CN102831410A - 基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置，包括指纹采集头和控制单元，传感器包括指纹采集传感器（4）、脉搏传感器（5）和电容式人体接触传感器（6）；光源包括指纹采集光源（2）和脉搏检测光源（3）；控制单元由微控制器、指纹采集单元、脉搏检测单元和接触检测单元组成。本发明将电容式人体接触检测与脉搏检测相结合，通过了电容式人体接触检测还不够，必须同时通过脉搏检测，才能判定打卡者未套戴指纹套或指纹膜等仿真产品，才能顺利完成指纹采集；可有效拦截代打卡行为，有利于企业、单位管理工作的开展；可有效杜绝冒充打卡行为，保障了使用指纹作为密码的用户的信息、财产安全。

Description

基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置

技术领域

本发明涉及一种基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置。

背景技术

随着社会科学技术的飞速发展，指纹识别技术的研究已日趋成熟，指纹识别技术的应用越来越广泛，特别是一些身份验证领域，指纹识别相关产品的研发有着重要的战略意义和广阔的市场前景，指纹考勤打卡器就是其中一项重要的产品。

目前，市面上的指纹采集装置都只采用单纯的指纹形态验证，为了满足市场上一些打卡者应付企业、单位的指纹考勤制度的需求，一些研究机构发明了一种硅胶制作的指纹套（膜），利用蜡烛或橡皮泥提取个人指纹，可制作出与真实指纹形态相似度很高的指纹套（膜），足以应付市面上的绝大多数指纹读卡器。目前，指纹套（膜）在很多网络购物网站均有销售，给企业、单位的管理带来了很大障碍；更严重的是，一旦使用指纹作为密码的用户指纹模型被窃取利用，将直接威胁到其财产安全。

为了克服这个问题，人们发明了电容式指纹读卡器，当人体手指触摸电容式人体接触传感器时，手指从接触点吸走一部分很小的电流，电容式人体接触传感器则判断为人体直接接触；指纹套（膜）接触时，因为指纹套（膜）为绝缘体，不会与接触面之间产生耦合电容，则传感器不会对指纹套（膜）的接触作出任何反应，因此，可有效防止指纹套（膜）“浑水摸鱼”。

然而，针对电容式指纹读卡器的使用，一种新型指纹套（膜）已经问世，它由可导电材料制成，与接触面接触时可以产生与人体接触时相同的耦合电容，因此，可以绕过电容式指纹读卡器的拦截。

脉搏检测技术在信息化医学方面已有较为成熟的应用，如果将脉搏检测技术应用到指纹采集技术上来，势必可以更好地拦截仿造指纹的相关产品。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种将电容式人体接触检测与脉搏检测相结合的，可有效拦截指纹套、指纹膜等相关仿真产品，杜绝代打卡行为的基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置，包括指纹采集头和控制单元，指纹采集头由用于采集信息的传感器、用于产生并发射激光的光源和用于反射光源发射出的激光的棱镜组成；

传感器包括用于采集打卡者指纹数据的指纹采集传感器、用于采集打卡者脉搏数据的脉搏传感器和用于判断打卡者是否使用手指表皮直接打卡的电容式人体接触传感器；

光源包括用于配合指纹采集传感器使用的指纹采集光源和用于配合脉搏传感器使用的脉搏检测光源；

指纹采集光源和脉搏检测光源分别设于棱镜的入射面，指纹采集传感器的一侧安装在棱镜的反射面上，另一侧表面贴附有电容式人体接触传感器，打卡者手指的指纹面紧贴在电容式人体接触传感器上，脉搏传感器按压在手指的背面；

所述的控制单元由微控制器、指纹采集单元、脉搏检测单元和接触检测单元组成，指纹采集单元包括指纹采集传感器和指纹特征提取模块，脉搏检测单元包括脉搏传感器和脉搏信号处理模块，接触检测单元包括电容式人体接触传感器和接触信号处理模块；指纹采集传感器的输出通过指纹特征提取模块与微控制器连接，脉搏传感器的输出通过脉搏信号处理模块与微控制器连接，电容式人体接触传感器的输出通过接触信号处理模块与微控制器相连。 

本发明所述的脉搏信号处理模块包括放大滤波电路和整形电路，脉搏传感器的输出与放大滤波电路的输入连接，放大滤波电路的输出连接整形电路，整形电路的输出与微控制器相连。

本发明所述的指纹采集传感器包括CCD图像传感器或摄像头。

本发明所述的脉搏传感器包括压电薄膜pvdf传感器。

本发明所述的微控制器包括DSP处理器。 

本发明的有益效果是：将电容式人体接触检测与脉搏检测相结合，通过了电容式人体接触检测还不够，必须同时通过脉搏检测，才能判定打卡者未套戴指纹套或指纹膜等仿真产品，才能顺利完成指纹采集；可有效拦截代打卡行为，有利于企业、单位管理工作的开展；可有效杜绝冒充打卡行为，保障了使用指纹作为密码的用户的信息、财产安全。 

附图说明

图1为本发明指纹采集头结构示意图；

图2为本发明控制单元结构框图；

图中，1-棱镜，2-指纹采集光源，3-脉搏检测光源，4-指纹采集传感器，5-脉搏传感器，6-电容式人体接触传感器，7-手指。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置，包括指纹采集头和控制单元。

如图1所示，指纹采集头由用于采集信息的传感器、用于产生并发射激光的光源和用于反射光源发射出的激光的棱镜1组成；传感器包括用于采集打卡者指纹数据的指纹采集传感器4、用于采集打卡者脉搏数据的脉搏传感器5和用于判断打卡者是否使用手指表皮直接打卡的电容式人体接触传感器6；指纹采集传感器4包括CCD图像传感器或摄像头，脉搏传感器5包括压电薄膜pvdf传感器。光源包括用于配合指纹采集传感器4使用的指纹采集光源2和用于配合脉搏传感器5使用的脉搏检测光源3；指纹采集光源2和脉搏检测光源3分别设于棱镜1的入射面，指纹采集传感器4的一侧安装在棱镜1的反射面上，另一侧表面贴附有电容式人体接触传感器6，打卡者手指7的指纹面紧贴在电容式人体接触传感器6上，脉搏传感器5按压在手指7的背面。

如图2所示，控制单元由DSP处理器、指纹采集单元、脉搏检测单元和接触检测单元组成，指纹采集单元包括指纹采集传感器4和指纹特征提取模块；脉搏检测单元包括脉搏传感器5和脉搏信号处理模块，脉搏信号处理模块包括放大滤波电路和整形电路，脉搏传感器5的输出与放大滤波电路的输入连接，放大滤波电路的输出连接整形电路，整形电路的输出与DSP处理器相连。接触检测单元包括电容式人体接触传感器6和接触信号处理模块；指纹采集传感器4的输出通过指纹特征提取模块与DSP处理器连接，脉搏传感器5的输出通过脉搏信号处理模块与DSP处理器连接，电容式人体接触传感器6的输出通过接触信号处理模块与DSP处理器相连。 

Claims (5)

1.基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置，包括指纹采集头和控制单元，其特征在于：所述的指纹采集头由用于采集信息的传感器、用于产生并发射激光的光源和用于反射光源发射出的激光的棱镜（1）组成；

传感器包括用于采集打卡者指纹数据的指纹采集传感器（4）、用于采集打卡者脉搏数据的脉搏传感器（5）和用于判断打卡者是否使用手指表皮直接打卡的电容式人体接触传感器（6）；

光源包括用于配合指纹采集传感器（4）使用的指纹采集光源（2）和用于配合脉搏传感器（5）使用的脉搏检测光源（3）；

指纹采集光源（2）和脉搏检测光源（3）分别设于棱镜（1）的入射面，指纹采集传感器（4）的一侧安装在棱镜（1）的反射面上，另一侧表面贴附有电容式人体接触传感器（6），打卡者手指（7）的指纹面紧贴在电容式人体接触传感器（6）上，脉搏传感器（5）按压在手指（7）的背面；

所述的控制单元由微控制器、指纹采集单元、脉搏检测单元和接触检测单元组成，指纹采集单元包括指纹采集传感器（4）和指纹特征提取模块，脉搏检测单元包括脉搏传感器（5）和脉搏信号处理模块，接触检测单元包括电容式人体接触传感器（6）和接触信号处理模块；指纹采集传感器（4）的输出通过指纹特征提取模块与微控制器连接，脉搏传感器（5）的输出通过脉搏信号处理模块与微控制器连接，电容式人体接触传感器（6）的输出通过接触信号处理模块与微控制器相连。

2.根据权利要求1所述的基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置，其特征在于：所述的脉搏信号处理模块包括放大滤波电路和整形电路，脉搏传感器（5）的输出与放大滤波电路的输入连接，放大滤波电路的输出连接整形电路，整形电路的输出与微控制器相连。

3.根据权利要求1所述的基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置，其特征在于：所述的指纹采集传感器（4）包括CCD图像传感器或摄像头。

4.根据权利要求1所述的基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置，其特征在于：所述的脉搏传感器（5）包括压电薄膜pvdf传感器。

5.根据权利要求1或2所述的基于电容效应及脉搏检测的双重防伪型指纹采集装置，其特征在于：所述的微控制器包括DSP处理器。

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