CN106655876B - 自引发报警及指纹定位获取系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自引发报警及指纹定位获取系统，所述自引发报警及指纹定位获取系统包括纳米发电机和报警系统，所述纳米发电机用于将外源物触碰产生的机械能转化为电能并输出电信号，同时收集外源物信息；所述报警系统用于接收所述纳米发电机输出的电信号，并报警实现自引发报警的同时能够收集触发报警系统的触及者的指纹，并且指纹的获取及识别方法非常简单，便于实际产业化。

Description

自引发报警及指纹定位获取系统
技术领域
本发明属于指纹定位获取及报警领域，具体涉及一种自引发报警及指纹定位获取系统。
背景技术
指纹是世界上公认的也是最重要的个体特征之一，每个人的指纹都不相同，因此指纹常被广泛应用于刑事侦探和保密工作之中。指纹可分为明显纹，即目视可见的纹路；成型稳纹，即在柔软物质，如手接触压印在蜡烛，黏土上的指纹；潜伏指纹，即经身体自然分泌物如汗液，转移形成的指纹纹路。其中，潜伏指纹目视不易发现，这类指纹是案发现场中最常见的，并且这类指纹肉眼无法看到，需要经过特别的方法及使用一些特别的化学试剂加以处理，才能显现出这类指纹。
对于潜伏指纹，如果是留在金属、玻璃、磁砖等非吸水性物品表面，检验方法相对容易，通常可以用粉末法，磁粉法等在物品表面提取出完整的指纹；而对于留在纸张、卡片、皮革、等吸水性物品表面的指纹，则必须经过化学处理才能使其显形，常用的化学处理法有:碘熏法、宁海得林（Ninhydrin)法、硝酸银法、萤光试剂法等等。近年来，一些新进的指纹识别技术也逐渐得到法庭的认可，如3D活体指纹识别技术，光学指纹识别技术等。
目前，“指纹识别”常常只作为刑侦的辅助手段，但应用不够广泛，其主要问题为：首先，“指纹比对”需要通过大型机器处理，价格和时间成本都比较高；其次，潜伏指纹显形及提取方法相对复杂，尤其是大多潜伏指纹都需要化学处理才能真正显形；最后，指纹提取前，要预先考察潜伏指纹隐形的场所，确定指纹隐藏的区域，才能进行指纹的精确提取及识别，这是一个繁琐、耗时耗力的过程。同时，现有技术中还没有可同时完成自引发报警和指纹定位获取的一体化系统。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明公开一种自引发报警及指纹定位获取系统，实现自引发报警的同时能够收集触发报警系统的触及者的指纹，并且指纹的获取及识别方法非常简单，便于实际产业化。
本发明的技术方案如下：
自引发报警及指纹定位获取系统包括纳米发电机和报警系统，所述纳米发电机用于将外源物触碰产生的机械能转化为电能并输出电信号，同时收集外源物信息；所述报警系统用于接收所述纳米发电机输出的电信号，并报警。
进一步地，所述纳米发电机为摩擦纳米发电机，包括摩擦部件和电极；所述摩擦部件用于累积外源物与摩擦部件触碰产生的感应电荷，并收集外源物信息；所述电极用于传导感应电荷并输出电信号。
进一步地，所述摩擦纳米发电机为薄膜式摩擦纳米发电机，所述摩擦部件为摩擦层；所述摩擦层材料为硝酸纤维素薄膜，利用硝酸纤维素薄膜的特殊性质，构建基于硝酸纤维素膜的薄膜式摩擦纳米发电机来实现自引发报警及相应的指纹定位获取和识别。
进一步地，所述薄膜式摩擦纳米发电机具有单电极，所述硝酸纤维素膜上镀有金属电极，所述外源物为手，依靠手触碰所述硝酸纤维素膜即可使所述薄膜式摩擦纳米发电机发电，从而引发报警，同时所述硝酸纤维素膜获取指纹。
进一步地，所述报警系统包括遥控部分和报警部分；所述遥控部分包括遥控器；所述报警部分包括报警器；所述遥控部分用于接收摩擦纳米发电机发来的电信号并引发所述遥控器工作，与此同时，所述遥控器发出信号操控所述报警器工作；所述报警部分用于接收所述遥控器发出的信号并开始报警，同时把信号传出，警示工作人员及时收集捕获、滞留在薄膜式摩擦纳米发电机上的指纹信息。
进一步地，所述薄膜式摩擦纳米发电机通过增大摩擦层面积或多个薄膜式摩擦纳米发电机通过串联和/或并联形成纳米发电机阵列，由外源物触碰产生电信号进而引发报警。
进一步地，所述金属电极为铜电极或铝电极。
进一步地，所述薄膜式摩擦纳米发电机还包括支撑基底，所述支撑基底用于支撑、固定薄膜式摩擦纳米发电机。
进一步地，所述支撑基底为柔性薄膜，所述柔性薄膜材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚四氟乙烯PTFE。
进一步地，所述自引发报警及指纹定位获取系统用于潜伏指纹定位和识别。
本发明中自引发报警系统的工作原理如下：
薄膜式摩擦纳米发电机能够收集外源物碰触产生的机械能并将机械能转化为电能，进而发出电信号，触发与之连接的遥控器，同时遥控器远程指挥相应的报警器工作，完成自引发报警，报警系统在未触发状态下不耗能。
本发明中指纹定位获取和并进一步完成潜伏指纹识别的工作原理如下：
由于构建薄膜式摩擦纳米发电机的主要材料是硝酸纤维素，而硝酸纤维素薄膜既有获取指纹的性质，又有在水溶液中浸润立刻显现潜伏指纹的特性，因此在硝酸纤维素薄膜构建的自引发报警系统工作的同时，硝酸纤维素薄膜能够获取触碰者的指纹，随后将相应的硝酸纤维素薄膜放置与水溶液中，触碰者的潜伏指纹就能立刻显现。
这一过程的优点在于：潜伏指纹隐形场所固定，不需要预先考察，提取时省时省力；其次，潜伏指纹显现过程简单，操作方便，便于产业化应用。
本发明的有益技术效果：
与现有的技术相比，本发明利用摩擦纳米发电机实现自引发报警具有以下优点：
1.本发明构建了一体化摩擦纳米发电机：本发明公开的是一种新型的一体化、单电极摩擦纳米发电机，即在硝酸纤维素膜上蒸镀铜或铝电极，依靠手的触碰就能发电。
2.报警功能的创新：本发明公开的是一种自引发报警系统，即利用摩擦纳米发电机收集动能并发出电信号的能力，直接遥控触发报警系统。
3.指纹的快速定位捕获：当人手触碰到硝酸纤维素膜时，指纹就滞留在膜的表面，触发报警系统的同时就能够捕获相应的指纹，从而解决现有潜伏指纹精确获取困难的问题。
4.对所捕获指纹可进行快速识别：即使滞留在硝酸纤维素膜表面的是潜伏指纹，由于硝酸纤维素膜的特殊性，将此膜放置于水或醋酸等溶液中即能显现相应的指纹，非常利于指纹的提取和识别，这在很大程度上简化了指纹预处理及提取过程。
5.本发明复合系统价格低廉，结构简单：摩擦纳米发电机所用的材料是一般金属和高分子材料，利用的初始能源为手的触碰，因此成本非常低廉。
附图说明
图1 本发明实施例中的自引发报警及指纹定位获取系统；
图2 本发明实施例中的薄膜式摩擦纳米发电机的结构示意图；
图3 本发明实施例中指纹捕获和识别示意图。
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描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
本实施例为一种自引发报警及指纹定位获取系统，其组成如图1所示，所述自引发报警及指纹定位获取系统包括：纳米发电机1a、遥控器1b、报警器1c。
本实施例中采用的纳米发电机1a为薄膜式摩擦纳米发电机，所述薄膜式摩擦纳米发电机通过导线与遥控器相连，带动遥控器工作，同时遥控器发出指令，触发报警器工作。
遥控器1b为信号接收转换装置，用来将薄膜式纳米发电机的交流信号转化成稳定的直流信号输出，并进一步触发报警器。
报警器1c为信号接收装置，用来收集遥控器发出的信号，并实时报警，提醒相关工作人员。
图2所示为本实施例中提出的一种薄膜式摩擦纳米发电机的结构示意图。所述薄膜式摩擦纳米发电机包括摩擦层2a，电极2b和支撑基底2c。其中摩擦层2a优选为硝酸纤维素薄膜，当外源物触碰硝酸纤维素薄膜而发生摩擦时，由于它们得失电子能力不同，因此外源物与硝酸纤维素薄膜在相互接触的瞬间，接触面上负电荷从一种材料表面转移至另一种材料表面，在硝酸纤维素薄膜表面累积感应正电荷，当两个摩擦件分离时，通过电极2b传导感应电荷，进而输出电信号。选择硝酸纤维素薄膜为摩擦部件是由于硝酸纤维素薄膜表面具有的网状细微结构能够增大摩擦时的接触表面积，从而可增加转移电荷量。所述的电极2b是由金属材料构成，优选为铜，金属铜在此不仅担当电极的角色，同时参与传导电子。支撑基底2c是柔性的薄膜，用于支撑、固定薄膜式摩擦纳米发电机，其材料优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），或聚四氟乙烯（PTFE）。
当基于硝酸纤维素膜的摩擦纳米发电机被触碰时，相应的报警器会实时报警，同时触碰者的指纹滞留在硝酸纤维素膜上。图3为本实施例中硝酸纤维膜的指纹捕获和识别示意图，膜上可以显现出不同级别的指纹。当报警器发出信号时，立刻找到触发报警器工作的薄膜式摩擦纳米发电机，同时抽取构建摩擦纳米发电机的硝酸纤维素膜，并将其放置于水溶液中，硝酸纤维素膜上的指纹立刻就能显现出来，如附图3中3a、3b、3c所示，将硝酸纤维素膜放置于电子显微镜下观察，可以看到不同放大级数的指纹图像，如附图3中3d、3e、3f所示。

Claims (7)

1.自引发报警及指纹定位获取系统，其特征在于，包括薄膜式摩擦纳米发电机和报警系统；
所述薄膜式摩擦纳米发电机用于将外源物触碰产生的机械能转化为电能并输出电信号，同时收集外源物信息；
所述报警系统用于接收所述纳米发电机输出的电信号，并报警,所述薄膜式摩擦纳米发电机包括摩擦部件和电极；
所述摩擦部件用于累积外源物与摩擦部件触碰产生的感应电荷，并收集外源物信息；
所述电极用于传导感应电荷并输出电信号；
所述摩擦部件为摩擦层；所述摩擦层材料为硝酸纤维素薄膜；
所述薄膜式摩擦纳米发电机具有单电极，所述硝酸纤维素薄膜上镀有金属电极，所述外源物为手，依靠手触碰所述硝酸纤维素薄膜使所述薄膜式摩擦纳米发电机发电，从而引发报警，同时所述硝酸纤维素薄膜获取指纹。
2.如权利要求1所述的自引发报警及指纹定位获取系统，其特征在于，所述报警系统包括遥控部分和报警部分；所述遥控部分包括遥控器；所述报警部分包括报警器；
所述遥控部分用于接收摩擦纳米发电机发来的电信号并引发所述遥控器工作，与此同时，所述遥控器发出信号操控所述报警器工作；所述报警部分用于接收所述遥控器发出的信号并开始报警。
3.如权利要求1所述的自引发报警及指纹定位获取系统，其特征在于，所述薄膜式摩擦纳米发电机通过增大摩擦层面积或多个薄膜式摩擦纳米发电机通过串联和/或并联形成纳米发电机阵列，由外源物触碰产生电信号进而引发报警。
4.如权利要求1所述的自引发报警及指纹定位获取系统，其特征在于，所述金属电极为铜电极或铝电极。
5.如权利要求1所述的自引发报警及指纹定位获取系统，其特征在于，所述薄膜式摩擦纳米发电机还包括支撑基底，所述支撑基底用于支撑、固定薄膜式摩擦纳米发电机。
6.如权利要求5 所述的自引发报警及指纹定位获取系统，其特征在于，所述支撑基底为柔性薄膜，所述柔性薄膜材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚四氟乙烯PTFE。
7.如权利要求3-6任一所述的自引发报警及指纹定位获取系统，其特征在于，所述自引发报警及指纹定位获取系统用于潜伏指纹定位识别。
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