CN101174947A

CN101174947A - 一种生物特征识别模块与智能密码体系相结合的安全系统

Info

Publication number: CN101174947A
Application number: CNA2006101141290A
Authority: CN
Inventors: 梁东东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2008-05-07

Abstract

本发明公开了一种生物特征识别智能安全系统，由遥控端和主机控制端两部分组成；遥控端包括采集单元、处理单元、用于存储包括所需固件程序、生物特征信息或算法的存储单元、指示单元、无线数据传输单元、电源管理单元，各单元通过通信接口相连接。主机控制端包括采集单元、处理单元、固件程序、生物特征信息或算法的存储单元、用于操作引导的指示单元、用于将处理后的信息通过无线信号传输的无线数据传输单元、用于将电源转换为各单元需要的不同电压的电源管理单元；用于控制设备的控制单元，各单元通过通信接口相连接。本发明通过超级安全的信息载体及信息产生/验证方式，摈弃传统的钥匙，遥控控制，更人性化操作。

Description

一种生物特征识别模块与智能密码体系相结合的安全系统

技术领域

本发明涉及一种安全系统，特别是涉及一种生物特征识别模块与智能密码体系相结合的安全系统；

背景技术

随着社会科技不断进步，如何保护个人的财产安全是人们普遍关注的问题，这包括有形物安全以及无形的信息安全，安全技术大致经历了三个阶段的发展：1.第一阶段是最初的方法，采用大家早已熟悉的机械钥匙。2.第二阶段是由机械钥匙发展到数字密钥；3.进入21世纪后，一种更加便捷、先进的信息安全技术将全球带进了电子商务时代，它就是集光学、传感技术、超声波扫描和计算机技术于一身的第三代身份验证技术--生物识别技术。

在汽车领域，目前先进的安全技术如下几种：P.A.T.S微晶辨识密码安全系统，当装有密码发射器的汽车钥匙插入之后，钥匙孔内的受讯模组将密码传至控制模组进行判读，若吻合即可开启汽车；数码安全钥匙，将小型化的无线电发射机与汽车钥匙合成一体，并在车内隐藏的地方装有一个接收阅读机，当钥匙插入点火时，一个有20个数字码的无线电信号发射出来，阅读机接收后，确认无误时，点火开关便启动车辆，若是数字码对不上或无信号发出，车辆就无法点火启动；以及密码安全锁、通信网络汽车安全系统、GPS卫星导航系统、影像安全技术；

CN200510009096专利，公开了一种车辆安全系统，包括：驱动装置控制单元，其控制设置在车辆上的驱动装置；信号接收单元，其接收从无线基站发送的要求禁止所述驱动装置启动的信号；密码输入单元，其输入密码。

CN200510063026专利，发明名称为一种银行柜员安全系统及方法专利公开了一种银行柜员安全系统及方法，包括：柜员终端，指纹数据服务器；指纹数据下载工具，用于从所述的指纹数据服务器下载符合条件的包括指纹数据在内的柜员信息，并将所述的柜员信息发送到柜员终端方；具有指纹单元和智能卡单元的一体化指纹仪，用于将指纹单元采集的指纹数据、智能卡单元读取的相关柜员信息与自身存储的指纹数据和相关柜员信息进行比对；当采集的指纹数据与存储的指纹数据相一致且读取的相关柜员信息与存储的相关柜员信息相一致时，所述的柜员终端才能进行银行业务操作。将指纹身份认证与操作权限认证有效的结合起来，使银行柜员系统安全实用。

上述现有技术虽然给出了一些解决安全问题的方法，但都存在一些问题。本发明的特点在于解决如下问题：

1.指纹采集的效率较低，通过算法优化调整，提供其效率；

2.提高现有技术中指纹比对率低的问题，通过算法提高硬件的比较效果；

3.遥控端功耗较大，需要稳定的电源，通过对普通干电池的升压解决了此问题；

4.遥控端功耗较大，无线数值模块数据的处理的不稳定性，通过程序处理达到信号稳定及安全，防止数据截获并破晓解。

发明内容

本发明目的在于提供一种生物特征识别智能安全系统.本发明目的是通过如下技术方案实现的：

本发明公开了一种生物特征识别智能安全系统，由遥控端和主机控制端两部分组成.

遥控端：

采集持有人生物特征信息的采集单元；用于将采集到的特征信息进行分析判断处理的处理单元；用于存储包括所需固件程序、生物特征信息或算法的存储单元；用于操作引导的指示单元；用于将处理后的信息通过无线信号传输的无线数据传输单元；用于将电源转换为各单元需要的不同电压的电源管理单元；所有的单元通过通信接口相连接；

主机控制端：

采集持有人生物特征信息的采集单元；用于将采集到的特征信息进行分析判断处理的处理单元；用于存储包括所需固件程序、生物特征信息或算法的存储单元；用于操作引导的指示单元；用于将处理后的信息通过无线信号传输的无线数据传输单元；用于将电源转换为各单元需要的不同电压的电源管理单元；用于控制设备的控制单元；所有的单元通过通信接口相连接；

遥控端和主机控制端交互关系为：遥控端通过采集单元采集持有人的生物特征信息，并通过处理单元进行信息的判断、存储、计算处理后，通过无线数据传输单元发射出去；主机控制端通过无线数据传输单元接收到信息，并通过处理单元进行信息的计算、判断、存储处理后，发送指令到控制单元进行设备的控制。

所述生物特征包括指纹特征、掌纹特征、虹膜纹特征、声音特征、面容特征，对应的所述采集单元可以包括指纹图像采集单元、掌纹图像采集单元、虹膜纹图像采集单元、声音频率采集单元和面容图像采集单元，本方案所述生物特征为指纹特征，所述采集单元为指纹图像采集单元；

所述处理单元为一个微处理器，所述微处理器集成了包括软运行程序处理和生物特征处理单元在内的功能，所述微处理器分别与所述采集单元相连；

所述存储单元为一个可擦写的存储芯片设备，将固件程序、采集的特征信息、算法程序和加密程序存储到芯片中，所述处理单元与处理单元相连；

所述指示单元是一个操作步骤状态的显示指引，与处理单元相连；

所述无线数据传输单元为一信号无线发射设备，将处理单元处理后发送过来的信息，转换为无线信号发射出去，或者接收信号并转换为信息传输给处理单元处理，所述无线数据传输单元与处理单元相连；

所述电源管理单元为各处理单元供电的设备，与各单元相连；

所述控制单元为控制相连设备的模块，与处理单元相连；

一种带有生物特征识别功能的智能安全体系的工作方法，包括以下步骤：

(1)智能防盗体系进行初始化操作，输入初始化指纹后，启动智能防盗体系；

(2)持有遥控端的合法用户，通过遥控端的指纹采集单元输入注册的合法指纹，遥控端选择指令后通过无线传输单元，发射出去；

(3)主机端接收通过无线传输单元接收到由遥控端发出的合法信息；

(4)主机端的控制单元对接收到的合法信息进行处理，并向主机端的控制单元发送指令；

(5)主机端的控制单元按照指令进行设备的控制。

所述步骤1中主机对智能安全体系遥控端的初始化过程可以分为以下4个步骤：

1、主机向智能安全体系遥控端发出设备初始化命令；

2、智能安全体系遥控端执行命令首先完成自身的初始化操作；

3、智能密码钥匙向生物特征识别模块发出设备初始化命令；

4、生物特征识别模块执行命令完成自身的初始化；

所述主机控制端发送给遥控端的命令包含下述3种形式：

1、发送给智能安全体系遥控端的命令，由遥控端自行处理；

2、发送给智能遥控端的命令，遥控端在处理过程中需进一步向生物特征识别模块发送命令并取得结果；

3、识别模块的命令，由智能安全体系遥控端转发给生物特征识别模块；

本发明公开了一种带有生物特征识别功能的智能安全系统，包括用于采集持有人生物特征信息的采集单元、用于将采集到的特征信息进行分析判断处理的处理单元、用于存储包括所需固件程序、生物特征信息或算法的存储单元和至少两个通信接口，处理单元通过通信接口与所述采集单元相连接，所述存储单元与所述处理单元相连，通过发射端发射出去，由接收端接收后通过处理单元处理，用于控制设备；由于本发明采用人体生物信息作为特征信息，具有唯一不可替代性，信息载体及信息产生/验证方式具有超级安全性；本发明的高效指纹算法，可以快速对指纹数据进行提取、筛选、配对、修补、搜索、拼接操作，使正向/反向指纹采集处理确良、高效，通过加大工作电流，根据采集回来的基点数量通过程序判断，从而解决高/低温环境时传感器工作效能变差变弱的问题，通过硬件电路设计解决高频率振动对传感器的损坏，通过程序处理，使数据比对验证达到硬件极限标准，数据的传输/存储过程进行3DES加密，并独立的在CPU内部对数据完成加/解密，每个硬件唯一的随机数暗码保护机制，加密数据转模拟数据高功率发射。

附图说明：

图1a汽车防盗安全遥控端系统示意图

图1b汽车防盗安全主机控制端系统示意图

图2汽车防盗主机控制端采集单元工作原理图(也是遥控端采集单元原理图)

图3a门锁防盗安全遥控端系统示意图

图3b门锁防盗安全主机控制端系统示意图

图4a保箱柜防盗安全遥控端系统示意图

图4b保箱柜防盗安全主机控制端系统示意图

图5a电子设备安全遥控端系统示意图

图5b电子设备主机控制端系统示意图

图6指纹程序处理图

其中：1、采集单元 2、处理单元 3、存储单元 4、指示单元5、无线数据传输单元 6、电源管理单元7、控制单元

下述实施例用于进一步说明但不限于本发明；

具体实施方式

实施例1：汽车安全应用；

通过手持端控制、主机控制端，达到控制汽车；

汽车安全系统包括遥控端、主机控制端：

遥控端：

采集持有人生物特征信息的采集单元1；用于将采集到的特征信息进行分析判断处理的处理单元2；用于存储包括所需固件程序、生物特征信息或程序的存储单元3；用于操作引导的指示单元4；用于将处理后的信息通过无线信号传输的无线数据传输单元5；用于将电源转换为各单元需要的不同电压的电源管理单元6.所有的单元通过通信接口相连接；

遥控端工作原理：

1.使用者利用采集单元，采集持有人的手指指纹，获得图像侦，通过通信接口路向处理单元输入；采集单元工作原理如下：

步骤1.采集一个8行、280列的图像帧；

步骤2.采集的象素进入运算调整区；

步骤3.把每一个点利用两个4位AD把温度变化转化成数字量；步骤4.8位数据发送到总线上；

2.处理单元向存储单元通过通信接口发出信号，获得指纹程序，对指纹图像进行处理；指纹程序步骤如下：

步骤1)：指纹特征点提取：1.1图像预处理，1.2计算指纹方向图，1.3方向图进行滤波及二值化，1.4二值图细化，1.5提取特征点；

步骤2)：指纹特征匹对；

3.通过运行程序处理的指纹和数据，通过3DES加密程序进行加密由处理单元通过通信接口通知存储单元进行存储，存储单元收到信息号进行分类并存储；

4.指示单元与处理单元通过通信接口相连，当处理单元进行操作时，指示单元获得信号并进行相关状态的指示；

5.无线数据传输单元与处理单元通过通信接口相连，处理单元将存储在存储单元的加密数据通过RSA密钥体系进行加密，并通过无线数据传输单元将数据发射出去，此为无线数据传输单元功能之一，功能之二为无线数据传输单元接收到数据，并通过通信接口传输到处理单元，处理单元通过3RSA密钥体系解密；

6.电源管理单元将获得电源转换为稳定的电源，并与各处理单元通过通信接口相连，提供各自需要电源；

主机控制端：

采集持有人生物特征信息的采集单元1；用于将采集到的特征信息进行分析判断处理的处理单元2；用于存储包括所需固件程序、生物特征信息或程序的存储单元3；用于操作引导的指示单元4；用于将处理后的信息通过无线信号传输的无线数据传输单元5；用于将电源转换为各单元需要的不同电压的电源管理单元6；汽车控制单元7；所有的单元通过通信接口相连接；

主机控制端工作原理：

1.使用者利用采集单元，采集持有人的手指指纹，获得图像帧，通过传输线路向处理单元输入；采集单元工作原理如下：

步骤1).采集一个8行、280列的图像帧；

步骤2).采集的象素进入运算调整区；

步骤3).把每一个点利用两个4位AD把温度变化转化成数字量；

步骤4).8位数据发送到总线上；)

2.处理单元向存储单元通过通信接口发出信号，获得指纹算法程序，对指纹图像侦进行处理；指纹算法程序步骤如下：

步骤2：指纹特征匹对

3.通过算法程序处理的指纹和数据，通过3DES加密算法进行加密由处理单元通过通信接口通知存储单元进行存储，存储单元收到信息号进行分类并存储；

5.无线数据传输单元与处理单元通过通信接口相连，处理单元将存储在存储单元的加密数据通过RSA密钥体系进行加密，并通过无线数据传输单元将数据发射出去，此为无线数据传输单元功能之一，功能之二为无线数据传输单元接收到数据，并通过通信接口传输到处理单元，处理单元通过RSA密钥体系解密；

6.控制单元与处理单元通过通信接口相连，处理单元向控制单元发送信号，由控制单元接收到信号并向所控制的设备发送指令进行操作；

7.电源管理单元将获得电源转换为稳定的电源，并与各处理单元通过通信接口相连，提供各自需要电源；

实施例2：门锁安全应用；

通过手持端控制主机控制端，达到控制门锁的开关；工作原理同实施例1。

包括如下部分：采集单元1；处理单元2；存储单元3；指示单元4；无线数据传输单元5；电源管理单元6；门锁安全控制单元7；

实施例3：保箱柜安全应用；

包括如下部分：采集单元1；处理单元2；存储单元3；指示单元4；无线数据传输单元5；电源管理单元6；保险柜安全控制单元7；

实施例4：电子设备安全应用；

通过手持端控制主机控制端，达到控制电子设备的应用；工作原理同实施例1。

包括如下部分：采集单元1；处理单元2；存储单元3；指示单元4；无线数据传输单元5；电源管理单元6；电子设备控制单元7。

Claims

1.一种生物特征识别智能安全系统，其特征在于：由遥控端和主机控制端两部分组成；

其中遥控端：采集持有人生物特征信息的采集单元(1)；用于将采集到的特征信息进行分析判断处理的处理单元(2)；用于存储包括所需固件程序、生物特征信息或算法的存储单元(3)；用于操作引导的指示单元(4)；用于将处理后的信息通过无线信号传输的无线数据传输单元(5)；用于将电源转换为各单元需要的不同电压的电源管理单元(6)；所有的单元通过通信接口相连接；

其中主机控制端：采集持有人生物特征信息的采集单元(1)；用于将采集到的特征信息进行分析判断处理的处理单元(2)；用于存储包括所需固件程序、生物特征信息或算法的存储单元(3)；用于操作引导的指示单元(4)；用于将处理后的信息通过无线信号传输的无线数据传输单元(5)；用于将电源转换为各单元需要的不同电压的电源管理单元(6)；用于控制设备的控制单元(7)；所有的单元通过通信接口相连接；

2.如权利要求1所述的生物特征识别智能安全系统，其特征在于：所述处理单元(2)为一个微处理器，所述微处理器集成了包括软件运行程序处理和生物特征处理单元在内的功能，所述微处理器分别与所述采集单元(1)相连。

3.如权利要求1所述的生物特征识别智能安全系统，其特征在于：所述存储单元(3)为一个可擦写的存储芯片设备，将固件程序、采集的特征信息、算法程序和加密程序存储到芯片中，所述存储单元与处理单元(2)相连。

4.如权利要求1所述的生物特征识别智能安全系统，其特征在于：所述指示单元(4)是一个操作步骤状态的显示指引，与处理单元(2)相连。

5.如权利要求1所述的生物特征识别智能安全系统，其特征在于：所述无线数据传输单元为一信号无线发射设备，将处理单元(2)处理后发送出去的信息，转换为无线信号发射出去，或者接收信号并转换为信息传输给处理单元处理，所述无线数据传输单元与处理单元相连。

6.如权利要求1所述的生物特征识别智能安全系统，其特征在于：所述控制单元(7)为控制相连设备的模块，与处理单元(2)相连。

7.如权利要求1-6所述的生物特征识别智能安全系统，其特征在于：所述生物特征为指纹特征，所述采集单元为指纹图像采集单元。

8.一种带有生物特征识别智能防盗体系的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

(5)主机端的控制单元按照指令进行设备的控制。

9.根据权利要求8所述的带有生物特征识别智能防盗体系的工作方法，其特征在于：所述步骤(1)中主机对智能防盗体系遥控端的初始化过程可以分为以下4个步骤：

(a)主机向智能防盗体系遥控端发出设备初始化命令；

(b)智能防盗体系遥控端执行命令首先完成自身的初始化操作；

(c)智能密码钥匙向生物特征识别模块发出设备初始化命令；

(d)生物特征识别模块执行命令完成自身的初始化。

10.根据权利要求8或9所述的带有生物特征识别的智能防盗体系的工作方法，其特征在于所述主机端发送给遥控端的命令包含下述3种形式：

(1)发送给智能防盗体系遥控端的命令，由遥控端自行处理；

(2)发送给智能遥控端的命令，遥控端在处理过程中需进一步向生物特征识别模块发送命令并取得结果；

(3)发送给生物特征识别模块的命令，由智能防盗体系遥控端转发给生物特征识别模块。