[实用新型]基于手机和FPGA的可见光通信智能安全门锁系统

权利要求书

1.一种基于手机和FPGA的可见光通信智能安全门锁系统，其特征在于：包括集成在手机上的可见光通信门锁钥匙和可见光通信门锁锁具两部分，可见光通信门锁钥匙包括：语音采集/存储模块、语音密码序列调制模块、钥匙总控制器模块、可见光信号调制模块、可见光信号LED灯发射模块；可见光通信门锁锁具包括依次连接的可见光接收模块、FPGA嵌入式系统、继电器模块和电磁锁，其中：

语音采集/存储模块连接语音密码序列调制模块，用于将采集的语音信号输入给语音密码序列调制模块；

语音密码序列调制模块连接钥匙总控制器模块，用于调制语音密码序列传给钥匙总控制器模块；

钥匙总控制器模块连接可见光信号调制模块，用于将全部语音密码序列作为母钥，并从中随机抽取一段语音密码序列作为子钥，同时将抽取的语音密码子钥序列传给可见光信号调制模块；

可见光信号调制模块连接可见光信号LED灯发射模块，根据配置信息调制PCM脉冲编码，并随机将语音密码子钥序列加入到PCM脉冲编码中，生成加密信号；

可见光信号LED灯发射模块，接收可见光信号调制模块生成的加密信号，将语音密码子钥序列的PCM脉冲编码转化成相应的电流信号，驱动发光二极管芯片发出携带语音密码的可见光，发出的可见光信号频率随电流信号幅度变化而变化；

可见光通信门锁钥匙上面设有手机屏幕键语音录入开关/复位按钮和手机屏幕键LED灯开关/复位按钮，作为人机交互的界面装置，手机屏幕键语音录入开关/复位按钮通过钥匙总控制器模块控制语音采集/存储模块开启、关闭或复位，手机屏幕键LED灯开关/复位按钮通过钥匙总控制器模块控制可见光信号LED灯发射模块开启、关闭或复位；所述可见光通信门锁钥匙集成在手机上，将手机屏幕的人机交互页面、手机电源、麦克风、处理器及LED闪光灯作为功能模块；

所述可见光接收模块，用于接收可见光信号LED灯发射模块携带语音密码的可见光信号，根据可见光信号LED灯发射模块发出来的髙频闪烁不同速率的光，将开表示1、关表示0的光信号通过光电二极管，把可见光信号转换成电流或电压信号，输入到FPGA嵌入式系统的AD采集模块进行信号采集与量化，模拟信号转化为数字信号；

FPGA嵌入式系统，用于将接收到的电流或电压信号，输入到本系统的AD采集模块进行信号采集、解调，解调出来的信号传输到FPGA Nios II的SOPC语音识别系统中进行语音密码校验，比对识别成功后FPGA嵌入式系统输出开锁信号的高电位控制继电器模块，继电器输出持续的电流使电力磁块工作打开电磁锁。

2.根据权利要求1所述的一种基于手机和FPGA的可见光通信智能安全门锁系统，其特征在于：所述FPGA嵌入式系统整体设计基于FPGA开发平台,在基于Nios II的SOPC语音识别技术上，结合了可见光通信语音识别技术；Nios II软核集成在FPGA内部，在系统设计中利用了Cyclone II芯片丰富的硬件组合，实现语音预处理、语音信号密码的端点检测、FFT快速傅立叶变换、DCT离散余弦变换和MEL三角滤波功能。

3.根据权利要求1所述的一种基于手机和FPGA的可见光通信智能安全门锁系统，其特征在于：所述语音密码序列调制模块为音频编解码器codec负责处理音频信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于手机和FPGA的可见光通信智能安全门锁系统，其特征在于：所述钥匙总控制器模块为手机处理器数字基带芯片组Digital Baseband。

5.根据权利要求1所述的一种基于手机和FPGA的可见光通信智能安全门锁系统，其特征在于：所述可见光信号调制模块为手机LED微控制器。

6.根据权利要求1所述的一种基于手机和FPGA的可见光通信智能安全门锁系统，其特征在于：所述可见光信号LED灯发射模块为SP6686闪光灯LED灯驱动。

7.根据权利要求1所述的一种基于手机和FPGA的可见光通信智能安全门锁系统，其特征在于：所述可见光接收模块为光电二极管。