CN104095449A - 一种基于指纹识别的自动化档案柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于指纹识别的自动化档案柜，包括柜体，柜体分为多个用于存储档案柜的箱体，柜体顶部一侧设置有摄像头，柜体上部设置有电气控制系统，电气控制系统包括微处理器和与其输入端相连的指纹识别传感器、摄像头、上位机和操作模块，微处理器输出端与报警器和驱动器相连，驱动器输出端与步进电机相连，步进电机输出端一路为位置输出信号，一路反馈给位置检测模块，位置检测模块输出端与微处理器输入端相连。本发明的档案柜具有自动存取物品及安全防范功能，能够节省室内空间以及对装置中存储物品实现系统管理和检索，其方便快捷、安全、节省空间且可实现智能管理，具有很高的控制精度、实时性和可靠性。

Description

一种基于指纹识别的自动化档案柜

技术领域

本发明涉及档案柜技术领域，尤其是涉及一种基于指纹识别的自动化档案柜。

背景技术

目前政府部门或者企事业单位内的机密文件都会放到档案柜内，因此档案柜的管理显得尤为重要。目前的档案柜一般都是采用人工存取管理，费时费力，管理效率低下。同时，档案柜中的档案数目较多时，需要人工制作管理清单，记录档案存取情况，长此以往难免管理可能会出现失误、混乱情况。最后，现有的档案柜管理安全性能普遍较差，对于非法入侵不能很好及时监控报警，给档案管理工作带来了安全隐患。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于指纹识别的自动化档案柜，该档案柜具有自动存取物品及安全防范功能，能够节省室内空间以及对装置中存储物品实现系统管理和检索。该档案柜具有传统档案柜无法比拟的方便快捷、安全、节省空间以及可实现智能管理的优点；而通过采用ARM芯片对档案柜电气系统的各个模块进行控制，使储物系统具有很高的控制精度、实时性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种基于指纹识别的自动化档案柜，包括柜体，的其特征在于：所述柜体分为多个用于存储档案柜的箱体，所述柜体顶部一侧设置有摄像头，柜体上部设置有电气控制系统，所述电气控制系统包括微处理器和与其输入端相连的指纹识别传感器、摄像头、上位机和操作模块，所述微处理器输出端与报警器和驱动器相连，所述驱动器输出端与步进电机相连，所述步进电机输出端一路为位置输出信号，一路反馈给位置检测模块，所述位置检测模块输出端与微处理器输入端相连。

进一步地，所述微处理器为LPC2210ARM芯片。

进一步地，所述位置检测模块输出端与微处理器的GPIO口相连，GPIO口还接入报警信号。

进一步地，所述指纹识别传感器为FPS200指纹识别传感器芯片。

进一步地，所述上位机通过RJ-45接口电路与微处理器相连。

进一步地，所述摄像头通过USB接口与微处理器相连。

进一步地，所述位置检测模块采用3只LJ18A33-8-Z/BX型电感式接近开关。

进一步地，所述箱体为六个，六个箱体背面的三个竖直方向上粘贴有金属片。

进一步地，所述操作模块为触摸屏式人机交互界面。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明的档案柜具有自动存取物品及安全防范功能，能够节省室内空间以及对装置中存储物品实现系统管理和检索。该档案柜具有传统档案柜无法比拟的方便快捷、安全、节省空间以及可实现智能管理的优点；而通过采用ARM芯片对档案柜电气系统的各个模块进行控制，使储物系统具有很高的控制精度、实时性和可靠性。

附图说明

图1本发明的自动化档案柜电气系统整体结构框图；

图2本发明的自动化档案柜外部结构示意图；

图3本发明的自动化档案柜位置检测电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，一种基于指纹识别的自动化档案柜，包括柜体，所述柜体分为多个用于存储档案柜的箱体，所述柜体顶部一侧设置有摄像头3，柜体上部设置有电气控制系统，所述电气控制系统包括微处理器1和与其输入端相连的指纹识别传感器2、摄像头3、上位机4和操作模块9，所述微处理器1输出端与报警器5和驱动器6相连，所述驱动器6输出端与步进电机7相连，所述步进电机7输出端一路为位置输出信号，一路反馈给位置检测模块8，所述位置检测模块8输出端与微处理器1输入端相连。

本实施例中，所述微处理器1为LPC2210ARM芯片。该控制器具有如下特点：

(1)集成了ARM7TDMI(-S)处理器核，具有高性能的32位RISC体系结构，片内128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟频率下运行。

(2)具有16KB片内SRAM，32位数据总线宽度，系统最大可扩展64MB存储器。

(3)芯片内部具有UART、I2C、SPI、PWM、ADC和定时器外围部件，功能强大。

LPC2210丰富的片内外资源、快速的响应性和较高的性价比都很适于作为智能储物系统下位机的主控制器。LPC2210控制芯片接收来自上位机的控制指令和位置检测传感器反馈的被选择箱体的位置信号，通过控制算法运算，直接输出PWM控制信号，经光运电隔离和步进电机驱动器的功率放大后，控制步进电机行。当智能储物系统遭到破坏时，LPC2210接收到报警信号后对报警器发送控制指令，使报警系统迅速启动，实现现场报警或远程拨号报警。远程拨号电话号码可由用户通过上位机人机交互界面预先设置。

执行机构采用步进电机拖动机械传动机构，进而带动储物箱体运动，LPC2210芯片是整个步进电机控制的核心部分，它接收来自上位机的箱体选择指令，经过ARM控制中心的解读和转译，并与位置反馈信号进行比较、运算后，由LPC2210控制系统的PWM口送出步进电机的方向和位移控制量。控制信号经光电隔离和电机驱动部分的功率放大后，控制步进电机的运行，步进电机运转带动机械传动机构运动，以使被选择储物箱体到达预定位置。为保护ARM控制系统，减小外界信号干扰，各传感器、执行机构与LPC2210之间均采用光电耦合器进行信号隔离。

该档案柜共有六只储物箱体，储物箱体位置信号的检测采用3只LJ18A33-8-Z/BX型电感式接近开关，这种接近开关由LC高频振荡器和放大处理电路组成，它利用金属物体在接近传感器感应头时产生的涡流效应而达到控制开关通或断的目的。当有金属物体接近传感器的感应头时，传感器的输出信号则会由高电平转化为低电平，这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。

根据LJ18A33-8-Z/BX型电感式接近开关的工作原理，在六只储物箱体背面的3个竖直方向上粘贴金属片，粘贴的位置与安装传感器感应头的位置垂直对应。依据储物箱体上金属片粘贴的位置对箱体编号为：001、010、011、100、101、110，当储物箱体经过传感器的感应头时，有金属片经过的传感器输出为低电平，而没有金属片经过的传感器输出为高电平。为保护LPC2210系统，减小外界信号干扰，传感器的输出信号经过光电耦合器进行信号隔离后由LPC2210的GPIO接口输入LPC2210控制系统，如图3所示。

报警器采用单片机芯片AT89S52作为中央处理器。AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8KBflash可编程、256B RAM、32位I/O口、3个16位定时器/计数器和看门狗定时器、全双工串行口、片内晶振和时钟电路，该报警器以公用电话线作为信息传输媒体，具有现场声报警和远程自动拨号报警功能。

当自动储物系统的箱体外壳或是系统的电磁门遭到破坏，LPC2210系统在接收到报警信号后，通过GPIO接口向报警器的AT89S52芯片输出控制信号，AT89S52接到信号后控制报警器中的双音多频发送/接收电路和语音报警电路实现报警控制。此时报警器除了可以提供现场120dB的高响度警笛外，还能够快速启动报警器的自动拨号程序。报警器将自动顺序拨打用户设置的6组报警电话号码，并能依次循环拨打，直至得到回应。报警电话号码可由用户预先进行设置。报警器还可设置用户密码，并且安装看门狗电路，故死机后能自动恢复正常运行。

本实施例中，所述指纹识别传感器2为FPS200指纹识别传感器芯片。

本实施例中，所述上位机4通过RJ-45接口电路与微处理器1相连。

本实施例中，所述摄像头3通过USB接口与微处理器1相连。

本档案柜电气系统总体上说由上位机、物品存取软件和以下位机为核心的自动控制执行机构组成。上位机为一台内部安装了物品存取软件的PC机，它为电气系统提供人机交互平台，实现系统的用户验证功能、物品存取界面显示、存储物品的管理和检索功能。以基于LPC2210的下位机为核心的自动控制执行机构接收上位机发送的控制指令，通过自动控制使被选中的储物箱体到达预定的位置来实现物品的自动存取和异常情况下的快速报警功能。整个系统被安装在一个坚固、密封的金属箱体中。该金属箱体可以被嵌入到非承重墙体中或者作为房屋隔断使用。其大小可根据用户需要做成整面墙或为墙体的一部分。与传统保险柜相比，它非常隐蔽，而且合理、有效地利用了室内空间。储物系统存取物品的窗口可以根据用户的愿望开在箱体表面的任何位置，门内安装有电磁锁。存储物品用的箱体由多个小箱体组成，数量和内部结构根据用户需要确定，这些小箱体通过悬挂装置悬挂于机械传动机构上。

本系统的操作简单、方便，首先用户将手指按压在指纹识别传感器上进行指纹识别，微处理器系统通过指纹比对和相应授权信息验证操作人员合法性，验证成功方可对操作模块进行操作(操作模块为触摸屏式人机交互界面)，操作模块可实现指令输入和档案信息显示等功能。使用者此时通过操作界面可以取出和归还物品，当关闭柜门后，微处理器系统通过位置检测模块的检测信息与前次信息对比，自动得出使用者该次操作借出和归还的物品；最后微处理器系统将开门时间、使用者图像、借出和归还物品等相关信息记录到存储区。管理员可以通过上位PC随时查询物品借出和归还的详细记录。该系统还提供非正常情况下的报警功能，以提高安全性。

具体地，操作在该界面中用户选择对物品进行操作的类型，是存物品还是取物品。选择完成后，进入下一步的具体物品选择界面，用户选择需要存或取的物品。选择确定后，上位机通过PC机的串行通讯口发送控制指令至下位机的LPC2210。LPC2210接到指令，进行解读、转译，生成新的控制信号发送到步进电机。与此同时，位置传感器对储物小箱体的位置进行检测，检测到的位置反馈信号与位置给定信号进行实时比较，控制步进电机运转。步进电机运转带动机械传动机构运动，控制被选择的储物小箱体准确地停放在取物窗口，同时，取物窗门内的电磁锁自动打开，用户进行物品存取操作。操作完成后，用户可通过计算机上显示的修改物品记录界面增、删物品记录，实现物品清单的更新，以备检索时使用。如果装置窗口门或装置外壳遭到破坏被强行打开，报警系统将自动启动，实现现场报警或远程拨号报警，远程拨号号码可由用户通过人机交互界面预先输入。

系统不但具有储物功能，而且还具有保险柜功能。与传统的储物橱柜、保险柜相比，它省去了人工爬上、爬下的存取，对物品的存取实现了自动化，省时、省力。系统还可以根据用户的不同需求进行个性化的设计。储存的物品能够通过计算机进行系统管理，它具有的检索功能可以使你在众多的储存物品中方便、快捷地找到所需要的物品。系统所具有的快速报警功能能够提供快速的现场与远程报警，这使它的安全防范性能大大提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于指纹识别的自动化档案柜，包括柜体，的其特征在于：所述柜体分为多个用于存储档案柜的箱体，所述柜体顶部一侧设置有摄像头(3)，柜体上部设置有电气控制系统，所述电气控制系统包括微处理器(1)和与其输入端相连的指纹识别传感器(2)、摄像头(3)、上位机(4)和操作模块(9)，所述微处理器(1)输出端与报警器(5)和驱动器(6)相连，所述驱动器(6)输出端与步进电机(7)相连，所述步进电机(7)输出端一路为位置输出信号，一路反馈给位置检测模块(8)，所述位置检测模块(8)输出端与微处理器(1)输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的自动化档案柜，其特征在于：所述微处理器(1)为LPC2210ARM芯片。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于指纹识别的自动化档案柜，其特征在于：所述位置检测模块(8)输出端与微处理器(1)的GPIO口相连，GPIO口还接入报警信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的自动化档案柜，其特征在于：所述指纹识别传感器(2)为FPS200指纹识别传感器芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的自动化档案柜，其特征在于：所述上位机(4)通过RJ-45接口电路与微处理器(1)相连。

6.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的自动化档案柜，其特征在于：所述摄像头(3)通过USB接口与微处理器(1)相连。

7.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的自动化档案柜，其特征在于：所述位置检测模块(8)采用3只LJ18A33-8-Z/BX型电感式接近开关。

8.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的自动化档案柜，其特征在于：所述箱体为六个，六个箱体背面的三个竖直方向上粘贴有金属片。

9.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的自动化档案柜，其特征在于：所述操作模块(9)为触摸屏式人机交互界面。