电源控制模块及光子智能锁

1.一种光子智能锁，其特征在于：包括电源、电源控制模块、光信号接收模块及微处理器模块，所述电源用于提供电能；所述电源控制模块包括光电二极管、信号放大器及场效应管，所述光电二极管用于感应光信号并产生电流信号，所述信号放大器用于将所述电流信号放大，所述场效应管用于根据所述放大的电流信号控制电源的通断；所述光信号接收模块用于将光子钥匙发射过来的含有ID号信息的光信号转换成电信号；所述微处理器模块用于根据所述电信号控制门锁开启或关闭；
其中，所述光子智能锁还包括协议转换模块，所述协议转换模块用于将所述ID号进行协议转换，然后传给上位机。
2.根据权利要求1所述的光子智能锁，其特征在于：所述光子智能锁还包括信号解调模块，所述信号解调模块用于将光信号接收模块输出的信号解调出来，并传送给所述微处理器模块。
3.根据权利要求2所述的光子智能锁，其特征在于：所述光子智能锁还包括译码模块，所述译码模块用于将光信号接收模块传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号。
4.根据权利要求3所述的光子智能锁，其特征在于：所述光子智能锁还包括均衡整形模块，所述均衡整形模块用于对光信号接收模块输出的信号进行消除码间干扰并纠正脉冲波形。
5.根据权利要求4所述的光子智能锁，其特征在于：所述均衡整形模块包括相互电连接的运算放大器及比较器，所述运算放大器的输入端及所述比较器的一输入端均与所述光信号接收模块的输出端电连接，所述比较器的输出端与所述译码模块电连接。
6.根据权利要求1所述的光子智能锁，其特征在于：所述光信号接收模块包括光电二极管、信号放大器及带通滤波器，所述光电二极管及所述带通滤波器均分别与所述信号放大器电连接。
7.根据权利要求1所述的电源控制模块及光子智能锁，其特征在于：所述协议转换模块是RS232接口或RS232转USB接口。

电源控制模块及光子智能锁\n技术领域\n[0001] 本发明涉及控制领域，尤其涉及一种电源控制模块及光子智能锁。\n背景技术\n[0002] 随着国家经济的飞速发展，我国已经成为世界上的能耗大国。能源的节约已引起国家的高度重视，所以建设节能型社会已成为国家发展的主要目标。为了使电子产品实现节能降耗，现有的很多电子产品通常设置有用于控制电源供电的人体感应模块，即有人时所述人体感应模块输出高电平，无人时输出低电平来实现电子产品自动开关机。\n[0003] 例如，现有的热释远红外电灯开关模块，其由红外传感控制器、光感应电路、菲涅耳透镜及具有延时功能的可控硅触发电路等构成，集成电路内含热释电红外传感器、二级运算放大器、比较器、延时定时器、过零检测、驱动电路等。当有人进入开关模块感应范围时，传感器探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通负载，人不离开感应范围，开关将持续接通；人离开后，开关延时自动关闭负载。\n[0004] 具体地，人体是一有特定波长红外线的发射体。人体感应控制器可感应到人体的走近及远离，当有人进入监视区时，人体辐射出的7～9μm红外线，经菲涅耳透镜增频后被红外传感器接收，红外传感器检测人体移动引起的红外热能之变化并将它转换为电压量，通过二级选频放大比较输入到控制电路中，由控制电路输出过零脉冲触发双向可控硅导通。在白天或光线较亮时，光敏元件呈低阻状态，无触发电压输出，双向可控硅截止，电灯保持熄灭状态；夜间或光线较暗时，光敏元件呈高阻状态，导通权交付给输入端即红外传感控制器的输出端，此时如果有人进入监视区，触发双向可控硅导通，电灯通电发亮；当人体走出监视区时，触发可控硅的信号延时到设定的时间后关断可控硅，电灯熄灭，做到自动关闭。然而，上述现有的人体感应模块存在诸多问题，如负载电流过大，功耗较高，输出电压不稳定等，尤其是应用在安防产品上时，安防产品对智能控制要求较高，一旦红外感应不灵敏会导致故障。\n发明内容\n[0005] 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，提出一种电源控制模块及光子智能锁。\n[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提出一种便于管理用户权限光控门锁，其包括光电二极管、信号放大器及场效应管，所述光电二极管用于感应光信号并产生电流信号，所述信号放大器用于将所述电流信号放大，所述场效应管用于根据所述放大的电流信号控制电源的通断。\n[0007] 进一步地，所述光电二极管并联有分流电阻。\n[0008] 本发明还公开了一种光子智能锁，其包括电源、电源控制模块、光信号接收模块及微处理器模块，所述电源用于提供电能；所述电源控制模块包括光电二极管、信号放大器及场效应管，所述光电二极管用于感应光信号并产生电流信号，所述信号放大器用于将所述电流信号放大，所述场效应管用于根据所述放大的电流信号控制电源的通断；所述光信号接收模块用于将光子钥匙发射过来的含有ID号信息的光信号转换成电信号；所述微处理器模块用于根据所述电信号控制门锁开启或关闭。\n[0009] 进一步地，所述光子智能锁还包括协议转换模块，所述协议转换模块用于将所述ID号进行协议转换，然后传给上位机。\n[0010] 进一步地，所述光控门锁还包括信号解调模块，所述信号解调模块用于将光信号接收模块输出的信号解调出来，并传送给所述微处理器模块。\n[0011] 进一步地，所述光控门锁还包括译码模块，所述译码模块用于将光信号接收模块传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号。\n[0012] 进一步地，所述光控门锁还包括均衡整形模块，所述均衡整形模块用于对光信号接收模块输出的信号进行消除码间干扰并纠正脉冲波形。\n[0013] 进一步地，所述均衡整形模块包括相互电连接的运算放大器及比较器，所述运算放大器的输入端及所述比较器的一输入端均与所述光信号接收模块的输出端电连接，所述比较器的输出端与所述译码模块电连接。\n[0014] 进一步地，所述光信号接收模块包括光电二极管、信号放大器及带通滤波器，所述光电二极管及所述带通滤波器均分别与所述信号放大器电连接。\n[0015] 进一步地，所述协议转换模块是RS232接口或RS232转USB接口。\n[0016] 综上所述，本发明通过设置有相互配合的所述光电二极管、信号放大器及场效应管，利用光信号放电来做触发信号控制电源开关，电路设计更加合理，解决电流大或输出电压不稳定等问题，更降低电流消耗。\n附图说明\n[0017] 图1是本发明光子智能锁去掉电源控制模块与电源后的原理框图。\n[0018] 图2是图1所示本发明光信号接收模块的原理框图。\n[0019] 图3是图1所示本发明均衡整形模块的原理框图。\n[0020] 图4是图1所示本发明译码模块的原理框图。\n[0021] 图5是本发明电源控制模块与电源配合时的电路图。\n[0022] 图6是本发明第二种实施例的原理框图。\n具体实施方式\n[0023] 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：\n[0024] 实施例一：\n[0025] 请参阅图1及图2，本发明光子智能锁包括光信号接收模块1、均衡整形模块2、译码模块3、微处理器模块4、协议转换模块5、电源VCC及电源控制模块。所述电源VCC用于提供电能。所述光信号接收模块1用于将光子钥匙发射过来的含有ID号信息及密码信息的光信号转换成电信号，所述光子钥匙发射的光信号的码型是CMI码。所述光信号接收模块1包括光电二极管11、信号放大器12及带通滤波器13，所述光电二极管11及所述带通滤波器13均分别与所述信号放大器12电连接。在本实施例中，所述光电二极管11是雪崩光电二极管，所述信号放大器12是跨阻放大器。\n[0026] 所述雪崩光电二极管是一种p-n结型的光检测二极管，其利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。因而，雪崩光电二极管与真空光电倍增管相比，所述雪崩光电二极管具有小型、不需要高压电源等优点，更适于实际应用；与一般的半导体光电二极管相比，所述雪崩光电二极管具有灵敏度高、速度快等优点。所述跨阻放大器具有增益稳定、动态范围大、频带宽等优点。\n[0027] 请参阅图3，所述均衡整形模块2用于对光信号接收模块1输出的信号进行消除码间干扰并纠正脉冲波形，其包括相互电连接的运算放大器21及比较器22，所述运算放大器\n21的输入端及所述比较器22的一输入端均与所述光信号接收模块1的信号放大器12输出端电连接，所述比较器22的输出端与所述译码模块3电连接。\n[0028] 请参阅图4，所述译码模块3用于将光信号接收模块1经整形后传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号，其包括高低位分离电路31及译码运算电路32，所述高低位分离电路31用于将接收到的CMI码的高低位进行分离，所述译码运算电路32用于对所述CMI码分离后的高低位进行同或运算。\n[0029] 所述高低位分离电路32设置有若干D触发器，所述D触发器设置有数据输入端D，时钟输入端CLK、反相置位端SD及数据输出端Q。输入的CMI码在时钟CP的作用下被各个D触发器锁存。当时钟CP下降沿达到时（此时对应第一位CMI码的中点时刻），经过反相器成为上升沿，此刻D触发器输出第一位CMI码的值，并处于保存状态，实现对第一位CMI码值的锁存。经过一个CMI码元宽度时间，时钟CP的上升沿到达（此时对应第二位CMI码中点时刻），D触发器输出第二位的CMI码值，与此同时，第一位被锁存的CMI码进入第二个D触发器，从而实现两个CMI码的分离。\n[0030] 所述译码运算电路32包括一个异或门和一个D触发器，其中，异或门分别接码位分离电路的第一、第二位CMI码输出，NRZ为译码输出。由CMI译码原理可知，只要将CMI码的第一、第二位进行同或运算，就得其对应的NRZ码，所以，本实施例将CMI码第一、第二位先经过异或门再做反相运算，即得译码输出。\n[0031] 通过所述译码模块3将光信号接收模块1传过来的CMI码的数字信号译成NRZ码的数字信号，因而本发明可与传输CMI码信号的光子钥匙相配合，所述CMI码具有以下优点：（1）不存在直流分量，且低频分量较小；（2）信息码流中具有很强的时钟分量，便于从信号中提取时钟信息；（3）具有一定的纠错能力。因而，可降低信号传输的误码率。\n[0032] 所述微处理器模块4用于对接收到的NRZ码数字信号进行解密及认证，然后控制门锁开启或关闭，并将光子钥匙传过来的ID号通过所述协议转换模块5传送给上位机（图中未示）。所述微处理器模块4设置有微处理器，所述微处理器可以是单片机、FPGA或DSP。\n在本实施例中，所述微处理器是单片机。所述协议转换模块5可以是RS232接口或RS232转USB接口等，在本实施例中，所述协议转换模块5包括相互并联的RS232接口及RS232转USB接口，因而可便于与具有RS232接口或USB接口的上位机连接，通过所述接口可将微处理器模块4输出的ID号进行协议转换，将韦根协议的ID格式转换成以RS232协议的信号，将韦根协议的ID格式转换成USB格式，然后将ID上报电脑上位机。\n[0033] 请参阅图5，所述电源控制模块包括光电二极管D1、信号放大器U1及场效应管T1，所述光电二极管D1用于感应光子钥匙发射过来的光信号并产生电流信号，所述信号放大器U1用于将所述电流信号放大，所述场效应管T1用于根据所述放大的电流信号控制电源VCC的通断。此外，所述光电二极管D1并联有分流电阻R1，从而可避免所述场效应管T1通断时产生的浪涌电流将所述光电二极管D1烧断。在本实施例中，所述光电二极管D1的型号为SFH203P，其可以接收400nm至1100nm波长的光，在偏置电压为1V时，SFH203P的暗电流约为100pA。\n[0034] 实施例二：\n[0035] 请参阅图6，本实施例与实施例一相似，其相同之处在于：均包括光信号接收模块\n1、微处理器模块4、协议转换模块5、电源VCC及电源控制模块；其不同之处在于：在本实施例中，所述光信号接收模块1与微处理器模块4之间为按顺序电连接的一级信号放大器6、二级信号放大器7及解调器8，所述一级信号放大器6用于对光信号接收模块1输出的电流信号转换成电压信号，并对所述电压信号放大后输出；所述二级信号放大器7用于将所述一级信号放大器6输出的信号继续放大到所述微处理器模块4可以处理的信号；所述解调器8用于将二级信号放大器7传过来的ID信号按照发送的ID格式解调出来，传送到处理器模块4中，进行相应的信号处理。其对门锁的控制原理与实施例一相同，在此不再赘述。\n[0036] 综上所述，本发明通过设置有相互配合的所述光电二极管D1、信号放大器U1及场效应管T1，利用光信号放电来做触发信号控制电源开关，电路设计更加合理，解决电流大或输出电压不稳定等问题，更降低电流消耗。\n[0037] 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，例如，所述光信号接收模块1的光电二极管11与电源控制模块的光电二极管D1为同一个光电二极管等，这些均属于本发明的保护之内。