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一种基于LED可见光通信的密码锁系统技术方案

技术编号:17783774 阅读:56 留言:0更新日期:2018-04-22 14:54
一种基于LED可见光通信的密码锁系统,包括LED信号发射模块、光信号接收模块、差分放大器模块以及MCU处理模块。通过本发明专利技术的实施,采用LED可见光作为信号发射的通信载体,以光敏电阻作为感光材料,将数据以串行通信的方式进行传输,传输过程可靠,此外,使用LED灯、光敏电阻作为通信材料,降低了密码锁系统的成本,另外,可见光通信的抗干扰能力强,人的肉眼可见,体验效果优于其他类型的密码锁系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LED可见光通信的密码锁系统
本专利技术涉及一种基于LED可见光通信的密码锁系统。
技术介绍
如今电子智能锁的应用越来越广泛,目前智能锁主要的类型有按键输入式、指纹识别式、电磁感应式、射频刷卡式、人脸识别式等等。其中机械式需要手动输入密码并且其保密程度也不够高,机械按键也容易损坏;指纹识别式的密码锁其使用方便,但指纹识式其生产成本高并且密码容易被破解;刷卡式与电磁感应式应用也非常广泛,但容易受到电磁干扰;而人脸识别其安全等级高,使用也非常便捷,但需要有高清摄像头造成了生产成本过高。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种基于LED可见光通信的密码锁系统。本专利技术通过以下技术方案得以实现。本专利技术提供的一种基于LED可见光通信的密码锁系统,包括LED信号发射模块、光信号接收模块、差分放大器模块以及MCU处理模块;所述LED信号发射模块包括发射单片机、第五电阻、LED灯以及三极管,其中第五电阻的一端连接到电源,第五电阻的另一端连接到LED灯的正极,LED灯的负级连接到三极管的集电极,三极管的发射极接地,三极管的基极连接到单片机的TI引脚;所述光信号接收模块包括第一光敏电阻、第二光敏电阻、第三光敏电阻、第四光敏电阻,其中第一光敏电阻的一端连接到电源,另一端连接到第二光敏电阻的一端,第二光敏电阻的另一端连接到地;第三光敏电阻的一端连接到电源,另一端连接到第四光敏电阻的一端,第四光敏电阻的另一端连接到地线;所述差分放大器模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容以及运算放大器,其中第一电容一端连接第一电阻的一端,另一端接地;第二电容的一端接第二电阻的一端,另一端接地;第一电阻的一端接第一电容,另一端连接运算放大器的同相输入端;第二电阻的一端接第二电容,另一端连接运算放大器的反相输入端;第三电阻的一端接地,另一端接运算放大器的反相输入端;第四电阻的一端接运算放大器的同相输入端,另一端接运算放大器的输出端;所述MCU处理模块包括处理单片机和电磁阀,其中单片机的RI引脚连接到运算放大器的输出端;单片机通过I/O口与电磁阀的控制端连接。所述LED信号发射模块的单片机串口通信的波特率设置为120比特/秒。所述光信号接收模块中第一光敏电阻、第二光敏电阻、第三光敏电阻以及第四光敏电阻的电参数相同,其中,第一光敏电阻与第四光敏电阻用于接收光信号,第二光敏电阻与第三光敏电阻进行隔离不接收光信号。所述光信号接收模块中的第一光敏电阻、第二光敏电阻、第三光敏电阻以及第四光敏电阻构成电桥。所述第一电容与第二电容为高频滤波电容。所述LED信号发射模块中的发射单片机为MCU-51单片机。所述MCU处理模块中的处理单片机为MCU-51单片机。所述差分放大器模块中的运算放大器的放大倍数为22倍。本专利技术的有益效果在于:通过本专利技术的实施,采用LED可见光作为信号发射的通信载体,以光敏电阻作为感光材料,将数据以串行通信的方式进行传输,传输过程可靠,此外,使用LED灯、光敏电阻作为通信材料,降低了密码锁系统的成本,另外,可见光通信的抗干扰能力强,人的肉眼可见,体验效果优于其他类型的密码锁系统。附图说明图1是本专利技术的系统连接原理示意图。具体实施方式下面进一步描述本专利技术的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。如图1所示,一种基于LED可见光通信的密码锁系统,包括LED信号发射模块、光信号接收模块、差分放大器模块以及MCU处理模块;所述LED信号发射模块包括发射单片机、第五电阻R9、LED灯D1以及三极管Q1,其中第五电阻R9的一端连接到电源,第五电阻R9的另一端连接到LED灯D1的正极,LED灯D1的负级连接到三极管Q1的集电极,三极管Q1的发射极接地,三极管Q1的基极连接到单片机的TI引脚;所述光信号接收模块包括第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、第三光敏电阻R3、第四光敏电阻R4,其中第一光敏电阻R1的一端连接到电源,另一端连接到第二光敏电阻R2的一端,第二光敏电阻R2的另一端连接到地;第三光敏电阻R3的一端连接到电源,另一端连接到第四光敏电阻R4的一端,第四光敏电阻R4的另一端连接到地线;所述差分放大器模块包括第一电阻R5、第二电阻R6、第三电阻R7、第四电阻R8、第一电容C1、第二电容C2以及运算放大器U1,其中第一电容C1一端连接第一电阻R5的一端,另一端接地;第二电容C2的一端接第二电阻R6的一端,另一端接地;第一电阻R5的一端接第一电容C1,另一端连接运算放大器U1的同相输入端;第二电阻R6的一端接第二电容C2,另一端连接运算放大器U1的反相输入端;第三电阻R7的一端接地,另一端接运算放大器U1的反相输入端;第四电阻R8的一端接运算放大器U1的同相输入端,另一端接运算放大器U1的输出端;所述MCU处理模块包括处理单片机和电磁阀,其中单片机的RI引脚连接到运算放大器U1的输出端;单片机通过I/O口与电磁阀的控制端连接。所述LED信号发射模块的单片机串口通信的波特率设置为120比特/秒。所述光信号接收模块中第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、第三光敏电阻R3以及第四光敏电阻R4的电参数相同,其中,第一光敏电阻R1与第四光敏电阻R4用于接收光信号,第二光敏电阻R2与第三光敏电阻R3进行隔离不接收光信号。所述光信号接收模块中的第一光敏电阻R1、第二光敏电阻R2、第三光敏电阻R3以及第四光敏电阻R4构成电桥。所述第一电容C1与第二电容C2为高频滤波电容。所述LED信号发射模块中的发射单片机为MCU-51单片机。所述MCU处理模块中的处理单片机为MCU-51单片机。所述差分放大器模块中的运算放大器U1的放大倍数为22倍。系统工作时,LED信号发送端可以通过单片机串行发射口TI通过控制第一NPN三极管Q1的截止与放大状态,来实现LED灯D1的开关状态,从而将可见光信号发送出去。其发送的密码信息(采用16位二进制密码,即有65536个可预设置的密码)通过串口调制的方式发送出去,其串口的波特率设置为120比特/秒。使用时将LED灯D1,贴近光信号接收模块的第一光敏电阻R1与第四光敏电阻R4。解锁时接收端第一光敏电阻R1与第四光敏电阻R4接收到光信号,而第二光敏电阻R2与第四光敏电阻R4接收不到光信号。当数据通信时第一光敏电阻R1与第四光敏电阻R4由于接收到光信号其电阻阻值减小,从而,图1中a点的电位上升,同理图1中b点的电位减小,因此Uab的电压信号变大。然后再将Uab电压信号,通过第一电容C1与第二电容C2滤除高频噪声,再将信号通过放大倍数为22倍的运算放大器U1进行整形放大,最后将整形的逻辑信号通过串口接收端RI引脚传输给单片机。单片机根据接收的数据进行处理得到解锁密码数据,然后再将接收的密码与预置的密码比对,从而控制电磁阀实现解锁。通过本专利技术的实施,采用LED可见光作为信号发射的通信载体,以光敏电阻作为感光材料,将数据以串行通信的方式进行传输,传输过程可靠,此外,使用LED灯、光敏电阻作为通信材料,降低了密码锁系统的成本,另外,可见光通信的抗干扰能力强,人的肉眼可见,体验效果优于其他类型的密码锁系统。本文档来自技高网...
一种基于LED可见光通信的密码锁系统

【技术保护点】
一种基于LED可见光通信的密码锁系统,其特征在于:包括LED信号发射模块、光信号接收模块、差分放大器模块以及MCU处理模块;所述LED信号发射模块包括发射单片机、第五电阻(R9)、LED灯(D1)以及三极管(Q1),其中第五电阻(R9)的一端连接到电源,第五电阻(R9)的另一端连接到LED灯(D1)的正极,LED灯(D1)的负级连接到三极管(Q1)的集电极,三极管(Q1)的发射极接地,三极管(Q1)的基极连接到单片机的TI引脚;所述光信号接收模块包括第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)、第三光敏电阻(R3)、第四光敏电阻(R4),其中第一光敏电阻(R1)的一端连接到电源,另一端连接到第二光敏电阻(R2)的一端,第二光敏电阻(R2)的另一端连接到地;第三光敏电阻(R3)的一端连接到电源,另一端连接到第四光敏电阻(R4)的一端,第四光敏电阻(R4)的另一端连接到地线;所述差分放大器模块包括第一电阻(R5)、第二电阻(R6)、第三电阻(R7)、第四电阻(R8)、第一电容(C1)、第二电容(C2)以及运算放大器(U1),其中第一电容(C1)一端连接第一电阻(R5)的一端,另一端接地;第二电容(C2)的一端接第二电阻(R6)的一端,另一端接地;第一电阻(R5)的一端接第一电容(C1),另一端连接运算放大器(U1)的同相输入端;第二电阻(R6)的一端接第二电容(C2),另一端连接运算放大器(U1)的反相输入端;第三电阻(R7)的一端接地,另一端接运算放大器(U1)的反相输入端;第四电阻(R8)的一端接运算放大器(U1)的同相输入端,另一端接运算放大器(U1)的输出端;所述MCU处理模块包括处理单片机和电磁阀,其中单片机的RI引脚连接到运算放大器(U1)的输出端;单片机通过I/O口与电磁阀的控制端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于LED可见光通信的密码锁系统,其特征在于:包括LED信号发射模块、光信号接收模块、差分放大器模块以及MCU处理模块;所述LED信号发射模块包括发射单片机、第五电阻(R9)、LED灯(D1)以及三极管(Q1),其中第五电阻(R9)的一端连接到电源,第五电阻(R9)的另一端连接到LED灯(D1)的正极,LED灯(D1)的负级连接到三极管(Q1)的集电极,三极管(Q1)的发射极接地,三极管(Q1)的基极连接到单片机的TI引脚;所述光信号接收模块包括第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)、第三光敏电阻(R3)、第四光敏电阻(R4),其中第一光敏电阻(R1)的一端连接到电源,另一端连接到第二光敏电阻(R2)的一端,第二光敏电阻(R2)的另一端连接到地;第三光敏电阻(R3)的一端连接到电源,另一端连接到第四光敏电阻(R4)的一端,第四光敏电阻(R4)的另一端连接到地线;所述差分放大器模块包括第一电阻(R5)、第二电阻(R6)、第三电阻(R7)、第四电阻(R8)、第一电容(C1)、第二电容(C2)以及运算放大器(U1),其中第一电容(C1)一端连接第一电阻(R5)的一端,另一端接地;第二电容(C2)的一端接第二电阻(R6)的一端,另一端接地;第一电阻(R5)的一端接第一电容(C1),另一端连接运算放大器(U1)的同相输入端;第二电阻(R6)的一端接第二电容(C2),另一端连接运算放大器(U1)的反相输入端;第三电阻(R7)的一端接地,另一端接运算放大器(U1)的反相输入端;第四电阻(R8)的一端接运算放大器(...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱浩亮闭书浩
申请(专利权)人:南宁学院
类型:发明
国别省市:广西,45

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