本實(shí)用新型涉及門禁技術(shù)，更具體地說，涉及一種智能光子門禁系統(tǒng)及智能光子門禁網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的無線射頻門禁系統(tǒng)采用RFID卡，當(dāng)持卡人走到射頻讀卡器的工作范圍內(nèi)，便可以激活RFID卡，卡片信息便通過射頻信號以發(fā)散的方式傳播出去，讀卡器接收到RFID卡得信息便可以打開門。由于RFID卡信息是以發(fā)散的方式傳播，所以存在安全隱患，卡片信息可以被射頻信號覆蓋的范圍內(nèi)的任何地點(diǎn)都可以收到，容易被不法分子竊取RFID卡信息然后復(fù)制卡片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，針對現(xiàn)有無線門禁系統(tǒng)存在安全隱患，容易被竊取認(rèn)證信息的缺陷，提供一種智能光子門禁系統(tǒng)，以解決上述的問題。

本實(shí)用新型解決上述問題的方案是：提供一種智能光子門禁系統(tǒng)，包括門禁認(rèn)證端和光子門禁卡，所述門禁認(rèn)證端和光子門禁卡通過諧振光束無線連接；

所述門禁認(rèn)證端通過所述諧振光束向所述光子門禁卡輸送光電流；所述光子門禁卡接收所述光電流后，光子門禁卡通過所述諧振光束向所述門禁認(rèn)證端發(fā)送身份認(rèn)證信息。

優(yōu)選的，所述門禁認(rèn)證端包括光源模塊和第一諧振鏡，所述光子門禁卡包括第二諧振鏡，所述光源模塊產(chǎn)生光束，所述光束在所述第一諧振鏡和第二諧振鏡之間諧振放大，形成所述諧振光束。

優(yōu)選的，所述光源模塊包括泵浦光源和增益介質(zhì)，所述泵浦光源耦合在所述第一諧振鏡上，所述增益介質(zhì)設(shè)置在所述第一諧振鏡和所述第二諧振鏡之間的光路上。

優(yōu)選的，增益介質(zhì)為Nd:YAG晶體或Nd:YVO4晶體。

優(yōu)選的，所述光子門禁卡包括光電轉(zhuǎn)換模塊，所述光電轉(zhuǎn)換模塊與所述第一諧振鏡光學(xué)耦合。

優(yōu)選的，所述光子門禁卡還包括加密模塊，所述加密模塊與所述光電轉(zhuǎn)換模塊電連接，所述加密模塊還與所述第二諧振鏡光學(xué)耦合。

優(yōu)選的，所述門禁認(rèn)證端還包括認(rèn)證模塊，所述認(rèn)證模塊與所述第一諧振鏡光學(xué)耦合。

優(yōu)選的，所述門禁認(rèn)證端包括沿光軸方向依次設(shè)置的泵浦源、用于將身份認(rèn)證信息從諧振光束中分離出來的分光器件、第一諧振鏡、增益介質(zhì)以及安裝有望遠(yuǎn)擴(kuò)束鏡的面板；所述門禁認(rèn)證端還包括與所述分光器件耦合的認(rèn)證模塊。

優(yōu)選的，所述光子門禁卡包括沿光軸依次設(shè)置的第二諧振鏡、光耦合器件和光電轉(zhuǎn)換模塊；所述光子門禁卡還包括與所述耦合器件耦合的加密模塊。

優(yōu)選的，所述第一諧振鏡或第二諧振鏡為角反射鏡陣列。

優(yōu)選的，所述第一諧振鏡或第二諧振鏡包括正透鏡和設(shè)置在所述正透鏡焦平面上的半反半透鏡。

本實(shí)用新型還提供一種光子門禁網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括前述中的門禁認(rèn)證端和光子門禁卡，還包括與門禁認(rèn)證端網(wǎng)絡(luò)連接的服務(wù)器，所述門禁認(rèn)證端通過所述諧振光束向所述光子門禁卡輸送光電流；所述光子門禁卡接收所述光電流后，光子門禁卡通過所述諧振光束向所述門禁認(rèn)證端發(fā)送身份認(rèn)證信息；所述門禁認(rèn)證端在接收端身份認(rèn)證信息后，通過與服務(wù)器的連接，確認(rèn)該身份認(rèn)證信息是否合法。

實(shí)施本實(shí)用新型的智能光子門禁系統(tǒng)，具有以下的有益效果：通過在門禁認(rèn)證端和光子門禁卡之間建立起諧振光路，并通過該諧振光路為光子門禁卡提供光電流，使得光子門禁卡無需設(shè)置內(nèi)部電源，減少了光子門禁卡的體積和重量；還通過諧振光路傳遞身份認(rèn)證信息，保證了該身份認(rèn)證信息在傳遞的過程中不會被泄露盜取，提高了認(rèn)證的安全性。

附圖說明

以下通過附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行說明，其中：

圖1為本實(shí)用新型智能光子門禁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型智能光子門禁系統(tǒng)中門禁認(rèn)證端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型智能光子門禁系統(tǒng)中光子門禁卡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型智能光子門禁系統(tǒng)中諧振鏡的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型智能光子門禁系統(tǒng)中諧振鏡的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證流程圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的智能光子門禁通過在門禁認(rèn)證端與光子門禁卡之間形成諧振光路，使得認(rèn)證信息只能沿著諧振光路進(jìn)行傳送，保證了認(rèn)證信息的發(fā)送安全。

本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述的效果，提供了如圖1所示的門禁認(rèn)證端與光子門禁卡。門禁認(rèn)證端與光子門禁卡之間形成諧振光路，一方面通過該諧振光路，門禁認(rèn)證端所產(chǎn)生的激光為光子門禁卡提供光電流，使得光子門禁卡能夠在自身不設(shè)置電源的情況下完成認(rèn)證流程；另一方面，認(rèn)證過程中的身份信息耦合在諧振光路中，從而保證了身份信息不會隨著光散射被非法截獲。

具體的，在門禁認(rèn)證端，設(shè)置有光源模塊和第一諧振鏡。圖1所示僅用于表述上述兩者的光連接關(guān)系，并不用于限定其組件之間的具體擺放位置。光源模塊包括了增益介質(zhì)和泵浦源。較佳的，增益介質(zhì)放置于第一諧振鏡與第二諧振鏡之間，增益介質(zhì)在泵浦源的作用下，產(chǎn)生受激放大光，并在第一諧振鏡與第二諧振鏡之間產(chǎn)生諧振放大，最終形成激光光束。門禁認(rèn)證端還包括通過光耦合器件耦合至諧振光路中的認(rèn)證模塊，認(rèn)證模塊用于從第一諧振鏡與第二諧振鏡之間的激光光束中將來自光子門禁卡的身份信息分離出來，并加以認(rèn)證。

而在光子門禁卡中，則設(shè)置了第二諧振鏡、光電轉(zhuǎn)換模塊與加密模塊。光電轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置在第一諧振鏡與第二諧振鏡所在的光軸上，第二諧振鏡設(shè)置成半反半透的形式，一部分激光光束在第一諧振鏡與第二諧振鏡進(jìn)行諧振放大，一部分則從第二諧振鏡出射，由光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成光電流。在光子門禁卡內(nèi)還設(shè)置有加密模塊，一方面，該加密模塊與光電轉(zhuǎn)換模塊電連接，有光電轉(zhuǎn)換模塊為加密模塊進(jìn)行供電；另一方面，加密模塊還與第二諧振鏡所在的諧振光路耦合，使用者的身份信息通過加密模塊耦合至諧振光路中，并隨激光光束傳送至門禁認(rèn)證端。

采用了圖1結(jié)構(gòu)的智能門禁系統(tǒng)，光子門禁卡不在內(nèi)置電源，避免了自身發(fā)出光束導(dǎo)致認(rèn)證信息外泄的可能；同時，光子門禁卡與門禁認(rèn)證端的光通信連接是建立在諧振光束上，最大程度的避免了在發(fā)生認(rèn)證信息的過程中因?yàn)樯⑸涔舛斐筛`取認(rèn)證信息的可能性。

圖2為本實(shí)用新型的智能門禁系統(tǒng)中的門禁認(rèn)證端的一實(shí)施方式。門禁認(rèn)證端包括沿光軸方向依次設(shè)置的泵浦源10、用于將身份認(rèn)證信息從諧振光束中分離出來的分光器件11、第一諧振鏡12、增益介質(zhì)13以及安裝有望遠(yuǎn)擴(kuò)束鏡15的面板14。從泵浦源10出射的泵浦光經(jīng)過分光器件11時，并不產(chǎn)生分光束，而是全部通過分光器件11后，入射到第一諧振鏡12上。泵浦光進(jìn)一步經(jīng)過增益介質(zhì)13后，產(chǎn)生受激放大光，并經(jīng)過望遠(yuǎn)擴(kuò)束鏡15向外發(fā)射。而當(dāng)諧振光反射回到門禁認(rèn)證端后，經(jīng)過望遠(yuǎn)擴(kuò)束鏡15調(diào)整，再次入射增益介質(zhì)13進(jìn)行放大，此后光束到達(dá)第一諧振鏡12上。由于第一諧振鏡具有半反半透性質(zhì)，一部分的光反射回增益介質(zhì)13進(jìn)行放大，另一部分的光進(jìn)入到分光器件11上，分光器件11將光線折向認(rèn)證模塊16。若從外界入射的諧振光中攜帶有與身份認(rèn)證相關(guān)的信息，則由認(rèn)證模塊16進(jìn)行解讀，以確認(rèn)其身份信息是否合法。

在圖2所示的實(shí)施例中，分光器件11和認(rèn)證模塊16放置在泵浦源10和第一諧振鏡12之間的光路上，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，只要分光器件11能夠從諧振光中分離出身份認(rèn)證信息即可，例如，分光器件11和認(rèn)證模塊16還可以放置第一諧振鏡12與增益介質(zhì)13之間，或者放置在望遠(yuǎn)擴(kuò)束鏡15與增益介質(zhì)13之間亦可。

當(dāng)采用了上述圖2中的門禁認(rèn)證端，通過光電轉(zhuǎn)換的方式為光子門禁卡進(jìn)行充電，并通過與光子門禁卡形成的諧振光路進(jìn)行身份認(rèn)證信息的傳遞，使得光子門禁卡的能夠省去內(nèi)置的電源，還能避免在通信過程中產(chǎn)生的光散射引發(fā)的信息泄露問題。

對應(yīng)于圖2的門禁認(rèn)證端，本實(shí)用新型提供了如圖3所示的光子門禁卡來進(jìn)行身份認(rèn)證。其具體包括了具有半反半透性質(zhì)的第二諧振鏡22，以及設(shè)置在第二諧振鏡22光路后方的光電轉(zhuǎn)換模塊20。在第二諧振鏡22和光電轉(zhuǎn)換模塊20之間還設(shè)置有光耦合器件21，其用于將加密模塊23采集到的身份認(rèn)證信息耦合至諧振光中，通過第二諧振鏡22一起發(fā)送至門禁認(rèn)證端。在該實(shí)施方式中，光子門禁卡不需要設(shè)置電源，而是通過光電轉(zhuǎn)換模塊20將諧振光轉(zhuǎn)換成光電流，以供應(yīng)加密模塊23和光耦合器件21等其他需要使用電源工作的部件進(jìn)行工作。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，需要光子門禁卡在各個位置、方向角度上都能與門禁認(rèn)證端形成諧振光路，為此，需要第一諧振透鏡和第二諧振透鏡具備能夠在任意方位都能將入射光線按照沿原路反射。為此，本實(shí)用新型提供了多個諧振透鏡的可選方案。

如圖4所示為第一諧振鏡12的一種可實(shí)現(xiàn)方式。第一諧振鏡12采用多塊半反半透平面鏡組成角反射鏡陣列，即相鄰的兩塊半反半透平面鏡之間的成直角設(shè)置。當(dāng)入射光束A以任意的角度入射的時候，一部分光線透過，形成透射光束B，另一部分光束經(jīng)過兩次反射，形成反射光束C，從光學(xué)反射定律可知，入射光束A必定與反射光束C相互平行。由于反射的光線與入射光平行，保證了光子門禁卡在任意位置都能與門禁認(rèn)證端形成諧振光路，諧振光每進(jìn)過一次諧振，就會經(jīng)過一次增益介質(zhì)的一次放大，經(jīng)過多次的往返諧振后，光束的強(qiáng)度放大到能夠攜帶身份認(rèn)證信息，以及足夠強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為光電流，供各個部件使用。

圖5給出了諧振鏡的另一種可實(shí)現(xiàn)形式。在圖5所示的諧振鏡中，由一塊正透鏡以及放置在該正透鏡的焦平面上的平面鏡所組成。任意角度入射的入射光束A經(jīng)過正透鏡折射，平面鏡反射后，再次經(jīng)過正透鏡折射出去。由于任何從焦平面的點(diǎn)光源發(fā)出的光經(jīng)過正透鏡之后都會形成平行光，再加上光路可逆的原理可知，入射光束A必然與反射光束C相互平行。從圖4的分析可知，由于反射的光線與入射光平行，保證了光子門禁卡在任意位置都能與門禁認(rèn)證端形成諧振光路，諧振光每進(jìn)過一次諧振，就會經(jīng)過一次增益介質(zhì)的一次放大，經(jīng)過多次的往返諧振后，光束的強(qiáng)度放大到能夠攜帶身份認(rèn)證信息，以及足夠強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為光電流，供各個部件使用。

上述的圖4、圖5中僅給出兩種諧振鏡的可選方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)入射光與反射光相互平行的需求，還可依據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)出其他的光學(xué)組合，只要其能夠?qū)⑷肷涔獍凑赵贩祷?，即可作為諧振鏡使用。

在本實(shí)用新型中，需要使用到增益介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)光放大的效果。在本實(shí)用新型中，增益介質(zhì)可以選用Nd:YAG晶體，其產(chǎn)生的受激發(fā)射光的波長為1064nm，處于紅外頻段，人的肉眼無法看見，適合無線認(rèn)證的需要；此外，紅外頻段的光束比高頻段的光束的抗干擾能力強(qiáng)，能夠有效提高認(rèn)證成功率。除了Nd:YAG晶體外，Nd:YVO4晶體也是可作為增益介質(zhì)的可選材料。Nd:YVO4晶體在1064nm處的受激發(fā)射截面是Nd:YAG的3倍，具有光損傷閾低，高斜率效率的優(yōu)勢。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在本實(shí)用新型中并不限定特定的材料作為增益介質(zhì)，只要其能夠產(chǎn)生諧振光即可，技術(shù)人員可以依據(jù)實(shí)際需要選擇合適的增益介質(zhì)。

本實(shí)用新型所提供的門禁認(rèn)證端、光子門禁卡可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)證服務(wù)器等設(shè)備，形成認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)。其結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

門禁認(rèn)證端1固定在門4的一側(cè)，門4由控制裝置控制其開關(guān)?？刂蒲b置可以與門禁認(rèn)證端1連接，也可以由服務(wù)器3通過遠(yuǎn)程連接進(jìn)行控制。當(dāng)光子門禁卡2與門禁認(rèn)證端1建立諧振光路之后，光子門禁卡2所采集到的身份認(rèn)證信息，例如指紋信息等，通過光信號，沿諧振光路發(fā)送至門禁認(rèn)證端1，門禁認(rèn)證端1在接收端身份認(rèn)證信息后，通過與服務(wù)器3的連接，確認(rèn)該身份信息是否合法。當(dāng)確認(rèn)身份信息合法后，控制裝置控制門4開啟。

具體的控制流程如圖7所示。整個認(rèn)證步驟由光子門禁卡發(fā)起，首先光子門禁卡被放置在門禁認(rèn)證端的工作區(qū)間內(nèi)，光子門禁卡與門禁認(rèn)證端之間形成諧振光路?；谠撝C振光路，門禁認(rèn)證端通過諧振光為光子門禁卡無線供電。當(dāng)產(chǎn)生的光電流足夠之后，光子門禁卡采集身份認(rèn)證信息，例如使用者的指紋等，并將這些身份認(rèn)證信息通過耦合到諧振光的方式發(fā)送給門禁認(rèn)證端。門禁認(rèn)證端從諧振光中將認(rèn)證信息分離出來，并通過與服務(wù)器的連接確認(rèn)認(rèn)證信息的合法性。當(dāng)服務(wù)器確認(rèn)認(rèn)證信息合法后，控制門開啟。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。