CN107154099A - 一种指静脉智能门锁及工作流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指静脉智能门锁及工作流程，包括指静脉门锁主体及电路板，所述电路板包括核心处理模块、指静脉模块、智能语音模块、声音报警模块、触摸按键模块、电源模块及显示模块，本发明采用指静脉活体识别技术，区别于一般的指纹式锁具，能够有效防止用技术手段仿造模板进行开锁，同时本发明的门锁采用电机开锁，比现有的电磁开锁更安全有效。

Description

一种指静脉智能门锁及工作流程

技术领域：

本发明属于指静脉识别技术领域，尤其涉及一种指静脉智能门锁及工作流程。

背景技术：

目前，市场上常见的是各类指纹式智能门锁。但由于指纹锁是由电子零件构成，电子零件的损坏、生效，指纹锁的电源故障，指纹锁的指纹采集器的人为破坏，都可能影响指纹锁的正常开启。并且指纹锁的指纹采集效果并不理想，经常会出现因为手指沾灰沾水后不能识别的情况，并且指纹容易被仿造，不是很安全。本发明的指静脉门锁通过识别活体指静脉来进行个体识别，解决了上述问题。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种指静脉智能门锁及工作流程。

本发明的一种指静脉智能门锁，包括指静脉门锁主体及电路板，所述指静脉门锁主体正面从上至下依次设有显示屏、指静脉识别面板、触摸面板及前把手，背面上端设有电池盒盖，背面与前把手相对应位置设有后把手，所述静脉门锁主体正面内壁上设有电机，所述电机下方连接有电机推杆，所述电机推杆下方对应设置有卡销，所述卡销一端设于联轴内，所述前把手相对应位置于指静脉门锁主体内壁上设有锁芯连杆，锁芯连杆一端贯穿联轴，另一端连接锁芯，所述指静脉门锁主体内部还设有扬声器，所述电路板设于指静脉门锁主体内部，所述电路板包括核心处理模块、指静脉模块、智能语音模块、声音报警模块、触摸按键模块、电源模块及显示模块，所述核心处理模块分别与指静脉模块、智能语音模块、声音报警模块、触摸按键模块、电源模块及显示模块连接，所述核心处理模块及电源模块均连接电机，所述指静脉模块连接指静脉识别面板，所述智能语音模块及声音报警模块均连接扬声器，所述触摸按键模块连接触摸面板，所述电源模块连接有电池，所述显示模块连接显示屏。

优选的，所述指静脉门锁主体上还设有USB供电口。

优选的，所述电池设于电池盒盖内部的电池仓内。

优选的，所述核心处理模块采用STM32F205单片机。

优选的，所述智能语音模块采用WT588C16-16S智能语音芯片。

优选的，所述触摸按键模块采用十二路电容式触摸芯片。

优选的，所述电源模块采用RT9179芯片。

优选的，所述显示屏为0.96寸128*64分辨率的OLED屏幕。

本发明的一种指静脉智能门锁工作流程，包括以下步骤：

（1）静脉扫描：将手指放于指静脉识别面板上，指静脉识别面板在手指一方发射近红外线，透射手指，在手指另一方，照相机拍摄静脉图像；

（2）图像校正：调整拍摄图像的位置和角度，使其符合规格；

（3）特征提取：根据得到的图像，提取指静脉分布图像，得到特征图；

（4）图像对比与匹配：将得到的特征图与数据库中的原始模版进行比对，计算相关性，若匹配，则通过，若不匹配，则被拒绝。

本发明有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果是安全性有很大的提高，不易被套用模板开锁，不会遗失、不会被窃、无记忆密码负担。不受表皮粗糙、外部环境(温度、湿度)的影响，适用人群广，不可复制、不可伪造，安全便捷且不易被暴力开锁，同时识别准确率和识别速度相比指纹锁有了很大的提高。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为指静脉智能门锁正面结构示意图；

图2为指静脉智能门锁背面结构示意图；

图3为锁门时锁内部状态示意图；

图4是开门时锁内部状态示意图；

图5是核心处理模块电路图；

图6是触摸按键模块电路图；

图7是智能语音模块电路图；

图8是电源模块电路图；

图9是指静脉智能门锁电路板逻辑图。

图中：1-显示屏；2-指静脉识别面板；3-触摸面板；4-前把手；5-锁芯；6-后把手；7-电机；8-电机推杆；9-锁芯连杆；10-卡销；11-联轴；12-扬声器；13-USB供电口。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-9所示，本实施例的一种指静脉智能门锁，包括指静脉门锁主体及电路板，所述指静脉门锁主体正面从上至下依次设有显示屏1、指静脉识别面板2、触摸面板3及前把手4，背面上端设有电池盒盖，背面与前把手4相对应位置设有后把手6，所述静脉门锁主体正面内壁上设有电机7，所述电机7下方连接有电机推杆8，所述电机推杆8下方对应设置有卡销10，所述卡销10一端设于联轴11内，所述前把手4相对应位置于指静脉门锁主体内壁上设有锁芯连杆9，锁芯连杆9一端贯穿联轴11，另一端连接锁芯5，所述指静脉门锁主体内部还设有扬声器12，所述电路板设于指静脉门锁主体内部，所述电路板包括核心处理模块、指静脉模块、智能语音模块、声音报警模块、触摸按键模块、电源模块及显示模块，所述核心处理模块分别与指静脉模块、智能语音模块、声音报警模块、触摸按键模块、电源模块及显示模块连接，所述核心处理模块及电源模块均连接电机，所述指静脉模块连接指静脉识别面板，所述智能语音模块及声音报警模块均连接扬声器，所述触摸按键模块连接触摸面板，所述电源模块连接有电池，所述显示模块连接显示屏。

具体地，核心处理模块采用STM32F205做控制核心，主要功能包括：与指静脉模块进行通信，控制一个小型直流电机来实现开锁。指静脉模块是否供电可由程序控制，不使用的时候就可以切断指静脉模块供电，进入低功耗模式。如图5，Finger Vein_ON_PB1引脚给高电平时，三极管T1导通，此时PMOS管K1栅源电压为负值，则K1也导通，5V电源通过PMOS给指静脉模块供电。核心处理器与指静脉的通信方式是TTL电平的USART串口。

触摸按键模块采用十二路电容式触摸芯片，该芯片与核心处理模块的通信方式是IIC协议，如图6，具有灵敏度高的特点，触摸面板处的数字由核心处理模块的12个可智能控制的LED做背光，在光线很暗的情况下也能清楚地看到要触摸的数字，该背光是智能控制的，在不需要开锁的情况下关闭，进入休眠模式。显示屏采用0.96寸128*64分辨率的OLED屏幕，该屏幕不需要背光，功耗低。

智能语音模块采用WT588C16-16S智能语音芯片，该芯片有16M的存取空间，可以存取256段语音，并且其可以直接驱动8Ω0.5W的扬声器，不需要音频功率放大器，外围电路简单。如图7所示，WT588C16-16S芯片与核心处理模块通信采用三线串口模式。内部Flash接口直接通过芯片引脚引出来，采用H2在线下载接口可以直接把语音片段下载到内部Flash里面，方便快捷。

电源模块在干电池电量不足时有语音提示，并把供电方式切换到备用电源接口，可用USB供电口13为其供电，以防止没电开不了门的情况。如图8所示，电源模块采用低压差的线性稳压芯片RT9179，端子H1目的是连接后面锁的干电池和恢复出厂设置按键，电池电压可通过核心处理模块的内部ADC PC5引脚采样，单电池电量低于一定的值时，系统会报警，通过智能语音提示更换电池。

本实施例的一种指静脉智能门锁工作流程，包括以下步骤：

（1）静脉扫描：将手指放于指静脉识别面板上，指静脉识别面板在手指一方发射近红外线，透射手指，在手指另一方，照相机拍摄静脉图像；

（2）图像校正：调整拍摄图像的位置和角度，使其符合规格；

（3）特征提取：根据得到的图像，提取指静脉分布图像，得到特征图；

（4）图像对比与匹配：将得到的特征图与数据库中的原始模版进行比对，计算相关性，若匹配，则通过，若不匹配，则被拒绝。

指静脉模块识别工作原理：依据人类手指中流动的血液可吸收特定波长的光线，而使用特定波长光线对手指进行照射，可得到手指静脉的清晰图像。利用这一固有的科学特征，将实现对获取的影像进行分析、处理，从而得到手指静脉的生物特征，再将得到的手指静脉特征信息与事先注册的手指静脉特征进行比对，从而确认登录者的身份。不易受到手指状态的影响，识别效率和准确率都有很大的提高。采用红外光线从手指的正上方照射，照射后血液内的红细胞吸收红外在我们的红外相机下呈现为黑色，其他部分为白色，将手指放在指静脉模块上，传感器会感应到有手指放在采集模块上，若是初次使用需要先建模，建模的过程是：从菜单选择进入建模模式，之后相机会连续采集多幅图像，处理器将所有图像进行综合建模，建完模型后存到系统的ROM里，退出建模界面，再次使用时，当传感器检测到手指后，相机将会多次采集图像并且通过处理器与模型比较确定是不是同一个手指。

电机开锁工作原理：首先需要在电池仓内安装四节五号干电池，安装完成后，扬声器会提示请输入初始化密码同时显示屏上会显示相应的文字，通过触摸面板上的按键输入初始化密码后根据语音和屏幕提示输入新密码，然后根据语音以及屏幕提示将手指放到指静脉识别面板上连续三次建立指静脉模板，采集完成后屏幕会显示相应ID，第一个注册者为管理员，以后添加和删除其他手指，首先需要管理员认证后才能操作。若要更换管理员需要长按初始化按钮后方可进行。当关门时，将门带上后上提前门把手即可锁门，此时锁进入低功耗模式，开门时，将手指放到指静脉识别面板上，Touch传感器接收到按压信息，锁进入正常工作模式，若指静脉匹配成功，电机顺时针旋转25圈，电机推杆推出将卡销压入到联轴中，此时把手与锁芯连接起来，实现开锁，开锁后30S后电机逆时针旋转25圈，电机推杆收回卡销由弹簧推出，此时把手与锁芯断开连接，带上门上提前把手实现锁门。当指静脉识别错误大于五次会进入1分钟保护时间，一分钟后才可重新尝试。

本发明提供了一种指静脉智能门锁及工作流程，解决市面上现有指纹锁识别效果不理想尤其是手指沾上水沾上灰尘后，还有解决安全性问题，采用活体识别技术，防止被用技术手段仿造模板开锁。同时我们的锁采用电机开锁，比现有的电磁开锁更安全有效。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种指静脉智能门锁，其特征在于：包括指静脉门锁主体及电路板，所述指静脉门锁主体正面从上至下依次设有显示屏、指静脉识别面板、触摸面板及前把手，背面上端设有电池盒盖，背面与前把手相对应位置设有后把手，所述静脉门锁主体正面内壁上设有电机，所述电机下方连接有电机推杆，所述电机推杆下方对应设置有卡销，所述卡销一端设于联轴内，所述前把手相对应位置于指静脉门锁主体内壁上设有锁芯连杆，锁芯连杆一端贯穿联轴，另一端连接锁芯，所述指静脉门锁主体内部还设有扬声器，所述电路板设于指静脉门锁主体内部，所述电路板包括核心处理模块、指静脉模块、智能语音模块、声音报警模块、触摸按键模块、电源模块及显示模块，所述核心处理模块分别与指静脉模块、智能语音模块、声音报警模块、触摸按键模块、电源模块及显示模块连接，所述核心处理模块及电源模块均连接电机，所述指静脉模块连接指静脉识别面板，所述智能语音模块及声音报警模块均连接扬声器，所述触摸按键模块连接触摸面板，所述电源模块连接有电池，所述显示模块连接显示屏。

2.根据权利要求1所述的一种指静脉智能门锁，其特征在于：所述指静脉门锁主体上还设有USB供电口。

3.根据权利要求1所述的一种指静脉智能门锁，其特征在于：所述电池设于电池盒盖内部的电池仓内。

4.根据权利要求1所述的一种指静脉智能门锁，其特征在于：所述核心处理模块采用STM32F205单片机。

5.根据权利要求1所述的一种指静脉智能门锁，其特征在于：所述智能语音模块采用WT588C16-16S智能语音芯片。

6.根据权利要求1所述的一种指静脉智能门锁，其特征在于：所述触摸按键模块采用十二路电容式触摸芯片。

7.根据权利要求1所述的一种指静脉智能门锁，其特征在于：所述电源模块采用RT9179芯片。

8.根据权利要求1所述的一种指静脉智能门锁，其特征在于：所述显示屏为0.96寸128*64分辨率的OLED屏幕。

9.一种指静脉智能门锁工作流程，其特征在于：包括以下步骤：

（1）静脉扫描：将手指放于指静脉识别面板上，指静脉识别面板在手指一方发射近红外线，透射手指，在手指另一方，照相机拍摄静脉图像；

（2）图像校正：调整拍摄图像的位置和角度，使其符合规格；

（3）特征提取：根据得到的图像，提取指静脉分布图像，得到特征图；

（4）图像对比与匹配：将得到的特征图与数据库中的原始模版进行比对，计算相关性，若匹配，则通过，若不匹配，则被拒绝。