[发明专利]一种基于磁场及可见光的加密通讯方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于可见光通信技术，特别是一种基于磁场及可见光的加密通讯方法及系统。

背景技术

传统门禁和汽车门锁系统主要采用无线射频技术，该技术有很好的穿透性，然而这一特性又使得无线射频信号容易被电磁干扰，被截获复制，造成开锁的信息泄漏而导致财产损失。可见光不受电磁干扰、不具穿透性，因而具有很高的安全性。

可见光在很多现有设备上如手机的LED灯只有单向发射的功能，只能实现单向的通讯；而且大部分手机都配备地磁传感器，以磁场信息作为加密密钥可方便高效的实现单向的可见光通信的加密通讯。

AES加密算法是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 （NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

8b/10b编码是目前许多高速串行总线采用的编码机制，如 USB3.0、1394b、Serial ATA、PCI Express、Infini-band、Fibre Channel(网状通道)、RapidIO等总线或网络等。

8b/10b编码是将一组连续的8位数据分解成两组数据，一组3位，一组5位，经过编码后分别成为一组4位的代码和一组6位的代码，从而组成一组10位的数据发送出去。相反，解码是将1组10位的输入数据经过变换得到8位数据位。

目前，发射端和接收端以所处的地磁环境数据作为密钥，以加密的可见光信号实现的通讯方法未见有关文件披露。

发明内容

为避免现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种基于磁场及可见光的加密通讯方法及系统，以满足门禁、汽车门锁等等实现可见光安全通讯的需求。

本发明一种基于磁场及可见光的加密通讯方法，采取以下步骤：

S1、使发射端向接收端靠近，两者的接近感应器被触发，打开电源启动两者通讯；

S2、发射端通过地磁场采集模块M1、数据采集模块分别采集所在处的地磁场信息和原始数据，以地磁场信息作为密钥对原始数据进行加密，再进行编码，透过可见光发射模块将得到的编码信息调制成可见光信号发送； 

接收端通过地磁场采集模块M2同时采集所在处的地磁场信息，对可见光接收模块接收到的所述可见光信号进行解码，并以地磁场信息作为密钥对解码后的信息数据解密，如果解密成功得到来自发射端的所述原始数据，并执行相应控制动作；如果解密失败，则发出相应提示，并返回步骤S1。

其中，在发射端以地磁场信息作为密钥、采用AES加密算法等其他加密算法对原始数据进行加密。

所述地磁场信息包括3轴或2轴方向上的Gauss强度。

步骤S1中，所述的接近感应器可以选择霍尔感应开关或光电开关等。

步骤S2中，对所述加密信息采用8B/10B或4B/5B等方式进行编码。所述解码也采用相应8B/10B或4B/5B方式。 

所述地磁场采集模块M1、地磁场采集模块M2采用ST的LSM303D或其他厂家的磁场传感器。 

实现上述通讯方法的一种基于磁场及可见光的加密通讯系统，包括发射端和接收端； 

所述发射端包含数据采集模块，地磁场采集模块M1，加密模块，可见光发射模块，连接于加密模块的输出端与可见光发射模块的输入端之间的编码模块，以及由接近感应器A1控制的电源P1；所述数据采集模块的输出端、地磁场采集模块M1的输出端分别连接于所述加密模块的一个输入端；

所述接收端包含可见光接收器，连接于可见光接收器输出端的解码模块，解密模块，地磁场采集模块M2，连接于解密模块输出端的安全控制模块，显示模块，以及由接近感应器A2控制的电源P2；所述解码模块的输出端、地磁场采集模块M2的输出端分别连接所述解密模块的一个输入端；

所述接近感应器A1、 A2用于检测发射端与接收端是否靠近，当发射端与接收端靠近到设定的通讯距离时，两者的所述接近感应器A1、 A2被触发，进而打开电源P1、P2启动发射端与接收端通讯；否则进入省电状态。

其中，所述接近感应器A1、A2可以选择霍尔感应开关或光电开关等。

所述地磁场采集模块M1、地磁场采集模块M2为ST的LSM303D或其他厂家的磁场传感器。 

所述数据采集模块为ADC或其他数据采集器件。