CN108510668A - 一种指纹保管柜 - Google Patents

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Abstract

一种指纹保管柜，包括柜体、按键帽、线路板，所述柜体设有保管柜，所述保管柜设有柜门、柜锁，所述柜门、柜锁用于把所述保管柜形成可上锁开锁的容纳空间，所述按键帽设于所述柜体的表面，所述线路板设于所述柜体1的内部，包括按键、指纹传感器、柜锁驱动电路、指纹安全芯片，所述按键、指纹传感器、柜锁驱动电路均与所述指纹安全芯片连接，所述按键帽、按键用于向所述指纹安全芯片发出开柜请求信号，所述指纹传感器用于采集操作者的指纹信息传送给所述指纹安全芯片，所述柜锁驱动电路用于驱动所述柜锁，所述指纹安全芯片用于接收开箱请求信号，以及接收、存储、比对、删除指纹信息并驱动所述柜锁驱动电路。

Description

一种指纹保管柜
技术领域
本发明涉及一种保管柜，特别是一种基于指纹识别技术的指纹保管柜。
背景技术
在当今信息化和科技化的时代，生物识别正在逐渐兴起，逐步取代传统密码识别将是大势所趋。传统密码识别技术的缺点在于容易丢失、被盗，遗忘。此外，一旦别人获得了这些信息，将拥有相同的权利。生物识别却很好的弥补了传统方式的不足，而指纹识别则是市场上生物识别技术中最成熟，应用最广泛，受用户接受度最高的一种方式。
随着指纹手机和其他指纹设备的普及，用户对指纹识别的使用方法，环境和可靠性都有了非常充分的认识，相对其他生物识别技术，在用户接受度上有天然的优势。
公共寄存柜、保管柜等，是可以让使用者可以实现自助式储存物品的设施。目前在超市、图书馆、游乐场等场景有非常广泛的应用。
目前公共寄存柜、保管柜等，多数采用卡、密码或条码作为钥匙实现，都存在钥匙丢失或密码遗忘的风险。此外，还有少量设备采用指纹作为钥匙，但用户注册和使用流程都相对繁琐，并且存在用户指纹信息泄露的风险。
普通指纹保管柜/寄存柜一般由柜体机械结构、逻辑管理模块、电源管理模块、指纹输入模块、键盘输入模块、屏幕显示模块、语音输出模块等子模块组成。
存件时，用户通过按键和屏幕，选择存件功能，并通过屏幕或语音的提示，进行指纹录入，注册完毕后，可以使用保管柜/寄存柜存件物品；取件时，用户通过输入指纹，打开保管柜/寄存柜，并取出物品。
目前指纹保管柜/寄存柜虽然可以实现用户存件物品和通过指纹取回存件的物品，但仍然存在一些缺陷：
1、使用步骤繁琐、便捷性不佳：用户必须通过和保管柜进行复杂的操作，才能实现指纹注册和保管柜/寄存柜使用的功能；
2、指纹信息安全性无法得到保障：由于保管柜/寄存柜属于公共设备，用户将自己的指纹信息留存于通用设备中，有被窃取的危险，而用户个人指纹属于个人敏感数据，目前的指纹寄存柜/保管柜并没有说明如何处理该部分数据。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种操作便捷、安全性更高的指纹保管柜。
一种指纹保管柜，包括柜体、按键帽、线路板，所述柜体设有保管柜，所述保管柜设有柜门、柜锁，所述柜门、柜锁用于把所述保管柜形成可上锁开锁的容纳空间，所述按键帽设于所述柜体的表面，所述线路板设于所述柜体1的内部，包括按键、指纹传感器、电源、柜锁驱动电路、指纹安全芯片，所述按键、指纹传感器、柜锁驱动电路均与所述指纹安全芯片连接，所述按键、指纹传感器设于所述按键帽的下方，所述按键帽、按键用于向所述指纹安全芯片发出开柜请求信号，所述指纹传感器用于采集操作者的指纹信息传送给所述指纹安全芯片，所述电源用于向所述指纹安全芯片及其他用电器件提供电源，所述柜锁驱动电路用于驱动所述柜锁，所述指纹安全芯片用于接收开箱请求信号，以及接收、存储、比对、删除指纹信息并驱动所述柜锁驱动电路。
优选地，所述指纹安全芯片包括安全内核、芯片安全防护模块、安全非易失性存储器、安全易失性存储器、安全算法加速器，芯片安全防护模块、安全非易失性存储器、安全易失性存储器、安全算法加速器均与所述安全内核连接。
优选地，所述指纹安全芯片还设有外设接口，所述外设接口与所述安全内核连接。
优选地，外设接口但不仅限于I2C、UART、SPI、SDIO、USB等接口。
优选地，所述线路板还设有显示屏，所述显示屏设于所述柜体的表面，并与所述指纹安全芯片连接。
优选地，所述线路板还设有蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述指纹安全芯片连接。
优选地，所述指纹保管柜还设有蜂鸣器孔，所述蜂鸣器孔设于柜体的表面。
优选地，所述线路板还设有指示灯，所述指示灯设于所述柜体的表面，并与所述指纹安全芯片连接。
优选地，所述按键帽包括存件按键帽、取件按键帽，所述按键包括存件键、取件键，所述指纹传感器包括存件键指纹传感器、取件键指纹传感器，所述存件按键帽、存件键与存件键指纹传感器配套组合使用，所述取件按键帽、取件键与取件键指纹传感器配套组合使用。
优选地，所述存件键、存件键指纹传感器均设于所述存件按键帽的后方，所述取件键与取件键指纹传感器均设于所述取件按键帽的后方。
本发明的有益效果是：与现有技术中的指纹保管柜相比，本发明中的指纹保管柜使用时，隐性地实现了指纹注册、比对、删除等功能，用户和设备的交互减少，提高了易用性和便捷性，另外，本发明中的指纹保管柜和用户交互的器件更少，外观更简洁和美观；另外，本指纹保管柜所用的器件更少，能有效降低成本，由于每个实施例都能单独实现保管柜的功能，可以方便、灵活地部署和组合，后期维护和维修、替换也更加方便。
附图说明
图1是本发明实施例中的指纹保管柜的结构示意图；
图2是本发明实施例中的指纹保管柜的电路示意图；
图3是本发明实施例中的存件按键帽、存件键、存件指纹传感器的结构示意图；
图4是本发明实施例中的取件按键帽、取件键、取件指纹传感器的结构示意图；
图5是本发明实施例中的指纹安全芯片的电路示意图；
图6是本发明实施例中的指纹保管柜被用户使用时的操作流程图。
图1-图6中：1.柜体、1-1保管柜、1-2柜门、1-3柜锁、2.存件按键帽、3.取件按键键、4.显示屏、5.蜂鸣器孔、6.指示灯、10.线路板、11.存件健、12.取件键、13.存件键指纹传感器、14.取件键指纹传感器、15.电源、16.柜锁驱动电路、17.蜂鸣器、18.指纹安全芯片、18-1.安全内核、18-2.芯片安全防护模块、18-3.安全非易失性存储器、18-4.安全易失性存储器、18-5.安全算法加速器、18-6.外设接口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做详细说明。
图1-图5为本发明的优选实施例，提供了一种指纹保管柜，包括：柜体1、存件按键帽2、取件按键帽3、显示屏4、蜂鸣器孔5、指示灯6、线路板10。
柜体1一般为长方体结构，形成至少一个容纳物品的保管柜1-1，保管柜1-1的数量可以根据柜体1的体积、物品的体积进行设置，在超市、图书馆等公众场所，一般设置多个保管柜1-1，保管柜1-1设有柜门1-2、柜锁1-3，柜门1-2、柜锁1-3用于把保管柜1-1在需要的时候形成可上锁开锁的容纳空间1-4，柜体1一般采用金属材料制成，不易被破坏，柜锁1-3为电磁锁。
存件按键帽2、取件按键帽3设在柜体1的表面，方便保管柜1-1使用者操作，同时，存件按键帽2下面设有存件健11，取件按键帽3下面设有取件键12，存件健11、取件键12均与线路板10电连接，用于打开柜锁1-3，存件键11用于打开空闲的保管柜1-1的柜门，然后把物品存件入内，取件键12用于打开已存件物品的保管柜1-1的柜门以取走物品。
显示屏4、蜂鸣器孔5同样地设在柜体1的表面，同时，显示屏4与线路板10电连接，当保管柜1-1的柜门1-2打开时，显示屏4用于显示保管柜1-1的柜号以方便使用者查看，同时，显示屏还可以日期等其他信息，同时，蜂鸣器孔5内部的蜂鸣器17发出保管柜1-1的柜号的语音提示，以方便使用者听清。
指示灯6设在柜体1的表面，同时，与线路板10电连接，指示灯6可以标明指纹保管柜的状态，指示灯6包括红灯、绿灯、黄灯，红灯亮表示指纹保管柜的电源正常，反之，红灯不亮表示指纹保管柜的电源不正常；绿灯亮表示指纹保管柜的系统在正常工作，反之，绿灯不亮表示指纹保管柜的系统无法正常工作；黄灯亮表示指纹保管柜的打印机正常，反之，黄灯不亮表示指纹保管柜的打印机存在问题，比如：缺纸等。
所述保管柜的线路板10设在柜体1内部，包括显示屏4、指示灯6、存件键11、取件键12、存件键指纹传感器13、取件键指纹传感器14、电源15、柜锁驱动电路16、蜂鸣器17、指纹安全芯片18，显示屏4、指示灯6、存件键11、取件键12、存件键指纹传感器13、取件键指纹传感器14、电源15、电磁锁驱动线路板16、蜂鸣器17均与指纹安全芯片18电连接。
存件键11与存件键指纹传感器13设在存件按键帽2的后方，配套组合使用。
取件键12与取件键指纹传感器14设在取件按键帽3的后方，配套组合使用。
电源15，包括电池、电源管理模块，电源管理模块主要对电池进行充放电管理和电量检测，用于向指纹安全芯片18及其它用电元器件提供电源。
柜锁驱动电路16用于打开所述柜锁1-3，蜂鸣器17设于蜂鸣器孔5的下方，用于发出声音以提醒用户。
指纹安全芯片18主要实现指纹识别相关的算法、柜锁1-2开合管理、用户权限管理等功能，同时，通过内部的主动防护层等设计检测侵入和半侵入式攻击，同时能够对温度异常、电压异常等状态进行检测，并提供自毁功能，相比通用芯片，能够应对针对系统的各类攻击，例如旁道攻击、功耗分析攻击、时间分析攻击、电磁分析攻击、差错导入攻击等，指纹安全芯片18是重要的信息系统组件,系统的原始信息经过指纹安全芯片的处理才能够进行安全地传输和交换，指纹安全芯片18包括安全内核18-1、芯片安全防护模块18-2、安全非易失性存储器18-3、安全易失性存储器18-4、安全算法加速器18-5、外设接口18-6，芯片安全防护模块18-2、安全非易失性存储器18-3、安全易失性存储器18-4、安全算法加速器18-5、外设接口18-6均与安全内核18-1连接。
安全内核18-1，是指纹安全芯片18的内核。
芯片安全防护模块18-2，通过主动防护层等设计检测侵入和半侵入式攻击，同时能够对温度异常、电压异常等状态进行检测，并提供自毁功能。
现有技术中，为了应对意外断电或系统重启的情况，用户指纹信息会保存在非易失性存储器中，如果使用通用芯片作为核心模组，攻击者可以非常简单的从中获取信息，因此存在用户指纹信息泄露的风险，本实施例中的安全非易失性存储器18-3，用于加密存储和执行应用程序，加密存储应用中涉及的敏感信息，在断电时数据不会丢失。
现有技术中，为了保证代码执行效率，变量信息和部分程序会在易失性存储器件中保存和运行，在指纹保管柜的应用中，这部分数据必定包括用户指纹信息，如果使用通用芯片作为核心模组，攻击者可以很容易地获取这部分信息，因此存在用户指纹信息泄露的风险，本实施例中的安全易失性存储器18-4，用于加密存储和执行应用程序，加密存储应用中涉及的敏感信息，在断电时数据丢失。
安全算法加速器18-5用于实现对安全算法的硬件加速，使其在执行安全算法时，能提供远高于通用芯片的效率，从而能够为应用提供更高的安全等级。
外设接口18-6用于挂接外部设备，包含但不仅限于I2C(Inter-IntegratedCircuit,两线式串行总线,简称I2C总线)\UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用类异步收发传输器)\SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)\SDIO(Secure Digital Input and Output Card,安全数字输入输出卡)\USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)等接口。
图6是用户使用该指纹保管柜的操作流程如下：
存件时：1、用户找到有空闲保管柜的指纹保管柜；2、用户按下存件按键帽2；3、保管柜/寄存柜打开；4、用户放入物品；5、用户关闭保管柜；6、(可选的)产生存件记录；取件时：7、用户按取件按键帽3；8、保管柜打开；9、用户取走物品；10、用户关闭保管柜。
当用户按下存件按键帽2时，存件键11的按键向下移动并向指纹安全芯片18发出开柜请求信号，指纹安全芯片18接收来自存件键11的开柜请求信号后，启动保管柜1-1状态的检索，同时，存件键指纹传感器13采集用户的指纹信息，然后存储到指纹安全芯片18，并为当前用户注册一个用户名，当指纹安全芯片18检索到保管柜1-1是空闲状态时，就向柜锁驱动电路16发出开锁信号，然后柜锁驱动电路16就驱动柜锁1-3进行开锁，然后打开柜门1-2，从而，用户可以把物品放入其中，再关上柜门1-2，此时，指纹保管柜可以产生一个存件记录，当用户取件时，可以通过该存件记录快速找到自己使用的保管柜，在其他情况下，也可以作为使用凭证。
当用户按下存件按键帽2时，取件键12的按键向下移动，指纹安全芯片18接收来自取件键12的开柜信号，同时，取件键指纹传感器14采集用户的指纹信息，然后指纹安全芯片18把采集到的指纹信息与先前存储的指纹信息进行一一比对，当采集到的指纹信息与先前存储的指纹信息一致时，指纹安全芯片18会向柜锁驱动电路16发出开锁信号，然后柜锁驱动电路16就驱动柜锁1-3进行开锁，然后打开柜门1-2，从而，用户可以把物品取走，再关上柜门1-2，指纹安全芯片18确认用户结束使用该指纹保管柜，就会自动删除先前存储的用户指纹信息。
存件按键帽2、存件键11、存件键指纹传感器13可以与取件按键帽2、取件键12、取件键指纹传感器14可以设置成一套，比如设置成按键帽、按键、指纹传感器，使用时，指纹传感器把采集到的指纹信息发给指纹安全芯片18，指纹安全芯片18经过检索，未发现该用户的指纹信息时，就会打开一个空闲的保管柜1-1，允许用户存放物品，指纹安全芯片18经过检索发现已经存储有该用户的指纹信息时，就会打开相应的保管柜1-1，用户关闭柜门1-2后，指纹安全芯片18删除用户的指纹信息。
此外，本实施例中的指纹保管柜，还支持管理员权限，使管理员能够在设备异常时为用户提供帮助，例如，开启保管柜门、查询记录等功能，并且确保管理员的任何操作都是可追溯的。
以上对本发明的优选实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，本发明不受上述实施例的限制，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种指纹保管柜，其特征在于：包括柜体(1)、按键帽、线路板(10)，所述柜体(1)设有保管柜(1‐1)，所述保管柜(1‐1)设有柜门(1‐2)、柜锁(1‐3)，所述柜门(1‐2)、柜锁(1‐3)用于把所述保管柜(1‐1)形成可上锁开锁的容纳空间，所述按键帽设于所述柜体(1)的表面，所述线路板(10)设于所述柜体1的内部，包括按键、指纹传感器、电源(15)、柜锁驱动电路(16)、指纹安全芯片(18)，所述按键、指纹传感器、柜锁驱动电路(16)均与所述指纹安全芯片(18)连接，所述按键、指纹传感器设于所述按键帽的下方，所述按键帽、按键用于向所述指纹安全芯片(18)发出开柜请求信号，所述指纹传感器用于采集操作者的指纹信息传送给所述指纹安全芯片(18)，所述电源(15)用于向所述指纹安全芯片(18)及其他用电器件提供电源，所述柜锁驱动电路(16)用于驱动所述柜锁(1‐3)，所述指纹安全芯片(18)用于接收开箱请求信号，以及接收、存储、比对、删除指纹信息并驱动所述柜锁驱动电路(16)。
2.如权利要求1所述的一种指纹保管柜，其特征在于：所述指纹安全芯片(18)包括安全内核(18-1)、芯片安全防护模块(18-2)、安全非易失性存储器(18-3)、安全易失性存储器(18-4)、安全算法加速器(18-5)，芯片安全防护模块(18-2)、安全非易失性存储器(18-3)、安全易失性存储器(18-4)、安全算法加速器(18-5)均与所述安全内核(18-1)连接。
3.如权利要求2所述的一种指纹保管柜，其特征在于：所述指纹安全芯片(18)还设有外设接口(18-6)，所述外设接口(18-6)与所述安全内核(18-1)连接。
4.如权利要求3所述的一种指纹保管柜，其特征在于：外设接口(18-6)但不仅限于I2C、UART、SPI、SDIO、USB等接口。
5.如权利要求1所述的一种指纹保管柜，其特征在于：所述线路板(10)还设有显示屏(4)，所述显示屏(4)设于所述柜体(1)的表面，并与所述指纹安全芯片(18)连接。
6.如权利要求5所述的一种指纹保管柜，其特征在于：所述线路板(10)还设有蜂鸣器(17)，所述蜂鸣器(17)与所述指纹安全芯片(18)连接。
7.如权利要求6所述的一种指纹保管柜，其特征在于：所述指纹保管柜还设有蜂鸣器孔，所述蜂鸣器孔设于柜体(1)的表面。
8.如权利要求7所述的一种指纹保管柜，其特征在于：所述线路板(10)还设有指示灯(6)，所述指示灯(6)设于所述柜体(1)的表面，并与所述指纹安全芯片(18)连接。
9.如权利要求1所述的一种指纹保管柜，其特征在于：所述按键帽包括存件按键帽(2)、取件按键帽(3)，所述按键包括存件键(11)、取件键(12)，所述指纹传感器包括存件键指纹传感器(13)、取件键指纹传感器(14)，所述存件按键帽(2)、存件键(11)与存件键指纹传感器(13)配套组合使用，所述取件按键帽(3)、取件键(12)与取件键指纹传感器(14)配套组合使用。
10.如权利要求9中的任一所述的一种指纹保管柜，其特征在于：所述存件键(11)、存件键指纹传感器(13)均设于所述存件按键帽(2)的后方，所述取件键(12)与取件键指纹传感器(14)均设于所述取件按键帽(3)的后方。
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