发明专利说明书
通用自控设备防侵权检测保护系统
技术领域
本发明涉及一种光电检测领域的仪器仪表，特别是一种通用自控设备防侵权检测保护系统。
背景技术
我国改革开放以来，国民经济得到快速增长，在市场经济迅猛发展的今天，随着商品经济的快速发展，形形色色的产品进入到人们的视野及生活各个方面，大大丰富了我们的物质生活，促进了生产的发展。由于我国长期以来对商品侵权关注和保护不足，销售者、生产者承担责任强度较低，商品侵权破坏了市场秩序，妨碍行业产品的发展和创新。如何对产品知识产权的保护，已成为商品经济大潮下一个不容忽视的问题。特别是通用自控设备，因其技术含量高，保护措施不力，易导致技术泄密，给企业造成巨大损失。普遍的保护产品知识产权的防护方法，一种是给产品加一个标签，采用撕开标签后就不参与保修方法，来保护产品不被非法打开，这种方案被破坏的代价是一个产品的价值，所以防止侵权的作用微乎其微。另一种是通过技术手段保护产品的技术，通常电气智能保护方法较多，首先把硬件的标签抹掉，防止破解人员根据硬件资料查找相应电路或了解硬件原理，其次对软件进行加密等，但是现已经有专门的破解机器可以直接读取硬件芯片的资料，也有专门人士对电路进行破解，专门破解电路板电路。而软件的加密是相对的，解密的方法也越来越多，加密的安全性正受着严峻的考验。因此人们迫切需要一种新型防侵权保护新产品问世。
发明内容
本发明的目的在于克服以上不足，提供了一种通用自控设备防侵权检测保护系统，采用一套软硬件方案，通过三重措施对产品的自主知识产权进行保护。三重保护环环相扣，组成严密的防护网络，实时监控自控设备的开启状态，防止对通用自控设备的非法破坏和侵权复制，提高了安全性和可靠性。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
（1）Spartan-3 FPGA通过检测螺旋装置与弹性触点的接触或断开状态来判断自控设备的开启与否；
（2）Spartan-3 FPGA通过光亮度检测模块感应自控设备中光强的变化来判断自控设备的开启与否；
（3）Spartan-3 FPGA通过超声波测距模块检测机箱的顶盖是否被移动来判断自控设备的开启与否；
（4）判断自控设备开启后，启动声光报警；
（5）确认自控设备继续侵权时，启动高压烧毁电路。
为了更好的实现上述目的，本发明还提供一种通用自控设备防侵权检测保护系统：含有充电电池、光亮度检测模块、超声波测距模块、I/O接口—A-a、RAM存储器、I/O接口—A-b、模数转换芯片、精密电位器、检测接口、密钥匹配检测电路、I/O接口—A-c、Spartan-3 FPGA、报警灯、报警喇叭、螺旋装置、触点、I/O接口—A-d、充电电池、高压烧毁电路，Spartan-3 FPGA上设有I/O接口—A-a、I/O接口—A-b、I/O接口—A-c、I/O接口—A-d，其中I/O接口—A-a与光亮度检测模块、超声波测距模块、RAM存储器相连接，I/O接口—A-b与密钥匹配检测电路相连接，密钥匹配检测电路设有模数转换芯片、精密电位器、检测接口，模数转换芯片与I/O接口—A-b相连接，精密电位器与模数转换芯片相连接，检测接口与精密电位器相连接，检测接口和精密电位器的调节部分嵌在机箱外部，I/O接口—A-c与报警灯、报警喇叭、螺旋装置、触点相连接，I/O接口—A-d与高压烧毁电路相连接，充电电池与Spartan-3 FPGA 、高压烧毁电路的电源接口相连接，组成了通用自控设备防侵权检测保护系统。
本发明采用的技术原理是：该系统的核心实施电路，采用低成本的内部带有PicoBlaze?功能Spartan-3 FPGA芯片，通过软件设定好Spartan-3 FPGA的硬件功能，把许多外围芯片的功能集成到Spartan-3 FPGA中，既具有普通的CPU智能功能，又具有集成外围逻辑电路简化电路结构的优点。并在装置内放置一个充电电池，保证充电电池处于有电状态，使该系统不受外界电源的影响。
本系统根据产品的机箱外壳有没有被非法打开，从而引起产品内部环境变化作为判断依据，通过以下三重保护措施来检测，当检测到产品外壳在未授权状态下打开时，会立即进入声光报警状态。当确认产品被继续侵权时，该系统立即启动高压烧毁电路，烧毁通用自控设备中的拟破坏电路。
第一重保护，通过检测螺旋装置与弹性触点的接触或断开状态来判断自控设备的开启与否，当未授权非法打开产品外壳的时候，外壳的螺旋装置被移动到另一位置，螺旋装置与弹性触点断开，Spartan-3 FPGA中的CPU可以检测出螺旋装置的接触状态，从而决定是否启动自控设备中的报警装置。
第二重保护，通过光亮度检测模块检测到光亮度的变化，采用光电池来感应自控设备中光亮度的变化，以机箱安装完毕后的前十次测量数据作为原始数据，机箱在没有开启时候，光亮度检测模块测量的数据和原始数据相差不大。根据光亮度检测模块测量的数据，由Spartan-3 FPGA中的CPU判断并发出指令，从而决定是否启动自控设备中的报警装置。
第三重保护，通过超声波测距模块检测机箱的顶盖是否被移动作为检测自控设备的开启
与否。采用超声波测距模块进行判断机箱是否非法打开，把机箱的顶盖作为“障碍物”，50毫秒进行一次测距，以机箱安装完毕后的前十次测量数据作为原始数据，机箱在没有开启时候，超声波的测距是固定的，当机箱顶盖被打开，超声波测距模块与机箱的顶盖距离发生变化，超声波测距模块的测量数据就会改变，从而决定是否启动自控设备中的报警装置。
在产品内部增加一个密钥匹配检测电路，当维修产品时候，在机箱外部检测接口外接仪表的监视下，调节精密电位器到一定的数值，通过模数转换芯片进入Spartan-3 FPGA中并和RAM存储器中存放的动态密钥进行匹配，数值吻合后，CPU警报处于休眠状态，当机箱开启时，不会启动报警。维修完毕后，再调节精密电位器到初始值，系统进入工作状态。
本发明有益效果是：该系统采用螺旋装置是否被移位、光亮度检测模块检测光亮度的变化、超声波测距模块测距的三重保护措施，以及密钥匹配检测电路合理的维护装置，可以对通用自控设备实时监控，严密保护，有效地防止自控设备被非法破坏或侵权复制，实用性强，提高了产品的安全性和可靠性，节约人力、物力资源，保护企业利益，稳定市场秩序。
附图说明
下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述：
图中是通用自控设备防侵权检测保护系统的结构图。
在图中：1. 充电电池、2.光亮度检测模块、3.超声波测距模块、4.I/O接口—A-a、5.RAM 存储器、6.I/O接口—A-b、7.模数转换芯片、8.精密电位器、9.检测接口、10.密钥匹配检测电路、11.I/O接口—A-c、12.Spartan-3 FPGA、13.报警灯、14.报警喇叭、15.螺旋装置、16.触点、17.I/O接口—A-d、18.高压烧毁电路。
具体实施方式
本实施例是通用自控设备防侵权检测保护系统的保护方法，按以下步骤进行：
（1）Spartan-3 FPGA 12通过检测螺旋装置15与弹性触点16的接触或断开状态来判断自控设备的开启与否；
（2）Spartan-3 FPGA 12通过光亮度检测模块2感应自控设备中光强的变化来判断自控设备的开启与否；
（3）Spartan-3 FPGA 12通过超声波测距模块3检测机箱的顶盖是否被移动来判断自控设备的开启与否；
（4）判断自控设备开启后，启动声光报警；
（5）确认自控设备继续侵权时，启动高压烧毁电路18。
该通用自控设备防侵权检测保护系统如图所示，Spartan-3 FPGA 12上设有I/O接口—
A-a 4、I/O接口—A-b 6、I/O接口—A-c 11、I/O接口—A-d 17，其中I/O接口—A-a 4与光亮度检测模块2、超声波测距模块3、RAM存储器5相连接，I/O接口—A-b 6与密钥匹配检测电路10相连接，密钥匹配检测电路10设有模数转换芯片7、精密电位器8、检测接口9，模数转换芯片7与I/O接口—A-b 6相连接，精密电位器8与模数转换芯片7相连接，检测接口9与精密电位器8相连接，检测接口9和精密电位器8的调节部分嵌在机箱外部，I/O 接口—A-c 11与报警灯13、报警喇叭14、螺旋装置15、触点16相连接，I/O接口—A-d 17与高压烧毁电路18相连接，充电电池1与Spartan-3 FPGA 12、高压烧毁电路18的电源接口相连接，组成了通用自控设备防侵权检测保护系统。
该通用自控设备防侵权检测保护系统的核心实施电路，采用低成本的内部带有PicoBlaze?功能Spartan-3 FPGA 12芯片，通过软件设定好Spartan-3 FPGA 12的硬件功能，把许多外围芯片的功能集成到Spartan-3 FPGA 12中，既具有普通的CPU智能功能，又具有集成外围逻辑电路简化电路结构的优点。并在装置内放置一个充电电池1，保证充电电池1处于有电状态，使该系统不受外界电源的影响。
充电电池1用于对Spartan-3 FPGA 12和高压烧毁电路18供电，正常状态下，由外接电源工作，并对充电电池1充电。在机箱断电时，机箱的保护系统由充电电池1供电，使用时必须保证充电电池1处于有电状态，如果电量被耗尽到一定量，系统开始启动报警。如果不及时充电导致电量耗光，系统启动高压烧毁电路18破坏产品中的拟破坏电路。同时RAM存储器5中存放的动态密钥丢失，再次有电源供给后，系统工作时候检测不到密钥，仍不能正常使用。
本系统根据产品的机箱外壳有没有被非法打开，从而引起产品内部环境变化作为判断依据，通过以下三重保护措施来检测，当检测到产品外壳在未授权状态下打开时，会立即进入声光报警状态，发出报警声音，发光二极管闪亮。当确认产品被继续侵权时，I/O接口—A-d 17输出信号，该系统立即启动高压烧毁电路18，烧毁通用自控设备中的拟破坏电路。
第一重保护，通过检测螺旋装置15与弹性触点16的接触或断开状态来判断自控设备的开启与否，当未授权非法打开产品外壳的时候，外壳的螺旋装置15被移动到另一位置，螺旋装置15与弹性触点16断开，I/O接口—A-c 11接收到信号传送给Spartan-3 FPGA 12中的CPU， Spartan-3 FPGA 12发出指令，再由I/O接口—A-c 11传送指令给报警喇叭14和报警灯13，启动声光报警。
第二重保护，通过光亮度检测模块2检测到光亮度的变化，采用光电池来感应自控设备中光亮度的变化。以机箱安装完毕后的前十次测量数据作为原始数据，机箱在没有开启时候，光亮度检测模块2测量的数据和原始数据相差不大。根据光亮度检测模块2测量的数据，如
果光亮度检测模块2测量数据变化是原始数据的0.1倍，I/O接口—A-a 4接收信号并传送给Spartan-3 FPGA 12中的CPU，Spartan-3 FPGA 12发出指令，再由I/O接口—A-c 11传送指令给报警喇叭14和报警灯13，启动声光报警。
第三重保护，通过超声波测距模块3检测机箱的顶盖是否被移动作为检测自控设备的开启与否。采用超声波测距模块3进行判断机箱是否非法打开，把机箱的顶盖作为“障碍物”，50毫秒进行一次测距，以机箱安装完毕后的前十次测量数据作为原始数据，机箱在没有开启时候，超声波的测距是固定的，当机箱顶盖被打开，超声波测距模块3与机箱顶盖距离发生变化，超声波测距模块3的测量数据就会改变，I/O接口—A-a 4接收信号并传送给Spartan-3 FPGA 12中的CPU，Spartan-3 FPGA 12发出指令，再由I/O接口—A-c 11传送指令给报警喇叭14和报警灯13，启动声光报警。
在产品内部增加一个密钥匹配检测电路10，当维修产品时候，在机箱外部检测接口9外接仪表的监视下，调节精密电位器8到一定的数值，通过模数转换芯片7，经过I/O接口—A-b 6传送给Spartan-3 FPGA 12并和RAM存储器5中存放的动态密钥进行匹配，数值吻合后，CPU警报处于休眠状态，当机箱开启时，不会启动报警。维修完毕后，再调节精密电位器8到初始值，系统进入工作状态。