CN104331962A - 一种置物柜指纹识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种置物柜指纹识别系统，包括指纹锁控制模块及机械锁结构模块；指纹锁控制模块安装在置物柜上，包括指纹识别模块及控制模块，指纹识别模块与控制模块电连接，而控制模块还与机械锁结构模块电连接，机械锁结构模块安装在置物柜的柜子单元上，控制模块根据指纹识别模块获取的指纹信息开启机械锁结构模块。本发明可以使置物柜实现上锁及开锁较为方便，且降低使用成本。

Description

一种置物柜指纹识别系统

技术领域

本发明涉及一种置物柜指纹识别系统。 

背景技术

现有技术中，置物柜的锁控装置通常为机械锁，每一柜体单元设置一机械锁，且每一机械锁设置一机械钥匙，置物后旋转钥匙锁上所述机械锁，锁上后取下钥匙，其缺陷在于：钥匙取下后，容易丢失，使得置物柜机械锁无法打开，需专人管理该柜体钥匙，而甚至出现管理人员将全部钥匙丢失，此时，需采用外力破坏柜体，取出置物，使用非常不方便。 

为解决上述问题，现有技术中出现置物柜条形码开锁，每一柜体单元设置一机械锁，在柜体上设置控制单元，按压控制单元上的按钮，控制空置的柜体单元机械锁打开，并输出一匹配条形码，将物品置于柜体单元后，手动锁上柜体单元机械锁；需取出物品时，条形码读取装置读取条码信息，打开对应的柜体单元机械锁，其缺陷在于：条形码随身携带同样容易丢失，因此，需要每一柜体单元设置应急开锁结构，使得结构较为复杂，且需专人管理应急开锁钥匙，增加使用成本。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种置物柜指纹识别系统，以使置物柜实现上锁及开锁较为方便，且降低使用成本。 

为达成上述目的，本发明的解决方案为： 

一种置物柜指纹识别系统，包括指纹锁控制模块及机械锁结构模块；指纹锁控制模块安装在置物柜上，包括指纹识别模块及控制模块，指纹识别模块与控制模块电连接，而控制模块还与机械锁结构模块电连接，机械锁结构模块安装在置物柜的柜子单元上，控制模块根据指纹识别模块获取的指纹信息开启机械锁结构模块。

进一步，控制模块设有USB接口，USB接口与USB紧急钥匙匹配使用，USB紧急钥匙的电路模块上设有具有唯一身份识别码的芯片，通过GND、VCC、DQ、IN 4根线与控制模块相连，其中，DQ为USB紧急钥匙与控制模块的数据传输线，IN与控制模块上MCU的I/O相连，USB紧急钥匙上设有控制IN线通断的机械开关。 

进一步，控制模块设有USB接口，USB接口与USB紧急钥匙匹配使用，USB紧急钥匙的电路模块上设有IIC接口的存储芯片；USB紧急钥匙通过GND、VCC、SCL、SDA、IN 5根线与控制模块相连，其中，SCL及SDA用于与控制模块上的MCU通信，IN与控制模块上MCU的I/O相连，USB紧急钥匙上设有控制IN线通断的机械开关。 

进一步，置物柜的每一柜子单元上安装指纹锁控制模块及机械锁结构模块，指纹锁控制模块一一对应控制开启机械锁结构模块。 

进一步，置物柜的每一柜子单元上安装机械锁结构模块，一个指纹锁控制模块通过电线控制开启多个机械锁结构模块。 

进一步，置物柜的每一柜子单元上安装机械锁结构模块，一个指纹锁控制模块通过电线控制开启多个机械锁结构模块，且机械锁结构模块及指纹锁控制模块通过电线与中控器连接。 

进一步，置物柜的每一柜子单元上安装机械锁结构模块，一个指纹锁控制模块通过电线控制开启多个机械锁结构模块，且指纹锁控制模块通过电力线与中控器连接。 

进一步，置物柜的每一柜子单元上安装机械锁结构模块，一个指纹锁控制模块通过电线控制开启多个机械锁结构模块，且指纹锁控制模块通过无线收发机与中控器无线连接。 

一种置物柜指纹识别方法，包括以下步骤： 

一，在置物柜上安装指纹锁控制模块，并在置物柜的每一柜子单元上安装机械锁结构模块；指纹锁控制模块包括指纹识别模块及控制模块，指纹识别模块与控制模块电连接，而控制模块还与机械锁结构模块电连接；一个指纹锁控制模块通过电线控制开启多个机械锁结构模块；

二，在指纹锁控制模块上设置存储器，经由指纹识别模块输入的指纹图案存入指纹存储区，指纹存储区存入指纹图案后，其对应的指标位元变成数字“1”，而空白的指纹存储区对应的指标位元维持数字“0”；每个柜子单元对应一个指纹存储区和指标位元，手指感触指纹识别模块输入指纹图案到指纹存储区后，空白的指纹存储区由指标位元数字“0”改变为指标位元数字“1”；指纹输入完成后，再次感触指纹控制模块时，指纹锁控制模块进行指纹辨识，在确认与先前存入的指纹吻合后，开启机械锁结构模块，打开柜门。

采用上述方案后，本发明在置物柜上安装指纹锁控制模块，在置物柜的柜子单元上安装机械锁结构模块，控制模块根据指纹识别模块获取的指纹信息开启机械锁结构模块，其只需指纹信息即可实现柜门开启，无需使用匹配设备，使得置物柜实现上锁及开锁较为方便，且降低使用成本。 

附图说明

图1A为本发明指纹锁控制模块正面结构示意图； 

图1B为本发明指纹锁控制模块背面结构示意图；

图2为本发明的结构框图；

图3为本发明控制模块USB接口与USB紧急钥匙匹配使用示意图；

图4A为本发明具体应用架构示意图一；

图4B为本发明具体应用架构示意图二；

图5A为本发明具体应用架构示意图三；

图5B及图5C为图5A所示应用架构的辨识空白柜示意图；

图6为本发明具体应用架构示意图四；

图7为本发明具体应用架构示意图五；

图8为本发明具体应用架构示意图六；

图9为本发明管理员指纹输入流程图；

图10为本发明指纹删除流程图；

图11为本发明添加多位管理员指纹输入流程图；

图12A为本发明添加用户指纹方式一流程图；

图12B为本发明添加用户指纹方式二流程图；

图13为本发明管理员开锁流程图；

图14为本发明用户开锁流程图。

标号说明 

指纹锁控制模块1            指纹识别模块11

控制模块12                  USB接口121

指纹输入区13                显示屏14

功能按键151                 删除指纹按键152

增加指纹按键153             电源按键16 

紧急删除按键17              电池安装盖18

机械锁结构模块2             U SB紧急钥匙3  

机械开关31                  置物柜4 

柜子单元41                  电线5

中控器6                     电力线7

无线收发机8。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。 

参阅图1A至图8所示，本发明揭示的一种置物柜指纹识别系统，包括指纹锁控制模块1及机械锁结构模块2。 

指纹锁控制模块1安装在置物柜上，如图2所示，包括指纹识别模块11及控制模块12，指纹识别模块11与控制模块12电连接，而控制模块12还与机械锁结构模块2电连接，机械锁结构模块2安装在置物柜的柜子单元上，控制模块12根据指纹识别模块11获取的指纹信息开启机械锁结构模块2，实现打开柜门。 

如图1A及图1B所示，指纹锁控制模块1还包含下述功能区域：指纹输入区13，透过指纹传感器读取指纹，该指纹传感器的辨识方式包含刮擦式、面积式或光学式等；显示屏14，可采用LCD或OLED等材质，用来提示操作步骤、显示指纹编号和警示电池电力不足等；三个供管理员使用的按键：功能按键151、删除指纹按键152和增加指纹按键153，管理员可以是一位或数位，用户也可以是一位或数位，此三个按键用来控制管理员和用户的指纹输入与指纹删除等；启动电源按键16，可以是普通按键或投币式按键等，用来唤醒处于待机备用状况下的电池，进行指纹输入或辨识动作；紧急删除按键17置于背面，具有紧急删除用户指纹的功能；电池安装盖18下面是电池置放区。 

如图3所示，控制模块12设有USB接口121，USB接口121与USB紧急钥匙3匹配使用，USB紧急钥匙3的电路模块上设有具有唯一身份识别码的芯片（如DS18B20芯片），通过GND、VCC、DQ、IN 4根线与控制模块12相连，其中，DQ为USB紧急钥匙3与控制模块12的数据传输线，IN与控制模块12上MCU的I/O相连，USB紧急钥匙3上设有控制IN线通断的机械开关31。 

USB紧急钥匙3连上柜锁后，按下USB紧急钥匙3上的机械开关31，IN线接通，引发控制模块12上的MCU中断，从而启动程序读取USB紧急钥匙3上DS18B20的序列号，进而与控制模块12上预先留存的序列号比对，如果一致，则执行开锁动作。 

所述USB接口121除了提供紧急开启钥匙插口功能外，还提供如紧急电源插口、指纹备份插口等功能。 

或者，控制模块12设有USB接口121，USB接口121与USB紧急钥匙3匹配使用，USB紧急钥匙3的电路模块上设有IIC接口的存储芯片，并在指定的地址存放有一个预先设定的数值；USB紧急钥匙3通过GND、VCC、SCL、SDA、IN 5根线与控制模块12相连，其中，SCL及SDA用于与控制模块12上的MCU通信，IN与控制模块12上MCU的I/O相连，USB紧急钥匙3上设有控制IN线通断的机械开关31。 

USB紧急钥匙3连上柜锁时，按下USB紧急钥匙3上的机械开关31，IN线接通，引发控制模块12上的MCU中断，从而启动程序读取USB紧急钥匙3上IIC接口存储芯片在指定地址存放的预留数据，进而与控制模块12上预留数据比对，如果一致，则执行开锁动作。 

如图4A所示，置物柜4的每一柜子单元41上安装指纹锁控制模块1及机械锁结构模块2（在图4A中未示出），指纹锁控制模块1一一对应控制开启机械锁结构模块2。 

在该应用架构中总共有35个柜子，横向有7列，纵向有5层，每个柜子单元41配置一个指纹锁控制模块1，且设置有一个编号如L11。每个柜门的开启由该柜子单元41的指纹锁控制模块1独立控制。 

如图4B所示，置物柜4的每一柜子单元41上安装指纹锁控制模块1及机械锁结构模块2（在图4A中未示出），指纹锁控制模块1一一对应控制开启机械锁结构模块2，与图4A不同，在该应用架构中，柜子单元41数目可以是1个或数个，每个柜子单元41随意摆置，无需编号，彼此不需要相邻。 

如图5A所示，置物柜4的每一柜子单元41上安装机械锁结构模块2，一个指纹锁控制模块1通过电线5控制开启多个机械锁结构模块2。 

在该应用架构中，总共有35个柜子单元41，横向有7列，纵向有5层，每层柜子单元41形成一个区块，如A区块、B区块等。每个区块有一个柜子单元41，如A区块的柜子单元L14，配置一个指纹锁控制模块1，其它的柜子单元41配置有机械锁结构模块2，每个机械锁结构模块2用电线5与指纹锁控制模块1连接。每个柜子单元41配置有一个编号如L11。在同区块中每个柜子单元41柜门的开启由该区块配置的指纹锁控制模块1控制。 

所述一个指纹锁控制模块1通过电线5控制开启多个机械锁结构模块2时，通过以下方法识别空白柜：在指纹锁控制模块1上设置存储器，经由指纹识别模块11输入的指纹图案存入指纹存储区，指纹存储区存入指纹图案后，其对应的指标位元变成数字“1”，而空白的指纹存储区对应的指标位元维持数字“0”，如图5B及图5C所示；每个柜子单元41对应一个指纹存储区和指标位元，手指感触指纹识别模块11输入指纹图案到指纹存储区后，空白的指纹存储区由指标位元数字“0”改变为指标位元数字“1”；指纹输入完成后，再次感触指纹控制模块时，指纹锁控制模块1进行指纹辨识，在确认与先前存入的指纹吻合后，开启机械锁结构模块2，打开柜门。 

如图6所示，置物柜4的每一柜子单元41上安装机械锁结构模块2，一个指纹锁控制模块1通过电线5控制开启多个机械锁结构模块2，且机械锁结构模块2及指纹锁控制模块1通过电线5与中控器6连接。 

在该应用架构中，总共有35个柜子单元41，横向有7列，纵向有5层，每层柜子单元41形成一个区块，如A区块、B区块等。每个区块有一个柜子单元41，如A区块的柜子单元41，L14配置一个指纹锁控制模块1，其它的柜子单元41配置有机械锁结构模块2，每个机械锁结构模块2用电线5与指纹锁控制模块1连接。每个区块的电线5分别连接中控器6，该中控器6可以是电脑、伺服器、平板电脑或手机等，中控器6透过电线5分别管理各区块的指纹锁控制模块1和机械锁结构模块2。每个柜子单元41配置有一个编号如L11。在同区块中每个柜子单元41柜门的开启由该区块配置的指纹锁控制模块1控制。 

管理者可以透过中控器6来控制与管理数个柜子区块的指纹锁控制模块1及机械锁结构模块2，例如，把存储在指纹锁控制模块1的指纹图案数据经由电线5传输到中控器6的存储器，执行用户管理；或把预先存储在中控器6的存储器的指纹图案数据传输到指定的指纹锁控制模块1，将指定的柜子单元41保留给特定的用户。管理者也可以用中控器6控制机械锁结构模块2，清除特定柜子单元41的指纹数据，暂时停止该柜子单元41的开启。 

如图7所示，置物柜4的每一柜子单元41上安装机械锁结构模块2，一个指纹锁控制模块1通过电线5控制开启多个机械锁结构模块2，且指纹锁控制模块1通过电力线7与中控器6连接。 

在该应用架构中，包含使用电力线7通信功能，总共有35个柜子，横向有7列，纵向有5层，每层柜子单元41形成一个区块，如A区块、B区块等。每个区块有一个柜子单元41，如A区块的柜子单元41，L14配置一个指纹锁控制模块1，其它的柜子单元41配置有电子信号控制开启的机械锁结构模块2，每个机械锁结构模块2用电线5与指纹锁控制模块1连接。每个区块的指纹锁控制模块1经由电力线7彼此连接，并与中控器6的电力线7接口形成一个回路。中控器6可以是电脑、伺服器、平板电脑、或手机等设备，中控器6透过电力线7分别管理各区块的指纹锁控制模块1，再透过电线5管理各个机械锁结构模块2。每个柜子单元41配置有一个编号如L11。在同区块中每个柜门的开启由该区块配置的指纹锁控制模块1控制。 

管理者可以用中控器6来控制与管理数个柜子区块的指纹锁控制模块1及机械锁结构模块2，采用电力线7通信可以把每个具有IP地址的指纹锁控制模块1进行管理，进而控制机械锁结构模块2的开启。例如，把存储在指纹锁控制模块1的指纹图案数据经由电线5传输到中控器6的存储器，执行用户管理；或把预先存储在中控器6的存储器的指纹图案数据传输到指定的指纹锁控制模块1，将指定的柜子单元41保留给特定的用户。管理者也可以透过中控器6控制指纹锁控制模块1，清除特定柜子单元41的指纹数据，暂时停止该柜子单元41的开启。 

如图8所示，置物柜4的每一柜子单元41上安装机械锁结构模块2，一个指纹锁控制模块1通过电线5控制开启多个机械锁结构模块2，且指纹锁控制模块1通过无线收发机8与中控器6无线连接。 

在该应用架构中，包含使用无线收发机8来传输无线信号，无线信号可以是Zigbee、WiFi、蓝牙或其它射频信号。中控器6传输无线信号至无线收发机8，再传输至各区块的指纹锁控制模块2，形成一个通信通道。中控器6可以是电脑、伺服器、平板电脑、或手机等设备，中控器6透过无线收发机8分别管理各区块的指纹锁控制模块2，再透过电线5管理各个指纹锁控制模块1。 

如图9至图14所示，本发明在使用时，如图9所示，管理员透过功能按键151、删除指纹按键152和增加指纹按键153来控制管理员和用户的指纹输入与指纹删除。管理员可以是一名或数名，若是数名，其中一名可以是总管理员、其他是协助管理员。用户也可以是一名或数名。首先总管理员触按功能按键151，再触按删除指纹按键152以删除指纹模块里剩余的指纹。其次输入总管理员指纹并进行指纹认证，若认证失败，可以重复认证三次，若三次均失败，则总管理员指纹输入失败，触按功能按键151并退出此流程；若认证成功，则输入同一手指的第二枚指纹；根据指纹模块的设计要求，可以决定是否要输入同一手指的第三枚指纹。在成功输入要求的指纹枚数后，触按功能按键151并推出此流程。 

输入管理员指纹可以采用分层制度。总管理员可以输入所有指纹，包含总管理员本身、协助管理员和用户等。协助管理员不能输入总管理员和其他协助管理员的指纹，但是可以输入用户的指纹。用户可以在管理员同意下输入指纹、或自行输入指纹。 

如图10所示，管理员触按功能按键151，输入管理员指纹并进行指纹认证，若认证失败，可以重复认证三次，若三次均失败，则管理员指纹输入失败，触按功能按键151并退出此流程；若认证成功，则触按删除指纹按键152并进行删除指纹验证，若验证失败，可以重复删除程序。删除验证成功后，触按功能按键151，并退出此流程。 

删除指纹可以采用分层制度。总管理员可以删除所有指纹，包含总管理员本身、协助管理员、和用户等。协助管理员不能删除总管理员和其他协助管理员的指纹，但是可以删除本身和用户的指纹。所有管理员可以透过紧急删除按键18进行删除用户指纹，该紧急删除按键可以置于柜门背面或柜内一个隐蔽的位置。用户的指纹可以在达到设定的开锁次数后自动清除，如第二次开锁后自动清除。 

如图11所示，管理员触按功能按键151，再输入管理员指纹、并进行指纹辨识。若辨识失败，可以重复输入指纹、进行辨识，若连续三次均失败，则管理员辨识失败，触按功能按键151，退出此流程；若辨识成功，则输入另一位管理员的指纹、并进行指纹认证；根据指纹模块的设计要求，可以决定是否要输入同一手指的第三枚指纹。在成功输入要求的指纹枚数后，决定是否要输入另一位管理员指纹，若要，则重复上述步骤，进行指纹输入与认证。在指纹认证时，若连续失败三次，则输入管理员指纹失败，触按功能按键151并退出此流程。 

如图12A所示，管理员触按功能按键151，再输入管理员指纹、并进行指纹辨识。若辨识失败，可以重复输入指纹、进行辨识，若连续三次均失败，则管理员指纹辨识失败，触按功能按键151，退出此流程；若辨识成功，则输入用户的指纹、并进行指纹认证；若认证成功，则输入同一手指的第二枚指纹和进行指纹认证，根据指纹模块的设计要求，可以决定是否要输入同一手指的第三枚指纹。在成功输入要求的指纹枚数后，决定是否要输入另一位用户的指纹，若要，则重复上述步骤，进行指纹输入与认证。在指纹认证时，若连续失败三次，则触按功能按键151并退出此流程，以上为管理员同意下进行的用户指纹输入。 

如图12B所示，首先用户触按启动电源按键16，再输入用户指纹、并进行指纹认证。若认证失败，可以重复输入指纹、进行认证，若连续三次均失败，则用户认证失败，触按功能按键151，退出此流程；若认证成功，则输入用户同一手指的第二枚指纹、并进行指纹认证，根据指纹模块的设计要求，可以决定是否要输入同一手指的第三枚指纹。在成功输入要求的指纹枚数后，决定是否要输入另一位用户的指纹，若要，则重复上述步骤，进行指纹输入与认证。在指纹认证时，若连续失败三次，则触按功能按键151并退出此流程，以使为用户自行输入指纹。 

如图13所示，首先管理员触按启动电源按键16，再输入管理员指纹、并进行指纹辨识。若辨识失败，可以重复输入指纹、进行辨识，若连续三次均失败，则管理员辨识失败，触按功能按键151，退出此流程；若辨识成功，则开启指纹锁、打开柜门；再触按启动电源按键16并推出此流程。 

如图14所示，用户触按启动电源按键16，再输入用户指纹、并进行指纹辨识。若辨识失败，可以重复输入指纹、进行辨识，若连续三次均失败，则用户辨识失败，触按功能按键151，退出此流程；若辨识成功、且确认是进行第一次开锁，则开启指纹锁、打开柜门，然后触按启动电源按键16并退出此流程；若辨识成功、但确认是进行第二次开锁动作，则开启机械锁结构模块2、打开柜门后，指纹锁控制模块1自动进行用户指纹清除动作，确认指纹清除完成后，用户触按启动电源按键16并退出此流程。 

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。 

Claims (8)

1.一种置物柜指纹识别系统，其特征在于：包括指纹锁控制模块及机械锁结构模块；指纹锁控制模块安装在置物柜上，包括指纹识别模块及控制模块，指纹识别模块与控制模块电连接，而控制模块还与机械锁结构模块电连接，机械锁结构模块安装在置物柜的柜子单元上，控制模块根据指纹识别模块获取的指纹信息开启机械锁结构模块。

2.如权利要求1所述的一种置物柜指纹识别系统，其特征在于：控制模块设有USB接口，USB接口与USB紧急钥匙匹配使用，USB紧急钥匙的电路模块上设有具有唯一身份识别码的芯片，通过GND、VCC、DQ、IN 4根线与控制模块相连，其中，DQ为USB紧急钥匙与控制模块的数据传输线，IN与控制模块上MCU的I/O相连，USB紧急钥匙上设有控制IN线通断的机械开关。

3.如权利要求1所述的一种置物柜指纹识别系统，其特征在于：控制模块设有USB接口，USB接口与USB紧急钥匙匹配使用，USB紧急钥匙的电路模块上设有IIC接口的存储芯片；USB紧急钥匙通过GND、VCC、SCL、SDA、IN 5根线与控制模块相连，其中，SCL及SDA用于与控制模块上的MCU通信，IN与控制模块上MCU的I/O相连，USB紧急钥匙上设有控制IN线通断的机械开关。

4.如权利要求1所述的一种置物柜指纹识别系统，其特征在于：置物柜的每一柜子单元上安装指纹锁控制模块及机械锁结构模块，指纹锁控制模块一一对应控制开启机械锁结构模块。

5.如权利要求1所述的一种置物柜指纹识别系统，其特征在于：置物柜的每一柜子单元上安装机械锁结构模块，一个指纹锁控制模块通过电线控制开启多个机械锁结构模块。

6.如权利要求1所述的一种置物柜指纹识别系统，其特征在于：置物柜的每一柜子单元上安装机械锁结构模块，一个指纹锁控制模块通过电线控制开启多个机械锁结构模块，且机械锁结构模块及指纹锁控制模块通过电线与中控器连接。

7.如权利要求1所述的一种置物柜指纹识别系统，其特征在于：置物柜的每一柜子单元上安装机械锁结构模块，一个指纹锁控制模块通过电线控制开启多个机械锁结构模块，且指纹锁控制模块通过电力线与中控器连接。

8.如权利要求1所述的一种置物柜指纹识别系统，其特征在于：置物柜的每一柜子单元上安装机械锁结构模块，一个指纹锁控制模块通过电线控制开启多个机械锁结构模块，且指纹锁控制模块通过无线收发机与中控器无线连接。