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通信距离远的 光子钥匙

阅读：652发布：2020-05-12

专利汇可以提供通信距离远的光子钥匙专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种通信距离远的光子钥匙，其包括微处理器单元、驱动单元及发光单元，所述微处理器单元用于控制所述驱动单元，使所述驱动单元驱动所述发光单元进行快速闪灭；所述发光单元包括发光二级管，所述发光二极管的发光角度小于或等于30°。本发明通过设置所述发光二极管的发光角度小于或等于30°，其发光角度小，聚光效果好，亮度高，因而不仅在开锁时便于对准门锁，而且可在几十厘米外进行开锁，从而给用户一种不受距离限制或可远距离进行开锁的感觉，极大地提高了用户体验，容易获得用户青睐。，下面是通信距离远的光子钥匙专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种通信距离远的光子钥匙，其用于发射含有开锁密码信息的光信号，其特征在于：
所述光子钥匙包括微处理器单元、驱动单元及发光单元，所述微处理器单元用于控制所述驱动单元，使所述驱动单元驱动所述发光单元进行快速闪灭；所述发光单元包括发光二级管，所述发光二极管的发光角度小于或等于30°。
2.根据权利要求1所述的通信距离远的光子钥匙，其特征在于：所述发光单元串联有限流电阻。
3.根据权利要求2所述的通信距离远的光子钥匙，其特征在于：所述限流电阻的阻值是10欧。
4.根据权利要求1或2或3所述的通信距离远的光子钥匙，其特征在于：所述驱动单元包括相互电连接的前级放大器及后级放大器，所述前级放大器用于放大电压，所述后级放大器用于放大电流。
5.根据权利要求4所述的通信距离远的光子钥匙，其特征在于：所述前级放大器的一输入端电连接有第一电阻，所述第一电阻的另一端接地；所述前级放大器的另一输入端电连接有第二电阻，所述第二电阻的另一端与所述前级放大器的输出端相连。
6.根据权利要求1或2或3所述的通信距离远的光子钥匙，其特征在于：所述光子钥匙还包括用于获取USB主机电能的USB 接口单元，所述USB接口单元包括USB接口及压敏电阻，所述压敏电阻的一端与所述USB接口的管脚电连接，所述压敏电阻的另一端接地。
7.根据权利要求6所述的通信距离远的光子钥匙，其特征在于：所述微处理器单元包括微处理器及与所述微处理器电连接的晶体振荡器，该微处理器的一管脚同时与所述USB接口及所述驱动单元电连接并用于传输信号。
8.根据权利要求7所述的通信距离远的光子钥匙，其特征在于：所述晶体振荡器的频率是5.5296MHZ。
9.根据权利要求8所述的通信距离远的光子钥匙，其特征在于：所述晶体振荡器的两端均电连接有匹配电容。
10.根据权利要求9所述的通信距离远的光子钥匙，其特征在于：所述发光单元的一端连接有稳压二极管，所述稳压二极管的另一端接地。

说明书全文

通信距离远的光子钥匙

技术领域

[0001] 本发明涉及一种门禁系统的客户端，尤其涉及一种通信距离远的光子钥匙。

背景技术

[0002] 门禁系统属于公共安全系统的范畴，是广泛使用的一种高科技安全设施。现有的门禁系统大多采用磁性识别、射频识别、指纹识别、密码识别这四种技术来实现。磁性识别和射频识别分别是指在门禁卡中加入特定的磁性材料和特定信号的射频芯片，通过门禁接收端对所述磁性介质或射频信号进行识别来进行开锁，然而，其存在消磁、射频干扰、易于截获等问题，因而不便于使用及安全性差。指纹识别和虹膜识别技术是指利用生物识别技术，对目标的生物特征进行识别分析处理后进行判断的一种技术，然而，指纹容易留在设备上，容易造成安全隐患，且不方便配置及设备成本较高。

[0003] 无线光通信技术又称可见光通讯，其通过LED 光源的高频率闪烁来进行通信，有光代表1，无光代表0，其传输速率高达每秒上千兆。无线光通信通过可见光来进行数据传输，与微波技术相比，有相当丰富的频谱资源，是一般微波通信和无线通信无法比拟的；同时可见光通信可以适用任何通信协议、适用于任何环境；在安全性方面，不必担心通信内容被人窃取。然而，由于容易受到太阳光等杂散光的影响，光信号接收端仅有在近距离时才容易接收到光信号发射端发射过来的光信号，因而无线光通信技术的应用一直没有较大的进展。因此，如何将无线光通信技术应用在门禁身份认证上并便于用户使用，已成为急需解决的问题。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的不足，提出一种通信距离远的光子钥匙，该光子钥匙不仅在开锁时便于对准门锁，而且可在几十厘米外进行开锁，极大地提高了用户体验，容易获得用户青睐。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提出一种通信距离远的光子钥匙，其包括微处理器单元、驱动单元及发光单元，所述微处理器单元用于控制所述驱动单元，使所述驱动单元驱动所述发光单元进行快速闪灭；所述发光单元包括发光二级管，所述发光二极管的发光角度小于或等于30°。

[0006] 进一步地，所述发光单元串联有限流电阻。

[0007] 进一步地，所述限流电阻的阻值是10欧。

[0008] 进一步地，所述驱动单元包括相互电连接的前级放大器及后级放大器，所述前级放大器用于放大电压，所述后级放大器用于放大电流。

[0009] 进一步地，所述前级放大器的一输入端电连接有第一电阻，所述第一电阻的另一端接地；所述前级放大器的另一输入端电连接有第二电阻，所述第二电阻的另一端与所述前级放大器的输出端相连。

[0010] 进一步地，所述光子钥匙还包括用于获取USB主机电能的USB 接口单元，所述USB接口单元包括USB接口及压敏电阻，所述压敏电阻的一端与所述USB接口的管脚电连接，所述压敏电阻的另一端接地。

[0011] 进一步地，所述微处理器单元包括微处理器及与所述微处理器电连接的晶体振荡器，该微处理器的一管脚同时与所述USB接口及所述驱动单元电连接并用于传输信号。

[0012] 进一步地，所述晶体振荡器的频率是5.5296MHZ。

[0013] 进一步地，所述晶体振荡器的两端均电连接有匹配电容。

[0014] 进一步地，所述发光单元的一端连接有稳压二极管，所述稳压二极管的另一端接地。

[0015] 综上所述，本发明通信距离远的光子钥匙通过设置所述发光二极管的发光角度小于或等于30°，其发光角度小，聚光效果好，亮度高，因而不仅在开锁时便于对准门锁，而且可在几十厘米外进行开锁，从而给用户一种不受距离限制的、可远距离进行开锁的感觉，极大地提高了用户体验，容易获得用户青睐。附图说明

[0016] 图1是本发明光子钥匙的原理图。

[0017] 图2是本发明的驱动单元与发光单元配合时的电路图。

[0018] 图3是本发明与光控门锁配合时的原理框图。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：

[0020] 请参阅图1，本发明通信距离远的光子钥匙100包括USB接口单元1、充电电路单元2、充电电池3、放电电路单元4、微处理器单元5、驱动单元6及发光单元7，所述USB接口单元1用于获取USB主机的电能，所述USB接口单元1包括USB接口及压敏电阻（图中未示），所述压敏电阻的一端与所述USB接口的管脚电连接，所述压敏电阻的另一端接地。通过所述压敏电阻可实现防雷击、浪涌和静电。所述USB接口可直接与USB主机连接或通过数据线与USB主机连接，所述USB主机可以是台式电脑或笔记本电脑等具有USB接口的电子设备。

[0021] 所述充电电路单元2用于监控所述USB接口及对所述充电电池3进行充放电管理。所述放电电路单元4用于将USB接口的电能或所述充电电池3的电能传送给所述微处理器单元5及驱动单元6。通过设置所述USB接口单元1，因而不仅可便于通过USB主机对所述充电电池3充电，而且可通过USB主机直接为本发明供电，以便不时之需。

[0022] 所述微处理器单元5用于控制所述驱动单元6，使所述驱动单元6驱动所述发光单元7进行快速闪灭。所述微处理器单元5包括微处理器U1及与所述微处理器U1电连接的晶体振荡器T，所述微处理器U1连接有用于触发微处理器U1开启的开关按键8，所述微处理器U1内烧录有经过编码的开锁密码，所述晶体振荡器T的频率5.5296MHZ，所述晶体振荡器T的两端均电连接有匹配电容（C1，C2），所述匹配电容（C1，C2）的容量是22PF，从而可很好的保证晶体振荡器T的谐振频率和输出幅度。与频率为22.1184MHz的较高频率的晶体振荡器T相比，本发明使用的晶体振荡器T可降低工作电流且相对采用内部晶振更为稳定。所述微处理器U1的一管脚同时与所述USB接口及所述驱动单元6电连接并用于传输信号。
在本实施例中，所述微处理器是型号为STC12LE5410AD的单片机，所述微处理器的2号管脚和3号管脚分别与USB接口的2和3号管脚相接，即所述单片机通过串口保证与上位机通信的同时，3脚输出PMW信号给驱动单元6。

[0023] 请参阅图2，所述驱动单元6包括相互电连接的前级放大器61及后级放大器62，所述前级放大器61用于放大电压，所述后级放大器62用于放大电流。在本实施例中，所述前级放大器61及后级放大器62分别是型号为OPA2350的功放内的运放B及运放A，所述前级放大器61的一输入端电连接有第一电阻R1，所述第一电阻R1的另一端接地；所述前级放大器61的另一输入端电连接有第二电阻R2，所述第二电阻R2的另一端与所述前级放大器61的输出端相连。若所述第一电阻R1的阻值为R11，所述第二电阻R2的阻值为R22，则所述运放B进行电压放大系数为1+R22/R11，即微处理器U1输出的PMW信号输入到所述功放的5脚，在所述功放的7脚即可得到1+R22/R11倍的PWM信号以保证能给发光单元7提供3.0-3.4V电压。7脚电压放大输出到运放A进行电流驱动保证发光单元7具有足够的电流。所述功放的8脚电连接至所述充电电池3。

[0024] 所述后级放大器62的一输入端及输出端均与所述发光单元7电连接，所述发光单元7串联有限流电阻R3。此外，所述发光单元7的与所述限流电阻R3相连的一端连接有稳压二极管D2，所述稳压二极管D2的另一端接地。通过设置所述稳压二极管D2，因而当电流过大时可通过所述稳压二极管D2分流，实现发光单元7电流稳定。

[0025] 在本实施例中，所述发光单元7是用于发射可见光的发光二级管D1，所述发光二极管D1的发光角度为30°，因而可保证亮度，较小的功耗实现较长的通信距离；所述限流电阻的阻值是10欧。下表为限流电阻R1分别为15欧、12欧、10欧时的工作电流及开锁距离：

[0026]

[0027] 从上表可以看出，所述限流电阻的阻值是10欧时，可实现较远的开锁距离。

[0028] 请参阅图3，本发明用于与光控门锁200配合，所述光控门锁200包括光电探测单元91、信号放大单元92及微控制器单元93。当使用所述光子钥匙100开启光控门锁200时，通过所述开关按键8触发所述微处理器U1，则所述微处理器U1单元5控制所述驱动单元6，使所述驱动单元6驱动所述发光单元7将密码信息以光信号的形式发射出去。

[0029] 所述光控门锁200的光电探测单元91接收到所述光信号后，将所述光信号转换成电信号并经所述信号放大单元92放大后，输入所述微控制器单元93。所述微控制器单元93内存储有标准数据，当所述微控制器单元93接收到所述信号放大单元92传过来的数据后，首先将该数据进行解码，然后将解码后形成的数据与微控制器单元93内的所述标准数据进行对比。如果微控制器单元93内的标准数据与所述解码后形成的数据相匹配，则所述微控制器单元93控制所述光控门锁200进行开锁动作。如果微控制器单元93接收到的数据与微控制器单元93内存储的标准数据不匹配，则将所述数据丢弃。

[0030] 综上所述，本发明通信距离远的光子钥匙100通过设置所述发光二极管D1的发光角度小于或等于30°，其发光角度小，聚光效果好，亮度高，因而不仅在开锁时便于对准门锁，而且可在几十厘米外进行开锁，从而给用户一种不受距离限制的、可远距离进行开锁的感觉，极大地提高了用户体验。

[0031] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

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