CN111145399A - 具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁 - Google Patents

Abstract

具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，属于智能门锁技术领域，为解决现有指纹锁以单一的指纹识别为验证方法存在安全性不够高，以及智能门锁的防盗检测不够灵敏的问题。本发明生物体征识别单元采集生物体征信息，包括指纹信息和静脉信息，ARM主控单元对生物体征信息、按键信息或语音信息进行验证，通过后通过电控开关锁单元控制门锁打开；ARM主控单元根据防盗单元的震动信号变化控制报警指示单元发出报警音；ARM主控单元通过手机通信单元将报警信息发送至手机客户端，手机通信单元启动摄像头拍摄图像；手机客户端通过无线通信向手机通信单元发送密码验证信息，ARM主控单元验证通过后控制门锁打开。本发明用于门锁。

Description

具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁

技术领域

本发明涉及一种智能指纹锁，属于智能门锁技术领域。

背景技术

指纹锁是近年来新兴起的一种将信息技术、指纹识别技术及人工智能技术相结合的一种高科技锁具，是通过电子部件及机械部件的精密组合的安全产品。指纹认证具有方便、快速、精确等特点。随着科技技术的普及，智能家居的发展，越来越多的人群也开始选择指纹锁。指纹锁之所以成为新一代的门锁代表，关键在于采用了生物类指纹识别技术，利用人体指纹的唯一性与不可复制性。人的指纹蕴涵大量的信息，这些纹路在图案、断点和交点上是各不相同的，在信息处理中将它们称作“特征”，医学上已经证明这些特征对于每个手指都是不同的，而且这些特征具有唯一性和永久性，指纹锁就是把人的指纹对应起来，通过比较开锁人的指纹特征和预先保存的指纹特征，就可以验证他的真实身份从而开启锁具。

实现指纹识别有多种方法。其中有些是仿效传统的公安部门使用的方法，比较指纹的局部细节；有些直接通过全部特征进行识别；还有一些使用更独特的方法，如指纹的波纹边缘模式和超声波。有些设备能即时测量手指指纹，有些则不能。在所有生物识别技术中，指纹识别是当前应用最为广泛的一种。

但是，仅仅通过指纹识别一种验证模式的指纹锁存在安全性能较差的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决现有指纹锁以单一的指纹识别为验证方法存在安全性不够高，以及智能门锁的防盗检测不够灵敏的问题，提供了一种具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁。

本发明所述具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，

该指纹锁包括ARM主控单元、生物体征识别单元、触控单元、语音识别单元、电控开关锁单元、防盗单元、报警指示单元、手机通信单元、电池电压检测单元和限位检测单元；

生物体征识别单元的生物体征信息输出端连接ARM主控单元的生物体征信息输入端，

触控单元的按键信息输出端连接ARM主控单元的按键信息输入端，

语音识别单元的语音信息输出端连接ARM主控单元的语音信息输入端，

电控开关锁单元的电磁控制信号输入端连接ARM主控单元的电磁控制信号输出端，生物体征识别单元采集生物体征信息，所述生物体征信息包括指纹信息和血管信息，

ARM主控单元对接收的生物体征信息、按键信息或语音信息进行验证，验证通过后通过电控开关锁单元控制门锁打开；

所述电控开关锁单元包括防电磁干扰电路和开关锁电路，防电磁干扰电路控制开关锁电路处于关闭状态，当ARM主控单元对生物体征信息、按键信息或语音信息验证通过后，首先通过防电磁干扰电路控制开关锁电路打开，然后ARM主控单元通过开关锁电路控制门锁打开；防盗单元的感知震动信号输出端连接ARM主控单元的感知震动信号输入端，报警指示单元的报警信号输入端连接ARM主控单元的报警信号输出端，

ARM主控单元根据防盗单元的震动信号变化控制报警指示单元发出报警音；

电池电压检测单元的低电压信号输出端连接ARM主控单元的低电压信号输入端，电池电压检测单元的干扰检测信号输出端连接ARM主控单元的干扰检测信号输入端；

ARM主控单元根据低电压信号通过语音提示单元发出低电压警报信息；电池电压检测单元检测特斯拉线圈干扰信号，检测到干扰信号时向ARM主控单元发出干扰检测信号，ARM主控单元根据干扰检测信号通过报警指示单元发出警报音；

限位检测单元的限位信号输出端连接ARM主控单元的限位信号输入端；手机通信单元的开门信号输入端、关门信号输入端、门锁设置信号输入端和报警信号输入端分别连接ARM主控单元的开门信号输出端、关门信号输出端、门锁设置信号输出端和报警信号输出端，

ARM主控单元将门锁设置信息、开门信息和关门信息分别发送至手机通信单元，手机通信单元通过无线通信将上述信息发送至手机客户端，ARM主控单元将报警信号发送至手机通信单元，手机通信单元通过无线通信将报警信息发送至手机客户端，同时手机通信单元启动摄像头拍摄图像，

手机客户端通过无线通信向手机通信单元发送密码验证信息，ARM主控单元接收手机通信单元的密码验证信息，并对密码验证信息进行验证，验证通过后控制门锁打开。

优选的，该指纹锁还包括语音提示单元，语音提示单元的语音提示信息输入端连接ARM主控单元的语音提示信息输出端。

优选的，该指纹锁还包括电源管理单元，电源管理单元将电源中的高频成分和低频成分滤除，为后端电路提供稳定电源；

该指纹锁还包括USB供电单元，通过USB供电单元为指纹锁提供外接电源。

优选的，ARM主控单元的主控芯片IC1采用STM32F103RET6；

震荡电路包括容抗C1、容抗C2和晶体Y1，容抗C1的一端和晶体Y1的一端同时连接IC1的OSC_IN/PD0端口，容抗C2的一端和晶体Y1的另一端同时连接IC1的OSC_OUT/PD1端口，容抗C1的另一端、容抗C2的另一端和IC1的BOOT0端口同时接地；

实时时钟电路包括容抗CY1、容抗CY2和晶体Y2，容抗CY1的一端和晶体Y2的一端同时连接IC1的PC14-OSC32_IN端口，容抗CY2的一端和晶体Y2的另一端同时连接IC1的PC14-OSC32_OUT端口，容抗CY1的另一端和容抗CY2的另一端同时接地；

二极管DBT1的阳极连接+3.3V电源，二极管DBT1的阴极同时连接IC1的VBAT端口和电池BT1的正极，电池BT1的负极和IC1的VSS_1端口、VSS_2端口、VSS_3端口、VSS_4端口和VSSA端口同时接地。

优选的，生物体征识别单元采用W102048DPI，W102048DPI的1号管脚连接IC1的PC0端口，W102048DPI的2号管脚连接IC1的PC1端口，W102048DPI的4号管脚接电源VCC，W102048DPI的3号管脚接地。

优选的，触控单元采用触摸芯片U5，触摸芯片U5采用TTP229，M0～M9为0～9数字按键，分别连接触摸芯片U5的TP0～TP9端口，M10为设定键，连接触摸芯片U5的TP10端口，M11为确认键，连接触摸芯片U5的TP11端口，触摸芯片U5的SDA端口连接IC1的PC8端口，SDO端口连接PC9端口，SCL端口连接PC10端口。

优选的，语音识别单元包括电压比较器U6和电阻R16，电压比较器U6采用LM211；麦克MK1的一端连接电压比较器U6的2号管脚，麦克MK1的另一端通过电阻R16连接电压比较器U6的3号管脚，电压比较器U6的1号管脚连接IC1的PA8端口，LM211的8号管脚接电源VCC，LM211的4号管脚接地。

优选的，防盗单元包括比较器U4、震动开关ZD1和电位器W1，比较器U4采用LM293；震动开关ZD1的一端连接比较器U4的2号管脚，U4的2号管脚同时连接电阻R12的一端和电容CV1的一端，电位器W1的一端、电阻R12的另一端、比较器U4的8号管脚、电阻R13的一端同时连接电源VCC，电位器W1的另一端、电容CV1的另一端、震动开关ZD1的另一端和比较器U4的4号管脚同时接地，电位器W1的中间抽头连接比较器U4的3号管脚，电阻R13的另一端和比较器U4的1号管脚同时连接IC1的PA1端口；

报警指示单元包括电阻R14、电阻R15、发光二极管LED4和发光二极管LED5；电阻R14的一端与电阻R15同时接地，电阻R14的另一端连接发光二极管LED4的阳极，发光二极管LED4的阴极连接IC1的PB8端口，电阻R15的另一端连接发光二极管LED5的阳极，发光二极管LED5的阴极连接IC1的PB9端口。

优选的，电控开关锁单元包括防电磁干扰电路和开关锁电路；

所述防电磁干扰电路包括PMOS管Q2和电阻RR1；

所述开关锁电路包括电控锁DKS1、PMOS管Q1、发光二极管LED3、二极管D2、电阻R5和电阻R6；

电控锁DKS1的一端、二极管D2的阳极和PMOS管Q2的漏极同时接地，电控锁DKS1的另一端同时连接PMOS管Q1的漏极、发光二极管LED3的阳极、二极管D2的阴极和PMOS管Q2的源极，发光二极管LED3的阴极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，PMOS管Q1的栅极同时连接电阻R5的一端和电阻R6的一端，PMOS管Q1的源极和电阻R6的另一端同时连接电源Vin，电阻R5的另一端连接IC1的KONG端口，PMOS管Q2的栅极连接电阻RR1的一端，电阻RR1的另一端连接IC1的RR端口；

限位检测单元包括电阻R8和单刀双掷开关S1；

电阻R8的一端连接电源VCC，电阻R8的另一端连接单刀双掷开关S1的不动端，单刀双掷开关S1的一个动端接地，单刀双掷开关S1的另一个动端连接IC1的PA2端口。

优选的，生物体征识别单元采集血管信息包括：采用光对手指进行照射，获得手指血管信息，并对获取的血管信息进行分析处理，得到人体的生物体征参数，所述生物体征参数包括血压、血氧和心率，当生物体征识别单元识别的生物体征信息不包含上述生物体征参数中的一项或多项时，指纹锁无法打开；

ARM主控单元内设置有人体生物体征参数标准值，当血压、血氧和心率超出人体生物体征参数标准值时，ARM主控单元通过报警指示单元发出警报；

同时，警报信息通过手机通信单元发送至手机客户端。本发明的优点：本发明提出的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，能够同时采集指纹信息和手指血管信息，然后对指纹信息和血管信息分别进行识别，在验证时，需要同时验证指纹信息和血管信息，提高生物体征识别的安全性。

本发明提出的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，提出的防盗单元通过对电位器的调节实现对比较器灵敏度的调整，实现提高智能指纹锁灵敏度的目的。

附图说明

图1是本发明所述ARM主控单元的电路原理图；

图2是本发明所述生物体征识别单元的电路原理图；

图3是本发明所述触控单元的电路原理图；

图4是本发明所述语音识别单元的电路原理图；

图5是本发明所述电控开关锁单元的电路原理图；

图6是本发明所述防盗单元的电路原理图；

图7是本发明所述报警指示单元的电路原理图；

图8是本发明所述限位检测单元的电路原理图；

图9是本发明所述语音提示单元的电路原理图；

图10是本发明所述电池电压检测单元的电路原理图；

图11是本发明所述电源管理单元的电路原理图；

图12是本发明所述手机通信单元的电路原理图；

图13是本发明所述USB供电单元的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

具体实施方式一：下面结合图1-图13说明本实施方式，本实施方式所述具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，

该指纹锁包括ARM主控单元、生物体征识别单元、触控单元、语音识别单元、电控开关锁单元、防盗单元、报警指示单元、手机通信单元、电池电压检测单元和限位检测单元；

生物体征识别单元的生物体征信息输出端连接ARM主控单元的生物体征信息输入端，

触控单元的按键信息输出端连接ARM主控单元的按键信息输入端，

语音识别单元的语音信息输出端连接ARM主控单元的语音信息输入端，

电控开关锁单元的电磁控制信号输入端连接ARM主控单元的电磁控制信号输出端，

生物体征识别单元采集生物体征信息，所述生物体征信息包括指纹信息和血管信息，

ARM主控单元对接收的生物体征信息、按键信息或语音信息进行验证，验证通过后通过电控开关锁单元控制门锁打开；

所述电控开关锁单元包括防电磁干扰电路和开关锁电路，防电磁干扰电路控制开关锁电路处于关闭状态，当ARM主控单元对生物体征信息、按键信息或语音信息验证通过后，首先通过防电磁干扰电路控制开关锁电路打开，然后ARM主控单元通过开关锁电路控制门锁打开；防盗单元的感知震动信号输出端连接ARM主控单元的感知震动信号输入端，

报警指示单元的报警信号输入端连接ARM主控单元的报警信号输出端，

ARM主控单元根据防盗单元的震动信号变化控制报警指示单元发出报警音；

电池电压检测单元的低电压信号输出端连接ARM主控单元的低电压信号输入端，电池电压检测单元的干扰检测信号输出端连接ARM主控单元的干扰检测信号输入端；

ARM主控单元根据低电压信号通过语音提示单元发出低电压警报信息；电池电压检测单元检测特斯拉线圈干扰信号，检测到干扰信号时向ARM主控单元发出干扰检测信号，ARM主控单元根据干扰检测信号通过报警指示单元发出警报音；

限位检测单元的限位信号输出端连接ARM主控单元的限位信号输入端；手机通信单元的开门信号输入端、关门信号输入端、门锁设置信号输入端和报警信号输入端分别连接ARM主控单元的开门信号输出端、关门信号输出端、门锁设置信号输出端和报警信号输出端，

ARM主控单元将门锁设置信息、开门信息和关门信息分别发送至手机通信单元，手机通信单元通过无线通信将上述信息发送至手机客户端，ARM主控单元将报警信号发送至手机通信单元，手机通信单元通过无线通信将报警信息发送至手机客户端，同时手机通信单元启动摄像头拍摄图像，

手机客户端通过无线通信向手机通信单元发送密码验证信息，ARM主控单元接收手机通信单元的密码验证信息，并对密码验证信息进行验证，验证通过后控制门锁打开。本实施方式中，生物体征识别单元能够同时采集指纹信息和手指血管信息，然后对指纹信息和血管信息分别进行识别，在验证时，需要同时验证指纹信息和手指血管信息，提高生物体征识别的安全性。

本实施方式中，限位检测单元能够在开关和锁门时实现开关锁门闩的精确位移。

本实施方式中，采用无线通信，可以把门锁的设置信息、开门信息、关门信息和报警信息一并发送给手机客户端，当门锁被撬时，系统会进入防盗模式，每隔10S通过猫眼摄像头对外拍一张照片，并向手机客户端每隔30S发送一条信息，在手机上就可以了解锁的一切信息，忘记密码时，也可以通过手机客户端开锁。

进一步的，该指纹锁还包括语音提示单元，语音提示单元的语音提示信息输入端连接ARM主控单元的语音提示信息输出端。

再进一步的，该指纹锁还包括电源管理单元，电源管理单元将电源中的高频成分和低频成分滤除，为后端电路提供稳定电源；

该指纹锁还包括USB供电单元，通过USB供电单元为指纹锁提供外接电源。

再进一步的，ARM主控单元的主控芯片IC1采用STM32F103RET6；

震荡电路包括容抗C1、容抗C2和晶体Y1，容抗C1的一端和晶体Y1的一端同时连接IC1的OSC_IN/PD0端口，容抗C2的一端和晶体Y1的另一端同时连接IC1的OSC_OUT/PD1端口，容抗C1的另一端、容抗C2的另一端和IC1的BOOT0端口同时接地；

实时时钟电路包括容抗CY1、容抗CY2和晶体Y2，容抗CY1的一端和晶体Y2的一端同时连接IC1的PC14-OSC32_IN端口，容抗CY2的一端和晶体Y2的另一端同时连接IC1的PC14-OSC32_OUT端口，容抗CY1的另一端和容抗CY2的另一端同时接地；

二极管DBT1的阳极连接+3.3V电源，二极管DBT1的阴极同时连接IC1的VBAT端口和电池BT1的正极，电池BT1的负极和IC1的VSS_1端口、VSS_2端口、VSS_3端口、VSS_4端口和VSSA端口同时接地。

本实施方式中，震荡电路为主控芯片IC1提供可靠的时钟源。实时时钟电路为主控芯片IC1提供秒时钟源。电池BT1为+3V电池。

再进一步的，生物体征识别单元采用W102048DPI，W102048DPI的1号管脚连接IC1的PC0端口，W102048DPI的2号管脚连接IC1的PC1端口，W102048DPI的4号管脚接电源VCC，W102048DPI的3号管脚接地。

本实施方式中，W102048DPI不但能够采集指纹信息，还能够采集手指血管信息，通过血管信息获得人体的血压、血氧和心率参数，从而能够识别是否为真人的指纹，当外界施加给智能指纹锁的指纹开锁信息不包含以上生物体征信息时指纹锁不会打开。增加了其安全防护性能。当人体的生物体征信息，血压、血氧、心率超过了人体的正常安全值，进入危险状态时本智能指纹锁也会报警提醒人存在的健康危机。

再进一步的，触控单元采用触摸芯片U5，触摸芯片U5采用TTP229，M0～M9为0～9数字按键，分别连接触摸芯片U5的TP0～TP9端口，M10为设定键，连接触摸芯片U5的TP10端口，M11为确认键，连接触摸芯片U5的TP11端口，触摸芯片U5的SDA端口连接IC1的PC8端口，SDO端口连接PC9端口，SCL端口连接PC10端口。

再进一步的，语音识别单元包括电压比较器U6和电阻R16，电压比较器U6采用LM211；麦克MK1的一端连接电压比较器U6的2号管脚，麦克MK1的另一端通过电阻R16连接电压比较器U6的3号管脚，电压比较器U6的1号管脚连接IC1的PA8端口，LM211的8号管脚接电源VCC，LM211的4号管脚接地。

再进一步的，防盗单元包括比较器U4、震动开关ZD1和电位器W1，比较器U4采用LM293；震动开关ZD1的一端连接比较器U4的2号管脚，U4的2号管脚同时连接电阻R12的一端和电容CV1的一端，电位器W1的一端、电阻R12的另一端、比较器U4的8号管脚、电阻R13的一端同时连接电源VCC，电位器W1的另一端、电容CV1的另一端、震动开关ZD1的另一端和比较器U4的4号管脚同时接地，电位器W1的中间抽头连接比较器U4的3号管脚，电阻R13的另一端和比较器U4的1号管脚同时连接IC1的PA1端口；

报警指示单元包括电阻R14、电阻R15、发光二极管LED4和发光二极管LED5；电阻R14的一端与电阻R15同时接地，电阻R14的另一端连接发光二极管LED4的阳极，发光二极管LED4的阴极连接IC1的PB8端口，电阻R15的另一端连接发光二极管LED5的阳极，发光二极管LED5的阴极连接IC1的PB9端口。

本实施方式中，防盗单元通过电位器W1的调节，进而实现调整比较器LM293的灵敏度，实现提高防盗单元灵敏度的目的。

再进一步的，电控开关锁单元包括防电磁干扰电路和开关锁电路；

所述防电磁干扰电路包括PMOS管Q2和电阻RR1；

所述开关锁电路包括电控锁DKS1、PMOS管Q1、发光二极管LED3、二极管D2、电阻R5和电阻R6；

电控锁DKS1的一端、二极管D2的阳极和PMOS管Q2的漏极同时接地，电控锁DKS1的另一端同时连接PMOS管Q1的漏极、发光二极管LED3的阳极、二极管D2的阴极和PMOS管Q2的源极，发光二极管LED3的阴极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，PMOS管Q1的栅极同时连接电阻R5的一端和电阻R6的一端，PMOS管Q1的源极和电阻R6的另一端同时连接电源Vin，电阻R5的另一端连接IC1的KONG端口，PMOS管Q2的栅极连接电阻RR1的一端，电阻RR1的另一端连接IC1的RR端口；

限位检测单元包括电阻R8和单刀双掷开关S1；

电阻R8的一端连接电源VCC，电阻R8的另一端连接单刀双掷开关S1的不动端，单刀双掷开关S1的一个动端接地，单刀双掷开关S1的另一个动端连接IC1的PA2端口。

本实施方式中，电阻RR1连接IC1的59管脚，RR1连接PMOS管Q2的栅极，PMOS管Q2的源极和漏极分别连接电控锁DKS1的线圈的两端，当受到外界高压脉冲、电磁或特斯拉发生器等干扰信号时，电池电压检测单元检测到干扰信号，IC1的59管脚一直输出，使得PMOS管Q2一直处于导通状态，因此，电控锁DKS1的线圈处于闭合状态，此时无法打开电控锁。当需要开锁时，PMOS管Q2截止，电控锁DKS1能够正常工作。

线圈切割磁场会产生电流，电流通过线圈也会产生磁场，当磁场把电能传输到指纹锁内用强电压和强电流冲击电路板里面的芯片时，会发生两种情形：1、会造成芯片死机，芯片重启时打开指纹锁，也就是说由于指纹锁的抗磁场干扰能力不足，导致芯片复位，复位后程序处理不当，执行了自动开门的动作；2、特斯拉线圈发出的磁场使得指纹锁的线圈得电，进而打开门锁。本实施方式采用了低频特性的开关电源及滤波系统，采用阻容滤波加上π型滤波，在受到特斯拉线圈等干扰信号时，开关电源因为低频特性不受磁场的影响，即使有一些干扰也会在滤波系统的作用下滤除掉。此外，本申请提出了防电磁干扰电路，是抱死电控锁DKS1线圈的，也就是关闭开关锁电路，只有在正常的开锁情况下才能打开防电磁干扰电路，开关锁电路才能执行打开指令，外磁场干扰的电流会直接进入地线，因此如果在极高压的作用下使得控制芯片复位，是打不开电控锁的。并且，ARM主控单元的IC1检测到干扰信号时，会发出报警信号，同时抓拍图像。

再进一步的，生物体征识别单元采集血管信息包括：采用光对手指进行照射，获得手指血管信息，并对获取的血管信息进行分析处理，得到人体的生物体征参数，所述生物体征参数包括血压、血氧和心率，当生物体征识别单元识别的生物体征信息不包含上述生物体征参数中的一项或多项时，指纹锁无法打开；

ARM主控单元内设置有人体生物体征参数标准值，当血压、血氧和心率超出人体生物体征参数标准值时，ARM主控单元通过报警指示单元发出警报；

同时，警报信息通过手机通信单元发送至手机客户端。

本实施方式中，血管信息识别是依据人类手指中流动的血液可吸收特定波长的光线，而使用特定波长的光线对手指进行照射，在每次心脏泵血时该波长都会大量的被吸收以此可以获得手指的血液流变脉动信息，并对获取的信息进行分析和处理通过手指传送的光强不断的变化确定心跳，得到生物特征。

再进一步的，语音提示单元采用语音芯片CHINA1024S，1号管脚接地，2号管脚连接IC1的PA11端口，3号管脚连接IC1的PA12端口，4号管脚连接IC1的PA15端口，5号管脚同时连接电容CLS的一端和电源VCC，6号管脚和7号管脚外接扬声器。

本实施方式中，电容CLS为滤波电容，扬声器为0.5w。

再进一步的，电池电压检测单元包括运放芯片U3、电阻R9、电阻R10、电阻R11和稳压源WD1，运放芯片U3采用LM258，稳压源WD1采用LM336-2.5V；运放芯片U3的1号管脚连接IC1的PA0端口，2号管脚同时连接稳压源WD1的一端、运放芯片U3的3号管脚、电阻R11的一端、电阻R9的一端和电阻R10的一端，电阻R9的另一端连接电源Vin，电阻R10的另一端接地，稳压源WD1的另一端接地，电阻R11的另一端连接电源VCC，运放芯片U3的4号管脚接地，8号管脚连接电源VCC。

再进一步的，手机通信单元采用SIM900A，摄像头采用OV7670，SIM900A的55、56和57号管脚接电源VCC，53和54号管脚同时接地，58、59、60、61、62、63和64号管脚同时连接天线BNC，并同时接地，29、30、31、32和33号管脚连接SIM-6，28号管脚连接OV7670的1号管脚，27号管脚连接OV7670的2号管脚，OV7670的3号管脚接地，OV7670的4号管脚连接电源VCC，SIM900A的1号管脚连接IC1的GSM_ON端口，9号管脚连接IC1的2RXD端口，10号管脚连接IC1的2TXD端口，16号管脚连接IC1的GSM_RST端口。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，该指纹锁包括ARM主控单元、生物体征识别单元、触控单元、语音识别单元、电控开关锁单元、防盗单元、报警指示单元、手机通信单元、电池电压检测单元和限位检测单元；

生物体征识别单元的生物体征信息输出端连接ARM主控单元的生物体征信息输入端，

触控单元的按键信息输出端连接ARM主控单元的按键信息输入端，

语音识别单元的语音信息输出端连接ARM主控单元的语音信息输入端，

电控开关锁单元的电磁控制信号输入端连接ARM主控单元的电磁控制信号输出端，

生物体征识别单元采集生物体征信息，所述生物体征信息包括指纹信息和血管信息，

ARM主控单元对接收的生物体征信息、按键信息或语音信息进行验证，验证通过后通过电控开关锁单元控制门锁打开；

所述电控开关锁单元包括防电磁干扰电路和开关锁电路，防电磁干扰电路控制开关锁电路处于关闭状态，当ARM主控单元对生物体征信息、按键信息或语音信息验证通过后，首先通过防电磁干扰电路控制开关锁电路打开，然后ARM主控单元通过开关锁电路控制门锁打开；防盗单元的感知震动信号输出端连接ARM主控单元的感知震动信号输入端，

报警指示单元的报警信号输入端连接ARM主控单元的报警信号输出端，

ARM主控单元根据防盗单元的震动信号变化控制报警指示单元发出报警音；

电池电压检测单元的低电压信号输出端连接ARM主控单元的低电压信号输入端，电池电压检测单元的干扰检测信号输出端连接ARM主控单元的干扰检测信号输入端；

ARM主控单元根据低电压信号通过语音提示单元发出低电压警报信息；电池电压检测单元检测特斯拉线圈干扰信号，检测到干扰信号时向ARM主控单元发出干扰检测信号，ARM主控单元根据干扰检测信号通过报警指示单元发出警报音；

限位检测单元的限位信号输出端连接ARM主控单元的限位信号输入端；手机通信单元的开门信号输入端、关门信号输入端、门锁设置信号输入端和报警信号输入端分别连接ARM主控单元的开门信号输出端、关门信号输出端、门锁设置信号输出端和报警信号输出端，

ARM主控单元将门锁设置信息、开门信息和关门信息分别发送至手机通信单元，手机通信单元通过无线通信将上述信息发送至手机客户端，ARM主控单元将报警信号发送至手机通信单元，手机通信单元通过无线通信将报警信息发送至手机客户端，同时手机通信单元启动摄像头拍摄图像，

手机客户端通过无线通信向手机通信单元发送密码验证信息，ARM主控单元接收手机通信单元的密码验证信息，并对密码验证信息进行验证，验证通过后控制门锁打开。

2.根据权利要求1所述的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，该指纹锁还包括语音提示单元，语音提示单元的语音提示信息输入端连接ARM主控单元的语音提示信息输出端。

3.根据权利要求2所述的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，该指纹锁还包括电源管理单元，电源管理单元将电源中的高频成分和低频成分滤除，为后端电路提供稳定电源；

该指纹锁还包括USB供电单元，通过USB供电单元为指纹锁提供外接电源。

4.根据权利要求1所述的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，ARM主控单元的主控芯片IC1采用STM32F103RET6；

震荡电路包括容抗C1、容抗C2和晶体Y1，容抗C1的一端和晶体Y1的一端同时连接IC1的OSC_IN/PD0端口，容抗C2的一端和晶体Y1的另一端同时连接IC1的OSC_OUT/PD1端口，容抗C1的另一端、容抗C2的另一端和IC1的BOOT0端口同时接地；

实时时钟电路包括容抗CY1、容抗CY2和晶体Y2，容抗CY1的一端和晶体Y2的一端同时连接IC1的PC14-OSC32_IN端口，容抗CY2的一端和晶体Y2的另一端同时连接IC1的PC14-OSC32_OUT端口，容抗CY1的另一端和容抗CY2的另一端同时接地；

二极管DBT1的阳极连接+3.3V电源，二极管DBT1的阴极同时连接IC1的VBAT端口和电池BT1的正极，电池BT1的负极和IC1的VSS_1端口、VSS_2端口、VSS_3端口、VSS_4端口和VSSA端口同时接地。

5.根据权利要求4所述的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，生物体征识别单元采用W102048DPI，W102048DPI的1号管脚连接IC1的PC0端口，W102048DPI的2号管脚连接IC1的PC1端口，W102048DPI的4号管脚接电源VCC，W102048DPI的3号管脚接地。

6.根据权利要求4所述的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，触控单元采用触摸芯片U5，触摸芯片U5采用TTP229，M0～M9为0～9数字按键，分别连接触摸芯片U5的TP0～TP9端口，M10为设定键，连接触摸芯片U5的TP10端口，M11为确认键，连接触摸芯片U5的TP11端口，触摸芯片U5的SDA端口连接IC1的PC8端口，SDO端口连接PC9端口，SCL端口连接PC10端口。

7.根据权利要求4所述的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，语音识别单元包括电压比较器U6和电阻R16，电压比较器U6采用LM211；麦克MK1的一端连接电压比较器U6的2号管脚，麦克MK1的另一端通过电阻R16连接电压比较器U6的3号管脚，电压比较器U6的1号管脚连接IC1的PA8端口，LM211的8号管脚接电源VCC，LM211的4号管脚接地。

8.根据权利要求4所述的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，防盗单元包括比较器U4、震动开关ZD1和电位器W1，比较器U4采用LM293；震动开关ZD1的一端连接比较器U4的2号管脚，U4的2号管脚同时连接电阻R12的一端和电容CV1的一端，电位器W1的一端、电阻R12的另一端、比较器U4的8号管脚、电阻R13的一端同时连接电源VCC，电位器W1的另一端、电容CV1的另一端、震动开关ZD1的另一端和比较器U4的4号管脚同时接地，电位器W1的中间抽头连接比较器U4的3号管脚，电阻R13的另一端和比较器U4的1号管脚同时连接IC1的PA1端口；

报警指示单元包括电阻R14、电阻R15、发光二极管LED4和发光二极管LED5；电阻R14的一端与电阻R15同时接地，电阻R14的另一端连接发光二极管LED4的阳极，发光二极管LED4的阴极连接IC1的PB8端口，电阻R15的另一端连接发光二极管LED5的阳极，发光二极管LED5的阴极连接IC1的PB9端口。

9.根据权利要求4所述的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，电控开关锁单元包括防电磁干扰电路和开关锁电路；

所述防电磁干扰电路包括PMOS管Q2和电阻RR1；

所述开关锁电路包括电控锁DKS1、PMOS管Q1、发光二极管LED3、二极管D2、电阻R5和电阻R6；

电控锁DKS1的一端、二极管D2的阳极和PMOS管Q2的漏极同时接地，电控锁DKS1的另一端同时连接PMOS管Q1的漏极、发光二极管LED3的阳极、二极管D2的阴极和PMOS管Q2的源极，发光二极管LED3的阴极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，PMOS管Q1的栅极同时连接电阻R5的一端和电阻R6的一端，PMOS管Q1的源极和电阻R6的另一端同时连接电源Vin，电阻R5的另一端连接IC1的KONG端口，PMOS管Q2的栅极连接电阻RR1的一端，电阻RR1的另一端连接IC1的RR端口；

限位检测单元包括电阻R8和单刀双掷开关S1；

电阻R8的一端连接电源VCC，电阻R8的另一端连接单刀双掷开关S1的不动端，单刀双掷开关S1的一个动端接地，单刀双掷开关S1的另一个动端连接IC1的PA2端口。

10.根据权利要求1～9任一项所述的具有生物体征识别和远程报警功能的智能指纹锁，其特征在于，生物体征识别单元采集血管信息包括：采用光对手指进行照射，获得手指血管信息，并对获取的血管信息进行分析处理，得到人体的生物体征参数，所述生物体征参数包括血压、血氧和心率，当生物体征识别单元识别的生物体征信息不包含上述生物体征参数中的一项或多项时，指纹锁无法打开；

ARM主控单元内设置有人体生物体征参数标准值，当血压、血氧和心率超出人体生物体征参数标准值时，ARM主控单元通过报警指示单元发出警报；

同时，警报信息通过手机通信单元发送至手机客户端。

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