一種移動互聯網技術的節能光伏門禁系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種移動互聯網技術的節能光伏門禁系統，包括光鑰匙模塊和光控鎖模塊；所述光鑰匙模塊包括智能移動終端、外部驅動模塊、白光LED、電源模塊、中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路；所述電源電路分別連接中央處理器和現場可編程門陣列電路；所述電源電路內設置有太陽能電池板、穩壓電路、電源控制器及直流供電電路；處理器對密鑰信息進行匹配檢測，從而產生受控信號控制光鎖的開啟或閉合。該系統將可見光通信技術、智能移動終端與門禁技術相結合，節能環保，安全性高。
【專利說明】
一種移動互聯網技術的節能光伏門禁系統
技術領域
[0001]本發明涉及可見光通信技術領域，尤其是一種移動互聯網技術的節能光伏門禁系統。【背景技術】[00〇2]太陽能(solar energy)，是指太陽的熱福射能(參見熱能傳播的三種方式)，主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發電或者為熱水器提供能源。自地球上生命誕生以來，就主要以太陽提供的熱輻射能生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為制作食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式，太陽能發電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、水能等。
[0003]太陽能是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能而產生的，來自太陽的福射能量。
[0004]人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代演變形成的一次能源。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源。
[0005]眾所周知，門禁系統是一種對出入口進行管理的系統。門禁系統的發展經歷了一個很長的過程，從早期的機械門鎖一直發展到現在基于無線射頻的電子門鎖。機械門鎖是一個典型的純粹的機械裝置，不管設計的多么精巧，使用的材質多么的堅硬，人們總是可以通過外力把它打開。而且，機械門鎖不方便進行鑰匙的管理。在人流量較多的辦公室、酒店等，如果有一個人丟失了鑰匙，那么就要進行門鎖的更換，十分麻煩。出于這些問題的考慮， 人們研制了電子磁卡鎖和電子密碼鎖。電子磁卡鎖和電子密碼鎖能很好的解決了上面的問題，使門禁系統發展到了一個全新的高度。但是，它們也暴露出了很多缺點和問題。比如，電子磁卡鎖的讀卡機和卡片的磨損比較大，卡片上的開鎖信息容易被復制，在安全方面有著很大的隱患。電子密碼鎖的在安全性方面的問題就更加的突出，由于它是基于無線技術，密碼特別容易被泄露，安全問題不容忽視。目前，無線門禁系統主要采用無線射頻技術，該技術有很好的穿透性，然而這一特性又使得無線射頻信號容易被電磁干擾，被截獲復制，造成開鎖的信息泄漏而導致財產損失。
[0006]隨著白光LED器件的發展，可見光通信技術得到了越來越多的重視。可見光無線通信系統主要由光信號發射端和光信號接收端組成。在發送端，電信號經放大、濾波等處理后，調制到LED器件上實現電光轉換。在接收端，通過光電檢測器實現光電轉換，并經過相關信號處理單元還原出原始信息。
[0007]目前的無線門禁系統容易被電磁干擾，傳輸的方向不可控，密碼容易被截獲。然而可見光通信是一種點對點的傳輸模式，具有保密性好的優點。因此，可以將可見光通信技術與門禁技術相結合，具有廣闊的運用前景。隨著社會的進步，智能智能移動終端得到了大量普及，智能移動終端成為了人們日常生活中隨生攜帶的物品。
【發明內容】
[0008]本發明的發明目的是，克服現有技術方法的不足，提供了一種節能環保，安全性高，將可見光通信技術、智能移動終端與門禁技術相結合的基于可見光通信和移動終端的節能門禁系統。
[0009]為實現上述發明目的，提出了如下技術方案:
[0010]—種移動互聯網技術的節能光伏門禁系統，包括光鑰匙模塊、光控鎖模塊、中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路;所述電源電路分別連接中央處理器和現場可編程門陣列電路;所述電源電路內設置有太陽能電池板、穩壓電路、電源控制器及直流供電電路;通過所述光鑰匙來發出開鎖密碼，把密碼信息加載到所述光鑰匙的LED燈上，通過自由空間，將信息傳遞到所述光控鎖的光電接收器上，通過比對信息來控制門鎖的關閉和開啟； 所述光鑰匙模塊包括智能移動終端、外部驅動模塊以及白光LED，基于智能移動終端操作系統，設計基于虛擬串口的秘鑰發送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟件模塊發送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的min-USB口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動終端0TG功能，經過外部驅動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;所述光控鎖模塊包括光電檢測模塊、信號處理模塊、處理器模塊、光鎖受控模塊，光電檢測模塊接收到光信號，對光信號進行處理，把信號送入處理器，處理器對密鑰信息進行匹配檢測，從而產生受控信號控制光鎖的開啟或閉合。
[0011]所述處理器模塊采用STC12C2052AD高速單片機，利用單片機串口通信原理，實現光密碼鎖模塊的控制，從而實現門鎖的開啟或關閉。
[0012]所述智能移動終端包括密鑰生產與控制模塊，能夠自動檢測和打開串口、能夠設定需要發送數據的波特率、能設置校驗、數據位和停止位，可以發送16進制的數據信息，完成密鑰信息發送設置。
[0013]智能移動終端使用的是micro-USB 口進行密鑰信息的發送。在外部驅動模塊設計中，使用智能移動終端的0TG功能，來實現密鑰信息的提取。但是，傳統的USB信號不是可見光通信用來傳遞信息的脈沖電平，所以要把USB信號轉換成適合傳遞的TTL信號。
[0014]所述外部驅動模塊包括USB轉TTL電路，將USB信號轉換成TTL信號;通過外部驅動模塊，可以實現把智能移動終端端的USB 口發出的信號無失真的加載到LED上。
[0015]該發明的有益效果:
[0016]本發明的基于可見光通信和移動終端的門禁系統，基于移動終端光鑰匙，把門禁系統中的光鑰匙和智能移動終端相結合，利用智能移動終端應用來實現門鎖的開啟。所述的現場可編程門陣列電路，內部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊10B和內部連線三個部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實現組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發器的輸入端，觸發器再來驅動其他邏輯電路或驅動1/0,由此構成了既可實現組合邏輯功能又可實現時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到 I/O模塊;FPGA的邏輯是通過向內部靜態存儲單元加載編程數據來實現的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯接方式，并最終決定了FPGA所能實現的功能，FPGA允許無限次的編程;為更好的實現本發明，能夠滿足在光照度不夠使太陽能進行發電或夜間時候依然滿足對整個系統進行供電
[0017]在使用時，多余的電能將被存儲在蓄電池組內，而出現太陽能光照不夠或陰雨天氣或夜間時，蓄電池組將進行釋電，并通過電源控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內， 對中央處理器及現場可編程門陣列電路進行供電，達到24小時全天候的使整個系統工作。 可以很好的運用Android系統開發手機AAP光密鑰軟件，Android系統是基于Linux的一個開源的操作系統，主要是使用在移動終端(手機和平板)中。Android系統和其他的系統平臺相比，有很大的優勢。它的優勢最主要的體現在它的開放性。Android系統是完全開源的系統， 所有的愛好者和廠商都可以參與到Android系統的開發中來，這就為Android系統的發展打下了很好基礎。Android系統已經成為了全球裝機量第一大的系統。Android系統的另一大優勢就是基于谷歌公司的平臺，谷歌公司的地圖、搜索、郵箱等服務產品，能夠無縫的應用到Andr1d系統中去。【附圖說明】[〇〇18]圖1是本發明的系統框圖；
[0019]圖2是USB轉TTL電路圖。【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明的一種移動互聯網技術的節能光伏門禁系統作進一步詳盡描述:
[0021]如圖1所示，一種移動互聯網技術的節能光伏門禁系統，包括光鑰匙模塊、光控鎖模塊、中央處理器、現場可編程門陣列電路、電源電路;所述電源電路分別連接中央處理器和現場可編程門陣列電路;所述電源電路內設置有太陽能電池板、穩壓電路、電源控制器及直流供電電路；[〇〇22]所述的現場可編程門陣列電路，內部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊10B 和內部連線三個部分;FPGA利用小型查找表(16 X1RAM)來實現組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發器的輸入端，觸發器再來驅動其他邏輯電路或驅動1/0,由此構成了既可實現組合邏輯功能又可實現時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到1/0模塊;FPGA的邏輯是通過向內部靜態存儲單元加載編程數據來實現的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與1/0間的聯接方式，并最終決定了 FPGA所能實現的功能，FPGA允許無限次的編程;為更好的實現本發明， 能夠滿足在光照度不夠使太陽能進行發電或夜間時候依然滿足對整個系統進行供電
[0023]在使用時，多余的電能將被存儲在蓄電池組內，而出現太陽能光照不夠或陰雨天氣或夜間時，蓄電池組將進行釋電，并通過電源控制器的輸出電路輸送至直流供電電路內， 對中央處理器及現場可編程門陣列電路進行供電，達到24小時全天候的使整個系統工作。 通過所述光鑰匙來發出開鎖密碼，把密碼信息加載到所述光鑰匙的LED燈上，通過自由空間，將信息傳遞到所述光控鎖的光電接收器上，通過比對信息來控制門鎖的關閉和開啟；所述光鑰匙模塊包括智能移動終端、外部驅動模塊以及白光LED，基于智能移動終端操作系統，設計基于虛擬串口的秘鑰發送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟件模塊發送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的min-USB口輸出；所輸出的秘鑰信息，基于智能移動終端OTG功能，經過外部驅動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的傳送;所述光控鎖模塊包括光電檢測模塊、信號處理模塊、處理器模塊、光鎖受控模塊，光電檢測模塊接收到光信號，對光信號進行處理，把信號送入處理器，處理器對密鑰信息進行匹配檢測，從而產生受控信號控制光鎖的開啟或閉合。[〇〇24]所述處理器模塊采用STC12C2052AD高速單片機，利用單片機串口通信原理，實現光密碼鎖模塊的控制，從而實現門鎖的開啟或關閉。
[0025]所述智能移動終端包括密鑰生產與控制模塊，能夠自動檢測和打開串口、能夠設定需要發送數據的波特率、能設置校驗、數據位和停止位，可以發送16進制的數據信息，完成密鑰信息發送設置。[〇〇26]智能移動終端使用的是micro-USB 口進行密鑰信息的發送。在外部驅動模塊設計中，使用智能移動終端的0TG功能，來實現密鑰信息的提取。但是，傳統的USB信號不是可見光通信用來傳遞信息的脈沖電平，所以要把USB信號轉換成適合傳遞的TTL信號。
[0027]所述外部驅動模塊包括USB轉TTL電路，將USB信號轉換成TTL信號;通過外部驅動模塊，可以實現把智能移動終端端的USB 口發出的信號無失真的加載到LED上。[〇〇28] 如圖2所示，使用了 FT232RL芯片來實現USB信號轉TTL信號功能。FT232RL芯片和傳統的PL2032相比，FT232RL具有電路簡單、寬溫、高速、傳輸穩定等特點。它的工作電壓最大 5.25V，最小3.3V。智能移動終端端經過APP發送出來的數據經USB口發出，然后數據輸入 FT232RL芯片，由FT232RL來完成USB信號到TTL信號的轉換，把轉換好的TTL信號通過驅動電路加載到LED燈上，實現通過LED燈來發送密鑰信息。
【主權項】
1.一種移動互聯網技術的節能光伏門禁系統，其特征在于，包括中央處理器、光鑰匙模 塊、光控鎖模塊、電源模塊、現場可編程門陣列電路、電源電路;所述電源電路分別連接中央 處理器和現場可編程門陣列電路;所述電源電路內設置有太陽能電池板、穩壓電路、電源控 制器及直流供電電路;通過所述光鑰匙來發出開鎖密碼，把密碼信息加載到所述光鑰匙的 LED燈上，通過自由空間，將信息傳遞到所述光控鎖的光電接收器上，通過比對信息來控制 門鎖的關閉和開啟；所述光鑰匙模塊包括智能移動終端、外部驅動模塊以及白光LED，基于智能移動終端操 作系統，設計基于虛擬串口的秘鑰發送智能移動終端的軟件模塊，通過智能移動終端的軟 件模塊發送出秘鑰信息，秘鑰信息由智能移動終端的min-USB 口輸出；所輸出的秘鑰信息， 基于智能移動終端OTG功能，經過外部驅動模塊加載到LED燈上，通過LED來完成秘鑰信息的 傳送；所述光控鎖模塊包括光電檢測模塊、信號處理模塊、處理器模塊、光鎖受控模塊，光電 檢測模塊接收到光信號，對光信號進行處理，把信號送入處理器，處理器對密鑰信息進行匹 配檢測，從而產生受控信號控制光鎖的開啟或閉合。2.根據權利要求1所述的基于可見光通信和移動終端的門禁系統，其特征在于，所述的 現場可編程門陣列電路，內部包括可配置邏輯模塊CLB、輸入輸出模塊1B和內部連線三個 部分;FPGA利用小型查找表(16 X 1RAM)來實現組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發器的 輸入端，觸發器再來驅動其他邏輯電路或驅動1/0,由此構成了既可實現組合邏輯功能又可 實現時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O 模塊;FPGA的邏輯是通過向內部靜態存儲單元加載編程數據來實現的，存儲在存儲器單元 中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯接方式，并最終決 定了FPGA所能實現的功能，FPGA允許無限次的編程。3.根據權利要求1所述的基于可見光通信和移動終端的門禁系統，其特征在于，所述智 能移動終端包括密鑰生產與控制模塊，能夠自動檢測和打開串口、能夠設定需要發送數據 的波特率、能設置校驗、數據位和停止位，可以發送16進制的數據信息，完成密鑰信息發送 設置。4.根據權利要求3所述的基于可見光通信和移動終端的門禁系統，其特征在于，所述智 能移動終端使用的是micro-USB 口進行密鑰信息的發送;在外部驅動模塊設計中，使用智 能移動終端的0TG功能，來實現密鑰信息的提取。5.根據權利要求4所述的基于可見光通信和移動終端的門禁系統，其特征在于，所述外 部驅動模塊包括USB轉TTL電路，將USB信號轉換成TTL信號;通過外部驅動模塊，可以實現把 智能移動終端端的USB 口發出的信號無失真的加載到LED上。
【文檔編號】G07C9/00GK106023350SQ201610159055
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】李群星, 周午賢
【申請人】文成縣刀鋒科技有限公司