计中，使用智 能移动终端的0TG功能，来实现密钥信息的提取。5.根据权利要求4所述的基于可见光通信和移动终端的门禁系统，其特征在于，所述外 部驱动模块包括USB转TTL电路，将USB信号转换成TTL信号;通过外部驱动模块，可以实现把 智能移动终端端的USB 口发出的信号无失真的加载到LED上。
【文档编号】G07C9/00GK106023350SQ201610159055
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】李群星, 周午贤
【申请人】文成县刀锋科技有限公司