HT66F50 控制光之颜色与亮度之开锁与锁装置设计 - Holtek.PDF

HT66F50 控制光之顏色與亮度之開鎖與鎖裝置設計 作者 : 國立虎尾科技大學 光電工程系林華川副教授 國立虎尾科技大學 光電工程系學生謝予恒 國立虎尾科技大學 光電與材料科技研究所碩一 學生蕭家皓 前言 市面上販賣的鎖具種類相當多，但多數的鎖具都只是在鑰匙形狀上做改變，只要了解該鎖具 的構造後，就可以在很短時間內將鎖具破解。想要解決這個問題，就必須從鎖具本身的解鎖機制 作進一步的改良才行。因此，我們將光融入鎖具系統中，利用顏色與亮度不同的光線編輯成光訊 號密碼，配合 紅外線通訊，讓光訊號密碼有多種且不同的變化性。將這種光通訊的解鎖機制融入 鎖具系統中，成為新的解鎖機制，就可以有效的提高鎖具系統的安全性。 工作原理 本作品使用微處理器 HT66F50作為鑰匙與鎖具的 系統運算核心。鑰匙利用微處理器 HT66F50 的輸出接腳與電阻作串並聯組合改變電路的輸出阻抗，藉此控制發光二極體的發光亮度。由鎖的 單色光感測器 S642901 接收，利用單色光感測器對不同波長的光線敏感度會有不同的現象，就可 以從單色光感測器的電壓變化來判斷出鑰匙所傳送的光線顏色與亮度，檢查光訊號密碼是否正 確。同時利用 紅外線通訊，讓鎖具可以傳送資料給鑰匙，判斷鑰匙對鎖具所發送出的資 料是否有 辦法做出正確的回應，當鑰匙將所有正確的光信號密碼傳送至鎖具後，鎖具才會解鎖。 單色感測器 S642901 單色感測器 S642901是一個接收綠色光的感光二極體 (綠色光波長：λG ＝540nm) ，當感測器 接收到綠色光時，感測器內部產生的逆向暗電流會通過串聯電阻，讓電阻的兩端出現電位差，當 感測器接收到的光線強度越強，電阻兩端的電壓就會越大，利用這個原理就可以判斷照射在感測 器上的光線強度。雖然 S642901是一個感測綠光的單色感測器，但是對於顏色(波長)相近的光也 會產生一些反應；例如與綠光波長相近的藍光 (光波長：λB ＝460nm) ，當藍光照射在單色感測器 S642901 上時，串聯電阻的兩端也會出現電位差，但與相同亮度的綠光照射後所產生的電位差相 比，藍光照射後所產生的電位差比綠光低了許多。利用這個特性就可以接收一些波長相近的光， 藉此編輯成光訊號密碼。 光訊號密碼 光訊號密碼由紅、藍、綠三種顏色的光排列組合，再利用電阻串並聯電路控制其亮度所編輯 而成的，只要控制HT66F50的輸出接腳變化，就能將由各種顏色與亮度的光所組成的光訊號密碼 以類比訊號的形式發送出去。我們使用三色LED作為光源，將其裝設於鑰匙上，將光訊號密碼從 鑰匙發送至鎖具，再使用裝設於鎖具上的單色感測器接收光訊號密碼，利用微處理器 HT66F50 的 A/D 功能分析光信號密碼的內容，判斷光訊號密碼是否正確。光訊號密碼的內容並不是固定不 變的，鑰匙會接收鎖具內裝設的紅外線發送二極體所發送的紅外線資料，不停的改變光訊號密碼 的內容，讓密碼有許多不同的變化 ，圖 1為光通訊示意圖。 IR數( 位 ) 紅外線接收 紅外線發 送 單 三色 LED RGB(類比) 色 感 測 器 鑰匙 鎖具 -1- 圖 1 ：光通訊示意圖 解鎖程序說明 當使用者想要解鎖時，只要將鑰匙插 入鎖具的鑰匙孔中，按下鑰匙的啟動按鈕，鑰匙便會從 省電模式中喚醒，開始解鎖程序。鎖具解鎖程序如下： 1 、使用者將鑰匙插入鎖具的鑰匙孔中，按下啟動按鈕。 2 、鑰匙傳送頭碼給鎖具。 3 、鎖具確