本作品使用微处理器作为钥匙与锁具的系统运算核心。钥匙利用微处理器的输出接脚与电阻，作串并联组合改变电路的输出阻抗，借此控制发光二极体的发光亮度。

由锁的单色光感测器接收，利用单色光感测器对不同波长的光线敏感度会有不同的现象，就可以从单色光感测器的电压变化来判断出钥匙所传送的光线颜色与亮度，检查光讯号密码是否正确。

同时，利用红外线通讯，让锁具可以传送资料给钥匙，判断钥匙对锁具所发送出的资料是否有办法做出正确的回应，当钥匙将所有正确的光信号密码传送至锁具后，锁具才会解锁。

单色感测器

单色感测器是一个接收绿色光的感光二极体(绿色光波长：λG＝540nm)，当感测器接收到绿色光时，感测器内部产生的逆向暗电流会通过串联电阻，让电阻的两端出现电位差，当感测器接收到的光线强度越强，电阻两端的电压就会越大，利用这个原理就可以判断照射在感测器上的光线强度。

虽然这是一个感测绿光的单色感测器，但是对于颜色(波长)相近的光也会产生一些反应；例如与绿光波长相近的蓝光(光波长：λB＝460nm)，当蓝光照射在单色感测器上时，串联电阻的两端也会出现电位差，但与相同亮度的绿光照射后所产生的电位差相比，蓝光照射后所产生的电位差比绿光低了许多。利用这个特性就可以接收一些波长相近的光，借此编辑成光讯号密码。

光讯号密码

光讯号密码由红、蓝、绿三种颜色的光排列组合，再利用电阻串并联电路控制其亮度所编辑而成的，只要控制微控制器的输出接脚变化，就能将各种颜色与亮度的光讯号密码，以类比讯号的形式发送出去。

本文使用三色LED作为光源，将其装设于钥匙上，将光讯号密码从钥匙发送至锁具，再使用装设于锁具上的单色感测器接收光讯号密码，利用微处理器的A /D功能分析光信号密码的内容，判断光讯号密码是否正确。

光讯号密码的内容并不是固定不变的，钥匙会接收锁具内装设的红外线，发送二极体所发送的红外线资料，不停改变光讯号密码的内容，让密码有许多不同的变化。

图一 : 光通讯示意图

解锁程序说明

当使用者想要解锁时，只要将钥匙插入锁具的钥匙孔中，按下钥匙的启动按钮，钥匙便会从省电模式中唤醒，开始解锁程序。锁具解锁程序如下：

当所有的讯号正确的传送完毕后，锁具才会解锁，钥匙会回到省电模式等待再次进入执行解锁程序。当解锁程序执行中，若有任何一项资料错误化，钥匙与锁具都会直接停止接收与传送资料，并且取消解锁程序，钥匙回到省电模式待命。

钥匙结构

图二为钥匙硬体架构方块图，钥匙部分是由启动按钮、红外线接收二极体、三色LED与微处理器所组成。由微处理器作为运算核心，利用上述元件作光信号通讯，借此传送光讯号密码和接收红外线资料。

当使用者按下启动按钮时，微处理器就会离开省电模式，开始进行解锁程序。当解锁程序尚未结束前，使用者按下启动按钮将不会有的任何动作，直到解锁程序结束，系统进入省电模式后，才能再次启动按钮，重新执行解锁程序。

图二 : 钥匙硬件架构方块图

图三 : 颜色与亮度控制电路之实施

LED颜色与亮度控制电路

我们举一实施例如图三来说明，其颜色与亮度控制是由一个三色LED、五个二极体与五个阻抗不同的电阻所组成的。

图三中，A部份是由五个阻抗不同的电阻和五个二极体组成，其中接脚1~接脚5分别是控制五种亮度的输出接脚，将接脚连接至微处理器的输出控制接脚，控制发光亮度时，将需要使用的亮度接脚输出设为1，其它四只接脚都设为0，就可以正确的控制三色LED的发光亮度。

B部份则是一个三色LED，接脚R、G、B分别控制使用红色光、绿色光和蓝色光，将接脚连接至微处理器的输出控制接脚，控制发光颜色时，将需求使用的颜色选择接脚输出设为0，其它两只接脚设为1，就可以正确控制三色LED的颜色。

锁具结构

锁具部分如图四所示是由单色感测器、红外线发送二极体、状态显示LED和微处理器组成。使微处理器作为运算核心，整合其它元件进行解锁程序，解锁程序完成后，微处理器的解锁控制接会送出解锁信号解锁电路。

图四 : 锁具硬件架构方块图

结语

本作品提供使用者一套特殊的锁具，达到保密与防盗的效果。与一般的传统门锁和按键密码锁不同，利用装设于钥匙上的三色LED发送出不同颜色、亮度的光线，编辑组合成光通讯密码，让锁具判断钥匙所发出的光线是否正确，成为新的解锁机制。