CN110619269A - 指纹远程管理及验证系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了工业信息化中的指纹远程管理及验证系统及其方法，适用于常规工业信息化中的指纹统一收集管理以及提供执行远程校验功能模块。提供了指纹特征码提取算法、指纹特征码压缩算法、指纹特征码反转指纹图片算法，突破了常用的智能终端设备的系统限制，解决了单个用户指纹无法多设备共用以及通过单个指纹无法直接识别对应用户的问题。且本发明适用于电子签名模块，可以大量减少生产人员的输入操作。

Description

指纹远程管理及验证系统及其方法
技术领域
本发明涉及工业信息化系统，特别涉及在生产执行控制系统中的指纹远程管理及验证系统及其方法。
背景技术
指纹识别技术是通过指纹对比验证身份的识别手段，也是当今应用最为广泛的生物特征识别技术。该技术过去主要应用于刑侦系统，而近几年来已逐渐走向民用市场。指纹识别技术是目前最方便、可靠、非侵害和价格便宜的指纹验证设备(包括指纹考勤、指纹门禁、指纹读头等设备)解决方案，在后台指纹验证控制软件中将用户指纹数据分配到相应的指纹验证设备中，还可实时上传指纹按压记录，生成指纹按压报表，为事故追查提供依据。同时指纹验证市场也对指纹识别技术提出了具有高安全、长寿命，以满足各种不同应用的需求。
而现有技术的指纹管理与验证中，一般都是通过单个指纹采集设备收集指纹之后进行保存，然后用户再进行指纹验证，所以需要用户在每个设备上先采集指纹，然后再进行验证，操作繁琐，需要有大量的输入操作。而且由于生产过程的信息化要求，常规的指纹考勤系统虽有能进行指纹验证，但由于其功能的单一性以及对生成过程的数据实时性要求适应不足。常规的指纹考勤系统无法附加应用于生产执行管理系统，亦由于其强定制型，无法快速集成以及二次开发。
发明内容
发明目的：本发明根据上述不足，提供了一种，提供了指纹特征码提取算法、指纹特征码压缩算法、指纹特征码反转指纹图片算法，突破了常用的智能终端设备的系统限制，解决了单个用户指纹无法多设备共用以及通过单个指纹无法直接识别对应用户的问题。额外的，适用于电子签名模块，大量减少生产人员的输入操作。
技术方案：
指纹远程管理及验证系统，包括相互通信连接的智能终端设备、远程指纹验证服务器以及数据库服务器；
所述智能终端设备包括电子签名模块、指纹采集模块及处理器模块；每个用户配备一台智能终端设备，并通过所述电子签名模块录入个人信息；所述指纹采集模块用于采集用户的指纹图像信息，并发送至所述处理器模块；所述处理器接收所述指纹图像信息，并采用指纹特征码提取算法提取相应用户的指纹信息，然后再通过指纹特征码压缩算法进行处理，得到处理后的指纹特征码；之后再经过指纹特征码反转图片算法将得到的指纹特征码转换成指纹特征图片，并上传至所述远程指纹验证服务器，同时发送指纹录入请求或指纹验证请求；
所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的指纹特征图片及个人信息，并将其发送至所述数据库服务器，所述数据库服务器根据所述个人信息对所述指纹特征图片进行保存或更新作为指纹验证的对比指纹特征图片数据库；所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备的指纹录入请求或指纹验证请求对所述智能终端设备发送的指纹特征图片进行指纹录入或指纹验证。
所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备的指纹验证请求对所述智能终端设备发送的指纹特征码进行指纹验证，具体如下：
指纹录入：所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的指纹特征图片、个人信息及指纹录入请求，并将所述智能终端设备发送的指纹特征图片及个人信息发送至所述数据库服务器进行保存；
指纹验证：所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的指纹特征图片、个人信息及指纹验证请求，并向所述数据库服务器发送相应的指纹数据请求；所述数据库服务器接收所述远程指纹验证服务器发送的指纹数据请求，并根据相应的指纹数据请求将之前录入的相应的指纹特征图片发送至所述远程指纹验证服务器；所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备发送的用户指纹特征图片及所述数据库服务器返回的相应的指纹特征图片进行特征比对，得到最终的验证结果，并发送至所述智能终端设备。
在指纹验证通过之后，所述远程指纹验证服务器将所述智能终端设备发送的指纹特征图片发送至所述数据库服务器进行保存，对所述数据库服务器中的对比指纹特征图片数据库进行更新。
用户更换智能终端设备后，通过更换后的智能终端设备与所述数据库服务器连接，并从所述数据库服务器中下载相应的指纹特征图片。
指纹远程管理及验证方法，包括步骤：
步骤(1)指纹录入：
(11)所述智能终端设备的指纹采集模块采集用户指纹图像信息，并发送至所述处理器模块进行处理，得到用户的指纹特征图片；
(12)所述处理器模块将处理之后的指纹特征图片及所述智能终端设备上的个人信息上传至所述远程指纹验证服务器，同时发送指纹录入请求，所述远程指纹验证服务器根据指纹录入请求将所述指纹特征图片及个人信息发送至所述数据库服务器，所述数据库服务器根据具体个人信息进行指纹特征图片保存；
步骤(2)指纹验证：
(21)所述智能终端设备的指纹采集模块采集用户指纹图像信息，并发送至所述处理器模块进行处理，得到用户的指纹特征图片；
(22)所述处理器模块将个人信息及处理之后的指纹特征图片发送至所述远程指纹验证服务器，同时发送指纹验证请求至所述远程指纹验证服务器请求验证；
(23)所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的个人信息、指纹特征图片以及指纹验证请求，并向所述数据库服务器发送相应的指纹数据请求；
(24)所述数据库服务器接收所述远程指纹验证服务器发送的指纹数据请求，并根据相应的指纹数据请求将相应的指纹特征图片发送至所述远程指纹验证服务器；
(25)所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备发送的用户指纹特征图片及所述数据库服务器返回的相应的指纹特征图片进行特征比对，得到最终的验证结果，并发送至所述智能终端设备。
在所述步骤(2)的指纹验证通过之后，所述远程指纹验证服务器将所述智能终端设备发送的指纹特征图片发送至所述数据库服务器进行保存，对所述数据库服务器中的对比指纹特征图片数据库进行更新。
用户更换智能终端设备后，通过更换后的智能终端设备与所述数据库服务器连接，并从所述数据库服务器中下载相应的指纹特征图片。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明由远程指纹验证服务所在的系统负责指纹的统一采集上传管理以及数据持久化工作，降低了模块集成难度，解决了单个设备指纹数据信息孤岛问题；
2、本发明由指纹验证服务负责指纹特征码的对比工作，降低了对智能终端设备的性能要求；配合生产过程控制系统中的电子签名模块，减少了生产执行人员的输入风险，保障了生产过程的高效进行以及签名数据的准确性。
附图说明
图1为本发明的指纹收集过程时序图；
图2为本发明的指纹远程验证时序图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明的指纹远程管理及验证系统包括智能终端设备、远程指纹验证服务器以及数据库服务器；所述智能终端设备与所述远程指纹验证服务器之间、所述远程指纹验证服务器与所述数据库服务器之间、所述智能终端设备与所述数据库服务器之间均通过通信连接。
所述智能终端设备包括电子签名模块、指纹采集模块及处理器模块；每个用户配备一台智能终端设备，并通过所述电子签名模块录入个人信息，包括但不限于用户姓名以及用于信息化系统中具有唯一标志能力的用户名；所述指纹采集模块用于采集用户的指纹图像信息，并发送至所述处理器模块；所述处理器接收所述指纹图像信息，并采用指纹特征码提取算法提取相应用户的指纹信息，然后再通过指纹特征码压缩算法进行处理，得到处理后的指纹特征码；之后再经过指纹特征码反转图片算法将得到的指纹特征码转换成指纹特征图片，并上传至所述远程指纹验证服务器，同时发送指纹录入请求或指纹验证请求；所述指纹特征码提取算法是基于digitalpersona的开发者SDK，从其指纹设备中获取指纹图片；所述指纹特征码压缩算法具体如下：通过Android系统自带的Bitmap将通过所述指纹特征码提取算法提取的指纹图片转换格式为ARGB_8888，获取转换格式后的指纹图片的二进制流，并对其进行按位压缩；采用LZ4压缩算法对按位压缩之后得到的二进制流进行二次压缩，得到可以被还原成图片的指纹特征码；本发明采用按位压缩原始图片的方法，抛弃了指纹图片原始的颜色以及透明度，减少了不必要的网络传输。所述指纹特征码反转图片算法具体如下：得到经过所述指纹特征码提取算法和所述指纹特征码压缩算法的指纹特征码的二进制流，对其进行LZ4解压获取二进制流，然后进行按位扩容得到指纹特征图片；所述指纹特征码反转图片算法本质是整个提取、压缩算法的反转，按位扩容是指按照第一次压缩算法的按位压缩标准进行扩容，扩容整个图片的二进制流文件，同时也是抛弃了颜色以及透明度。
所述智能终端设备通过所述指纹采集模块将得到的指纹特征图片及所述电子签名模块中的个人信息上传至所述远程指纹验证服务器中，所述远程指纹验证服务器根据具体的所述智能终端的指纹录入请求或指纹验证请求进行指纹录入或指纹验证；
所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的指纹特征图片及个人信息，并将其发送至所述数据库服务器，所述数据库服务器根据所述个人信息对所述指纹特征图片进行保存或更新作为指纹验证的对比指纹特征图片数据库；所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备的指纹录入请求或指纹验证请求对所述智能终端设备发送的指纹特征图片进行指纹录入或指纹验证，具体如下：
指纹录入：所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的指纹特征图片、个人信息及指纹录入请求，并将所述智能终端设备发送的指纹特征图片及个人信息发送至所述数据库服务器进行保存；
指纹验证：所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的指纹特征图片、个人信息及指纹验证请求，并向所述数据库服务器发送相应的指纹数据请求；所述数据库服务器接收所述远程指纹验证服务器发送的指纹数据请求，并根据相应的指纹数据请求将之前录入的相应的指纹特征图片发送至所述远程指纹验证服务器；所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备发送的用户指纹特征图片及所述数据库服务器返回的相应的指纹特征图片进行特征比对，得到最终的验证结果，并发送至所述智能终端设备。在本发明中，在指纹验证通过之后，所述远程指纹验证服务器将所述智能终端设备发送的指纹特征图片发送至所述数据库服务器进行保存，对所述数据库服务器中的对比指纹特征图片数据库进行更新。
在本发明中，在用户更换智能终端设备后，可以通过更换后的智能终端设备与所述数据库服务器连接，并从所述数据库服务器中下载相应的指纹特征图片。
本发明还公开了一种根据上述的指纹远程管理及验证系统的指纹远程管理及验证方法，包括如下步骤：
步骤(1)指纹录入：
(11)所述智能终端设备的指纹采集模块采集用户指纹图像信息，并发送至所述处理器模块进行处理，得到用户的指纹特征图片；
(12)所述处理器模块将处理之后的指纹特征图片及所述智能终端设备上的个人信息上传至所述远程指纹验证服务器，同时发送指纹录入请求，所述远程指纹验证服务器根据指纹录入请求将所述指纹特征图片及个人信息发送至所述数据库服务器，所述数据库服务器根据具体个人信息进行指纹特征图片保存；
步骤(2)指纹验证：
(21)所述智能终端设备的指纹采集模块采集用户指纹图像信息，并发送至所述处理器模块进行处理，得到用户的指纹特征图片；
(22)所述处理器模块将个人信息及处理之后的指纹特征图片发送至所述远程指纹验证服务器，同时发送指纹验证请求至所述远程指纹验证服务器请求验证；
(23)所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的个人信息、指纹特征图片以及指纹验证请求，并向所述数据库服务器发送相应的指纹数据请求；
(24)所述数据库服务器接收所述远程指纹验证服务器发送的指纹数据请求，并根据相应的指纹数据请求将相应的指纹特征图片发送至所述远程指纹验证服务器；
(25)所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备发送的用户指纹特征图片及所述数据库服务器返回的相应的指纹特征图片进行特征比对，得到最终的验证结果，并发送至所述智能终端设备。
在本发明中，用户更换智能终端设备后，通过更换后的智能终端设备与所述数据库服务器连接，并从所述数据库服务器中下载相应的指纹特征图片。
本发明配合生产执行控制系统中的电子签名模块，实现生产执行人员快速录入信息，减少由于人为的录入带来的信息误差以及确保其签名的有效性和准确性，实现了生产执行人员与指纹和电子签名的一一对应。额外的，提供了指纹特征码下载功能，减少了由于终端设备更换导致的数据补录代码繁琐工作。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护。

Claims (7)

1.指纹远程管理及验证系统，其特征在于：包括相互通信连接的智能终端设备、远程指纹验证服务器以及数据库服务器；
所述智能终端设备包括电子签名模块、指纹采集模块及处理器模块；每个用户配备一台智能终端设备，并通过所述电子签名模块录入个人信息；所述指纹采集模块用于采集用户的指纹图像信息，并发送至所述处理器模块；所述处理器接收所述指纹图像信息，并采用指纹特征码提取算法提取相应用户的指纹信息，然后再通过指纹特征码压缩算法进行处理，得到处理后的指纹特征码；之后再经过指纹特征码反转图片算法将得到的指纹特征码转换成指纹特征图片，并上传至所述远程指纹验证服务器，同时发送指纹录入请求或指纹验证请求；
所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的指纹特征图片及个人信息，并将其发送至所述数据库服务器，所述数据库服务器根据所述个人信息对所述指纹特征图片进行保存或更新作为指纹验证的对比指纹特征图片数据库；所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备的指纹录入请求或指纹验证请求对所述智能终端设备发送的指纹特征图片进行指纹录入或指纹验证。
2.根据权利要求1所述的指纹远程管理及验证系统，其特征在于：所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备的指纹验证请求对所述智能终端设备发送的指纹特征码进行指纹验证，具体如下：
指纹录入：所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的指纹特征图片、个人信息及指纹录入请求，并将所述智能终端设备发送的指纹特征图片及个人信息发送至所述数据库服务器进行保存；
指纹验证：所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的指纹特征图片、个人信息及指纹验证请求，并向所述数据库服务器发送相应的指纹数据请求；所述数据库服务器接收所述远程指纹验证服务器发送的指纹数据请求，并根据相应的指纹数据请求将之前录入的相应的指纹特征图片发送至所述远程指纹验证服务器；所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备发送的用户指纹特征图片及所述数据库服务器返回的相应的指纹特征图片进行特征比对，得到最终的验证结果，并发送至所述智能终端设备。
3.根据权利要求2所述的指纹远程管理及验证系统，其特征在于：在指纹验证通过之后，所述远程指纹验证服务器将所述智能终端设备发送的指纹特征图片发送至所述数据库服务器进行保存，对所述数据库服务器中的对比指纹特征图片数据库进行更新。
4.根据权利要求1所述的指纹远程管理及验证系统，其特征在于：用户更换智能终端设备后，通过更换后的智能终端设备与所述数据库服务器连接，并从所述数据库服务器中下载相应的指纹特征图片。
5.一种应用权利要求1～2所述的任一权利要求的指纹远程管理及验证系统的指纹远程管理及验证方法，其特征在于：包括步骤：
步骤(1)指纹录入：
(11)所述智能终端设备的指纹采集模块采集用户指纹图像信息，并发送至所述处理器模块进行处理，得到用户的指纹特征图片；
(12)所述处理器模块将处理之后的指纹特征图片及所述智能终端设备上的个人信息上传至所述远程指纹验证服务器，同时发送指纹录入请求，所述远程指纹验证服务器根据指纹录入请求将所述指纹特征图片及个人信息发送至所述数据库服务器，所述数据库服务器根据具体个人信息进行指纹特征图片保存；
步骤(2)指纹验证：
(21)所述智能终端设备的指纹采集模块采集用户指纹图像信息，并发送至所述处理器模块进行处理，得到用户的指纹特征图片；
(22)所述处理器模块将个人信息及处理之后的指纹特征图片发送至所述远程指纹验证服务器，同时发送指纹验证请求至所述远程指纹验证服务器请求验证；
(23)所述远程指纹验证服务器接收所述智能终端设备发送的个人信息、指纹特征图片以及指纹验证请求，并向所述数据库服务器发送相应的指纹数据请求；
(24)所述数据库服务器接收所述远程指纹验证服务器发送的指纹数据请求，并根据相应的指纹数据请求将相应的指纹特征图片发送至所述远程指纹验证服务器；
(25)所述远程指纹验证服务器根据所述智能终端设备发送的用户指纹特征图片及所述数据库服务器返回的相应的指纹特征图片进行特征比对，得到最终的验证结果，并发送至所述智能终端设备。
6.根据权利要求5所述的指纹远程管理及验证方法，其特征在于：在所述步骤(2)的指纹验证通过之后，所述远程指纹验证服务器将所述智能终端设备发送的指纹特征图片发送至所述数据库服务器进行保存，对所述数据库服务器中的对比指纹特征图片数据库进行更新。
7.根据权利要求5所述的指纹远程管理及验证方法，其特征在于：用户更换智能终端设备后，通过更换后的智能终端设备与所述数据库服务器连接，并从所述数据库服务器中下载相应的指纹特征图片。
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