一种基于手机屏幕的身份认证方法与系统的制作方法
【专利摘要】一种基于手机屏幕的身份认证方法，应用屏幕控制电路使得手机屏幕根据加载的身份信息进行不同类型的闪烁；接收该闪烁信息并进行反向解码以获取其中的身份信息完成认证，本发明还提供了一种基于手机屏幕的身份认证系统，包括设置于智能手机的发射端和设置于门上的接收端两部分，本发明利用手机屏幕的闪烁携带使用者的信息，在门上安装可见光接收设备，解析出身份信息，实现身份认证，充分利用手机功能，不需要使用其他电子钥匙设备，并且兼具无线可见光通信绿色环保、无电磁辐射、无频谱资源限制和安全保密性高的特点。
【专利说明】一种基于手机屏幕的身份认证方法与系统
【技术领域】
[0001]本发明属于身份认证与识别【技术领域】，特别涉及一种基于手机屏幕的身份认证方法与系统。
【背景技术】
[0002]门禁系统是保障人身安全和财产安全的有效安防措施，在各种企业单位和居民小区均有广泛应用。身份认证技术的发展，使得门禁系统从最初的机械门锁转变到智能门禁管理系统，现阶段门禁系统应用的主要身份认证技术有键盘输入密码识别、IC卡和射频卡识别、指纹和人脸生物识别。这些系统存在一些不可避免的缺点，比如码门禁系统的安全性很差；卡片易磨损，携带较不方便，容易遗忘；生物识别的成本很高，而且识别率不高，对使用者的要求苛刻等。
[0003]近年来，移动设备特别是智能手机的普及率快速增长，中国的智能手机普及率已达到了 71%。手机已成为了多数人会一直携带在身的设备，应用手机实现身份认证的技术也应运而生，如蓝牙技术、WIFI技术等。但是这些技术的设备实现较复杂，成本较高，信息易被截获泄露，并且无法应用于一些禁止射频通信的场合如加油站、医院等。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于手机屏幕的身份认证方法与系统，利用手机屏幕的闪烁携带使用者的信息，在门上安装可见光接收设备，解析出身份信息，实现身份认证，本发明充分利用手机功能，不需要使用其他电子钥匙设备，并且兼具无线可见光通信绿色环保、无电磁辐射、无频谱资源限制和安全保密性高的特点。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0006]一种基于手机屏幕的身份认证方法，应用屏幕控制电路使得手机屏幕根据加载的身份信息进行不同类型的闪烁；接收该闪烁信息并进行反向解码以获取其中的身份信息完成认证。
[0007]所述屏幕控制电路采用OOK调制方式来控制手机屏幕的闪烁，屏幕亮表示比特“1”，屏幕暗表示比特“O”。
[0008]所述身份信息包括用户设置的密码或者是通过手机采集的指纹或人脸特征。
[0009]所述身份信息发送前经过加密算法处理，封装成帧后加载到屏幕控制电路上，所述加密算法包括DES对称算法、RC2对称算法和IDEA国际数据加密算法，帧的格式包括帧头、帧长度、加密后的数据、循环冗余校验码(CRC )和帧尾。
[0010]接收所述闪烁信息后，先将其转换为电信号，放大整形后先进行循环冗余校验，若传输无误则使用相应加密算法的密钥进行解密，若出现比特差错，发出警示声提醒用户重新发送信息。
[0011]本发明还提供了一种基于手机屏幕的身份认证系统，包括发射端和接收端两部分，其中:[0012]所述发射端为智能手机，包括用于输入身份信息的身份信息输入功能模块、用于将输入的身份信息进行加密的数据加密功能模块、用于将加密后信息封装成帧的封装成帧功能模块以及用于根据身份信息控制屏幕亮暗变化的屏幕控制功能模块；
[0013]所述接收端包括门上接收电路，门上接收电路包括光电二极管(PD)或摄像头、跨阻放大器、滤波整形电路、判决解码电路以及微型控制器，光电二极管接收手机屏幕闪烁信息并将其转换为电流信号，跨阻放大器将该电流信号放大并转换为电压信号，滤波整形电路对非理想传输信道进行补偿以减少信号失真，判决解码电路对电压信号进行解码，并由微型控制器判断是否有内置的身份信息与该解码信息对应。
[0014]优选地，在所述光电二极管的前端设置有凸透镜。
[0015]优选地，所述微型控制器连接电磁门，如果身份信息认证无误，则控制开门。
[0016]或者，所述微型控制器连接远程中央控制台，将收到的信号传输至远程中央控制台，由远程中央控制台将接收信号与存储的用户信息进行核对，若正确，则通知门上微型控制器进行开门操作。
[0017]与现有技术相比，本发明充分利用了智能手机多种功能特性，如可安装应用程序、拍照和指纹采集等，可综合实现传统键盘密码认证、卡认证、指纹认证和人脸认证等身份认证技术，同时不需要在门上安装如人脸识别机和指纹打卡机等复杂设备，解决了系统暴露在外安全性降低的缺点，提高了安全门的美观性，同时成本较低，有着广泛的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明方法流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0020]一种基于手机屏幕的身份认证系统，包括发射端和接收端两部分，其中:
[0021]发射端设置于智能手机，包括用于输入身份信息的身份信息输入模块、用于将输入的身份信息进行加密的数据加密模块、用于将加密后信息封装成帧的封装成帧模块以及用于根据身份信息控制屏幕亮暗变化的屏幕控制电路。
[0022]接收端包括门上接收电路，门上接收电路包括凸透镜、光电二极管(PD)或摄像头、跨阻放大器、滤波整形电路、判决解码电路以及微型控制器，光电二极管接收手机屏幕闪烁信息并将其转换为电流信号，跨阻放大器将该电流信号放大并转换为电压信号，滤波整形电路对非理想传输信道进行补偿以减少信号失真，判决解码电路对电压信号进行解码，并由微型控制器判断是否有内置的身份信息与该解码信息对应。微型控制器连接电磁门，如果身份信息认证无误，则控制开门。或者，微型控制器连接远程中央控制台，将收到的信号通过双绞线、网线或者电力线传送到远程中央控制台，由远程中央控制台将接收信号与存储的用户信息进行核对，若正确，则通知门上微型控制器进行开门操作。
[0023]如图1所示，根据该系统，本发明提供了一种基于手机屏幕的身份认证方法，启动应用程序后，输入身份验证信息，将闪烁的手机屏幕靠近门上接收器，接收器获取闪烁信息，反向解码得到身份信息，微型控制器或者远程中央控制台进行解析，进行身份认证，如果认证成功则控制开门。[0024]本发明中，身份信息可以是用户设置的密码或者是通过手机采集的指纹、人脸等特征。为了保证安全性，发送前数据可以经过加密算法处理，封装成帧后加载到屏幕控制电路上引起屏幕闪烁。可以使用较简单的加密算法如DES对称算法、RC2对称算法、IDEA国际数据加密算法等。数据帧的格式可以包括帧头、帧长度、加密后的数据、循环冗余校验码(CRC)和帧尾。
[0025]控制电路采用OOK简单调制方式来控制手机屏幕的闪烁，即屏幕亮表示比特“1”，屏幕暗表示比特“O”。
[0026]门上接收部分使用光电二极管(PD)，在其前面增加的凸透镜可增大通信距离。PD将光信号转化成电流信号，微弱的电流信号经过跨阻放大器放大，并转换成电压信号。滤波整形电路对非理想传输信道进行补偿，减少信号失真。判决后先进行循环冗余校验，若传输无错误则使用相应加密算法的密钥进行解密，若出现比特差错，可发出警示声提醒用户重新发送信息。控制开门操作有两种方法:一是微型控制器直接判断身份认证信息，若正确则开门；二是将接收到的信号可以通过双绞线、网线或者电力线等传输到中央控制台，中央控制器将接收信号与存储的用户信息进行核对，若正确，则通知门上微型控制器进行相应的操作。此外，可在中央控制器上做其他操作，如记录使用者和认证时间等信息实现考勤功能
坐寸ο
【权利要求】
1.一种基于手机屏幕的身份认证方法，其特征在于， 应用屏幕控制电路使得手机屏幕根据加载的身份信息进行不同类型的闪烁；接收该闪烁信息并进行反向解码以获取其中的身份信息完成认证。
2.根据权利要求1所述的基于手机屏幕的身份认证方法与系统，其特征在于，所述屏幕控制电路采用OOK调制方式来控制手机屏幕的闪烁，屏幕亮表示比特“ I ”，屏幕暗表示比特 “O”。
3.根据权利要求1所述的基于手机屏幕的身份认证方法与系统，其特征在于，所述身份信息包括用户设置的密码或者是通过手机采集的指纹或人脸特征。
4.根据权利要求1或3所述的基于手机屏幕的身份认证方法与系统，其特征在于，所述身份信息发送前经过加密算法处理，封装成帧后加载到屏幕控制电路上，所述加密算法包括DES对称算法、RC2对称算法和IDEA国际数据加密算法，帧的格式包括帧头、帧长度、力口密后的数据、循环冗余校验码(CRC)和帧尾。
5.根据权利要求4所述的基于手机屏幕的身份认证方法与系统，其特征在于，接收所述闪烁信息后，先将其转换为电信号，放大整形后先进行循环冗余校验，若传输无误则使用相应加密算法的密钥进行解密，若出现比特差错，发出警示声提醒用户重新发送信息。
6.一种基于手机屏幕的身份认证系统，包括发射端和接收端两部分，其特征在于: 所述发射端为智能手机，包括用于输入身份信息的身份信息输入功能模块、用于将输入的身份信息进行加密的数据加密功能模块、用于将加密后信息封装成帧的封装成帧功能模块以及用于根据身份信息控制屏幕亮暗变化的屏幕控制功能模块； 所述接收端包括门上接收电路，门上接收电路包括光电二极管(PD)或摄像头、跨阻放大器、滤波整形电路、判决解码电路以及微型控制器，光电二极管接收手机屏幕闪烁信息并将其转换为电流信号，跨阻放大器将该电流信号放大并转换为电压信号，滤波整形电路对非理想传输信道进行补偿以减少信号失真，判决解码电路对电压信号进行解码，并由微型控制器判断是否有内置的身份信息与该解码信息对应。
7.根据权利要求6所述基于手机屏幕的身份认证系统，其特征在于:在所述光电二极管的前端设置有凸透镜。
8.根据权利要求6所述基于手机屏幕的身份认证系统，其特征在于:所述微型控制器连接电磁门，如果身份信息认证无误，则控制开门。
9.根据权利要求6所述基于手机屏幕的身份认证系统，其特征在于:所述微型控制器连接远程中央控制台，将收到的信号传输至远程中央控制台，由远程中央控制台将接收信号与存储的用户信息进行核对，若正确，则通知门上微型控制器进行开门操作。
【文档编号】H04L9/32GK103701604SQ201310698075
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】沈年凤, 张洪明, 任喆歆 申请人:清华大学