移动终端光子数据传输方法、传输装置以及光子数据接收
装置
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
移动终端光子数据传输方法、传输装置以及光子数据接收装置，尤其是其在身份认证系统中的应用。
背景技术
[0002] 光控系统应用到
门禁系统中就可以称之为光子门禁系统，光子门禁系统包括门禁管理系统、移动终端(例如手机光子客户端，即用手机实现的光子
信号发送器，也可称为光子手机端、具有可以发光的装置的手机光子客户端、手机光子钥匙等)、光子接收端等。
[0003] 传统的门禁管理系统是通过一张
智能卡作为唯一的个人标识在分配平台(网络)上预先注册(注册的相关数据则通过设备网络保存到
控制器上)。当用户进门时将持有的智能卡在
读卡器有效范围内轻晃一下进行特征识别，读卡器读取了智能卡的数据后传输到控制器，控制器则根据保存的注册信息和获取的数据对比进行身份判断，如果比对成功则按照正常情况处理即驱动电
锁开门，否则门保持关闭，并可将事件信息传输给报警、监控等系统，由第三方处理。
[0004] 同样在光子门禁系统需要对手机光子客户端身份识别信息进行分配，对于光子门禁系统而言可以使用ID号(身份识别号)唯一识别手机光子客户端，这就要求有一个ID号分配平台(网络)其进行统一的ID号分配。分配好ID号以后，再通过可以发光的装置(比如手机光子客户端上的
闪光灯等)让光子接收端获取正确的
光信号。
[0005] 如果发光的装置是手机本身的闪光灯，则由于目前的手机通过程序控制闪光灯发光时的发光
频率比较低，所以传输的信息的数量非常有限，发送较长的ID号就需要较长的时间。在统一了ID号分配之后虽然可以实现ID号的唯一性，不同设备之间的ID号不再发生重号现象，但另一方面，会造成ID号加长，更加剧了这一问题。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种移动终端光子数据传输方法、传输装置以及光子数据接收装置，既能保证充分利用移动终端(如手机)闪光灯的发光强弱来编码发送，又能确保光子接收端能正确接收解码用光
亮度编码的数据。
[0007] 一种移动终端光子数据传输方法，其特征在于包括以下步骤：
[0008] 编码：移动终端利用亮度调节的光信号对待传输数据进行
光亮度编码，将待传输数据用不同亮度的光信号表示，并将编码后待传输数据以光信号发出。
[0009] 进一步地，在所述编码步骤之前还包括如下步骤：
[0010] A、测试数据生成：生成或从
服务器接收一组测试数据；
[0011] B、用特定光亮度级数的亮度调节的光对测试数据编码并发出光信号：控制闪光灯的亮度，以特定光亮度级数的亮度调节的光对所述测试数据进行编码，然后对准光子接收端以光信息发出；
[0012] C、根据光子接收端对测试数据的识别结果获知此光子接收端能够识别的光信号亮度调节的最大光强级数；
[0013] 且在所述编码步骤中，利用获知的最大光强级数的亮度调节的光信号对待传输数据进行编码。
[0014] 进一步地，在步骤C中包括如下步骤：
[0015] C1、根据光子接收端的识别结果判断此光子接收端是否能够识别当前特定光亮度级数的亮度调节的光信号；
[0016] C2、寻找此光子接收端能够识别的光信号亮度调节的最大光强级数：在判断此光子接收端能够识别该特定光亮度级数的亮度调节的光信号后，记录下该可识别的光亮度级数值，并增加亮度调节的光亮度级数，重复步骤B；在判断此光子接收端不能够识别该特定光亮度级数的亮度调节的光信号后，减少亮度调节的光亮度级数，然后重复步骤B；
[0017] C3、将所记录的所有可识别的光亮度级数中的最大值记录为此光子接收端能够识别的光信号亮度调节的最大光强级数。
[0018] 进一步地，在步骤C1中包括如下步骤：
[0019] C1‐1、以预定次数重复以该特定光亮度级数的亮度调节的光对所述测试数据进行编码，对准光子接收端以光信息发出，由接收端接收并识别后，比较并判断每次解码是否正确：比较测试数据和解码出来的数据的对应字段，如果数据相等，这表明解码正确；
[0020] C1‐2、计算识别率并判断是否可用：根据解码正确的次数计算出识别率；如果识别率达到或超过
指定阈值，则判断为该光子接收端可以识别该特定光亮度级数的亮度调节的光信号。
[0021] 进一步地，还包括如下步骤：
[0022] 存储测试数据：把所述测试数据通过网络保存到一台主机或服务器的的第一存储表中；
[0023] 存储接收并解码的数据：光子接收端把解码出来的数据保存到同一台主机或服务器的第二存储表中；
[0024] 并且在步骤C1‐1中所说的比较并判断单次解码是否正确是通过如下方式实现的：
访问该主机或服务器的第一存储表和第二存储表，并比较第一存储表和第二存储表中的对应字段的数据。
[0025] 进一步地，所述编码步骤和/或步骤B中，所述光信号的光亮度级数有N级，所述编码包括：
[0026] 使用单个光信号元，对0‐(N‐1)个M进制数进行编码，以具有相应光亮度级数的一个光信号元代表被编码的一个M进制数，而一系列光信号元代表一系列被编码的M进制数，其中M、N为自然数；
[0027] 或者使用n个光信号元的一个组合，对0‐(Nn‐1)个M进制数进行组合编码，以具有相应光亮度级数组合的一个光信号元组合代表被编码的一个M进制数，而一系列的光信号元组合代表一系列被编码的M进制数，其中M、N为自然数，n为大于1的整数。
[0028] 本发明还提出一种移动终端光子数据传输装置，包括：编码模
块：用于利用亮度调节的光信号对待传输数据进行编码并以亮度调节的光信号发出。
[0029] 优选的，所述移动终端光子数据传输装置还包括：测试数据生成模块，用于生成或从服务器接收一组测试数据；测试数据编码模块，用于控制闪光灯的亮度，以特定光亮度级数的亮度调节的光对所述测试数据进行编码，然后对准光子接收端以光信息发出；判断模块，用于判断光子接收端能够识别的最大光亮度级数；所述编码模块根据所述最大光强级数的亮度调节的光信号对待传输数据进行编码。
[0030] 所述判断模块包括根据光子接收端的识别结果判断此光子接收端是否能够识别当前特定光亮度级数的亮度调节的光信号的判别装置，所述判别装置包括：
[0031] 比较和判断模块，针对以预定次数重复以该特定光亮度级数的亮度调节的光对所述测试数据进行编码、并对准光子接收端发出的光信息，比较所述测试数据和光子接收端解码出来的数据的对应字段，如果数据相等，判断解码正确；以及
[0032] 识别模块，根据光子接收端解码正确的次数计算出识别率；如果识别率达到或超过指定阈值，则判断光子接收端可以识别该特定光亮度级数的亮度调节的光信号。
[0033] 一种光子数据接收装置，包括：
[0034] 比较和判断模块，以预定次数重复接收以特定光亮度级数的亮度调节的光对测试数据编码的光信号，解码并比较所述测试数据和解码出来的数据的对应字段，如果数据相等，判断解码正确；
[0035] 识别模块，根据解码正确的次数计算出识别率；如果识别率达到或超过指定阈值，则判断为可以识别该特定光亮度级数的亮度调节的光信号
[0036] 本发明通过控制移动终端例如手机的闪光灯的发光强弱来编码发送，这样就可以通过组合强弱来减少发送的数据量。并且光强组合的方案可以提高安全性。由于光强级数的增多，使得可编码的数量大大增加，这样就可以使用些空位以进一步增加编码的安全性。
[0037] 本发明的优选方案尤其适合于现有的移动终端的闪光灯信号发送效率不高的情况，它是一种可以通过调节闪光灯的亮度的强弱组合来对光信息进行编码从而达到发送更多信息目的的方案，通过在编码之前先通过移动终端控制闪光灯的亮度发出一定信息量的数据对准光子接收端对光信号进行识别，根据识别结果判断光子接收端能够支持多少级光亮度的信号，然后才根据光子接收端的识别能
力进行编码，这样就能确保光子接收端能识别，并且能保证所发的码能充分利用手机闪光灯的发光强弱来编码发送。
[0038] 在优选例中，本发明还通过测试光子接收端接收到的正确解码的信息的次数计算其识别率，根据识别率来判断接收的效果，更进一步提高了发码的可靠性。
附图说明
[0040] 图2是本发明实施例1对手机光子客户端基于闪光灯能级控制传送信息的方案的
流程图。
[0041] 图3是本发明实施例1判断接收的光信号是否解码正确流程示意图。
[0042] 图4是本发明实施例1手机光子客户端模块示意图。
具体实施方式
[0043] 下面将结合本发明实施方案中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0044] 实施例一：
[0045] 本实施例解决手机闪光灯传输信息量有限的方法是在发光的强弱上对信息进行编码(闪光灯亮度调节是
现有技术，比如目前PhotoTorch小
插件就可以调节IPHONE手机的闪光灯亮度)，以提高单位时间传输的信号数量。例如，在光子门禁系统中，使用手机作为光子通信的终端(即手机光子客户端)时，可在不改变手机
硬件的情况下，通过控制手机的闪光灯来发送光信息，其中光信息的发送可通过控制闪光灯的发光强弱来编码发送，这样就可以通过组合强弱来减少发送的数据量，达到减少整体发光时间的目的，也就是在相同时间内可以传送更多信息。
[0046] 如图1所示，本实施例示出了一种手机光子客户端ID号分配系统，包括如下模块：
[0047] 模块1：服务器(图中未示出)，其上有一ID号发放
数据库，例如分布式数据库(mysql)或者SQL Server2005或者ORACLE等，并可以接收模块通讯。
[0048] 模块2、ID号分配平台，安装于不同的PC上，与一ID号发放数据库相连。通过ID号分配平台和服务器实现分布式生成唯一的ID号和验证码，以及ID号和验证码的唯一映射关系，所述ID号发放数据库需要对分布在不同的PC上安装的ID号分配平台(网络)进行ID号的统一分配，所以数据库要支持分布式访问。
[0049] 所述ID号发放数据库是用来集中控制ID号的分发的，这样可以集中管理ID号发放数据库，就不会出现每个ID号分配平台(网络)一个独立的数据库，在分配ID号的时候就不会出现重复分配的问题，比如张三在A机器上安装了一套ID号分配平台(网络)和ID号管理数据库，李四在B机器上安装了一套ID号分配平台(网络)和ID号管理数据库，如果张三在A机器上随机分配了一个ID号为：24456，恰巧李四在B机器上分配了同一个ID号：24456，那么开锁的时候系统就分辨不出24456是张三的还是李四的。本实施例避免了这一情况的出现。
[0050] 模块3、手机光子客户端，如图4所示，其进一步包括：
[0051] ID号获取模块：用于根据接收到的用户输入的“ID号获取”指令，获取服务器生成的一个或多个ID号；
[0052] 测试数据生成模块：用于生成或从服务器接收一组测试数据；
[0053] 测试数据编码模块：用于控制闪光灯的亮度，以特定光亮度级数的亮度调节的光对所述测试数据进行编码，然后对准光子接收端以光信息发出；
[0054] 判断模块，用于判断光子接收端能够识别的最大光亮度级数，即根据光子接收端对测试数据的识别结果获知此光子接收端能够识别的光信号亮度调节的最大光强级数；
[0055] ID号编码模块：用于利用已确定为是最大光强级数的当前光亮度级数对接收到的ID号进行编码。
[0056] 手机光子客户端获取ID号后，对要发送的ID号进行光信息编码。编码之前通过手机光子客户端控制闪光灯的亮度发出一定信息量的数据，然后对准光子接收端对光信号进行识别，根据识别结果判断光子接收端能够支持多少级光亮度的信号，比如发送0‐7的光信号，光信号亮度调节有1‐8级，那么可以对光信号进行光亮度的编码：二进制数000对应亮度1的光信号，001对应亮度2的光信号，依次类推111对应亮度8的光信号，经过这种测试可以在光子接收端程序当中判断接收的光信号是否解码正确，解码正确的部分就是能够识别的光亮度，如果所有光信号解码正确，就可以判断此光子接收端能够识别8级亮度调节的光信号，然后可以增加亮度调节的光亮度级数然后重复上述识别过程；如果其中有光信号解码不正确的部分，可以判断此光子接收端不能支持8级的亮度调节的光信号，这个时候只能减少亮度调节级数然后重复上述识别过程。
[0057] 手机光子客户端对发送的光信息进行编码后，然后对准光子接收端发出一定次数的光信息，光子接收端对每次发送的光信息进行识别，通过测试光子接收端接收到的正确解码的信息的次数，来判断接收的效果，比如手机光子客户端发送100次光信息，光子接收端能正确解析光信息的次数是98次，这就说明光子接收端的识别率是98％，如此反复测试1000次，取识别率的平均值就可以得到光子接收端的识别效果，平均识别率达到95％以上就可以认为此编码可行。
[0058] 模块4：光子接收端，其包含有光敏器件和处理芯片等，还包括用于显示工作状态的显示灯，以及与网络相连的
接口。
[0059] 在本发明实施方式中的手机光子客户端ID号分配方法是，在手机光子客户端对要发送的光信息进行编码之前，手机光子客户端控制闪光灯的亮度发出一定信息量的数据，然后对准光子接收端对光信号进行识别，根据识别结果判断光子接收端能够支持多少级光亮度的信号，手机光子客户端对发送的光信息进行编码后，对准光子接收端发出一定次数的光信息，光子接收端对每次发送的光信息进行识别，通过测试光子接收端接收到的正确解码的信息的次数，来判断接收的效果。
[0060] 图2是手机光子客户端基于闪光灯能级控制传送信息的方案的流程图，该方法包括步骤：
[0061] S101、ID号获取：管理员通过web浏览器或者其他客户端发送
请求给
网站服务器，网站服务器从后台随机生成一个或者多个验证码和随机生成一个或者多个ID号，并对生成的验证码和ID号进行绑定。手机光子客户端输入管理员提供的验证码，并点击手机光子客户端的“ID号获取”按钮，如果验证码输入正确则获取验证码对应的ID号，如果不正确则不能获取ID号。
[0062] S102、测试数据生成：生成一组测试数据，该组测试数据是要用光信号进行编码并向光子接收端发出的。把预备要发的光信号所对应的这组测试数据通过网络保存到一台主机上(也可以是服务器上)的mysql数据库当中的A表中。
[0063] S103、用特定光亮度级数的亮度调节的光对测试数据编码并发出光信号：手机光子客户端获取ID号后，对ID号进行光信息编码之前，通过手机光子客户端控制闪光灯的亮度，以光信号亮度级数8级对所述测试数据进行编码，然后对准光子接收端以光信息发出：亮度1的光信号代表二进制数000，亮度2的光信号代表二进制数001，依次类推，亮度8的光信号代表二进制数111对应。
[0064] S104、根据光子接收端的识别结果判断接收端是否能识别当前光亮度级数的亮度调节的光信号：接收光信号并识别，并判断接收的光信号是否解码正确。
[0065] 在步骤S104及之后的步骤中，需要光子接收端的配合来实现，其主要是要根据光子接收端对测试数据的识别结果获知此光子接收端能够识别的光信号亮度调节的最大光强级数，实现方法如下：
[0066] 光子接收端收到光信号后进行识别，根据识别结果判断光子接收端能够支持多少级光亮度的信号：在光子接收端程序当中判断接收的光信号是否解码正确，解码正确的部分就是能够识别的光亮度，如果所有光信号解码正确，就可以判断此光子接收端能够识别8级亮度调节的光信号，然后进入步骤S105，判断是否可以确认是此光子接收端能够识别的最大光亮度级数，如果还不能确认是最大的，可以增加亮度调节的光亮度级数，重复S103‐S104；如果其中有光信号解码不正确的部分，可以判断此光子接收端不能支持该级数的亮度调节的光信号，这个时候只能减少亮度调节级数然后重复S103‐S104。
[0067] 在本例中，判断光子接收端能不能支持该级数的亮度调节的光信号时，采用如下步骤，如图3所示：
[0068] S104‐1、保存解码数据：光子接收端把能解码出来的数据保存到主机的数据库当中的B表中。
[0069] S104‐2、计算识别率并判断是否可用：访问主机的数据库当中的A和B表，比较A表和B表中的对应字段的数据，如果数据相等，这表明正确识别。跳转到S101，循环执行100次，如果识别率达到96％以上，则验证通过，即可进入步骤S107、利用当前的光亮度级数对接收到的ID号进行编码。如果识别率没有达到96％，则减小光强的光亮度级数，重复S101到S104‐2，进行下一轮100次测试。这样手机光子客户端设置最大的光强的光亮度级数就可以正常使用了。
[0070] 在本发明实施方式中，手机光子客户端对要发送的光信息进行编码，编码采用三位二进制进行直接编码方式，编码之前通过手机光子客户端控制闪光灯的亮度发出一定信息量的数据，然后对准光子接收端对光信号进行识别，根据识别结果判断光子接收端能够支持多少级光亮度的信号，然后实际发送光信息数据时就用此支持的最大的光强进行编码。其中识别率阈值不一定要设定为96％，也可以根据客户要求和设备的实际情况改为其他值，比如：90％，或99％等。上述的判断光子接收端能够支持多少级光亮度的信号并不需要每次发送数据前都进行一次。
[0071] 实践中根据需要，本实施例中的A表和B表也可以设置在手机中，如果保存在手机中，则B表中的数据是通过网络从光子接收端传输到手机光子客户端的，比如：先通过网络将光子接收端识别解码出来的数据传输到服务器，然后再通过服务器传输到手机光子客户端，或者通过无线网络点对点直接从光子接收端传输到手机光子客户端。
[0072] 实施例二：
[0073] 本实施例与实施例一的不同在于，在实施例一步骤S103中用特定光亮度级数的亮度调节的光对测试数据编码时，其光信号亮度调节的光亮度级数不同为8级，而本实施例介绍光亮度级数为4级时的情况。
[0074] 本例中，步骤S103中发送编号为0‐3的光信号，光信号亮度调节有1‐4级，那么可以对光信号两个一组进行光亮度的16个编码：亮度1、亮度1的光信号组合对应二进制0000，亮度1、亮度2的光信号组合对应0001，亮度1、亮度3的光信号组合对应0010，亮度1、亮度4的光信号组合对应0011，亮度2、亮度1的光信号组合对应0100，亮度2、亮度2的光信号组合对应0101，依次类推，亮度4、亮度4的光信号组合对应1111。
[0075] 在本发明实施方式中，手机光子客户端对要发送的光信息进行编码，编码采用四位二进制进行四级光强组合编码方式，编码之前通过手机光子客户端控制闪光灯的亮度发出一定信息量的数据，然后对准光子接收端对光信号进行识别，根据识别结果判断光子接收端能够支持多少级光亮度的信号，然后实际发送光信息数据时就用此支持的最大的光强进行编码。
[0076] 实施例三：
[0077] 本实施例与实施例一的不同在于，在实施例一步骤S103中用特定光亮度级数的亮度调节的光对测试数据编码时，其光信号亮度调节的光亮度级数不同为8级，而本实施例介绍光亮度级数为5级时的情况。
[0078] 在步骤S103中，发送编号0‐4的光信号，光信号亮度调节有1‐5级，那么可以对光信号进行两两光亮度的编码：对应的二进制00000对应亮度1、亮度1的光信号，00001对应亮度1、亮度2的光信号，00010对应亮度1、亮度3的光信号，00011对应亮度1、亮度4的光信号，
00100对应亮度1、亮度5的光信号，00101对应亮度2、亮度1的光信号，依次类推，11000对应亮度5、亮度5的光信号。
[0079] 总之，在一些的实施例中，本发明可使用光信号的光亮度级数有N级的单个光信号元，对0‐(N‐1)个M进制数进行编码，以具有相应光亮度级数的一个光信号元代表被编码的一个M进制数，而一系列光信号元代表一系列被编码的M进制数，，其中M、N为自然数。例如，在实施例一中，光亮度级数有8级，则单个光信号元可表示8个数值，可完整编码8个3位的二进制数。如果光亮度级数有4级，则单个光信号元可表示4个数值，可完整编码4个2位的二进制数。在这种编码方式中，单个光信号元表示一个二进制数，而多个光信号元表示一个二进制数的序列。在另一实施例中，光亮度级数有10级，则单个光信号元可表示10个数值，可完整编码10个十进制数。
[0080] 在另一些的实施例中，本发明还可使用n个光信号元的一个组合，对0‐(Nn‐1)个M进制数进行组合编码，以具有相应光亮度级数组合的一个光信号元组合代表被编码的一个M进制数，而一系列的光信号元组合代表一系列被编码的M进制数，其中M、N为自然数，n为大于1的整数。如实施例二中，4级光强的两个光信号元的组合，可以编码4*4＝16个数，如编码二进制数0000‐1111。如实施例三中，5级光强的两个光信号元的组合，可以编码5*5＝25个数，如编码二进制数00000‐11000。又如，8级光强的两个光信号元的组合，可以编码8*8＝64个数，如编码二进制数000000‐111111。
[0081] 在本发明实施方式中，手机光子客户端对要发送的光信息进行编码，编码采用非组合或组合的编码方式，编码之前通过手机光子客户端控制闪光灯的亮度发出一定信息量的数据，然后对准光子接收端对光信号进行识别，根据识别结果判断光子接收端能够支持多少级光亮度的信号，然后实际发送光信息数据时就用此支持的最大的光强进行编码。
